Le tungstène (W), un métal dur, résistant à la chaleur et résistant à la corrosion, est indispensable aux industries modernes de haute technologie – de l'aérospatiale et de la défense à l'informatique. Bien que sa distribution globale soit inégale, la plupart des dépôts de tungstène partagent la définition des traits géologiques: liens étroits avec des granites très évolués et volatils; Formation à partir de roches sédimentaires fondues (anatexis) dans des granitoïdes riches en tungstène; et l'occurrence dans les zones arrière-arc ou intraplate plutôt que des marges tectoniques convergentes. Ces caractéristiques ont longtemps soutenu les théories d'une origine purement crustale pour la minéralisation du tungstène.
Cependant, une nouvelle étude remet en question ce point de vue, mettant en évidence des contributions importantes sur le manteau aux fluides formant du minerai. Publié dans Communications Earth & Environmentla recherche – dirigée par le professeur Yang Jiehua de l'Institut de géochimie de l'Académie chinoise des sciences (IGCAS), avec des conseils du membre du CAS, le professeur Hu Ruizhong, et du professeur Zhou Meifu – révèle que l'activité de manteau joue un rôle critique, auparavant sous-estimé dans la métallogénie tungsten.
L'équipe a abordé un mystère clé: pourquoi les isotopes de l'hélium (He) et de l'argon (AR) dans les dépôts mondiaux de tungstène indiquent une implication du manteau dans les fluides formant du minerai, même si les granites associés montrent des signatures crustales. Ce « découplage isotopique » n'avait jamais été systématiquement exploré, laissant le rôle du manteau dans la formation de tungstène peu claire.
Pour enquêter, les chercheurs ont analysé le mercure (HG), lui et AR isotopes dans les minéraux et les granitoïdes de dépôts de tungstène représentatifs de la Chine du Sud. Ils ont également compilé des ensembles de données mondiaux sur HG, HE, AR, Strontium (SR) et isotopes néodymium (ND) des principales provinces de tungstène, combinant l'analyse statistique, la modélisation géochimique et l'apprentissage automatique pour décoder les contributions du manteau aux cycles mondiaux du tungstène.
Les données mondiales des isotopes HE-AR montrent un apport significatif du manteau dans les fluides formant du minerai: ~ 10% dans les dépôts de tungstène du sud de la Chine et plus de 40% ailleurs. En Chine méridionale, les anomalies positives de Δ¹⁹⁹Hg dans les granitoïdes riches en tungstène et les tendances isotopiques SR-ND à long terme dans les roches mafiques suggèrent que le roll à la dalle de plaque paléo-pacifique a modifié l'ancien manteau lithosphérique de la région. Cela a déclenché une interaction intense de croûte de croûte – critique pour une minéralisation étendue du tungstène.
L'apprentissage automatique a identifié des traits géochimiques très évolués comme des caractéristiques des granitoïdes riches en tungstène (plutôt que stériles). L'intégration de la chimie entière de rock, des données isotopiques et des distributions de dépôts globales, l'équipe a proposé un modèle généralisé: l'extension liée à la subduction océanique est plus propice à la minéralisation à grande échelle de tungstène que des processus tels que la collision continentale ou le rifting intracontinental. Dans ce cadre, le manteau fournit de la chaleur pour entraîner la «dévolalisation» de la dalle, libérant lui, AR, Hg et fluor (F) dans la différence de magma et la minéralisation de tungstène.
Compilé nd modèle âges (tDm2) D'après les granitoïdes mondiaux riches en tungstène et les scheétes, culminent à 1,8 à 1,2 milliard d'années, coïncidant avec l'assemblage et la rupture du supercontinent Nuna. En tant qu'élément modérément « sidérophile » (qui aime les métaux), le tungstène du noyau de la Terre a probablement atteint la croûte via des panaches du manteau pendant cette période – soutenus par les concentrations de tungstène et les isotopes de ruthénium-tungstène dans les rochers de base du basalte (OIB) de l'Ocean Island. Notamment, le bloc de cathaysia du sud de la Chine, une fois partie de l'intérieur de Nuna, a vu l'altération des anciennes roches riches en tungstène créer un sous-sol crustal pré-enrichi, l'amant pour les dépôts de tungstène mésozoïque.
L'analyse comparative des isotopes ND dans les provinces mondiales de tungstène a révélé que les orogènes accrétionnaires (formés par la plaque tectonique « courent ») hébergent des dépôts plus importants que les orogènes collisionnels, bien que ces dernies aient plus de croûte riche en tungstène. La dotation exceptionnelle du tungstène exceptionnelle du sud de la Chine provient d'une combinaison unique: une proportion élevée de croûte pré-enrichie et une interaction intense de la croûte de croûte entraînée par une extension post-subduction.
L'étude identifie les granitoïdes formés il y a 1,8 à 1,2 milliard d'années (tDm2) dans les zones d'extension post-subduction comme cibles à potentiel élevé. Les chercheurs proposent une stratégie d'exploration basée sur les données combinant la cartographie des isotopes ND, les anomalies géochimiques (Tungstten, Tin, Zr / Hf, NB / TA) et l'apprentissage automatique. Les régions prometteuses comprennent le circon-pacifique (Extrême-Orient russe, l'Alaska, le nord-ouest du Canada), la ceinture orogénique d'Asie centrale et la ceinture de téthyane orientale.
