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期刊信息/Journal information
岩石学报
岩石学报

翟明国

月刊

1000-0569

ysxb@mail.iggcas.ac.cn

010-82998205

100029

北京市朝阳区北土城西路19号

岩石学报/Journal Acta Petrologica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>本刊是由中国科协主管，中国矿物岩石地球化学学会和中国科学院地质研究所主办的学术性期刊。其办刊方针是：坚持以创新性、综合性、前沿性、导向性特色，坚持“百花齐放，百家争鸣”，依靠和团结全国广大地学工作者，探索自然奥秘，开展广泛而深入的基础理论研究，促进我国地球科学领域研究和发展，发表高水平科研成果，为我国培养和造就大批地学科研人才。本刊主要报道有关岩石学基础理论的岩石学领域各学科包括岩浆岩石学、变质岩石学、沉积岩石学、岩石大地构造学、岩石同们素年代学和同位素地球化学、岩石成矿学、造岩矿物学等方面的重要基础理论和应用研究成果，同时也刊载综述性文章、问题讨论、学术动态以及书评等。
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    太古宙花岗质岩石Si-O同位素对岩石成因和板块构造的约束

    张晴李献华
    677-688页
    查看更多>>摘要：板块构造的起源是地球科学核心问题之一,而表壳物质循环是现代板块构造的重要表现之一,因此检验地球表壳物质循环起始时间是约束板块构造启动时间的重要切入点.近年来,岩浆岩的Si-O同位素联合示踪开始被用来约束太古宙构造环境,但由于大多太古宙样品经历了强烈的变质作用,Si同位素数据是否代表原岩信息需要进一步的评估;此外,Si同位素在高温岩浆分异过程中变化非常小,在分析精度不够高的情况下,其分析结果则很可能无法揭示其潜在的变化规律.本文结合当前地球早期构造环境研究进展以及Si-O同位素的应用情况:(1)重点总结介绍了太古宙花岗质岩石(主要包括英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩;简称TTG)的Si同位素应用原理,及应用Si-O同位素约束地球早期构造环境的优势;(2)分析了目前研究中存在的问题,并给出了具体的改进建议和方法;(3)进一步总结了太古宙TTG Si同位素和全球规模的O同位素,Ge/Si比值,及其他地质学和地球化学指标,确认了在大约3.8Ga开始有表壳物质再循环特征的出现;(4)最后依据当前的研究进展,提出了未来具体研究方向.

    太古宙Si同位素O同位素TTG岩石成因板块构造

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    华北克拉通始太古代演化——来自冀东38亿年片麻岩锆石Hf-O同位素的记录

    吕畅王浩杨进辉冉静...
    689-701页
    查看更多>>摘要：陆壳成因的研究对了解地球演化具有重要意义,但由于古老陆壳岩石出露有限,目前地球早期陆壳研究还比较薄弱.近期,冀东地区一处新的始太古代岩石记录的发现,为研究华北克拉通内部早期陆壳性质提供了极为重要的对象.本文对冀东卢龙喇叭山地区这处新发现的始太古代花岗闪长质片麻岩进行了详细的锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素分析.结果显示该样品中锆石具有自形-半自形晶形、振荡环带的内部结构,较高的Th、U含量以及Th/U比值,显示岩浆锆石特征.7个SIMS分析点给出的加权平均207Pb/206Pb年龄为3776±1 1Ma(MSWD=3.1),代表了花岗闪长质岩浆的结晶年龄,指示冀东地区存在始太古代结晶基底.这些锆石的O同位素组成(δ18O=5.81±0.13‰)与地幔锆石在分析误差范围内一致,其Hf同位素组成(εHf(t)=0.09±0.31)与球粒陨石均一岩浆库类似.这些Hf-O同位素特征显著不同于冀东地区曹庄岩组中发现的始太古代碎屑锆石,说明其不可能作为曹庄岩组变沉积岩的物源区.而华北克拉通内部鞍山地区的始太古代片麻岩中的岩浆锆石与冀东始太古代碎屑锆石在Hf-O同位素特征上最为类似,因此前者是冀东始太古代碎屑锆石最可能的源岩,暗示冀东地区和鞍山地区在始太古代时可能是统一的整体.与全球始太古代岩石记录对比发现,华北克拉通主体与North Atlantic克拉通、Pilbara克拉通和塔里木克拉通等主要克拉通类似,其内部目前发现的最古老岩石都具有与球粒陨石一致的锆石Hf同位素组成,指示大部分始太古代陆壳可能源自一个未发生明显分异的相对原始地幔源区.

