Geochimica | 于志琪等：高分异花岗岩双胞胎元素解耦与稀土元素四分组效应机制

高分异花岗岩具有与稀有金属矿床伴生的特点, 其成因及成矿专属性是近年来固体地球科学的研究热点。

一些高分异花岗岩表现出特殊的地球化学特征,比如双胞胎元素对(主要指Nb-Ta和Zr-Hf)解耦、稀土元素四分组效应等。查明高分异花岗岩这些特殊地球化学特征的成因机制,能让我们更系统地认识高分异花岗岩成因。

本研究通过总结前人关于双胞胎元素明显解耦的高分异花岗岩相关成果,来讨论结晶分异和水热反应在双胞胎元素解耦过程中的重要作用。双胞胎元素Nb-Ta的解耦是由角闪石、黑云母等矿物分离结晶以及后期富F流体作用引起,其中角闪石分离结晶对Nb-Ta解耦的影响大于黑云母; Zr-Hf解耦主要受控于锆石分离结晶; 稀土元素四分组效应则是经历过高度结晶分异的岩浆在熔体–流体和流体–气体的分离作用后形成的,与独居石、褐帘石、磷钇矿和锆石等矿物分离结晶以及富Cl流体相关。稀土元素总量下降明显、轻重稀土元素比值降低以及强烈负Eu异常现象也与磷灰石、褐帘石、独居石等矿物的分离结晶以及流体活动有关。

文中主要图件

结论与展望

(1)矿物分离结晶和流体作用会影响高分异花岗岩双胞胎元素解耦。

(2)高分异花岗岩中双胞胎元素 Nb-Ta 解耦主要是由于角闪石、黑云母等矿物分离结晶以及后期富 F 流体作用引起, 其中角闪石分离结晶对 Nb-Ta解耦的影响大于黑云母; Zr-Hf 解耦则主要受控于锆石的分离结晶, 后期热液流体作用影响较小。

(3)高分异花岗岩稀土元素四分组效应是由经历过高度结晶分异的岩浆在熔体–流体和流体–气体分离作用后形成。独居石、褐帘石、磷钇矿、锆石等矿物分离结晶对稀土元素总量变化影响较大,包括引起稀土元素总量降低、轻重稀土比值降低以及强烈负Eu异常现象。

文献来源

于志琪,刘汇川,陈希,李文奇,王凯,任威威.高分异花岗岩双胞胎元素解耦与稀土元素四分组效应机制[J].地球化学,2023,52(03):344-359.

YU Zhiqi,LIU Huichuan,CHEN Xi,LI Wenqi,WANG Kai,REN Weiwei.Decoupling of twin elements and tetrad effects of rare earth elements in highly fractionated granites[J]. Geochimica,2023,52(03):344-359.