稀有金属花岗岩结晶分异过程中铷的富集与成矿:来自江西甘坊岩体的矿物学证据

内容提要:铷的成矿与稀有金属花岗岩密切相关。由于稀有金属花岗岩中普遍存在晚阶段热液蚀变,很难厘清岩浆过程与热液过程,稀有金属成矿起主导作用的是岩浆分异作用,还是热液交代作用,目前的认识尚不清晰。江西甘坊岩体是一个重要的稀有金属成矿区,当前在甘坊岩体内发现了一系列花岗岩型和细晶岩脉型锂铷稀有多金属矿床(点),其稀有金属成矿机制仍不明确。本文选择甘坊岩体内的白果、大港、楠木坑花岗岩型铷矿和富华、同安细晶岩型铷矿为研究对象,采用矿物自动扫描系统、电子探针、LA-ICP-MS等方法对多种花岗岩中的长石类和云母类矿物进行精细结构和成分分析。结果表明:云母类矿物是铷的主要载体(Rb=1683×10^-6～12047×10^-6),长石类矿物中铷含量低,其中钾长石铷含量为1683×10^-6～4051×10^-6,而钠长石几乎不含铷(1.82×10^-6～89.94×10^-6)。富铷锂的云母由白云母经锂多硅白云母和铁锂云母向锂云母转变,其中锂主要通过2Li⁺...     

新疆可可托海矿区小虎斯特91号脉中云母类矿物学特征与地质意义

以小虎斯特91号伟晶岩脉中的不同结构带及蚀变围岩、交代岩、锂云母细脉中云母矿物为研究对象,通过电子探针(EMPA)和激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)对各结构带不同产状的云母进行主微量成分分析.研究表明,91号脉从围岩蚀变带、伟晶岩边缘带、外侧带、中间带到核部带,依次发育黑云母、白云母、富锂白云母和锂云母,伟晶岩中云母类矿物显示由白云母向锂云母演化趋势.Li在白云母和富锂云母(锂白云母和锂云母)中的置换机制不同,分别可能为2SiⅣ+ LiⅥ(←→)3A1Tot和Si+Li(←→)AlTot+Fe (Zn,Mn,Mg)(白云母)和3LiⅥ(←→)AlⅥ+ 2□Ⅵ(富锂云母,□代表空位).小虎斯特91号伟晶岩脉经历了岩浆-热液的演化过程,随着演化进行,云母中K/Rb、Mg/Li比值显著降低,Li、Rb、Cs、F含量显著增大,指示分离结晶作用是晚期熔体相Li、Rb、Cs、F富集的主要机制.但云母类矿物的主、微量元素特征显示小虎斯特91号脉岩浆-热液过渡阶段特征不明显,伟晶岩演化很快由正岩浆阶段转化为热液阶段.     

赣南茅坪钨矿伟晶岩壳中环带云母的特征及对岩浆-热液演化过程的指示意义

通过显微镜、扫描电镜(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)等研究手段,对赣南茅坪钨矿伟晶岩型矿石中的云母开展了详细的矿物学研究。研究结果表明:这类云母具有富Al、K、Li,贫Mn、Ta、Mg、Ca,挥发性组分F质量分数较高等特征;随着岩浆演化,茅坪伟晶岩中的云母成分发生变化,由富锂多硅白云母向铁锂云母方向演化;茅坪伟晶岩中的云母经历了岩浆—热液过渡阶段,因受后期热液的交代作用普遍发育复杂环带结构;另外,伟晶岩中的云母具有高F的特征,说明体系中F的质量分数很高,在岩浆演化过程中,F趋向于在残余岩浆中富集,这有利于岩浆的高度演化和稀有金属的富集。     