    华北克拉通陆壳演化冀东锆石U-Pb年代学Hf-O同位素

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    活动大陆边缘岩浆作用及构造演化——以敦煌地块为例

    甘保平唐菊兴第五春荣
    702-718页
    查看更多>>摘要：大陆边缘弧是汇聚板块边界与俯冲有关的岩浆作用产物,通常记录了造山带弧岩浆作用、造山过程和大陆地壳形成与演化等诸多重要的地质过程.作为中亚造山带中段最南部的构造单元,敦煌地块为传统定义上具有早前寒武纪变质结晶基底的微陆块,其后在古生代时期经历了多期次、多阶段的与中亚造山带造山相关的构造热事件并使其发生再活化,进而产生了一系列广泛的弧岩浆-变质作用事件.然而,对于该陆块古生代弧岩浆作用机制和地壳构造演化历史缺乏系统的研究.本文综合近十多年来对敦煌地块的诸多最新研究进展,系统梳理了古生代岩浆岩岩石组合类型、年代格架、地球化学组成以及同时期变质-沉积构造热事件演化特征,得到以下认识:(1)敦煌地块古生代岩浆作用过程呈现阶段性特征,即幕式岩浆作用,构造位置上从东北部逐渐迁移到南部再折返到中部,大致可划分为五期:～510Ma、440～410Ma、390～360Ma、～330Ma和280～245Ma,而变质作用事件主要集中在450～360Ma;(2)古生代岩浆岩类型主要以钙碱性I型花岗岩、埃达克质岩石、少量S型花岗岩和高钾花岗岩为主,且岩石成分从寒武纪低钾拉斑系列逐渐转变为二叠纪高钾、富硅特征;(3)同位素地球化学特征表明,敦煌地块中-北部寒武纪-泥盆纪发育的与俯冲相关的弧岩浆对新生地壳的生长起了重要贡献,并伴随古老地壳再造事件;而南部泥盆纪-石炭纪岩浆作用则以古老地壳物质重熔为主;(4)基于埃达克质岩石的证据,敦煌地块在古生代时期经历了两次显著的地壳增厚事件,早期可能是与北山南部石板山地体/弧碰撞以及幔源岩浆底侵有关,而晚期可能是与俯冲板片后撤或回卷相关,地壳厚度可达～55km;(5)敦煌地块属于中亚造山带中段最南部一个具有前寒武纪基底的古老微陆块,后期卷入了古亚洲洋南向俯冲相关的造山事件使其被强烈破坏与改造.该微陆块作为古亚洲洋南部的活动大陆边缘弧,被与俯冲作用有关的阶段性弧岩浆底侵、部分熔融、增厚地壳和区域性变质作用等机制改造与活化,产生了阶段性侵位的陆缘弧岩浆作用.这些认识为探究中亚造山带微陆块的起源和造山带的构造演化提供新的约束.

    大陆边缘弧幕式岩浆作用再活化地壳加厚敦煌地块中亚造山带

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    俯冲侵蚀的研究历史、现状与展望

    黄彤宇王强杨宗永
    719-740页
    查看更多>>摘要：俯冲侵蚀是指在板块俯冲过程中,俯冲板块通过构造作用移走俯冲上盘的物质并将其带到深部地幔的过程.前人研究表明,俯冲侵蚀在新生代环太平洋俯冲带是一种十分普遍且非常重要的地质过程,同时对活动陆缘的构造变形、岩浆弧的形成、金属成矿、壳-幔物质循环以及大陆地壳的生长与演化均具有重要的影响.本文在回顾前人研究历史的基础上,简要介绍了俯冲侵蚀的基本模型和控制因素,系统总结了俯冲侵蚀引起的地质效应以及识别依据,分析探讨了俯冲侵蚀与金属成矿、大陆地壳演化的关系.此外,本文还介绍了俯冲侵蚀在国内的研究现状,并分析了青藏高原的班公湖-怒江缝合带和雅鲁藏布江缝合带晚中生代俯冲侵蚀识别的研究实例,揭示了欧亚大陆南缘在晚中生代是一个侵蚀型的板块汇聚边界.最后对我国今后开展相关研究提出了一些思考和展望.

