鈣鹼性岩漿作用可以形成熱液輕稀土礦床：以越南新泉Cu-Au-LREE礦床為例

世界上絕大多數輕稀土礦床與產在拉張構造背景下的火成碳酸岩或鹼性岩具有密切的成因聯繫。典型的實例包括我國白雲鄂博稀土礦、氂牛坪稀土礦、以及美國Mountain Pass稀土礦。相比於火成碳酸岩及鹼性岩，鈣鹼性岩漿岩在地球上具有更廣泛的分布。但是到目前為止，我們尚不了解鈣鹼性岩漿作用是否可以導致稀土元素的礦化？

鐵氧化物-銅-金（IOCG）型礦床往往存在稀土元素的富集，這類礦床的形成可能和多種岩漿作用有關。因此，部分富稀土的IOCG礦床可能是我們了解稀土礦化和鈣鹼性岩漿作用關係的良好的對象。越南新泉礦床（Sin Quyen）是一個典型的IOCG礦床。此礦床含有0.5 Mt銅和23 t金；除了銅和金之外，此礦床還含有0.37 Mt輕稀土元素。

為了解此礦床的成礦時代及稀土礦化的成因，香港大學李曉春博士及周美夫教授等人近年來對此礦床開展了深入的研究。新泉礦床位於新生代大型構造剪切帶-紅河剪切帶上，礦石在新生代的構造活動中遭受了強烈的改造（圖1），致使礦床定年的難度很大。研究者選取了不易受改造的熱液鋯石做為定年對象，將成礦年齡限定在840 Ma左右（圖2）。通過對蝕變礦物的觀察及同位素的成分分析，研究者發現成礦流體及稀土元素很可能來自長英質岩漿岩體。儘管礦區內不存在和礦化具有直接成因聯繫的致礦岩體，在區域上存在大量和礦化時代接近、產在俯衝構造背景下的鈣鹼性岩漿岩。因此礦區下部或外圍很可能存在一些鈣鹼性長英質岩體，為成礦提供了必要的流體及金屬元素。

圖1新泉礦床的塊狀礦石及條帶狀礦石

圖2 礦石中的熱液鋯石及其U-Pb協和圖

此外，研究者注意到新泉礦床中的稀土元素主要賦存在硅酸鹽礦物-褐簾石中（圖3），而其他輕稀土礦床中大量出現的稀土氟碳酸鹽或稀土磷酸鹽在此礦床中很少出現。和稀土礦物共生的脈石礦物主要是含氯的角閃石及黑雲母（圖3）。這種礦物組合暗示此礦床的成礦流體相對富Cl，Si和Ca，貧F和CO₂，這種流體性質進一步驗證了成礦流體是從俯衝構造背景下產生的鈣鹼性岩漿岩中出溶的結論。

圖3 稀土礦物以及共生的脈石礦物

總之，一系列地質和地球化學證據表明新泉礦床的稀土礦化和產在俯衝構造背景下的鈣鹼性岩漿作用具有密切的成因聯繫（圖4）。類似的和鈣鹼性岩漿作用有關的稀土礦床在其他地區也有報導，例如我國長江中下游的大冶及程潮矽卡岩型Fe-LREE-(Cu)礦床、瑞典Bastn?s型Fe-LREE礦床。這些礦床的發現及深入研究表明，在條件適宜的情況下，鈣鹼性岩漿作用也可能形成熱液輕稀土礦床，該認識對未來稀土礦的勘查提供了新思路。

圖4 新泉礦床成礦模式圖

上述成果相繼發表於《Mineralium Deposita》及《Economic Geology》：

(1) Li XC, Zhou MF,Chen WT, Zhao XF, and Tran MD, 2018. Uranium-lead dating of hydrothermal zirconand monazite from the Sin Quyen Fe-Cu-REE-Au-(U) deposit, northwestern Vietnam.MineraliumDeposita, 53, 399-416.

(2) Li XC, and ZhouMF, 2018. The nature and origin of hydrothermal REE mineralization in the Sin Quyendeposit, northwestern Vietnam. Economic Geology, 113(3), 645-673.

本研究得到國家自然科學基金項目（41473038）及南京大學內生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室開放基金項目（21-16-01）聯合資助。

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