近日，我院孙杨特任教授联合南方科技大学陈斌讲席教授，在稀有金属伟晶岩演化与锂矿化机制研究方面取得新进展。相关成果以“Apatite geochemistry and oxygen isotope thermometry constrain a mineralization-related internal transition in the Koktokay No. 3 pegmatite”为题，在Elsevier旗下国际矿床学期刊《Ore Geology Reviews》（最新影响因子4.3）发表。论文第一署名单位为360英国上市官网，孙杨特任教授为第一作者和通讯作者。可可托海3号伟晶岩脉是我国规模最大的LCT型稀有金属伟晶岩之一，具有典型的同心环状内部分带，锂矿化主要集中于内带。如何识别控制锂辉石首次出现的内部转变，是认识高分异伟晶岩锂成矿过程和建立矿物尺度勘查标志的关键。
针对这一科学问题，研究团队选取可可托海3号伟晶岩脉第I-VI带的磷灰石，综合磷灰石主量、微量元素组成与石英-钠长石-白云母氧同位素温度计，系统示踪伟晶岩从外带岩浆结晶单元向内带含锂矿化单元的演化。研究发现，第IV带白云母-石英带与第V带叶钠长石-锂辉石带之间出现最显著的磷灰石地球化学突变：Y和稀土元素总量（ΣREE）的中位数分别由9.21 ppm和58.8 ppm降至0.303 ppm和10.9 ppm；与此同时，(La/Yb)N、Sr/Y和Th/U中位数分别由25.2、3.15和1.03升高至231、109和1.46。上述变化表明，该边界发生了显著的REE-Y再分配，并记录了高分异熔体演化过程中副矿物饱和与分离结晶的影响。
进一步研究表明，磷灰石Y/Ho比值、稀土四分组效应参数（TE1,3）以及Eu、Ce异常的变化，为晚期熔体-流体相互作用提供了支持性证据。石英-钠长石-白云母氧同位素温度计获得的约350-480 °C温度区间，代表晚期同位素平衡或再平衡，而非初始结晶温度。结合团队前期获得的电气石结构与B同位素证据，这些独立证据共同支持第IV-V带边界附近发生晚期流体出溶与熔体-流体相互作用，并将磷灰石地球化学突变与含锂矿物组合的首次出现联系起来。
在此基础上，研究团队将第IV-V带边界识别为与锂矿化相关的内部转变，该转变与叶钠长石-锂辉石组合的首次出现基本一致。研究提出，持续分离结晶首先形成富锂残余熔体，随后副矿物分离结晶与熔体-流体相互作用进一步改变微量元素分配和矿物相平衡关系，从而有利于锂辉石在特定内部带中的局部饱和与结晶。该研究表明，磷灰石不仅能够记录高分异伟晶岩的内部演化，也可用于识别与锂矿化相关的关键转变，为LCT型伟晶岩锂资源勘查提供新的矿物学和地球化学约束。
该研究得到国家自然科学基金项目（42473057、42030303）和深圳市自然科学基金稳定支持计划项目（GXWD20201230110313001）资助。