赣西大港花岗岩型锂矿床锂赋存状态及成岩成矿年代学

大港锂矿床是赣西地区近年来新探明的超大型花岗岩型锂矿之一,成矿与白云母花岗岩密切相关.研究开展了云母矿物学特征及电子探针分析确定锂赋存状态,并利用锆石和锡石LA-ICPMS U-Pb定年法对白云母花岗岩进行了系统的年代学研究,精确厘定成岩成矿时代.年代学结果显示I型热液锆石Tera-Wasserburg U-Pb下交点年龄为129±2 Ma,而颜色较暗的II型锆石下交点年龄为100±4 Ma.锡石核部和边部Tera-Wasserburg U-Pb下交点年龄分别为125±3 Ma和108±7 Ma,同期结果与锆石年龄在误差范围内一致.这些年龄数据显示大港锂矿呈多期次成矿特点.成矿作用均形成于早白垩世,与江南造山带中段燕山期大规模稀有金属成矿时限一致.大港锂矿床中云母主要为富锂白云母、铁锂云母和锂云母,且云母具有明显环带特征,边部较核部富Si、Li和F等元素.云母微观结构及矿物化学特征表明大港高演化花岗岩型锂矿床经历了早期岩浆分异和晚期热液交代两个阶段.晚期富氟富锂热液对白云母花岗岩进行了强烈的交代改造,使锂元素在云母边部高度富集,从而形成富锂矿物.九岭南缘高演化花岗岩型锂矿床的厘定指示了...     

云母:花岗岩-伟晶岩稀有金属成矿作用的重要标志矿物

云母是花岗岩、伟晶岩中的重要造岩矿物,不仅是整个岩浆阶段的结晶产物,而且也是热液过程的参与者。作为层状硅酸盐矿物,层间或八面体位置上可容纳锂、铷铯、锡、铌钽等稀有金属。本文结合前人研究积累和作者近年来的研究成果,阐述了云母作为一个重要的稀有金属成矿标志矿物的矿物学特征。铁锂云母-锂云母是稀有金属成矿作用中重要的锂矿物,同时云母中锂含量可以反映花岗岩的分异程度。铷、铯可以置换云母层间钾,在高演化花岗岩、伟晶岩中可以形成铷、铯为主的云母(既可以是锂云母系列,也可以是黑云母系列)。黑云母是稀有金属花岗岩中一个特殊的矿物。准铝质含锡花岗岩中黑云母锡含量可达100×10~(-6),其锡含量可以指示其锡成矿能力。稀有金属花岗岩中,常见的是铌钽氧化物矿物。但是最近研究发现,黑云母中铌可以超常富集(超过1000×10~(-6)),成为稀有金属花岗岩中最重要、甚至唯一的铌矿物,形成一种以富铌黑云母为特色的新类型稀有金属花岗岩,并可能代表了一种新型的潜在铌资源。基于云母在花岗岩中的重要性和结构的特殊性,今后要利用微区成分和结构分析技术,加强对云母中稀有金属晶体化学的研究,以及进一步揭示云母对稀有金属成矿的特殊重要意义。     

湖南香花岭地区花岗岩中锂对成岩成矿的制约

锂（Li）是一种战略关键金属,岩浆阶段主要在花岗质岩石中得到富集和结晶。由于具有不相容和富挥发性等性质,锂对花岗岩的成岩成矿具有重要的制约。文章利用电子探针、LA-ICP-MS 等分析手段,对湖南香花岭地区癞子岭和尖峰岭花岗岩进行系统岩相学、主微量和矿物学研究,结果表明：（1）花岗质岩浆结晶分异过程中,Li 含量逐渐升高,大幅度降低了熔体粘度,增大了结晶温度区间,花岗质岩浆得到充分结晶分异,导致花岗岩的垂直分带;（2）花岗岩中Li 与稀有金属含量呈正相关关系,Li 与Ta、Nb、Sn 等稀有金属具有协同成矿作用;（3）花岗岩中云母类矿物具有向富Li 演化的趋势,以铁锂云母为主,随着铁锂云母的结晶,Nb、Ta、Sn 等稀有金属相继析出,导致晚期云母中Ta、Nb 等含量降低。熔体中H2O、F 等对花岗质岩浆的性质和结晶分异有较大影响,但不足以致使花岗岩呈垂直分带。     

