锂的圈层循环与资源富集过程: 从高原盐湖到造山带伟晶岩

盐湖卤水型锂矿与富锂伟晶岩是目前最为主要的可利用锂资源, 前者是经地表风化/高温水岩淋滤形成的水体通过蒸发作用浓缩而成的卤水, 而后者被认为是陆表风化沉积物熔融产物经高演化形成的富锂硬岩。大陆地壳是此类表生物质循环最根本的物源, 因而探究富锂地壳的形成及其表生风化剥蚀对于理解盐湖与伟晶岩锂成矿至关重要。本文将从元素循环视角切入, 结合内生高温-外生低温过程中锂的元素地球化学行为, 梳理锂在俯冲带各圈层的循环过程, 探讨富锂地壳的形成机制及其对高原盐湖与造山带伟晶岩锂资源发育的影响。研究发现: (1)俯冲板片对弧岩浆锂的物质贡献有限; (2)厚地壳环境下的弧岩浆具有更高的锂含量; (3)造山带富锂弧岩石的循环应是盐湖与伟晶岩锂成矿的重要控制因素。

     

锂辉石在花岗质熔体中溶解度及其成矿意义

本次研究利用快速淬火高温高压实验装置, 在100MPa和650~850℃条件下, 开展了锂辉石在简单花岗质熔体中溶解度及其影响因素的高温高压实验。实验结果表明温度是影响锂辉石在简单花岗质熔体中溶解度最为重要的因素, 其次为铝饱和指数(ASI), 而熔体的Na/K比值对锂辉石的溶解度几乎没有影响。结合已有的数据, 建立了锂辉石溶解度与温度、铝饱和指数的关系:其中T为绝对温度。该关系式可以用来量化锂辉石的结晶温度或评价花岗伟晶岩的成矿潜力。本次研究结果表明, 伟晶岩矿床中锂的成矿潜力受限于初始岩浆中锂的含量和伟晶岩的结晶温度。     

论花岗伟晶岩的成因和类型的划分

From years of experience with granite pegmatite, the authors note that granite pegmatite is of two different origins: magmatic differentiation autometasomatism and metamorphic differentiation. Granite pegmatites can be divided into nine types under four categories according to their formation mechanisms and the regularities of rare-metal evolution. Discussion is also given to the inheritance-development relationship between the various types of granite pegmatites, to the features of rare-metal mineralization and their spatial systematies of distribution.     

湖南仁里超大型钽铌矿床工作进展及找矿思路

湖南仁里超大型钽铌矿床钽铌铍矿资源丰富,Ta₂O₅资源量达到了超大型规模,BeO资源量达到了大型规模。为进一步研究湖南仁里超大型钽铌矿床稀有金属的赋存特征、成矿规律及矿产资源综合利用前景,开展了地球化学分析、电子探针、包裹体、同位素测年及可选性试验等研究工作,通过系统梳理仁里超大型钽铌矿床的工作进展,进一步探讨了该矿床的下一步找矿思路。仁里钽铌矿床共(伴)生矿种多,稀有金属综合回收率及矿产资源采选综合利用率高,具有极大的开发利用价值,可作为绿色、环保、无尾矿范例进行高效勘查与开发。仁里矿区钽铌铍矿资源丰富,具有较好的找矿潜力,加大地质勘查资金投入有望取得钽铌铍锂等稀有金属找矿新进展。下一步应对矿区2、3、5、6号主矿脉深部矿体进行控制,力争取得钽铌铍矿找矿突破,同时加强对矿区西部或西南部隐伏锂辉石白云母钠长石伟晶岩的研究工作,力争取得锂辉石白云母钠长石伟晶岩型锂矿找矿突破。     

青藏高原拉萨地块西部念青唐古拉岩群的地球化学特征及构造意义

拉萨地块西部呈断块状沿狮泉河-申扎-嘉黎蛇绿混杂岩带附近分布的念青唐古拉岩群被认为是前寒武纪变质基底。本文对念青唐古拉岩群进行了系统的岩石学、地球化学、同位素年代学及构造地质学研究。研究结果表明片岩-片麻岩-变粒岩含十字石、石榴子石等特征变质矿物,遵循粒度分异规律,其原岩可能为来自冈瓦纳古陆核北缘中新元古代弧盆体系的活动大陆边缘浊积岩。斜长角闪岩具低硅、高铁镁、富钙的基性岩特征,其原岩为岛弧型基性火山岩。念青唐古拉岩群中的花岗伟晶岩锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为1150±13Ma,具过铝质S型花岗岩地球化学特征,可能为中元古代(1150±13 Ma)以前就开始沉积的念青唐古拉岩群基底岩石通过部分熔融形成。与花岗伟晶岩渐变过渡接触的二云斜长片麻岩第一组变质重结晶锆石U-Pb年龄为701±15 Ma,结合十字石特征变质矿物,暗示了该地区中温高压变质作用的峰期变质,变质程度达角闪岩相;第二组热液流体锆石UPb年龄为301±8.4 Ma,可能与冈瓦纳大陆北缘古特提斯洋演化过程中的岩浆热液作用有关。     