    汇聚边界俯冲带俯冲侵蚀岩浆作用金属成矿陆壳破坏

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    海南岛印支-燕山期花岗岩年代学格架与成因

    江小燕卫巍李献华
    741-763页
    查看更多>>摘要：海南岛分布着大面积的印支-燕山期岩浆岩,是华南岩浆活动的重要组成部分.近年来,对这些花岗岩已开展了一系列工作,但其年代学格架仍需完善,成因类型及源区性质仍需限定,区域构造机制仍存在争议.本文详细梳理了已发表的海南岛晚古生代-中生代花岗岩地球化学和年代学数据,结合作者近年来的相关工作,对海南岛花岗岩的年代学格架和岩石地球化学特征进行总结,并对源岩、岩浆演化过程和地球动力学背景进行讨论.海南岛印支期(二叠纪-三叠纪)花岗岩(部分具有片麻状构造)整体以NE走向展布,形成于278～225Ma,峰期为240Ma.岩相学和地球化学研究表明,此期岩浆活动形成了具有不同地球化学特征的S型、Ⅰ型和A型花岗岩.其中,S型花岗岩(278～241 Ma)与I型花岗岩(272～233Ma)均为高钾钙碱性花岗岩,具有较低的全岩锆饱和温度(平均＜750℃),低于大规模角闪石分解引起的脱水熔融所需的温度,可能是由底侵玄武质岩浆释放的水加入到下地壳诱发部分熔融的产物;A型花岗岩(257～225 Ma)的全岩锆饱和温度较高(＞800℃),表明源区无流体加入或为已有花岗岩生成的去水源岩在高温条件下脱水熔融形成.此外,本区还存在少量燕山期花岗岩,包括燕山早期(侏罗纪)岩浆活动(如本研究识别出的161Ma高钾钙碱性I型花岗岩)以及集中在白垩纪的三期侏罗纪-白垩纪岩浆活动(按年龄可分为:ca.120Ma、ca.110～90Ma和ca.70Ma,峰期为ca.100Ma).地球化学数据表明燕山期花岗岩具有高钾钙碱性I型特征,源区中有幔源年轻组分的加入.据此,本文作者认为:(1)印支-燕山期大规模的花岗岩浆作用与古太平洋板块向华南大陆俯冲有关;(2)古太平洋板块向华南大陆的俯冲可能起始于早-中二叠世(ca.280Ma),结束于晚白垩世末期(ca.70Ma);(3)自二叠纪起至白垩纪末期安第斯型活动大陆边缘结束,海南岛保存了古太平洋俯冲相关的岩浆活动记录.

