稀有金属伟晶岩过度冷却与侵位之关系
——基于野外地质观察及年代学的思考
2021-04-28凤永刚雷如雄鞠明辉张忠利高景刚吴昌志
凤永刚,梁 婷,雷如雄,鞠明辉,张忠利,高景刚,周 义,吴昌志
(1. 长安大学 地球科学与资源学院,陕西 西安 710054; 2. 长安大学 成矿作用及其动力学实验室,陕西 西安 710054; 3. 新疆维吾尔自治区有色地质勘探局七〇六队,新疆 阿勒泰 836500)
0 引 言
稀有金属伟晶岩是锂、铍、铌、钽、稀土等战略金属的主要来源,其成矿作用一直是伟晶岩研究的热点[1-3]。大量地质资料显示,多数稀有金属伟晶岩产于造山带内[4-5],其围岩可以是不同变质程度的地层或花岗质侵入岩体[6-10]。稀有金属伟晶岩按矿物组合和地球化学特征,可划分为锂-铯-钽(LCT)型和铌-钇-氟(NYF)型两大类[11]。前者的源区地球化学特征与过铝质S型花岗岩的源区相似;而后者则与A型花岗岩的源区相当;极少数锂-铯-钽型和铌-钇-氟型伟晶岩的源区与I型花岗岩的源区具有相似的地球化学特征[12]。锂-铯-钽型与铌-钇-氟型伟晶岩的过渡类型(Hybridization Type)也有过相关报道[6,13-14]。稀有金属伟晶岩的矿物组合、矿化类型和矿化形式复杂多样,要深入理解其矿化过程,需要了解伟晶岩的结晶过程。
20世纪90年代,London提出过度冷却(Undercooling)模型,以解释伟晶岩结晶过程中出现的复杂内部结构[15]。该模型认为,伟晶岩中的矿物粒度突然变化、矿物组合分带、矿物独特生长特点(如晶体骨骼状、树枝状的生长形态及文象结构)都归因于伟晶岩熔体在过冷条件下(通常低于花岗质熔体的液相线200 ℃~250 ℃)快速冷却结晶[3,16-18]。Chakoumakos等首先计算了美国新墨西哥州内Harding伟晶岩的冷却时间,发现在伟晶岩侵位温度和压力、围岩温度以及伟晶岩厚度得到约束的前提下,Harding伟晶岩由650 ℃开始结晶,冷却至固相线以下0 ℃~200 ℃所需时间少于1 000年[19]。……
