近日，中國科學院廣州地球化學研究所副研究員孫明道、中國科學院院士徐義剛等，在華北北緣富氟熱液蝕變及關鍵金屬再分配研究方面取得重要進展，揭示了早白堊世花吉營組經歷新生代含氟熱液蝕變并有W-Sn-Nb-Ta成礦潛力。相關成果發表于《美國地質學會會刊》（GSA Bulletin）。
論文第一作者、中國科學院廣州地球化學研究所博士研究生林欽介紹，燕山科學鉆探項目在華北克拉通北緣豐寧四岔口地區完成第三口科學鉆孔（YSDP-3），全取芯深入342.8 m，獲得花吉營組下段完整巖芯序列，為揭示克拉通破壞過程中的巖漿-熱液事件提供了珍貴素材。
豐寧鉆孔代表性巖芯照片（左1-3 新鮮、氣孔充填、氧化變色安山巖，中4-6，粗、中、細粒長英質火山碎屑巖（凝灰巖），右7-9黑色頁巖，7夾有～12cm厚凝灰巖）。研究團隊供圖
研究團隊對鉆孔巖芯中的安山巖、黑色頁巖以及富含鋯石、褐簾石的長英質火山碎屑巖層開展了綜合分析，首次獲得花吉營組凝灰巖原巖年齡130.0 ± 1.6 Ma與兩期熱液事件年齡63.0 ± 7.3 Ma、39.7 ± 1.8 Ma，厘清了早白堊世沉積-古近紀熱液多期改造的時序關系。通過分析螢石及其流體包裹體化學特征，發現該流體富含F、Na、Al、K、Rb等，侵位深度淺（< 1.5 km），屬“上覆流體-巖漿釋放混合型”上升體系。該富氟流體顯著提升Nb、Cs、Th、Be、U、Sn、W等稀有金屬溶解，在遷移過程中，流體中的氟離子與圍巖中的SiO2相互作用并發生損失，使得難溶元素溶解度顯著降低，在凝灰巖內形成明顯Nb等元素富集，被熱液改造的褐簾石Nb含量最高達2 000 μg/g。
上述發現表明該區具有W-Sn-Nb-Ta礦床找礦潛力。研究同時提出“巖性孔隙度-硅度控制熱液吸附柱”模型：粗粒、富硅火山碎屑巖對富氟流體具有最強的脫氟能力、進而對流體中的關鍵金屬具有最強沉淀能力，為評價沉積盆地內隱伏稀有金屬礦藏提供了新思路。
燕山科學鉆探是國家自然科學基金委基礎科學中心項目“克拉通破壞與陸地生物演化”的核心組成之一，鉆探項目初衷是重建熱河生物群早期古環境、古氣候演化，關于四岔口盆地湖盆-火山沉積序列在記錄富氟熱液活動及關鍵金屬成礦方面的獨特優勢是意外發現，為克拉通破壞期之后的熱液過程及戰略金屬資源評價提供了新的地質參考。
相關論文信息：https://doi.org/10.1130/b38317.1