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广州地化所揭示层状岩体氟磷灰石的生长过程以及晚期流体交代对其结构和成分的强烈改造
发表日期: 2017-10-16
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  层状岩体上部常发育岩浆分异晚期结晶的磷灰石堆晶,由于其不仅富集FCl,而且富含稀土(REE)、SrThU等元素,被认为是制约岩浆晚期分异过程的理想对象之一。一般认为,自形的岩浆磷灰石是在平衡条件下结晶的,且环带结构不发育。层状岩体中堆晶磷灰石的成分变化,被认为是在短时间内大量结晶造成的,但很少有研究关注磷灰石本身的生长过程。 

  广州地球化学研究所岩浆作用与成矿学科组的邢长明助理研究员和王焰研究员,采用岩相学观察、阴极发光技术、电子探针和激光ICP-MS技术对我国攀西地区红格岩体上部带中的磷灰石进行了系统研究,结果显示,不同类型岩石和矿石中的磷灰石粒度变化较大,在背散射图像中无环带发育,但其阴极发光图像却表现出复杂的环带特征。 

  粗粒(>200 μm)磷灰石颗粒具有简单和复杂的两种阴极发光图像:简单的阴极发光图像表现为磷灰石边部具不连续的暗色边(图1a),而复杂的阴极发光图像显示不规则的亮色细脉贯穿整个颗粒(图1b)。 

1 红格岩体含磁铁矿辉长岩中粗粒磷灰石简单和复杂的阴极发光图像 

    

  细粒(<200 μm)磷灰石的阴极发光图像更加复杂,包括同心环状(图2a)、混沌状(图2b, c, d)、带状(图2e)以及全黑状(图2a)。其中,单颗粒磷灰石中暗色区域相对明亮区域具有较低的REE含量,表明磷灰石复杂的阴极发光图像是由REE含量的差异造成的。在薄片尺度上,明亮区域的REE含量差异达2倍以上,磷灰石中角闪石包裹体的结晶温度变化于660-995 oC之间,表明不同粒度的磷灰石颗粒经历了持续的分异过程,而非一次性结晶、堆积形成。 

  磷灰石复杂的阴极发光图像与磷灰石形成后的晚期流体交代作用有关,流体交代先期形成的磷灰石造成磷灰石中的REE被不同程度的淋滤,形成阴极发光图像中的暗色区域,同时在粗粒磷灰石裂隙中再沉淀,形成明亮的细脉。这项工作的启示在于,即使在薄片尺度上,磷灰石的结晶也可能持续了很长时间,且岩浆磷灰石的结构和成分并不稳定,很容易受到流体的改造,利用磷灰石成分反演熔体组成时应慎重。 

2 红格岩体含磁铁矿辉长岩和磁铁矿矿石中细粒磷灰石复杂的极发光图像 

    

  相关成果已发表在American Mineralogist上,该项研究受到中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB18000000)、国家杰出青年基金(41325006)、国家面上基金(41473037)和国家青年基金(41502048)联合资助。 

    

  Xing C.-M., Wang C.Y. 2017. Cathodoluminescence images and trace element compositions of fluorapatite from the Hongge layered intrusion in SW China: A record of prolonged crystallization and overprinted fluid metasomatism. American Mineralogist, 102: 1390-1401. 

    

  论文链接:http://ammin.geoscienceworld.org/content/102/7/1390 

 

 

 

(中国科学院矿物学与成矿学重点实验室 & 所综合办公室 供稿)

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