克拉通边缘岩石圈驱动了稀土元素矿床形成的碳酸盐岩岩浆活动

《Nature Communications》：Craton-margin lithosphere drives rare earth element ore-forming carbonatite magmatism

　　

摘要

大多数轻稀土元素（LREE）资源来源于克拉通边缘与碳酸盐岩相关的矿床。然而，形成矿床的碳酸盐岩岩浆的起源仍不清楚。在此，我们进行了高压高温实验，以研究富含碳酸盐的沉积物再循环过程中LREE的行为。实验结果表明，在俯冲过程中，钙质碳酸盐逐渐富集LREE，成为主要的LREE载体，并在更高压力下熔化，生成富含LREE的熔体。当这些熔体上升穿过克拉通岩石圈地幔时，极低LREE含量的镁铁矿沉淀进一步富集了LREE，使得熔体中的LREE浓度达到沉积碳酸盐的156倍。这些熔体与天然成矿碳酸盐岩相当，表明克拉通边缘的岩石圈驱动了LREE成矿碳酸盐岩岩浆的活动。我们的全球统计数据显示，碳酸盐岩中的LREE浓度与其相关矿床的储量呈正相关，这表明成矿碳酸盐岩在根本上控制着矿床的规模。这些发现为克拉通边缘碳酸盐岩矿床的形成和全球分布提供了一个统一的框架。