深海所發現宜春Ta-Nb礦床的結晶分異形成機制

江西宜春花崗岩型鉭鈮礦床是鉭精礦年產量最大的礦床，礦化的雅山花崗岩體自下而上分為二雲母花崗岩帶→白雲母花崗岩帶→鈉長石花崗岩帶→鋰雲母鈉長石花崗岩帶→似偉晶岩帶。關於該礦床的成因長期以來存在著岩漿自交代作用和岩漿結晶分異作用的爭議。

為此，科學院深海科學與工程研究所研究員周義明課題組嘗試從流體和熔體包裹體方面探索該礦床的形成機制。主要利用熱液金剛石壓腔和拉曼光譜儀對宜春Ta-Nb礦床不同礦化帶石英礦物中的包裹體的類型、成分以及完全均一溫度等進行了實驗研究。實驗結果表明該礦床中的鹽水溶液包裹體所包裹的流體體系具有低均一溫度（160~240℃）、低密度（0.86~0.94g/cm3）和低鹽度（0.8~6.6 wt%NaCl）的特點；硅酸鹽熔體包裹體的子礦物主要為石英、鈉長石和白雲母，其次還有少量的微斜長石、鋰雲母、黃玉、天然硼酸和磷鋁鋰石；自二雲母花崗岩帶→白雲母花崗岩帶→鈉長石花崗岩帶→鋰雲母鈉長石花崗岩帶，熔體包裹體中的鈉長石的含量呈逐漸遞增的趨勢，而SiO2的含量則逐漸遞減。由組分加權平均得到的熔體包裹體的密度也呈逐漸降低的趨勢；熔體包裹體均一實驗表明，硅酸鹽熔體包裹體的完全均一溫度為776~860℃，固相初熔溫度為570~710℃，且自下而上的不同礦化帶中，熔體包裹體的均一溫度呈現降低的趨勢。最終，通過實驗證明了宜春Ta-Nb礦床是岩漿連續結晶分異作用的結果，該成果發表在Journal of Asian Earth Sciences（Li et al., 2017；The formation of the Yichun Ta-Nb deposit, China, through fractional crystallization of magma indicated by fluid and silicate melt inclusions）上。

宜春Ta-Nb礦床不同岩性帶中熔體包裹體子成分拉曼分析結果（Li et al., 2017）