Enrichment mechanism of heavy rare earth elements in magmatic-hydrothermal titanite: Insights from SXAS/XPS experiments and first-principles calculations and implications for regolith-hosted HREE deposits
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Heavy rare earth elements (HREE), as critical materials for the global transition to a low-carbon economy, are mostly supplied by regolith-hosted ion adsorption REE deposits formed from the weathering of granites. Magmatic-hydrothermal titanite of pronounced HREE enrichment in granites has been suggested to play an important role in forming HREE-dominated regolith-hosted deposits. However, the crystal-chemical mechanism and geological process responsible for HREE enrichment in titanite remain unknown. In this study, we investigated two texturally distinct types of HREE-enriched titanite (titanite I and II) in granites from the Gucheng regolith-hosted HREE deposit in South China. Secondary ion mass spectrometry (SIMS) U-Pb dating of rutile associated with titanite I and II yielded similar ages of 101.0 ± 1.7 and 97.9 ± 6.2 Ma, respectively, supporting HREE remobilization during auto-metasomatism. Microbeam synchrotron X-ray absorption spectroscopic analyses show that titanite I and II have distinct Y K-edge X-ray absorption near-edge structure spectra. The best-fit results of Y K-edge extended X-ray absorption fine structure data suggest that titanite I and II have a Y-O first shell with coordination numbers and distances of 7.8 and 7.2 Å and 2.31–2.51 Å and 2.30–2.47 Å, respectively. Measured Y 3d and Dy 3d X-ray photoelectron spectroscopic data also support different Y,HREE-O first shells between titanite I and II. These results suggest that Y3+ and REE3+ occupy the 7-coordinated Ca site via three substitutions (Y,REE)3+ + (Al,Fe)3+ ↔ Ca2+ + Ti4+, 2(Y,REE)3+ + □Ca ↔ 3Ca2+, and 2(Y,REE)3+ + O2− ↔ 2Ca2+. First-principles calculations and the lattice strain model predict preferential uptakes of Y3+ and HREE3+ as the (Y,HREE)O8 polyhedra arising from the latter substitution mechanism at the Ca site in titanite. Moreover, we link the 2Y3+ + O2− ↔ 2Ca2+ substitution in titanite to highly oxidized and HREE-enriched melts/fluids originating from the subducted slab. These findings further support our previous suggestion that the crystallization of HREE-enriched titanite in granites plays an important role in forming HREE-dominated regolith-hosted deposits.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».