喜马拉雅吉隆淡色花岗岩-伟晶岩中云母的矿物学研究：对锂富集过程的指示

喜马拉雅造山带多个花岗岩-伟晶岩岩体与锂铍等稀有金属成矿作用相关,如普士拉、热曲、珠峰前进沟等。吉隆岩体位于喜马拉雅造山带中部,出露大量淡色花岗岩和含绿柱石伟晶岩,中国锂地球化学分布图上显示吉隆地区有锂富集异常。本次研究在吉隆二云母花岗岩和伟晶岩(含细晶岩)不同岩相的样品中发现了富锂的云母。利用扫描电镜、电子探针和LA-ICP-MS,对不同岩相中云母族矿物的结构特征以及原位主、微量元素成分进行了分析。研究结果表明,云母具有良好的成分分带,原生铁叶云母和白云母为核部,铁锂云母和锂白云母出现在边部;还可见共生的铁锂云母与石英以后成合晶的结构交生产出,替代铁叶云母的核部。因此从核部到边部,云母成分变化存在两个演化序列,即从铁叶云母到铁锂云母±锂白云母,Al、Li和F的含量呈明显增高的趋势,铁锂云母的Li₂O和F含量分别达到～3.4%和～4.5%;而另一序列从白云母变为锂白云母±铁锂云母,锂白云母F含量最高达7.8%,通过计算得到Li₂O含量最高达到6.0%。云母的化学成分显示,从二云母花岗岩、伟晶岩到细晶岩,铁叶云母和白云母的K/Rb比值分别逐渐降...     

云母矿物对仁里稀有金属伟晶岩矿床岩浆-热液演化过程的指示

仁里5号伟晶岩脉是湖南仁里超大型铌钽多金属矿床中含矿性最好且分带完整的一条含铌钽矿脉,云母作为其中的贯通性矿物出现于各分带中,由外部带至内部带表现出不同的成分和结构特征。文章通过对5号脉各带中的云母矿物进行详细的电子探针(EPMA)分析,查明了不同分带中云母矿物的演化规律:自外向内云母类型从白云母→锂云母的方向变化,Ⅰ带→Ⅲ带主要为白云母,Ⅳ带起出现富锂云母类型,并开始发育多种不平衡和交代结构;Ⅰ带→Ⅳ带云母的Li、Rb、Cs、F、Mg、Ti含量逐渐升高,K/Rb和K/Cs比值逐渐降低,从Ⅳ带→Ⅴ带,Mg、Ti降低、Li、Rb、Cs、F含量出现突增,其中,w(F)最高可达11.8%、w(Li_2O)可达8.33%,w(Cs_2O)为4.00%,而铯多硅锂云母中的w(Cs_2O)可达18.0%。这些证据均表明,5号脉具有极高的分异演化程度,从外部带向核部演化程度逐渐增高;Ⅳ带云母的突变很可能暗示其经历了岩浆-热液过渡过程,而Ⅴ带主要发育于热液阶段,此时的流体性质有利于Nb、Ta尤其是Ta元素的富集再沉淀。仁里矿床经历了岩浆-热液2阶段成矿作用,并且稀有金属的成矿很可能持续至热液阶段,这也是造就它特殊性(高品位)的重要原因。     

珠峰地区锂成矿作用: 喜马拉雅淡色花岗岩带首个锂电气石-锂云母型伟晶岩

喜马拉雅淡色花岗岩具有较好的稀有金属成矿前景。珠穆朗玛峰位于该淡色花岗岩带的中部,其中大量的淡色花岗岩和伟晶岩出露,并成为珠穆朗玛重要的岩石组成部分。近期,我们在珠峰前进沟地区发现并采集了锂成矿伟晶岩,在手标本上可以清晰看到浅褐红色的铁锂云母。进一步的全岩地球化学以及矿物学研究表明,前进沟锂成矿伟晶岩为锂电气石-锂云母型伟晶岩,具有稀有金属元素（Be-Nb-Li）含量高、Rb/Sr比值高、Zr/Hf和Nb/Ta比值低等特征。所有的矿物学和地球化学特征都表明该伟晶岩经历了高度的岩浆分异作用。矿物成分上看,云母由铁锂云母演变为锂云母,电气石由黑电气石演变为锂电气石,Fe、Mg含量降低,Li含量升高,这一特征直接指示着演化过程中岩浆成分的变化。这次发现,是首次在该地区发现锂成矿作用,也是我国喜马拉雅首次报道锂电气石-锂云母型伟晶岩的存在。结合珠穆朗玛峰周围（普士拉、热曲）近期发现的锂辉石-透锂长石型伟晶岩,珠穆朗玛地区很可能成为我国重要的一个锂（Li）成矿远景区。

