锂铷铯(Li、Rb、Cs)等稀有金属是保障我国新兴产业发展的战略性关键矿产资源,确保其资源长期稳定供应至关重要.西藏地热发育,各类型地热泉广泛分布,而且大部分高温地热系统超常富集Li、Rb、Cs等稀有金属元素,有望成为新的稀有金属资源类型,能够在未来保障我国战略性矿产资源的安全供给.地热系统也与青藏高原特色盐湖资源之间存在密切物源联系.地热泉因此在稀有金属元素深部-浅部迁移富集、内-外生成矿转换、"源-汇"过程中发挥着重要枢纽作用,但对其元素富集演化机制尚缺乏系统论述,许多理论问题有待深入研究.本文在对前人成果系统总结分析基础上,运用水化学和同位素地球化学等手段,对西藏全境典型地热泉进行调查研究,探讨地热泉稀有金属元素超常富集的成因机制和资源效应.综合分析表明,地热泉的总溶解性固体(TDS)和水化学类型与世界主要地热区相似,却异常富集Li(平均5.48mg/L)、Rb(平均0.75mg/L)、Cs(平均3.58mg/L)等元素,超过天然水体数百至上千倍,甚至更高.这些富锂铷铯地热泉的分布受到雅鲁藏布江缝合带和南北向伸展裂谷的控制,尤其两者交汇地带更是发育了显著富集的地热泉.综合空间分布、同位素地球化学、元素组合等证据,西藏地热泉富集的稀有金属主要源自俯冲至欧亚大陆之下的印度板块部分熔融产生的岩浆-热液流体,其不仅作为热源维持了地热活动,也作为物源参与到地热泉的物质循环中.在区域地壳富集稀有元素的地球化学背景下,Li、Rb、Cs等不相容元素在源区部分熔融、岩浆结晶分异、热液流体出溶等岩浆-热液过程中逐步富集,并通过深部高温水-岩反应从围岩中进一步萃取一部分成矿元素,在近地表与深循环地下水相互作用,最终喷出地表形成富稀有金属元素地热泉.伴随地热泉的排泄,这些元素源源不断被地表径流输送到湖盆,在极度干旱气候环境下持续浓缩演化为盐湖矿产资源,构成了"内生外聚"盐湖成矿模式.本文对地热泉中异常富集元素的物源、迁移富集机制、资源效应的全面解释,将有助于加深对稀有金属成矿作用的理解,推进青藏高原各类地质体关键稀有金属矿产资源成矿理论模式的发展,对进一步扩大找矿方向,正确评价稀有金属资源潜力意义重大.
Sources,enrichment mechanisms,and resource effects of rare metal elements-enriched geothermal springs in Xizang,China
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