    花岗岩海南岛印支期燕山期古太平洋俯冲华南

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    岩浆储库的活化:以浙江西部马头石英二长岩为例

    陈璟元周夏冰杨志国张吉衡...
    764-784页
    查看更多>>摘要：东南沿海地区发育大量早白垩世晚期到晚白垩世早期的碱性岩,主要为石英正长岩和石英二长岩.然而,这些岩石的成因一直都存在争议.为了明确这些岩石的成因,本论文选择了浙江西部的马头岩体进行研究,分析了其中石英二长岩全岩主微量元素组成和矿物相特征,并结合锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素、锆石微量元素、磷灰石微量元素和斜长石电子探针等技术对其进行了详细研究.锆石U-Pb定年结果显示,马头岩体形成于100±1Ma,属于早白垩世晚期岩浆活动产物.野外观察发现,马头岩体中发育大量的闪长质暗色包体.马头石英二长岩中的锆石 εHf(t)(-10.4～-0.4)变化极大,表明其是由古老陆壳来源的酸性岩浆与地幔来源基性岩浆混合所形成.马头岩体中的锆石结构十分复杂,在CL图像上普遍显示出黑色的核部、白色的幔部以及黑色的边部.最早期的黑色锆石核部具有相对高的Th、U、Hf含量,变化较大的Eu/Eu*(0.5～0)、Zr/Hf(40-70)和Th/U比值、Ti含量,表明它们结晶自地壳中的演化程度较高的低温且结晶度较高的硅质岩浆储库.白色的幔部锆石具有低的Th、U、Hf含量,Eu/Eu*比值相对较高(0.15-0.37),表明由于基性岩浆的注入导致先存岩浆储库发生活化和熔融,使得岩浆储库内温度升高且熔体比例增加,而随着矿物进一步结晶,晶体间隙之中的熔体演化程度升高,其中结晶了最晚期的具有高U和Hf含量、低Eu/Eu*和Zr/Hf的黑色锆石边部.斜长石电子探针数据表明,随着斜长石斑晶的结晶,岩浆储库经历了晶体-熔体分离过程,导致活化后储库内的熔体从富钙向富钠演化,最终结晶形成了细粒状的石英和钠长石.石英二长岩中的磷灰石具有较低的Sr含量(113 ×10-6-417 ×10-6),较高的U、Y、轻稀土和较低的重稀土含量,表明先存岩浆储库在经历活化之后,也经历了斜长石、榍石和磷灰石等矿物的分离结晶.锆石记录了岩浆储库的活化和熔融过程,而斜长石和磷灰石等矿物仅记录了岩浆储库活化后的晶体-熔体分离和熔体抽离过程.因此,马头石英二长岩表明其代表岩浆储库活化后经历了熔体抽离的残余岩浆储库,与之同时形成的高硅流纹岩(或高硅花岗岩)是从岩浆储库中抽离出的富硅熔体.最后,我们研究表明岩浆储库在大部分时间内处于低温、低熔体比例的状态,基性岩浆的注入使得先存岩浆储库经历了活化和熔融,这是浅部地壳岩浆储库能再次经历晶体-熔体分离和火山喷发的关键因素.

    岩浆补给岩浆演化晶粥体碱性岩岩浆储库

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    花岗质岩浆作用及后期演化过程:来自矿物原位微区成分与同位素组成的制约

    龙欣雨唐杰许文良
    785-810页
    查看更多>>摘要：花岗岩作为大陆地壳的重要组成部分,其岩浆作用过程一直是地学领域研究的热点.传统上利用全岩地球化学和同位素数据来示踪花岗岩成因和演化过程的方法已不够准确,为此,本文系统总结了近年来报导的花岗岩中单矿物的原位微区成分——这些数据记录了全岩数据无法识别的单矿物颗粒内部和不同矿物颗粒之间元素和同位素组成的变异特征,明显提高了对花岗质岩浆作用及后期演化过程的认识.首先,矿物原位微区成分对花岗质岩浆的源区性质和混合过程具有指示意义.花岗岩中岩浆锆石Hf同位素组成的变异可能暗示其源区在深熔作用过程中发生了锆石的不平衡和选择性熔融,而未必是壳幔混合作用的结果,这是对"锆石效应"概念新的扩展;同一花岗岩样品中分选出的磷灰石颗粒可以具有完全不同的稀土元素配分模式、Eu异常、Sr含量和Sr-Nd同位素组成等,表明它们中的部分颗粒是岩浆形成和上升过程中从围岩捕获的,是小规模地壳混染作用的产物;榍石的微区成分分带记录了多种岩浆混合过程,也反映了熔体成分、氧逸度和温度等因素的变化;花岗岩与其中发育的包体、捕虏体和相关围岩的锆石Hf-O同位素和磷灰石Sr-Nd同位素组成可以记录上述岩石在形成过程中经历岩浆混合和同化混染等作用.其次,矿物原位微区成分可以反映花岗质岩浆的分离结晶过程.岩浆成因磷灰石不同的稀土元素配分模式可能指示它们受到了其他矿物分离结晶作用的影响,如帘石族、榍石、角闪石、斜长石等;花岗伟晶岩系统中岩浆成因独居石Sm/Nd值在不同岩带中的规律性变化揭示了岩浆分离结晶程度的差异;榍石的多种微区元素含量和它们之间的协变关系受控于花岗质岩浆的结晶分异过程和氧化还原状态;岩浆成因绿帘石族矿物的震荡环带表明在绿帘石结晶的晚期阶段花岗质岩浆中的Fe3+含量降低,且结晶过程中褐帘石和绿帘石并不能形成完全连续的固溶体,因此晚期结晶的绿帘石环边与褐帘石核具有成分间断;根据角闪石的电子探针数据可以计算得到花岗质岩浆结晶时的温度、压力和fo2,并据此推断出岩浆起源的深度.此外,矿物原位微区成分可以记录花岗质岩石晚期经历的构造热事件和矿化作用过程.经历晚期变质/交代作用改造的花岗岩中的磷灰石具有低的轻稀土元素含量和变化很大的Nd同位素组成,导致花岗岩具有Nd-Hf位素体系解耦的特点;晚期变质/交代作用同样会改变磷灰石和榍石的δ18O值,造成各副矿物之间δ18O值相互解耦的现象;蚀变独居石的元素和U-Th-Pb同位素体系指示流体交代过程中多种置换反应的发生以及普通Pb混染和Pb丢失的过程;热液成因绿帘石族矿物的成分环带表明氧化环境下热液流体成分会不断演化,根据矿物-流体平衡模型,可以利用绿帘石成分计算出成矿作用发生的温度以及流体的pH值,研究表明绿帘石向流体中释放的大量Ca2+有效促进了硫化物矿床的成矿作用进程.综上,单矿物原位微区成分分析技术的不断提高使我们对花岗质岩浆作用及后期演化过程的认识有了很大进步,在未来的研究中,如何取长补短,将这些数据进行良好地运用是本领域的重要方向.