     

稀有金属矿物溶解度对花岗伟晶岩成矿作用的制约

花岗伟晶岩型矿床是稀有金属矿床重要的类型之一。在花岗伟晶岩中,稀有金属元素Li、Be、Nb和Ta主要以独立矿物的形式存在,前人对稀有金属独立矿物在硅酸盐熔体中的溶解度及其影响因素展开了系统研究。本文综合分析了已有的实验数据,其结果表明,影响稀有金属独立矿物溶解度最为重要的2个参数是温度(T)和铝饱和指数(ASI)。因此本文建立了稀有金属独立矿物,尤其是铌锰矿和钽锰矿溶解度,与温度(T)和铝饱和指数(ASI)之间的定量关系: lg [w(Li)/10^-6]=-0.37×[1 000/(T/K)]+4.56,R²=0.44 lg [w(BeO)/10^-6]=-4.21×[1 000/(T/K)]+6.86,R²=0.91 lg [K_sp(Nb)/(mg²·kg^-2)]=-(2.86±0.14)×ASI_(Mn+Li)-(4.95±0.31)×[1 000/(T/K)]+(4.20+0.28),R²=0.86 lg [K_sp(Ta)/(mg²·kg^-2)]=-(2.46±0.11)×ASI_(Mn+Li)-(4.86±0.30)×[1 000/(T/K)]+(4.00+0.30),R²=0.80 式中,温度T为热力学温度,ASI_(Mn+Li)(ASI=Al₂O₃/(CaO+Na₂O+K₂O+Li₂O+MnO),摩尔分数比)和T的适用范围分别为0.6~1.2和1 073~1 373 K的范围内。上述公式为估算硅酸盐熔体中稀有金属含量提供了便利,为量化花岗伟晶岩成矿模型提供了基础。 稀有金属独立矿物溶解度随温度降低和铝饱和指数的增加而急剧降低,因此,在岩浆演化过程中,由岩浆侵位、分离结晶以及流体作用等因素引起的岩浆温度降低和铝饱和指数的增加,是导致稀有金属独立矿物结晶的主要机制。     

新疆阿尔泰造山带伟晶岩型稀有金属矿床成矿作用

花岗伟晶岩与稀有金属(Li、Be、Nb、Ta等)矿床关系密切。关于伟晶岩成矿模式、伟晶岩与花岗岩之间的成因关系等,已有大量研究和讨论,但仍然存在争议。新疆阿尔泰是我国著名的伟晶岩及稀有金属矿床集中区,研究资料丰富。本文系统分析了阿尔泰伟晶岩的地质背景与成矿地质特征,阐明阿尔泰造山带伟晶岩与花岗岩存在3种关系：① 缺乏成因联系,伟晶岩可能为变质脱水熔融形成的独立伟晶岩;② 可能为“兄弟关系”;③ 可能为“母子关系”,共同构成花岗岩 伟晶岩成岩成矿系统。作者提出一个包含多种成因伟晶岩的成岩成矿构造模式,可能在矿带、矿田、矿床尺度上都适用。阿尔泰造山带稀有金属伟晶岩成矿省的形成受到古生代地层的控制。阿尔泰造山带处于典型的幔坡带,为长期活跃的构造活动带,极易受到外部构造域的干扰,在晚三叠纪受到特提斯构造域的一系列陆块向北漂移并拼贴到欧亚大陆南缘的远程效应影响而发生大规模的稀有金属成矿作用,在侏罗纪,其构造活动及成岩成矿作用则受新特提斯构造域和蒙古 鄂霍茨克洋构造域地质作用的远程效应共同影响。〖     

