林欽、孫明道、徐義剛等-GSAB:燕山科學(xué)鉆探豐寧鉆孔揭示早白堊世花吉營(yíng)組經(jīng)歷新生代含氟熱液蝕變并有W-Sn-Nb-Ta成礦潛力
?近日,中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士研究生林欽(第一作者)、孫明道副研究員、徐義剛研究員等合作,在華北北緣早白堊世花吉營(yíng)組富氟熱液蝕變及關(guān)鍵金屬再分配研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果以“Mobilization of critical metals by fluorine-bearing hydrothermal alteration: Evidence from the Huajiying Formation in North China”為題,發(fā)表于國(guó)際知名期刊《GSA Bulletin》。
?燕山科學(xué)鉆探是國(guó)家自然科學(xué)基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目“克拉通破壞與陸地生物演化”的核心組成之一,項(xiàng)目在華北克拉通北緣豐寧四岔口地區(qū)完成第三口科學(xué)鉆孔(YSDP-3),全取芯深入342.8 m,獲得花吉營(yíng)組下段完整巖芯序列,為揭示克拉通破壞過(guò)程中的巖漿-熱液事件提供了珍貴素材。
?研究團(tuán)隊(duì)對(duì)鉆孔巖芯中的安山巖、黑色頁(yè)巖以及富含鋯石、褐簾石的火山碎屑巖層開(kāi)展了綜合分析,主要成果包括:
?1. 年代學(xué)突破——首次在同一巖層同時(shí)獲得火山凝灰?guī)r原巖年齡130.0 ± 1.6 Ma與兩期熱液事件年齡63.0 ± 7.3 Ma、39.7 ± 1.8 Ma,厘清了早白堊世沉積—古近紀(jì)熱液多期改造的時(shí)序關(guān)系。
?2. 流體性質(zhì)厘定——螢石及其流體包裹體化學(xué)特征顯示,該流體富含F(xiàn)、Na、Al、K、Rb,成礦深度淺(< 1.5 km),溫度120–310 °C,屬“上覆流體—巖漿釋放混合型”上升體系。
?3. 關(guān)鍵金屬富集機(jī)制——富氟流體顯著提升Nb、Cs、Th、Be、U、Sn、W等稀有金屬遷移,流體中的氟離子與Si相互作用發(fā)生損失,使得難溶元素溶解度顯著降低,在粗粒高硅凝灰?guī)r內(nèi)形成明顯Nb等元素富集;被熱液改造的褐簾石Nb含量最高達(dá)2 000 μg/g,提示該區(qū)具有W-Sn-Nb-Ta礦床找礦潛力。
?4. 成礦模式新認(rèn)識(shí)——提出“巖性孔隙度-硅度控制熱液吸附柱”模型:粗粒、富硅火山碎屑巖對(duì)富氟流體具有最強(qiáng)的脫氟能力、進(jìn)而對(duì)流體中的關(guān)鍵金屬具有最強(qiáng)沉淀能力,為評(píng)價(jià)沉積盆地內(nèi)隱伏稀有金屬礦藏提供了新思路。
?本鉆探項(xiàng)目初衷是重建熱河生物群早期古環(huán)境、古氣候演化,關(guān)于四岔口盆地湖盆—火山沉積序列在記錄富氟熱液活動(dòng)及關(guān)鍵金屬成礦方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是意外發(fā)現(xiàn),為克拉通破壞期之后的熱液過(guò)程及戰(zhàn)略金屬資源評(píng)價(jià)提供了新的地質(zhì)參考。
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附圖:豐寧鉆孔代表性巖芯照片。
左1-3 安山巖,中4-6,長(zhǎng)英質(zhì)凝灰?guī)r,右7-9黑色頁(yè)巖,7夾有~12cm厚凝灰?guī)r。
????本研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金(42288201)和科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2022YFF0801004
)的聯(lián)合資助。
論文信息:Lin, Q., Sun, M.-D., Yang, C.-M., Hong, L.-B., Huang, X.-L., & Xu, Y.-G. (2025). Mobilization of critical metals by fluorine-bearing hydrothermal alteration: Evidence from the Huajiying Formation in North China. GSA Bulletin. doi:10.1130/b38317.1

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