    花岗岩岩浆和岩浆期后过程矿物原位微区成分源区性质分离结晶过程变质和交代作用

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    花岗质岩石中黑云母成分区域性变化对深部物质示踪及成矿的约束:以秦岭地区为例

    王晓霞王涛陈小丹柯昌辉...
    811-826页
    查看更多>>摘要：秦岭造山带早中生代花岗质岩浆及成矿作用非常发育,是探讨地壳深部物质组成及成矿关系的重要地区之一,学者已从岩石学、矿床学和地球化学等角度开展了众多研究,但对成矿作用与花岗岩和地壳深部物质组成的认识仍不太清楚.黑云母是中酸性岩中常见的暗色矿物,也是指示成矿可能性的重要矿物之一.因此,本文对秦岭该期花岗质岩石中黑云母成分开展研究,为解决该问题探索新途径.对秦岭早中生代花岗质岩石中黑云母成分的研究结果显示,北秦岭和南秦岭两个构造单元中黑云母成分和形成物理条件存在系统差异,揭示其岩浆物源有别,进而制约了其成矿种类特征.北秦岭早中生代花岗质岩石中黑云母的成分和形成条件变化范围小,以MgO(8％～13％)、TiO2(3％～5％)和Cl(0.02％～0.6％)含量较高,F(0.2％～0.4％)含量较低,以及较高的氧逸度(logfO2值为-16.96～-14.62)和温度(682～771℃)为特征;而南秦岭的成分和形成条件总体变化范围较大,具有MgO(3％～15％)、TiO2(2％～4.5％)、Cl(0.01％～0.18％)含量较低,F(0.1％～1.6％)含量较高,以及较低的氧逸度(logfO2值为-20.88～-15.08)和温度(536～754℃).此外,研究还显示,黑云母的形成压力与岩浆演化程度和矿物组合相关,当岩石中出现黑云母+白云母±石榴子石组合时,压力较高.秦岭两个构造单元中黑云母成分和形成条件的差异,特别是氧逸度和C1含量的明显不同,揭示各自的成矿种类和成矿潜力不同,如北秦岭较高的氧逸度和Cl含量,形成铜矿的潜力比南秦岭大.同时,两个构造单元中黑云母的成分差异,还揭示了岩浆物源及深部物质组成的不同,即北秦岭比南秦岭具有更为年轻的地壳,这与区域同位素填图示踪的深部物质组成差异基本一致.由此可见,对区域上同时代花岗质岩石中黑云母成分的研究,不仅可以揭示岩浆演化、岩浆结晶过程物理化学条件等,还可示踪深部物质组成的空间变化与差异及成矿种类和潜力,有望成为探测深部物质组成的新方法和了解区域成矿背景和潜力的新途径.