中国西部主要伟晶岩型锂辉石矿床 成矿作用对比及找矿前景

为了解中国西部伟晶岩型锂矿床的成矿地质背景和矿床地质特征,指导今后该类锂铍等稀有金属矿产资源勘查与评价,总结研究了中国西部几个主要的大型、超大型伟晶岩型锂辉石矿床的成矿特点,并简要对比这些矿床的成矿地质背景、矿床地质特征等.结果表明:中国西部伟晶岩型锂辉石矿床所处的大地构造位置较为相似,大多处于褶皱造山带中,呈现集中成带分布,稀有金属矿化均发育在岩浆岩后期的伟晶岩脉中,围岩均为一套变质砂岩、板岩、片岩类,伟晶岩脉的含矿性还与构造裂隙的交叉和相对封闭条件有关;成矿时代集中分布在印支晚期—燕山早期.但不同地区的锂辉石矿床也表现出其特殊性,矿物组合上以可可托海最为复杂,甲基卡次之.今后勘查应以锂成矿带为重点,伟晶岩型锂矿为首要勘查对象,同时应因地制宜,以现有的典型矿床为模型,寻找最有效的找矿技术方法组合,为后期找矿提供依据.     

片麻岩穹窿与伟晶岩型锂矿的成矿规律探讨

"片麻岩穹窿"是指中下地壳热动力过程产生的与岩浆作用(或混合岩化作用)密切相关的穹状构造,是折返造山的产物.片麻岩穹窿的形成经历了从垂直上升的地壳流导致的岩浆上涌的挤压收缩到岩体侵位的顶部伸展机制的转化过程,这一过程有利于富含锂-铯-钽型(LCT)型伟晶岩的生成和锂族元素的富集.研究表明,位于青藏高原北部的中国松潘-甘孜-甜水海印支造山带是中国大型"伟晶岩型"锂矿资源赋存的基地,松潘-甘孜东南部的超大型甲基卡型伟晶岩型锂矿带,产于具有巴罗式"低/中压-高温"变质组合的三叠纪复理石围岩中,早中生代花岗岩以及衍生的大量含锂稀土矿物的伟晶岩脉侵位有成因关系.研究认为,探究片麻岩穹窿的形成过程和构造成因机制;识别花岗岩-含矿伟晶岩的地球化学属性,揭示花岗岩浆分异作用与含矿伟晶岩相演变的成因联系,以及锂元素迁移、富集熔浆的过程;圈定三叠纪地层中巴罗式变质相带的展布,探明富锂伟晶岩矿带赋存的有利变质相带及形成的P-T条件;揭示"变形-变质-岩浆深熔-成矿"的时空耦合、制约与相互作用,再造造山过程中锂资源富集和保存的规律,以及建立成矿动力学模式;是揭示片麻岩穹窿与伟晶岩型锂矿的成矿规律的重要科学途径.     

川西甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中熔体、流体包裹体固相物质研究

川西甲基卡二云母花岗岩和伟晶岩内发育大量原生熔体包裹体和富晶体流体包裹体。为了查明甲基卡成矿熔体、流体性质与演化特征,运用激光拉曼光谱和扫描电镜鉴定了甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中二云母花岗岩及伟晶岩脉不同结构带内的原生熔体、流体包裹体的固相物质。分析结果表明,甲基卡二云母花岗岩石英内熔体包裹体的矿物组合为磷灰石+白云母、白云母+钠长石、白云母+石墨;伟晶岩绿柱石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为刚玉、富铝铁硅酸盐+刚玉+锂辉石、锂辉石+石英+锂绿泥石;伟晶岩锂辉石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为磷灰石、锡石、磁铁矿、石英+钠长石+锂绿泥石、萤石、富钙镁硅酸盐+富铁铝硅酸盐+富铁硅酸盐+石英;花岗岩浆熔体与伟晶岩浆熔体(流体)具有一定的差异,成矿熔体、流体成分总体呈现出碱质元素(Na、Si、Al)、挥发分(F、P、CO_2)含量增高及基性元素(Fe、Mg、Ca)降低的特征;包裹体中子矿物与主矿物的化学成分具有一定的差别,揭示出伟晶岩熔体(流体)存在局部岩浆分异作用,具不混溶性及非均匀性。因此认为,伟晶岩熔浆(流体)为岩浆分异与岩浆不混溶共同作用的产物,挥发分含量的增高(F、P、CO_2)使伟晶岩能够与稀有金属组成各类络合物或化合物,这对于稀有金属成矿起到了至关重要的作用。     

活性炭吸附测氡法在北秦岭柳树湾铀矿床勘查中的应用

在北秦岭东段柳树湾地区开展的活性炭吸附法测氡实验结果表明,该地区氡浓度异常峰值高、连续性好,总体呈北西走向,主要沿岩体与地层接触带中的伟晶岩走向分布,其分布范围及规模明显受伟晶岩控制。通过对发现的氡浓度异常点进行钻探验证表明,氡浓度异常均为矿致异常,与深部含矿伟晶岩密切相关,能够很好的反映出隐伏伟晶岩的铀矿化信息。该方法为确定铀矿找矿有利地段提供了重要依据,对本区花岗伟晶岩型铀矿深部找矿具有重要的指导意义。