隨著科技的進(jìn)步、能源轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，稀有金屬（如鎢、錫、鈮、鉭、鋰等）在高科技產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，尤其在新能源汽車和航空航天等領(lǐng)域。然而，稀有金屬資源的分布極為有限，許多關(guān)鍵礦產(chǎn)資源集中在少數(shù)國(guó)家或地區(qū)，尋找這些礦床并加大戰(zhàn)略儲(chǔ)備已成為全球各國(guó)的緊迫任務(wù)。稀有金屬礦床通常與高分異（高硅）花崗巖密切伴生，因此，深入研究后者的成因?qū)τ谠擃惖V床勘探具有重要意義。由于演化程度高，高硅花崗巖記錄了巖漿體系向巖漿-熱液體系的轉(zhuǎn)換，有關(guān)高硅巖漿的分異機(jī)制、流體出溶過(guò)程及其與熔體的相互作用等問(wèn)題，仍存在許多未解之謎。
近日，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所王強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所趙軍紅研究員等，針對(duì)上述科學(xué)問(wèn)題，對(duì)岡底斯弧古新世正嘎高硅花崗巖進(jìn)行了詳細(xì)的巖相學(xué)和Fe同位素分析，發(fā)現(xiàn)這些巖石普遍發(fā)育礦物交代結(jié)構(gòu)（圖1）。不同于高硅花崗巖具有重Fe同位素的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，正嘎高硅花崗巖具有明顯輕的Fe同位素組成，且Fe同位素隨巖漿分異呈波浪狀變化趨勢(shì)（圖2），說(shuō)明高硅花崗巖的形成受控于三階段過(guò)程（即黑云母與磁鐵礦分離結(jié)晶、流體出溶、流體－熔體相互作用）。盡管流體出溶使高硅花崗巖的Fe同位素變重，但隨后的流體－熔體反應(yīng)使高硅花崗巖的Fe同位素降低，使之具有與原始巖漿相似的輕Fe同位素組成（圖3）。
圖1 正嘎高硅花崗巖的BSE和CL圖
圖2 正嘎高硅花崗巖的Zr/Hf、Mg同位素與Fe同位素圖解
圖3 酸性巖漿房中Fe同位素的三階段演化模式圖
該研究識(shí)別出高硅花崗巖的輕Fe同位素特點(diǎn)，與流體作用密切相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)為Fe同位素示蹤高硅花崗巖成因，特別是流體的形成與演化提供了新的視角。相關(guān)成果在線發(fā)表于地球科學(xué)領(lǐng)域著名期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》，本研究受國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目和第二次青藏科考等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。
論文信息：Li, Q.W., Wang, Q.*, Ma, L., Kerr, A.C., Fan, J.J., Zhao, J.H., Gu, H.O., Wang, W. and Su, Z.K., 2025. Light iron isotopes in high-silica granites record fluid evolution in magmatic-hydrothermal systems. Geochimica et Cosmochimica Acta,?in press,?DOI: 10.1016/j.gca.2024.12.034.
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2024.12.034
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