伟晶岩中锶矿物系统研究及其对岩浆－热液体系演化过程示踪

Strontium is one of the scattered elements in granite or pegmatite. Its mineralogical and geochemical behavior can act as an indicator of the evolution of the magmatic-hydrothermal processes. In this project, the mineralogical and geochemical behavior of strontium in Altai pegmatite (Xinjiang province) and Nanping pegmatite (Fujian province) will be systematically investigated by using micro probe analyses such as electron microprobe analyses (EMPA), Laser Ablation Multi-Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-MC-ICP-MS) analyses. According to the contents of Sr in rock-forming minerals, the type of strontium minerals and their geochemical features, we will systematically study the crystallization behavior of strontium in the magmatic system and the decomposition and recrystallization of Sr-bearing mineral in hydrothermal system, to reveal the geochemical circulation processes of strontium during the granitic magmatic-hydrothermal process. All will help us to establish the indicator of strontium mineralogy for the evolution processes of granitic magmatic-hydrothermal system. The project is not only theoretical significant to comprehensively recognise the crystallization, decomposition and recrystallization of Sr-bearing minerals in the granitic magmatic-hydrothermal system, but also helps us systematically understand the magmatic-hydrothermal processes. And it is thought as an effect complement for the research of Rb-Sr isotope.

锶作为花岗岩或伟晶岩中的一种稀散元素，其矿物地球化学行为对岩浆-热液演化过程具有较好的示踪作用。本项目将利用微区分析技术 (电子探针、LA-MC-ICP-MS等技术)，对新疆阿尔泰伟晶岩和福建南平伟晶岩中锶的矿物地球化学行为开展精细研究。根据造岩矿物中锶的含量、锶矿物的存在形式及其地球化学特征，系统研究花岗质岩浆体系中锶的结晶行为和热液体系中锶矿物的破坏与再结晶过程，揭示花岗质岩浆－热液体系演变过程中锶的地球化学循环，建立花岗质岩浆－热液演变过程的锶矿物学示踪体系。本项目不仅对于全面认识花岗质岩浆－热液体系中锶矿物的结晶、破坏与再结晶过程具有重要理论意义，还可以全面和系统的认识岩浆－热液体系演变过程，同时对Rb-Sr同位素研究也是有效补充。

锶作为分散元素赋存于火成岩中，对其各种地质过程具有矿物地球化学示踪效应。本项目利用微区分析技术系统研究了矿物中Sr的赋存形式、含锶矿物的微区矿物学与晶体化学、伟晶岩岩浆中锶的结晶能力、花岗质体系中锶的循环过程，对比研究了浙江临安石室寺NYF型伟晶岩和新疆阿尔泰协库斯特伟晶岩，以及对新矿物孟宪民石进行了晶体化学研究，获得了如下认识：1)、伟晶岩中主要的含锶矿物有磷锶铍石、柱磷锶锂矿族矿物、磷锶铝石、富锶磷灰石、富锶磷钙铍石、富锶钠磷锰铁矿等矿物，它们分布于不同的伟晶岩结构带中；岩浆阶段，锶主要赋存于长石(主要为钾长石)中，岩浆-热液过渡阶段，较早的锶矿物，如磷锶铍石、早期的富锶磷钙铍石和富Sr磷灰石结晶，热液阶段则形成了大量柱磷锶锂矿族矿物和少量磷锶铝石、次生富锶磷灰石和磷锶铍石，花岗质体系的碱性条件是控制锶迁移、富集与结晶的主要因素；钾长石蚀变释放出部分Sr，导致了Sr在热液中迁移、富集和再结晶等过程，形成了Sr的地球化学再循环。2)、伟晶岩中磷酸盐矿物的蚀变序列：原生磷酸盐矿物(羟磷锂铝石、磷铁锂矿)→次生含铁镁磷酸盐矿物→次生含钙、锶和钡磷酸盐矿物，磷灰石和白云母可形成于磷酸盐蚀变的任何阶段；3)、锂的循环过程：原生锂磷酸盐矿物(羟磷锂铝石、磷铁锂矿)→次生羟磷锂铝石、磷铁锂矿→柱磷锶锂矿、磷铝钙锂石→热液；4)、新矿物孟宪民石具有特殊的矿物多体性质；5)、揭示了Nb-Y-F(NYF)型伟晶岩中稀有稀土元素的成矿过程。项目共计完成SCI论文3篇，核心期刊论文1篇，这些研究成果对于全面认识花岗质岩浆－热液体系中锶矿物的结晶、破坏与再结晶过程具有重要理论意义，也可全面和系统的认识岩浆－热液体系演变过程。