    黑云母成分物理化学条件花岗质岩石成矿作用地壳深部物质

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    东昆仑金水口泥盆纪层状花岗岩成因和找矿意义

    王秉璋潘彤李五福许光...
    827-863页
    查看更多>>摘要：东昆仑造山带是青藏高原与冈底斯带相媲美的巨型岩浆岩带,但该带是否具有形成硬岩型稀有金属矿床的潜力还不清楚.最近在东昆仑金水口地区发现了锂铍矿化伟晶岩,暗示其有可能成为以锂铍为主的稀有金属成矿潜力区.本文以矿化伟晶岩空间上紧密共生的金水口层状花岗岩体为研究对像,揭示其地球化学特征和形成时代,探讨其成因和找矿意义.金水口层状花岗岩下部为弱过铝高钾钙碱性黑云母二长花岗岩,上部为高分异强过铝二云母正长花岗岩、石榴子石碱长花岗岩和钠长花岗岩.花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为396～395Ma,LA-ICP-MS独居石U-Pb年龄为396～391Ma.黑云母二长花岗岩、二云母正长花岗岩、石榴子石碱长花岗岩和钠长花岗岩具有相似的Nd同位素组成,εNd(t)为-6.52～-4.48,黑云母二长花岗岩与二云母正长花岗岩具有相似的全岩Pb同位素组成和锆石Hf同位素组成,208 Pb/204 Pb(t)为38.187～38.219,207Pb/204Pb(t)为 15.627～15.652,206Pb/204Pb(t)为 18.299～18.527,eHf(t)为-6.25～+0.58.下部花岗岩和上部高分异花岗岩均源于元古代岩石和少量新生年轻地壳物质组成的下地壳,为I型花岗岩,形成于碰撞后伸展构造环境.金水口花岗岩岩浆演化过程中Li、Be、Nb、Ta和Sn富集,与其东侧跃进山花岗岩共同构成了潜在的稀有金属矿化伟晶岩的母体花岗岩,推断跃进山花岗岩南部和东部具有伟晶岩型Li-Be矿的找矿潜力.东昆仑造山带出现泥盆纪Li-Be矿成矿作用,暗示青藏高原北部除了中生代外,古生代也存在Li-Be矿重要成矿潜力.

    高分异花岗岩岩石成因锂铍矿泥盆纪东昆仑

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    钠交代作用对碱性花岗岩体系中稀土富集成矿的贡献

    张东杨武斌牛贺才
    864-872页
    查看更多>>摘要：碱性岩是全球稀土资源的主要来源之一,特别是中-重稀土资源.针对碱性花岗岩体系中稀土(REE)和部分高场强元素(HFSE)超常富集机制及其控制因素等关键科学问题,目前尚缺乏深入系统的研究工作.本文重点关注碱性花岗岩成矿体系中的钠交代作用,对常见的钠长石化、钠铁闪石化和钠辉石化等热液交代过程中的矿物交代反应过程及其稀有稀土元素再活化-迁移过程开展分析和讨论.在碱性岩中,碱性角闪石和辉石被认为是REE和HFSE的重要载体,同时也是岩浆分异演化的有效示踪剂.以中国黑龙江碾子山碱性花岗岩为例,岩浆晚期的热液交代会导致碱性角闪石和辉石从富钙的矿物相向富钠的矿物相转变,在这个相转变过程中会导致REE和HFSE的活化和迁移.特别是岩浆晚期热液富钠霓辉石的形成过程中REE和HFSE会大规模释放到交代流体中,可能是导致这些关键金属元素在岩浆晚期超常富集和成矿的关键控制因素.因此,碱性角闪石和辉石的钠指数[Na#=Na/(Na+Ca)摩尔比]可能是一个潜在的矿物地球化学指标,或将为碱性岩型稀土资源勘查提供新的方法.

    碱性花岗岩碱性角闪石钠交代作用稀土钠指数(Na#)

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