阿尔泰伟晶岩型稀有金属矿床找矿地球化学标志

已有的研究揭示,与稀有金属W、Sn、Nb、Ta成矿在时空上密切相关的是一套富磷过铝质岩浆岩(包括花岗岩、伟晶岩和流纹岩),其全岩中w(P2O5)可高达>1%。Bea等(1992)认为w(SiO2)>70%,w(P2O5)>0.5%可以作为S型花岗岩W、Sn矿化的标志。Webster等(1997)在德国东部Ehrenfriedersdorf高F、P锂云母花岗岩中出露的伟晶岩的石英熔体包裹体中发现     

伟晶岩型稀有金属矿床成矿作用研究进展

伟晶岩型矿床是世界上重要的稀有金属矿床类型之一,也是当前国际矿床学研究热点之一.近年来该类稀有金属矿床在分类、成矿流体及成矿物质来源、伟晶岩成岩方式和稀有金属富集机制等方面的研究取得了一些重要进展.伟晶岩通常与母质岩浆具有密切的时空关系,但不少也与母质岩浆无成因关系.伟晶岩稀有金属矿床成矿熔体/流体具有低黏度、富水、高...     

江西雅山黄玉锂云母花岗岩中铯矿物的电子探针研究

江西宜春雅山花岗岩是典型的高度分异型稀有金属花岗岩。通过对其最晚期花岗岩———黄玉锂云母花岗岩的钻孔样品和近地表样品的研究,发现岩体中主要有两种铯矿物:铯沸石和富铯锂云母。铯沸石是第一次在花岗岩中发现,其产状主要有两类:一类包裹于石英中,颗粒小,只有2～10μm,单个颗粒成分均匀,Si/Al比值和Poll值(%)犤=100×Cs/(Na+K+Rb+Cs)犦分别为2.13～2.65和57～89;另一类赋存于钠长石晶隙间,颗粒大,多为几百μm,单个颗粒成分不均匀,Si/Al比值和Poll值分别为2.20～2.45和75.6～88.2。富铯的云母类矿物分布较普遍,主要呈四种产状,分别为钾长石雪球中的带状富铯锂云母、云母边部的环边富铯云母、叶脉纹理状富铯云母和主矿物中的富铯云母包裹体,并根据成分中Si/Al比值和Cs的摩尔分数(%)犤=100×Cs/(Cs+K)犦,将富铯的云母类矿物分为含铯锂云母、富铯锂云母和铯锂云母三类,其中Cs替代K,Cs完全替代K形成的铯锂云母可能是锂云母系列中的铯端员新矿物。钻孔样品中的富铯云母类矿物以带状结构和环边结构最为发育,且成分主要属于含铯锂云母和富铯锂云母这两个部分,而近地表样品中则以环边结构和叶脉纹理状结构为特征,成分多为铯锂云母。铯沸石和富铯云母的产状及地球化学特征均表明,雅山岩体原始岩浆中碱金属经     

新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约

新疆阿尔泰盛产稀有金属伟晶岩, 但缺乏数量上相当的高分异花岗岩。将军山天河石花岗岩是阿尔泰目前发现的唯一富Rb花岗岩, 但其岩石成因、Rb的赋存状态及其与周边伟晶岩的关系尚不清楚, 从而制约了对Rb富集机理和成矿潜力的认识。据此, 本文对将军山天河石花岗岩和伟晶岩开展了全岩组成、年代学、同位素和矿物学研究。结果显示, 阿尔泰将军山天河石花岗岩为高分异的A型花岗岩, 独居石U-Pb年龄为276.9±2.7Ma, 表明形成于早二叠世。独居石Nd同位素组成(ε_Nd(t)为+4.15~+6.05, 二阶段模式年龄t_DM2为548~708Ma)显示亏损的源区特征, 表明源自新生地壳或有幔源物质的参与。天河石花岗岩与周边的天河石伟晶岩具有空间、时间和成分上的联系, 表明二者具有分异演化上的成因关系。将军山天河石花岗岩类型以及天河石伟晶岩矿物组合指示伟晶岩属于NYF族(富Nb、Y、F)。天河石花岗岩与伟晶岩都显示出Rb的矿化, 矿石矿物主要为天河石和多硅白云母。从花岗岩到伟晶岩, 天河石和云母中的Rb逐步富集。岩浆高度分异是天河石花岗岩Rb富集的主要机制, 但新生地壳物源或幔源物质的加入从源区上限制了Rb的矿化程度。除天河石花岗岩以外, 阿尔泰未来的Rb资源勘查应同时关注稀有金属伟晶岩中的钾长石和云母类矿物。

