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高岭石对富稀土花岗岩风化过程中Li同位素分馏和稀土富集成矿的制约:以赣南足洞地区为例
1
作者
刘文斌
田世洪
+7 位作者
何川
于玉帅
胡文洁
陈露
龚迎莉
王运
李海立
孙建东
《地质学报》
北大核心
2025年第6期2096-2111,共16页
锂(Li)同位素是近年来揭示大陆风化作用新兴的地球化学指标,花岗岩作为重要的陆壳岩石之一,其风化过程中Li同位素的分馏行为备受关注。此外,富稀土的花岗岩风化剖面也是离子吸附型稀土矿床形成的重要载体。然而,关于富稀土的花岗岩风化...
锂(Li)同位素是近年来揭示大陆风化作用新兴的地球化学指标,花岗岩作为重要的陆壳岩石之一,其风化过程中Li同位素的分馏行为备受关注。此外,富稀土的花岗岩风化剖面也是离子吸附型稀土矿床形成的重要载体。然而,关于富稀土的花岗岩风化过程的Li同位素的分馏行为及与稀土富集关系尚不清楚。据此,本文以赣南足洞地区一个典型的富稀土花岗岩风化剖面为研究对象,系统采集了基岩及其不同风化层位的样品,分别进行了全岩主微量元素和锂(Li)同位素测定,并利用全自动综合矿物分析系统(TIMA)定量分析了样品中的矿物特征和含量。结果表明,基岩和风化样品的矿物组成主要为石英、正长石、钠长石,黏土矿物主要为高岭石,含少量绿泥石和伊利石。基岩属于蚀变花岗岩(CIA=62.7),在风化初始过程可见蚀变的次生黏土矿物。风化剖面中稀土元素(REE)含量为54.2×10^(-6)~606×10^(-6),轻稀土元素/重稀土元素(LREE/HREE)为0.11~0.32,(La/Yb)_(N)为0.10~0.32,稀土主要富集在全风化层上部,呈“表露式”分布特征,且轻重稀土分异明显。全风化层上部的δ^(7)Li值为3.34%~3.00%,全风化层下部δ^(7)Li值为3.14%~1.86%,均低于基岩的δ^(7)Li值(1.70%)。根据矿物组分特征和全岩地球化学数据相关关系可知,风化剖面的Li同位素分馏主要受高岭石更易于吸附^(6)Li影响,而原生矿物更易于释放^(7)Li,对Li同位素分馏影响较小。另外,风化剖面中稀土的富集和分异也主要受次生矿物的影响,包括高岭石对轻重稀土吸附程度的不同和次生含稀土矿物的形成有关。本文研究表明Li同位素分馏与稀土元素富集均受高岭石的制约,但Li同位素分馏与稀土元素富集分异关系不明显,Li同位素不能作为单一指示稀土成矿的指标。
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关键词
化学风化
高岭石
锂同位素分馏
稀土富集机制
花岗岩
赣南足洞
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题名
高岭石对富稀土花岗岩风化过程中Li同位素分馏和稀土富集成矿的制约:以赣南足洞地区为例
1
作者
刘文斌
田世洪
何川
于玉帅
胡文洁
陈露
龚迎莉
王运
李海立
孙建东
机构
铀资源探采与核遥感全国重点实验室
江西应用技术职业学院自然资源部离子型稀土资源与环境重点实验室
东华理工大学核资源与环境国家重点实验室
东华理工大学地球科学学院
中国地质调查局武汉地质调查中心
清华大学能源与动力工程系
中国地质调查局南京地质调查中心
出处
《地质学报》
北大核心
2025年第6期2096-2111,共16页
基金
自然资源部离子型稀土资源与环境重点实验室开放基金(编号2022IRERE102)
中国地质调查项目(编号DD20240066)
+3 种基金
中国铀业有限公司-东华理工大学核资源与环境国家重点实验室联合创新基金(编号2022NRE-LH-05)
江西省“双千计划”创新领军人才长期项目(编号2020101003)
江西省自然科学基金重点项目(编号20224ACB203011)
东华理工大学高层次人才引进配套经费(编号1410000874)联合资助的成果。
文摘
锂(Li)同位素是近年来揭示大陆风化作用新兴的地球化学指标,花岗岩作为重要的陆壳岩石之一,其风化过程中Li同位素的分馏行为备受关注。此外,富稀土的花岗岩风化剖面也是离子吸附型稀土矿床形成的重要载体。然而,关于富稀土的花岗岩风化过程的Li同位素的分馏行为及与稀土富集关系尚不清楚。据此,本文以赣南足洞地区一个典型的富稀土花岗岩风化剖面为研究对象,系统采集了基岩及其不同风化层位的样品,分别进行了全岩主微量元素和锂(Li)同位素测定,并利用全自动综合矿物分析系统(TIMA)定量分析了样品中的矿物特征和含量。结果表明,基岩和风化样品的矿物组成主要为石英、正长石、钠长石,黏土矿物主要为高岭石,含少量绿泥石和伊利石。基岩属于蚀变花岗岩(CIA=62.7),在风化初始过程可见蚀变的次生黏土矿物。风化剖面中稀土元素(REE)含量为54.2×10^(-6)~606×10^(-6),轻稀土元素/重稀土元素(LREE/HREE)为0.11~0.32,(La/Yb)_(N)为0.10~0.32,稀土主要富集在全风化层上部,呈“表露式”分布特征,且轻重稀土分异明显。全风化层上部的δ^(7)Li值为3.34%~3.00%,全风化层下部δ^(7)Li值为3.14%~1.86%,均低于基岩的δ^(7)Li值(1.70%)。根据矿物组分特征和全岩地球化学数据相关关系可知,风化剖面的Li同位素分馏主要受高岭石更易于吸附^(6)Li影响,而原生矿物更易于释放^(7)Li,对Li同位素分馏影响较小。另外,风化剖面中稀土的富集和分异也主要受次生矿物的影响,包括高岭石对轻重稀土吸附程度的不同和次生含稀土矿物的形成有关。本文研究表明Li同位素分馏与稀土元素富集均受高岭石的制约,但Li同位素分馏与稀土元素富集分异关系不明显,Li同位素不能作为单一指示稀土成矿的指标。
关键词
化学风化
高岭石
锂同位素分馏
稀土富集机制
花岗岩
赣南足洞
Keywords
chemical weathering
kaolinite
lithium isotope fractionation
rare earth enrichment mechanism
granite
Zudong in southern Jiangxi Province
分类号
P595 [天文地球—地球化学]
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1
高岭石对富稀土花岗岩风化过程中Li同位素分馏和稀土富集成矿的制约:以赣南足洞地区为例
刘文斌
田世洪
何川
于玉帅
胡文洁
陈露
龚迎莉
王运
李海立
孙建东
《地质学报》
北大核心
2025
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