稀有金屬花崗巖巖漿-熱液演化過(guò)程中鎢的富集機(jī)制研究取得新進(jìn)展
石英脈型黑鎢礦是一種重要的熱液礦床類型，通常出現(xiàn)于經(jīng)受不同程度熱液作用的花崗巖巖體，因而其形成過(guò)程被認(rèn)為與長(zhǎng)英質(zhì)巖漿的分異演化及熱液流體交代作用密切相關(guān)。然而對(duì)于成礦元素的富集機(jī)制一直存在爭(zhēng)議。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，成礦元素主要是在巖漿分異過(guò)程中不斷聚集，然后通過(guò)巖漿流體萃取后富集成礦；另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為成礦元素主要是外部（變質(zhì)流體或大氣降水）流體交代先存花崗巖體，使成礦元素被釋放出來(lái)并逐漸富集成礦。
針對(duì)上述問題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士李潔（現(xiàn)工作單位為自然資源部第二海洋研究所）、黃小龍研究員及其合作者利用原位分析手段對(duì)我國(guó)華南地區(qū)西華山鎢礦（圖1）不同巖性花崗巖（包括：黑云母花崗巖、二云母花崗巖、白云母花崗巖）和云英巖中云母和菱鐵礦（圖2）進(jìn)行精細(xì)的礦物學(xué)研究，刻畫了成礦元素在花崗巖巖漿分異和流體運(yùn)移中的遷移和富集過(guò)程。
圖1 研究區(qū)地質(zhì)背景圖
圖2 西華山花崗巖和云英巖中的云母背散射電子圖像
圖3 西華山花崗巖和云英巖中的云母成分變化
BG-黑云母花崗巖；TMG-二云母花崗巖；MG-白云母花崗巖；T.T.-三八面體變化趨勢(shì)；D.T.-二八面體變化趨勢(shì)
研究發(fā)現(xiàn)：（1）從黑云母花崗巖到二云母花崗巖再到白云母花崗巖，云母中K/Rb和Nb/Ta比值降低（圖3e），Rb和Cs含量增加（圖3b-c），表明巖漿演化程度逐漸升高，同時(shí)云母中W含量逐漸增加（圖3g），表明成礦元素在巖漿演化過(guò)程中逐漸富集；
（2）白云母花崗巖和云英巖中出現(xiàn)菱鐵礦（圖2c-d），表明在巖漿演化后期存在富Fe、Mn和CO2流體；與白云母花崗巖相比，云英巖中云母具有較高的F含量和較低的Fe3+/Fe2+比值（圖3h），表明形成云英巖的流體具有較高的F含量且氧逸度相對(duì)較低；
（3）云英巖中云母邊部W含量高于核部（圖3g），表明鎢成礦與外來(lái)流體和巖漿流體間混合作用密切相關(guān)，具體過(guò)程如圖4所示。在云英巖化過(guò)程中流體pH值升高，使流體中聚合鎢酸鹽分解形成WO42-，富WO42-溶液與富Fe、Mn外流體的混合物最終在有利位置沉淀為脈狀黑鎢礦，因此云英巖化過(guò)程對(duì)鎢成礦起著關(guān)鍵作用；
圖4 鎢成礦過(guò)程示意圖
（4）熱液型云母與巖漿成因云母具有不同的Li、F含量關(guān)系，由此提出根據(jù)熱液型云母的F含量計(jì)算其Li2O含量的新公式（Li2O=0.0748×F2+0.0893×F ）。
該研究受重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金共同資助，近期發(fā)表于國(guó)際礦物學(xué)著名期刊《American Mineralogist》。
論文信息：Li J., Huang X.L.*, Fu Q., Li W.X. (2021). Tungsten mineralization during evolution of a magmatic–hydrothermal system: mineralogical evidence from the Xihuashan rare-metal granite in South China. American Mineralogist, 106 (3): 443–460.