     

花岗质岩浆和矿化之间的关系:重要概念和关键特征

最近对与花岗岩相关的锂、稀土金属和贱金属(例如Cu和Mo)矿产需求重新激发了人们对其成矿作用研究的兴趣。本文综述了不同类型花岗质岩石及与其相关的矿床:1)与高分异花岗岩有关的浸染状稀有金属矿化;2)热液型锡和钨矿化(如:矽卡岩型矿床);3)伟晶岩型稀有元素矿化;4)斑岩型矿化。虽然花岗岩和相关矿化作用之间(特别是斑岩系统相对于稀有金属)的联系还没有明确,但最近这些成矿系统的相关研究进展为探讨两者之间的关系提供了条件。本文重点回顾了与花岗岩相关成矿作用的主要特征,以及与不同类型矿化有关的花岗质岩浆的多样性,并论述了不同类型矿床的成矿模式。尽管长英质侵入岩浆系统复杂多样,但近来与这些矿化系统有关的研究进展可望能够作为找矿勘探的指示。地球化学特征可以揭示岩浆系统的氧化还原状态,进而可以判断斑岩系统的成矿潜力,它还可以与其他找矿勘探指标如矿物的同位素和微量元素分析联合使用。本文还讨论了通过熔融包裹体分析,研究微量元素在硅酸盐岩浆与挥发分体系中的行为。     

西藏雅拉香波穹窿淡色花岗岩-伟晶岩矿物学特征: 对稀有金属成矿指示意义

近年来提出喜马拉雅新生代淡色花岗岩高分异成因模式使得该带逐渐成为我国极具潜力的稀有金属战略远景区。目前,喜马拉雅北带金属组合类型以铍-铌-钽（锡-钨）组合为主,南带以锂-铍-铌-钽组合为主。本研究聚焦于喜马拉雅北带东段的雅拉香波穹窿内发现的含绿柱石伟晶岩,通过电子探针和激光剥蚀等离子质谱方法获得淡色花岗岩-伟晶岩中长石、云母、电气石和绿柱石的矿物结构和组成,综合判定雅拉香波淡色花岗岩-伟晶岩的岩浆演化分异程度及其稀有金属成矿潜力。研究获得如下结论：1）喜马拉雅东段雅拉香波花岗伟晶岩中稀有金属矿物主要为绿柱石,主要赋存在微斜长石-钠长石伟晶岩中;2）岩浆结晶分异作用控制了雅拉香波穹窿中淡色花岗岩和伟晶岩中矿物组成及其演化,其中白云母替代关系为Al₂□R_-3²⁺和Al₄Si_-3□_-1,电气石替代关系为MgFe_-1和^X□,Al（Na,R²⁺）_-1,绿柱石替代关系为Na（Fe²⁺,Mg）□_-1Al_-1;3）根据长石Cs含量和钾长石K/Rb值,白云母Li-B-Cs含量和K/Rb比值,黑电气石Ge-Pb含量,以及绿柱石Li-Cs含量和Cs/Na比值综合判断雅拉香波含绿柱石伟晶岩为简单铍矿化伟晶岩,其伟晶岩演化程度与典型Be-Nb-Ta矿化伟晶岩和复杂伟晶岩中Be矿化带相类似。

     

