意大利中部火山-地热矽卡岩系统中，由流体介导的岩浆与碳酸盐反应驱动的稀土元素富集

《Scientific Reports》：Rare-earth element enrichment driven by fluid-mediated magma–carbonate interaction in volcanic–geothermal skarn systems of Central Italy

　　

摘要

稀土元素对低碳技术和数字技术而言至关重要，但其主要来源在地质上分布有限，且易受地缘政治影响。本研究表明，火山热液矽卡岩系统可含有较高浓度的稀土元素。通过分析意大利中部萨巴蒂尼火山地区一口深度为2500米的地质钻孔中的岩芯及取样，我们研究了由高温流体介导的岩浆与碳酸盐相互作用所形成的钙硅酸盐储层的化学分带特征及变质演化过程。全岩及矿物化学分析显示，轻稀土元素集中于上部约400米厚、富含霞石的层段，而重稀土元素则主要存在于更深处的石榴石中。霞石是稀土元素的主要载体，其总稀土元素含量超过9000 ppm，占据了稀土元素总量的大部分。尽管萨巴蒂尼矽卡岩储层的经济价值还有待评估，但基于几何结构的分析表明，该矽卡岩有望成为全球范围内品位较高的稀土矿床。意大利第四纪火山地区普遍存在类似的矽卡岩系统，加之岩浆弧中广泛的碳酸盐脱碳现象，说明在火山环境中，流体介导的岩浆与碳酸盐相互作用可能是一种尚未被充分研究的、用于稀土元素富集以及大陆地壳内金属重新分布的机制。