隨著科技的進步、能源轉型和產業(yè)升級，稀有金屬（如鎢、錫、鈮、鉭、鋰等）在高科技產業(yè)中的應用日益廣泛，尤其在新能源汽車和航空航天等領域。然而，稀有金屬資源的分布極為有限，許多關鍵礦產資源集中在少數國家或地區(qū)，尋找這些礦床并加大戰(zhàn)略儲備已成為全球各國的緊迫任務。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對于該類礦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-熱液體系的轉換，有關高硅巖漿的分異機制、流體出溶過程及其與熔體的相互作用等問題，仍存在許多未解之謎。

近日，中國科學院廣州地球化學研究所王強研究員團隊聯(lián)合中國科學院地球化學研究所趙軍紅研究員等，針對上述科學問題，對岡底斯弧古新世正嘎高硅花崗巖進行了詳細的巖相學和Fe同位素分析，發(fā)現這些巖石普遍發(fā)育礦物交代結構（圖1）。不同于高硅花崗巖具有重Fe同位素的傳統(tǒng)觀點，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（圖2），說明高硅花崗巖的形成受控于三階段過程（即黑云母與磁鐵礦分離結晶、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

該研究識別出高硅花崗巖的輕Fe同位素特點，與流體作用密切相關。這一發(fā)現為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。相關成果在線發(fā)表于地球科學領域著名期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》，本研究受國家自然科學基金創(chuàng)新群體項目和第二次青藏科考等項目的聯(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