伟晶岩壳是指产于高分异花岗岩体顶部,由单向固结结构(UST-Unidirectional Solidification Texture)与细晶岩组成,其成因机制与稀有金属成矿作用的内在联系是目前岩石学领域的重要科学问题。本文以湘南尖峰岭花岗岩体顶部发育的伟晶岩壳为研究对象,采用阴极发光(CL)、电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)等测试手段,开展系统的石英和云母结构特征以及主、微量元素地球化学分析,以揭示伟晶岩壳的成因机制及其与稀有金属矿化的关系。研究表明,尖峰岭伟晶岩壳中的石英可划分为四类(从Q1到Q4),微量元素替代机制以Al3++Li+Si4+的电荷耦合置换为主,并伴随H+、Na+、K+、B3+、P5+等元素的协同补偿。从Q1至Q4,Ti含量逐步递减,Ge含量逐步递增,Al/Ti和Ge/Ti比值逐渐升高,指示从岩浆向热液环境的连续演化。云母可划分为三个阶段,从黑鳞云母(M1)演化至铁锂云母(M2),晚期又发生白云母(M3)蚀变。从M1到M2再到M3,主量元素Al、Si逐渐增加,微量元素Sn、W、Nb、Ta含量逐步降低,Li、Rb、Cs含量先升高后降低,流体活动性元素(B、Ge)晚期明显富集的特征,指示岩浆分异程度不断增加的同时热液活动也逐步增强。基于对石英和云母的综合研究,认为尖峰岭伟晶岩壳最初形成于岩浆-热液过渡阶段,是岩浆结晶分异晚期释放出的富挥发分流体交代早期结晶矿物的产物。伟晶岩壳记录了高分异花岗质岩浆系统从高温岩浆结晶至低温热液蚀变的完整演化序列,并且其封闭作用对阻隔富Li、B、F挥发分流体的逃逸和稀有金属元素的富集均起到了关键作用,对它的详细研究可以为深化认识高分异花岗岩成岩成矿机制提供重要证据。
ZHANG et al. (Thu,) studied this question.