新疆阿尔泰可可托海伟晶岩型稀有金属矿床中磷灰石地球化学特征及意义*

白应雄 申萍, 3** 曹冲 潘鸿迪 李昌昊, 3 罗耀清 冯浩轩 索青宇

1. 中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院矿产资源研究重点实验室，北京 100029

2. 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 100049

3. 中国科学院地球科学研究院，北京 100029

4. 华北理工大学矿业工程学院，唐山 063210

5. 长安大学地球科学与资源学院，西安 710054

花岗伟晶岩作为赋存Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs、Zr、Hf 等稀有金属元素的重要岩石类型之一，受到了矿床学者的广泛关注(Linnenetal., 2012)。新疆阿尔泰造山带发育10万余条伟晶岩脉，矿化类型丰富且出露条件良好，其中的可可托海3号伟晶岩脉在世界享有盛名。

前人研究表明，磷灰石以副矿物形式广泛存在于各种火成岩、变质岩和沉积岩中，在地质过程中具有较强的稳定性(Sha and Chappell, 1999; Piccoli and Candela, 2002)，例如，在室温和大气压下磷灰石可以从水溶液中沉淀，亦可稳定存在于2.5GPa和1350℃的上地幔中(Sha and Chappell, 1999)；此外，在变质和水热反应的环境中，磷灰石仍然表现出极高的稳定性(Creaser and Gray, 1992)。磷灰石的通用分子式可以表示为A5(ZO4)3X，其中，A位置主要为Ca2+、Sr2+、Mn2+、Fe2+、REE3+(稀土元素)、Na+等阳离子，Z位置主要为P4+，也可被Si4+、S6+、As5+、V5+等阳离子占据，X位置主要为F-、Cl-、OH-，也可能为CO32-(Piccoli and Candela, 2002; Koneckeetal., 2017; Rikeretal., 2018)。磷灰石是花岗岩中最普遍的磷酸盐相，是挥发分、Sr、P等元素的重要来源(Zafaretal., 2020)。磷灰石中的卤素和微量元素可以指示岩浆的氧逸度、形成环境、源区等(Caoetal., 2012; Panetal., 2016; Chen and Zhang, 2018; Yangetal., 2020)。不同环境产出的磷灰石的F、Cl含量存在差异(Sha and Chappell, 1999; Dingetal., 2015; Zafaretal., 2020)，比如，富Rb伟晶岩中的磷灰石含有较高MnO和Cl含量，以及较低的F/Cl比值(Nieetal., 2020)。此外，磷灰石Na、Si、S、Mn、Sr、U、Th及稀土元素(REE)等的地球化学特征对其源岩具有指示作用(Hsiehetal., 2008)。花岗伟晶岩磷灰石球粒陨石均一化的Ce/Yb比值通常小于1，反映了其重稀土元素(HREE)富集和轻稀土元素(LREE)亏损(Belousovaetal., 2002)。……