幕阜山地区花岗岩-伟晶岩系统中石榴石的组成特征及其对岩浆演化和稀有金属矿化的指示

幕阜山地区是我国重要的伟晶岩型稀有金属矿集区, 区内大规模的岩浆作用形成了众多稀有金属矿床。为了研究幕阜山地区花岗岩-伟晶岩岩浆分异演化过程, 建立岩浆演化各阶段和稀有金属成矿的矿物学指标, 本文对区内各类型花岗岩和伟晶岩中的石榴石进行了电子探针和LA-ICP-MS原位微区主、微量元素研究。结果表明, 幕阜山地区花岗岩-伟晶岩系统中石榴石均为岩浆成因, 属于铁铝榴石-锰铝榴石固溶体系列。区内花岗岩-伟晶岩岩浆呈连续分异演化的特征, 早期花岗岩浆已开始富集稀有金属元素, 且在岩浆多阶段分异演化过程中, 稀有金属元素逐渐富集, 稀有金属矿化强度逐渐增大, 显示出幕阜山地区具有极好的稀有金属成矿潜力。在岩浆演化过程中, 石榴石逐渐富Mn和HREE。花岗岩阶段中, 受黑云母结晶的影响石榴石Mn含量演化趋势与岩浆演化程度相反; 伟晶岩晚阶段的石榴石HREE含量"断崖式"下降的成分特征, 标志着成矿体系由岩浆阶段向富流体阶段转变。伟晶岩阶段中石榴石Mn含量与岩浆演化呈正相关, 高Mn含量石榴石(MnO>27.1%)是幕阜山地区高分异矿化伟晶岩的标志, 也是伟晶岩Li矿化的有效矿物学标志。此外, 低HREE含量(< 66.3×10-6)且高稀碱总量(大于572×10-6)的石榴石也可作为晚期高分异矿化伟晶岩的标志。     

滇东南个旧矿区花岗岩黑云母成分特征及其对锡成矿的指示

滇东南个旧矿区发育有著名的超大型锡多金属矿床,该矿床的形成与花岗质岩浆活动密切相关。本文利用电子探针分析技术对个旧矿区花岗岩中的黑云母开展研究;研究结果表明,黑云母表现出富铝铁、贫镁钙的特征,其FeO^T含量为22.81%~26.17%,含铁指数为0.75~0.81,属于富铁黑云母。黑云母的化学组成特征显示其具有较高的结晶温度（616 ℃~691 ℃）、结晶压力（318~403 MPa）和结晶深度（12.03~15.24 km）,以及较低的氧逸度（logf_O2 = -19.74~-17.05）。综合研究表明,个旧矿区花岗岩源区物质复杂,具有多源性;花岗岩中黑云母整体表现出高铁指数和较低氧逸度等特征,是锡成矿的有利条件。

     

Granitic pegmatites: an assessment of current concepts and directions for the future

Although many explanations have been proposed for the internal zonation of granitic pegmatites, the most widely accepted model is attributed to R.H. Jahns. Jahns and Burnham [Jahns, R.H., Burnham, C.W., 1969. Experimental studies of pegmatite genesis: I. A model for the derivation and crystallization of granitic pegmatites. Econ. Geol. 64, 843–864] said that pegmatites owe their distinctive textural and zonal characteristics to the buoyant separation of aqueous vapor from silicate melt, giving rise to K-rich pegmatitic upper portions and Na-rich aplitic lower zones of individual pegmatites. Jahns and Tuttle [Janhs, R.H., Tuttle, O.F., 1963. Layered pegmatite–aplite intrusives. Spec. Pap.-Miner. Soc. Am. 1, 78–92] cited experiments as confirmation of this effect, but several experimental studies contradict the partitioning behavior that was the premise of Jahns' model. More recent work indicates that pegmatite-forming melts should cool quickly, or in any case, more quickly than crystallization can keep pace with. The distinctive textural and zonal features of pegmatites have been replicated in experiments that employ constitutional zone refining of melts that are substantially undercooled before crystallization commences. Melt boundary layers formed by this process would represent the last silicate liquids to crystallize in pegmatites, which explains the tendency in pegmatites for abrupt transitions from simple to evolved mineral and rock compositions. The sources of pegmatite-forming melts and of the causes of regional zonation within pegmatite groups represent important directions for future research.     

