藏南温泉稀有金属来源及其富集机制:以羊易热泉为例

作     者：徐强 纪伟强 杨一鸣 李家亮 XU Qiang;JI WeiQiang;YANG YiMing;LI JiaLiang

作者机构：中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 

出 版 物：《岩石学报》 (Acta Petrologica Sinica)

年 卷 期：2024年第40卷第5期

页      面：1669-1689页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 070801[理学-固体地球物理学] 081803[工学-地质工程] 07[理学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2022QZKK0203) 国家自然科学基金项目(42488201)联合资助 

主　　题：稀有金属 藏南热泉 水岩相互作用 岩浆演化 地热资源 

摘      要：在全球科技与工业飞速发展的背景下,对稀有金属的需求日益增长,使得其研究显得尤为重要。青藏高原南部地区地热资源丰富,地热水中稀有金属富集,为研究地热系统中稀有金属的来源和成因提供了独特的研究平台。本研究专注于青藏高原南部地热系统中稀有金属元素特征,特别是Li、Rb、Cs等元素极度富集的现象。该现象已经引起了地质学界的广泛关注,但目前还缺乏一个全面的成因模型来阐明这些稀有金属的来源及其富集机制。因此,本文选择了位于亚东-谷露裂谷中段的羊易热泉及其周边岩浆岩作为研究对象,探究羊易热泉水化学特征,厘定羊易地区不同时代岩浆岩源区组成和演化特征,并揭示藏南温泉成因模式与稀有金属富集的关系。通过对羊易热泉的水化学及其周围岩浆岩的岩石地球化学分析,本研究得出了以下认识:(1)羊易热泉中稀有金属元素含量极度富集,且Cs含量高于Rb含量;(2)对羊易地区不同时代岩浆岩的Sr-Nd同位素分析显示,随着时间的推移,岩浆源区的同位素组成趋向富集,这暗示了印度古老大陆物质的贡献在逐渐增加;(3)热泉中Sr元素可能主要来自于水岩相互作用,而Li、Rb、Cs等元素更多源于高演化岩浆流体的贡献;(4)稀有金属元素最初在印度大陆地壳部分熔融形成的长英质岩浆中富集,随着岩浆演化,其流体进一步富集了这些元素,这是藏南温泉稀有金属富集的关键因素。本研究确定藏南温泉中Li、Rb、Cs等稀有金属元素主要来源于岩浆流体的注入,并建立起藏南温泉成因模式与稀有金属富集之间的关系。这不仅提供了对藏南地区温泉稀有金属富集现象的新见解,同时也为理解全球其他地区地热系统中稀有金属的富集机制提供了重要参考。