王汝成教授课题组在稀有金属成矿研究中发现成矿新类型
稀有金属，特别是Nb-Ta，是国家经济和国防建设中的“关键金属”。Nb-Ta成矿与高分异高演化的花岗岩及伟晶岩密切相关，并主要以铌钽氧化物矿物的形式产出，包括铌铁矿族矿物，烧绿石族矿物，锡锰钽矿等。近日，太阳官网王汝成教授课题组与法国洛林大学GeoRessources实验室的研究人员对江西东北部黄山岩体进行合作研究，发现一种稀有金属成矿新类型，其中Nb-Ta元素主要集中在造岩矿物云母中而非传统铌钽氧化物。相关成果以“A new style of rare metal granite with Nb-rich mica: The Early Cretaceous Huangshan rare-metal granite suite, northeast Jiangxi Province, southeast Chia”为题发表于矿物学顶级期刊《American Mineralogist》。
王汝成教授团队对黄山岩体全岩地球化学分析后，发现黄山岩体全岩Nb含量平均约为144 ppm 和 158 ppm, 与世界著名稀有金属花岗岩例如江西宜春花岗岩(90 ppm)和法国Beauvior花岗岩(~150 ppm)相似。黄山岩体Nb储量经估算约为80 kt, 该储量与世界著名的澳洲Kanyika矿床(121 kt)相当。通过详细的岩相学和矿物学观察，结合电子探针，扫描电镜以及LA-ICP-MS等分析手段，发现黄山岩体中无大量铌钽氧化物产出，Nb元素均匀富集于云母中（图1）。其中铁云母Nb含量平均为1347 ppm，黑鳞云母Nb平均含量为884 ppm，是目前为止文献中报道的Nb含量最高的云母（图1-2）。黄山中粒花岗岩中大量副矿物包括锆石、富铱萤石、富钍氟铈矿的出现，表明初始岩浆为过碱质岩浆。云母中大量Nb富集表明岩浆中Nb元素的高度溶解，同时也可能与岩浆温度较高有关（全岩锆Zr饱和温度计估算为790-800℃）。这一研究表明黄山花岗岩是一个新型的富Nb花岗岩，具有潜在开采价值；而云母作为Nb的载体，是一种新型的富Nb矿物，可作为稀有金属矿化的标志性矿物，开辟了找矿新方向。
诸泽颖博士为论文第一作者，王汝成教授为论文通讯作者。该工作得到了国家重点研发项目(2016YFC0600203)、国家自然科学基金(41230315，41672065)以及国家留学基金委“中法蔡元培项目”的资助。论文链接：https://doi.org/10.2138/am-2018-6511
图1 黄山花岗岩中云母背散射图像，电子探针F, Fe, Nb元素面扫图像以及Nb,Ta含量。
图2 黄山花岗岩中云母Nb,Ta含量与全球著名稀有金属花岗岩云母中Nb,Ta含量的对比。
