冷卻速率對偉晶巖脈成礦潛力的影響獲揭示

　　中國科學院廣州地球化學研究所同位素地球化學國家重點實驗室、深地科學卓越創新中心周金勝博士后、王強研究員、徐義剛院士及其合作者，揭示冷卻速率對偉晶巖脈成礦潛力的影響。相關研究近日發表于《化學地質》。

　　偉晶巖常常以巖脈群的形式出現在花崗質巖體的頂部帶，被認為是花崗質巖體分異的最終產物。形成偉晶巖的熔體脫離其母巖體或者源區后，能夠遷移數公里遠的距離。同時，自然界中部分偉晶巖也可能是富含成礦物質的沉積巖直接熔融形成。

　　鋰（Li）是一種重要的戰略性關鍵金屬，相比于地殼中低的Li豐度，部分偉晶巖中Li含量高達百分級。在富Li偉晶巖的研究中，一個非常重要的前沿科學問題是Li為何能在偉晶巖中超常富集。因此，識別影響偉晶巖中Li富集程度的因素對理解其成因十分關鍵。

　　針對這一重要科學問題，研究人員對新發現的西昆侖白龍山超大型偉晶巖鋰礦及共生巖石進行了年代學、巖石學、礦物學、熱模擬和Li同位素分析。對兩件偉晶巖的鈮鉭礦U-Pb定年顯示偉晶巖的侵位年齡為212~214Ma。

　　貧鋰輝石的偉晶巖脈（δ7Li = +2.0‰~+4.9 ‰）具有比含鋰輝石的脈體（δ7Li = -1.9‰~+0.8 ‰）更高的δ7Li值。對結晶分異、流體出溶和侵位后擴散過程中的Li同位素模擬表明，含鋰輝石偉晶巖脈體輕的Li同位素組成可能由流體出溶或者短時間的擴散分餾引起，而貧鋰輝石偉晶巖脈體重的Li同位素組成則由長時間的擴散分餾導致。

　　結合熱模擬的結果，研究人員發現即使是初始富Li的偉晶巖脈，其侵位后如果冷卻緩慢，脈體中的Li將會通過顆粒邊界擴散作用遷移彌散到周圍的地層中，這將急劇降低偉晶巖脈中的Li含量，從而破壞其成礦潛力。換言之，快速冷卻是形成富Li偉晶巖的必要條件之一。

　　該新發現與偉晶巖礦床中常見的礦化分帶現象一致，即富Li的偉晶巖脈往往遠離偉晶巖區（遠端偉晶巖）的熱場中心（即母巖體），而靠近母巖體的區域通常為不含Li的偉晶巖脈（近端偉晶巖），因為近端偉晶巖脈的圍巖具有更高的溫度，導致偉晶巖脈侵位后冷卻緩慢，不利于成礦。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2021.120484