喜马拉雅拉隆穹窿淡色花岗岩Be-Nb-Ta稀有金属矿化时代与富集机制摘要
喜马拉雅淡色花岗岩是印度和欧亚板块碰撞造山过程中的重要产物,近年来的研究发现其经历过高度结晶分异且与超大型Li-Be-Nb-Ta稀有金属矿床紧密相关。特提斯喜马拉雅东部的拉隆淡色花岗岩表现出Be-Nb-Ta稀有金属矿化且部分已达到工业品位。关于其Be-Nb-Ta稀有金属元素的富集机制还需进一步研究。本文通过拉隆穹窿野外地质调查、岩相学、花岗岩中独居石和铌铁矿族矿物的U-(Th)-Pb年代学和花岗岩全岩地球化学等讨论淡色花岗岩的矿化时代和稀有金属元素富集机制。拉隆穹窿主体由二云母花岗岩组成,在穹窿边部出现含绿柱石和铌铁矿族矿物的钠长石花岗岩和伟晶岩。独居石U-(Th)-Pb年代学结果表明二云母花岗岩和钠长石花岗岩结晶时代一致,均为23~22 Ma,代表了拉隆穹窿的侵位结晶时代。钠长石花岗岩中存在两期Nb-Ta矿化作用,早期以富Nb为主(Ta#=0.08~0.36),晚期以富Ta为主(Ta#=0.45~0.60)。铌铁矿族矿物的U-Pb年代学表明拉隆穹窿中淡色花岗岩的Nb-Ta矿化时代为23~22 Ma,与拉隆穹窿中淡色花岗岩的结晶时代相一致。全岩地球化学和独居石、斜长石矿物化学表明,岩浆演化过程中分离结晶作用主导了拉隆淡色花岗岩的岩石演化和其地球化学的变化,如Rb/Sr,Zr/Hf、Nb/Ta和δEu等。较低的F、Cl含量表明在二云母花岗岩向钠长石花岗岩演化过程中热液流体对稀有金属富集的贡献较小。相反,Be-Nb元素与分离结晶指标间较好的相关性表明拉隆淡色花岗岩中稀有金属元素的富集主要受控于岩浆的持续分离结晶作用。除此之外,钠长石花岗岩中的Be、Nb、Ta含量虽然高于二云母花岗岩,但低于绿柱石和铌铁矿族矿物的饱和浓度,表明这些稀有金属矿物主要源自于粒间熔体的“延迟结晶”。结合绿柱石和铌铁矿族矿物的溶解度模型,本文计算表明有小于20%高演化的熔体被圈闭于钠长石花岗岩的晶粒间。与区域南北向伸展作用相关的变形可能会加速这些高演化熔体从晶粒间的抽离,使拉隆淡色花岗岩岩浆系统从Be-Nb-Ta矿化演化到超常富集成矿。
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