黑云母成分-f_(H_2O)方程的推导及其在福州和鼓山花岗岩体的应用

利用Wones等(1965;1972)提出的黑云母成分和fH_2O、fO_2方程式对福州和鼓山花岗岩体的成岩温度和压力反复进行估算,发现其结果与地质现象不符。因此才考虑对其方程的Δμ°/2.303RT的数值重新进行热力学推导并应用于上述两岩体的估算,计算结果与地质现象较为吻合。     

新疆阿尔泰可可托海伟晶岩型稀有金属矿床中磷灰石地球化学特征及意义

磷灰石可以记录和保存岩浆和热液活动的信息。可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石发育,为研究该矿床伟晶岩成岩成矿过程提供了优良的条件。已有对可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石的研究集中在其稀土元素特征,较少讨论其对伟晶岩成岩成矿过程的制约。本文选取可可托海伟晶岩型稀有金属矿床富矿伟晶岩脉（3号脉）和相对贫矿伟晶岩脉（1号、2b号和3a号脉）中的磷灰石作为研究对象,进行磷灰石岩相学和地球化学研究。岩相学分析表明,磷灰石主要与钠长石、石英、白云母、锰铝榴石等伴生。EPMA分析显示,磷灰石F含量为3.67%~4.41%,Cl含量小于0.67%,较低的Cl含量表明伟晶岩熔体出溶的流体Cl含量较低;大部分磷灰石MnO含量为4.67%~8.71%,但2b号脉磷灰石MnO含量变化较大（1.23%~14.28%）,这是由于2b号脉磷灰石具有分带结构,暗示其遭受后期热液作用,促使磷灰石溶解-再沉淀,导致MnO含量发生较大变化。LA-ICP-MS分析显示,贫矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较低（< 180×10^-6）;相反,富矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较高（>700×10^-6）,并具有明显的四分组效应（TE_1-3平均值为1.7）。1号脉和3a号脉磷灰石均显示轻稀土元素富集,反映其形成过程中有含Cl热液的参与。3号脉磷灰石显示强烈Eu负异常和Ce正异常,而2b号脉磷灰石显示强烈Ce负异常和中等Eu负异常,这种Eu、Ce异常的差异可能与岩浆-热液阶段大量流体出溶密切相关。磷灰石的沉淀将导致热液中HF含量的降低,促使磷灰石周围铌钽矿结晶和Nb、Ta进入磷灰石中。可见,在伟晶岩形成过程中,磷灰石并非保持稳定,其分带结构和主微量成分变化记录了后期热液活动,暗示后期热液活动对伟晶岩的成矿具有重要作用。

     

稀有金属成矿全球时空分布与大陆演化

花岗岩是大陆地壳的主要组成,是陆壳的特征性物质。花岗岩的形成及演化往往伴随着金属元素的不断富集和广泛的成矿作用,进而形成与之相关的大陆成矿体系。稀有金属成矿是大陆成矿体系的重要内容,毫无疑问,与花岗岩有关的稀有金属成矿作用是大陆演化的直接产物,因此,稀有金属成矿学是大陆动力学的研究内容之一。花岗伟晶岩是锂、铍、钽最重要的成矿母岩,碱性岩(花岗岩、伟晶岩和碳酸岩)与铌、锆等成矿作用有关。全球稀有金属成矿时代集中在太古代3.0～2.6Ga、古元古代1.8Ga、新元古代1.0～0.9Ga、古生代450～400Ma、早中生代250～200Ma、晚中生代160～130Ma和新生代中新世35～10Ma,直接反映了稀有金属成矿与超大陆演化重大事件具有密切的成因关系。最古老的稀有金属成矿作用始于乌尔-诺基兰超大陆,形成了现今分布于北美、非洲南部、西澳等地的重要钽成矿带,其它时期成矿作用相继对应于哥伦比亚超大陆、罗迪尼亚超大陆、冈瓦纳超大陆和潘吉亚超大陆聚合、裂解作用,并终结于新生代发生的印度板块与亚洲板块的碰撞作用。值得关注的是,稀有金属矿物与稀有金属成矿总是共演化,锂辉石、锂电气石、绿柱石和铌铁矿-...