顆粒在線訊：碳酸巖型稀土礦床是重要的稀土礦床類型，貢獻(xiàn)了世界稀土一半以上的資源總量。研究表明，富含稀土元素以及H2O、CO2、F、Cl、S等揮發(fā)分的碳酸質(zhì)巖漿通過持續(xù)的分異演化以及后續(xù)的富稀土流體出溶，是導(dǎo)致這類礦床形成的重要過程。在這個(gè)過程中，稀土元素在巖漿熱液流體中高效遷移、沉淀對(duì)成礦至關(guān)重要，且主要受控于流體的性質(zhì)（成分、溫度等）。因此，定量確定成礦流體性質(zhì)對(duì)理解該類礦床稀土成礦機(jī)制有重要意義。相比于其他巖漿-熱液礦床成礦流體較為簡(jiǎn)單的H2O-（CO2）-NaCl體系，碳酸巖型稀土礦床成礦流體除Cl-外，還含有大量SO42-、CO32-、PO43- 等離子，體系較為復(fù)雜。通過顯微測(cè)溫觀察、傳統(tǒng)的壓碎（爆破）-萃取法以及單個(gè)包裹體LA-ICP-MS定性分析等手段，科研人員推斷該類礦床的成礦流體可能為富硫酸鹽體系。但相關(guān)研究對(duì)成礦流體中各組分普遍缺乏定量的限制（如硫酸鹽礦物的含量、種類等），且大多僅針對(duì)成礦中后期的流體包裹體，對(duì)早期成礦流體性質(zhì)仍缺乏系統(tǒng)約束，制約了對(duì)碳酸巖型稀土礦床成礦過程的完整把握。 

　　針對(duì)上述問題，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床室博士后張偉與澳大利亞國立大學(xué)合作，對(duì)冕寧-德昌稀土礦帶大路槽稀土礦床不同成礦階段的螢石、石英以及氟碳鈰礦中流體包裹體開展了系統(tǒng)巖相學(xué)、顯微測(cè)溫以及高精度激光拉曼光譜分析，并對(duì)早期富子晶的流體包裹體開展詳細(xì)的拉曼掃面分析。 

　　該研究確定大路槽稀土礦床成礦過程可以分為成礦前、成礦期和成礦后三個(gè)階段。其中，成礦前階段主要發(fā)育含子晶高鹽度包裹體和富CO2包裹體（Fig. 1a-f），包裹體均一溫度分別為459-＞600 ℃ 和470-538 ℃。成礦階段發(fā)育含子晶高鹽度包裹體、富CO2包裹體以及富液相水溶液包裹體（Fig. 1g-h），其中含子晶高鹽度包裹體均一溫度為247-320 ℃、富CO2包裹體均一溫度為240-285 ℃，富液相水溶液包裹體均一溫度為236-327 ℃。成礦后階段包裹體類型與成礦階段一致（Fig. 1i），含子晶高鹽度包裹體均一溫度為232-307 ℃、富CO2包裹體均一溫度為225-280 ℃，富液相水溶液包裹體均一溫度為231-315 ℃。

　　該研究定量確定不同階段流體組分及變化特點(diǎn)。拉曼掃面分析結(jié)果表明，成礦前流體包裹體中子晶以硫酸鹽為主（92.3%），包括無水芒硝、鉀芒硝、重晶石等，并含有少量的碳酸鹽（4.4%）和NaCl（3.1%）。在包裹體升溫過程中，子礦物消失溫度明顯低于氣泡消失溫度，包裹體最終均一至液相，形成富硫酸鹽的流體。此外，拉曼光譜分析在晚期富液相水溶液流體包裹體中也檢測(cè)到硫酸根離子，進(jìn)一步說明硫酸鹽是大路槽稀土礦床成礦流體中的主要鹽類。這些結(jié)果表明，稀土元素在成礦流體中主要與SO42-形成絡(luò)合物進(jìn)行搬運(yùn)，并伴隨了整個(gè)稀土成礦過程。 

　　該研究確定降溫是導(dǎo)致大路槽稀土礦床中稀土元素沉淀的主控因素。流體中稀土元素的沉淀是通過破壞稀土-硫酸鹽絡(luò)合物的穩(wěn)定性而達(dá)成，通常受控于流體壓力、溫度、pH值或體系化學(xué)組成的變化等。成礦前階段演化至成礦階段的溫度明顯降低，是促進(jìn)該礦床稀土沉淀的主要因素，這可能與流體中稀土-硫酸鹽絡(luò)合物的溶解度顯著降低有關(guān)。而其它可能的機(jī)制如流體混合抑或水-巖反應(yīng)等導(dǎo)致的相關(guān)參數(shù)變化，對(duì)大路槽稀土礦床中稀土沉淀的影響較小。 

　　相關(guān)成果發(fā)表在礦床學(xué)期刊Mineralium Deposita上，研究得到國家自然科學(xué)基金、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目聯(lián)合資助。 

大路槽稀土礦床中不同類型流體包裹體照片

含子晶高鹽度流體包裹體掃面分析