壳在成分和结构上的分异是其趋于老练和安稳的重要标志，其可表现为大规模花岗质岩体侵位和稀有金属成矿等活动。因而，寻觅前期与花岗岩有关的稀有金属成矿记载是研讨前期大陆成分分异的首要的要素。锡作为一种要害的稀有金属，在地壳常富集于花岗）的方式存在。锡石的物理化学性质安稳，其构成有或许记载了地壳分异演化的重要信息。对此，南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研讨国家重点实验室主干王孝磊教授和其团队的博士研讨生熊定一与南非约翰内斯堡大学的
研讨工作从样品DR2中分选到了锡石颗粒，多呈次圆状，直径在250 μm左右，含矿藏包裹体而罕见裂隙。在阴极发光（CL）图画中，部分锡石颗粒可见振动环带，而大都颗粒表现为亮区与暗区混合或交错的特征，或许是热液改造的效果（图2a-f）。依据振动环带的不完整性判别，这些碎屑锡石的原始晶体颗粒或许达到了毫米级，与那些产自高分异Li-F花岗岩和伟晶岩的岩浆锡石十分附近。锡石的LA-ICP-MS（激光等离子质谱）U-Pb定年依据效果得出，DR2的每个锡石颗粒时代挨近，具有和谐的年纪，为3089.0 ± 1.5 Ma（2SD，图2g），其207Pb/206Pb加权均匀岁数为3084.7 ± 2.3 Ma（2SD，MSWD = 1.7）（图2h），这是现在所报导的已知最陈旧的（碎屑）锡石。
图2.部分代表性锡石颗粒CL图画（a-f），Tera-Wasserberg年纪和谐图（g）及207Pb/206Pb加权均匀岁数（h）。U-Pb定年、O同位素与Sn同位素剖析点位别离以大圆、小圆和矩形标出。
锡石的SIMS（离子探针）的O同位素剖析效果为，这些锡石的O同位素具有较大的不均一性，整体改变规模为‒1.63 ‰至6.01 ‰，而大都剖析点（73/101）的δ18O在3–5 ‰之间，仅有8个剖析点的δ18O低于2 ‰（图3a）。这与一些遭到热液扰动的岩浆锡石的O同位素组成类似，如我国云南小龙河锡矿的锡石。对低δ18O锡石的核算标明，其构成进程中大气降水的奉献份额最高可达33 %（图4），这提醒了该锡矿的浅成特性。别的，使用LA-MC-ICP-MS（激光多接纳等离子质谱）测验的原位Sn同位素剖析效果相同显示出较大的分馏，δ122/118Sn3161a改变规模为‒0.59 ‰至0.79 ‰，与来自Erzgebirge冲积锡矿中的碎屑锡石的Sn同位素分馏类似。大都剖析点（21/29）的Sn同位素较为均一（‒0.20 ‰至0.20 ‰），表现出岩浆锡石的特征；而其他违背此规模的δ122/118Sn3161a值或许是流体出溶所造成的。
图3.O同位素效果（a）；Sn同位素效果（b）；三锡同位素质量相关分馏投图（c）；δ18O-δ122/118Sn投图（d），二者无相关性。
图4.对具有最低δ18O（-1.63 ± 0.40 ‰）的锡石颗粒使用的关于δ18O与温度的岩浆流体（棕色三角）与天水（蓝色三角）的二元线性混合模型。岩浆流体设置为600~800 ℃，δ18O = 6.1~9.9 ‰，天水设置为0 ℃，δ18O = -10 ‰，混合得到的流体以赤色圆形标明，PMF和PMW别离为岩浆流体和大气降水的份额。
在微量元素上，DR2碎屑锡石显着差异于后邃古宙锡石，其显着富集Hf、Zr、Nb、Ta而相对贫W，且Zr/Hf比值较低（图5a-d）。结合Ti/Zr和(Fe+Mn)/(Nb+Ta)（以4个总氧计）比值（图5e-f），能愈加进一步确认其与含Sn-W花岗岩及稀有金属伟晶岩的亲缘性，且遭到某些特定的程度的蚀变影响。
图5.DR2碎屑锡石（赤色星形）微量元素图解。与之比照的为后邃古宙锡石，别离来自：卢旺达Gatumba伟晶岩（灰色方形），玻利维亚锡成矿带（蓝色三角），南非Bushveld杂岩（棕色圆形），我国云南个旧锡矿（蓝色菱形）。
依据已有的古水流材料，能够估测本研讨的DR2碎屑锡石发源于金山盆地东部某不知道花岗岩体。前人曾报导过卡普瓦尔克拉通东部约30至31亿年前有几率存在含锡花岗岩和伟晶岩，因而，卡普瓦尔克拉通西部DR2碎屑锡石的发现将这一时期稀有金属花岗岩和伟晶岩的散布规模扩展至了整个克拉通。这一发现更标明，卡普瓦尔克拉通在彼时呈现了大规模的地壳分异与再造进程，演化出了散布广泛的稀有金属花岗岩和伟晶岩——而这也或许是地球最早的稀有金属成矿事情。锡作为一种亲铁的不相容元素，在地球构成之初就已很多进入地核，仅有少数的锡残存于硅酸盐地球中。因而，在阅历了15亿年的绵长地质演化后，地球才得以在地壳中发生富锡的钛铁矿系花岗岩以及满足高程度的岩浆分异进程，并终究在卡普瓦尔克拉通内构成榜首个锡矿。类似地，前期的锡成矿事情也或许被其他邃古宙地层中的碎屑锡石所记载。
该研讨报导了地球现在已知最陈旧的碎屑锡石，并为研讨前期大陆地壳演化供给了一个一起的视角。上述效果近来以“3.08 billion-year-old crustal differentiation constrained by Sn and O isotopes of detrital cassiterite”为题在线发表于世界地球科学期刊《Communications Earth & Environment》上，王孝磊教授和李伟强教授一起辅导的博士研讨生熊定一为论文的榜首作者，王孝磊教授为论文的通讯作者。论文合作者还包含南非约翰内斯堡大学的Axel Hofmann教授，南京大学章荣清副教授，爱尔兰都柏林大学的Teimoor Nazari-Dehkordi博士，以及南京大学内生金属矿床成矿机制研讨国家重点实验室的管跃和安诗超博士。本研讨得到了国家自然科学基金（42025202）、要害地球物质循环前沿科学中心（2024JC03）、内生金属成矿机制研讨国家重点实验室以及南非DSI-NRF中心的联合赞助。
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