榍石地球化学特征及其对成岩成矿过程与矿产勘查的指示

作     者：樊子航 陈喜连 许德如 邹少浩 张恒松 冷成彪 杨萃 

作者机构：东华理工大学铀资源探采与核遥感全国重点实验室 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室 东华理工大学战略性矿产成矿理论与深部预测江西省重点实验室 东华理工大学地球科学学院 

出 版 物：《大地构造与成矿学》 (Geotectonica et Metallogenia)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42362013、42102095、42363009) 江西省自然科学基金项目(20224ACB203008、20224BAB203036、20224BAB213040) 核资源与环境国家重点实验室开放基金资助项目(2022NRE12) 东华理工大学科研启动基金项目(DHBK2019317)联合资助 

主　　题：榍石 类质同象 地球化学特征 榍石Zr温度压力计 岩石成因 成矿示踪 

摘      要：榍石(CaTiSiO5)广泛存在于各类岩石和矿床中,根据其结构、矿物共生组合和化学成分可分为岩浆榍石、热液榍石和变质榍石。榍石具有复杂的化学成分,多种元素(如REE、Fe、Al、Zr等)可以替代榍石中的Ca、Ti、Si和O。榍石的结晶温度、压力和Zr含量之间存在系统变化规律,是榍石Zr温度压力计的基础。榍石因其较高的U含量和较高的封闭温度使其成为理想的U-Pb定年矿物,但需要注意普通Pb的校正。榍石化学组成可以判别岩石类型:其ΣLREE值和Fe/Al比值可以区分原岩为火成岩还是变质岩;岩浆榍石的Zr/Y和Fe含量可以有效地区分长英质岩石和镁铁质岩石。利用榍石的Nd同位素组成和Sr、F等元素的含量可以示踪岩浆源区和岩浆演化过程。榍石-磁铁矿-石英的矿物共生组合可以指示岩浆高氧逸度特征,且榍石中的变价元素(如Eu、Ce、Ga、Fe、V)以及Th/U值也可用于推断岩浆的氧化还原状态。由于榍石中携带了丰富的地球化学信息,其结构和化学组成广泛用于揭示成矿过程。在与矽卡岩密切相关的钨矿床中,榍石的Al、Fe、W和Mo含量能够反映钨成矿环境的氧逸度和压力等成矿条件,进而能指示矽卡岩型钨矿床的富集成矿机制;在斑岩型铜-钼矿床中,榍石的δCe、δEu可以指示岩浆的氧逸度, F含量能指示岩浆黏度,反映钼成矿潜力;而在与花岗岩相关的热液型锡矿床中,富锡岩浆榍石反映出花岗岩浆中的锡富集特征,受热液改造的榍石则体现了后期锡元素的迁移和聚集过程。此外,榍石的特征元素(U、Th、Fe、Al、REE等)含量和Fe/Al比值可以用于判别成矿与不成矿的花岗质岩体,并用于区分不同矿床类型。综上,榍石是一种有效的指示矿物,不仅在成岩和成矿过程的示踪方面体现出独特的优势,在判断和评估某些岩体的成矿潜力方面也具有广阔的前景。