福建溪源头伟晶岩及围岩中的云母特征

作者对福建溪源头稀有金属花岗伟晶岩及其围岩中的40余个云母样品进行了成分、物性、结构及热性质的综合研究。溪源头伟晶岩之不同组合带中产出的云母均为2M_1型含铷白云母,云母中含铷、铯而贫锂、贫氟。云母斜长变粒岩中的白云母为含铁白云母。其中钛、镁含量偏高。石英云母片岩中之3T铝黑鳞云母的八面体阳离子占位介于二八面体和三八面体之间。该云母以富稀碱元素及挥发分为其特征。溪源头云母的成分及种属反映了形成它的地质环境特点,与围岩性质及成矿类型有关,可作为稀有金属伟晶岩矿床的标型矿物,可以用作找矿标志。     

川西甲基卡锂等稀有多金属矿田成矿地质特征与成因分析

锂(Li)被国家列为了"关键金属".位于四川西部的甲基卡稀有金属矿田锂资源得天独厚,累计查明氧化锂(Li2O)资源储量286.11万t,预测远景资源量500万t,是世界级硬岩型锂矿富集区.二云母花岗岩以含锂辉石、锂白云母、黑鳞云母以及电气石、磷灰石为特征.花岗岩细晶岩型锂矿为主体并与伟晶岩型锂矿共存,且发育韵律式条带结构是甲基卡矿田独有的特点.笔者以在甲基卡地区及外围调查研究与找矿勘探实践为基础,总结了甲基卡锂等稀有多金属矿田的成矿地质特征,从二云母花岗岩、伟晶岩脉以及韵律式条带结构、地球化学、包裹体等方面的特征,探讨了锂金属超常富集的成因,提出了甲基卡花岗岩浆多中心底辟穹隆、不混溶Li-F花岗质岩浆、半开放裂隙系统的脉动式多期充填-交代及花岗质岩浆结晶分异-自交代成岩成矿的认识.这一认识对稀有金属找矿具有重要意义,但对于稀有金属的分配、迁移、超常富集过程等科学问题还需要继续深入研究,以期更大的找矿突破.     

赣南西华山花岗岩的云母成分特征及其对岩浆演化与成矿过程的指示

西华山钨矿为华南地区最重要的钨矿产区之一,其形成与西华山复式岩体的岩浆演化过程密切相关。随着岩浆演化,西华山钨矿区花岗岩的云母成分发生变化,三八面体云母和二八面体云母分别按"富铁黑云母→铁叶云母→黑鳞云母"和"白云母/多硅白云母→富锂多硅白云母"的方向演化。Li主要通过"Fe2++Mg→AlⅥ+Li"置换方式进入云母晶格,在岩浆演化过程中云母的Li含量逐渐升高。F在云母-熔体间的分配系数随着云母的Mg#(Mg#=100Mg/(Mg+Mn+Fe))降低而减小,因此岩浆演化过程中云母的F含量未明显升高,有利于熔体富集F并演化至更高程度。另外,西华山成矿花岗岩的云母因受到流体交代作用而普遍发育环带结构。环带结构云母的边部与核部相比具有明显较低的Li、F,属于多硅白云母,而出现与多硅白云母共存的方解石表明交代作用流体富含CO2。因此,西华山含矿花岗岩在岩浆演化过程中存在含CO2、相对贫Li和F流体的加入。西华山花岗岩中云母成分的变化还指示体系的氧逸度曾发生变化,即从高氧逸度环境转变为氧逸度相对较低的环境,有利于钨矿的形成。     

新疆阿尔泰协库斯特伟晶岩中锂的矿物学行为及其启示

协库斯特伟晶岩位于新疆阿尔泰可可托海镇,属于典型的Li-Cs-Ta(LCT)伟晶岩,发育大量锂的磷酸盐矿物和硅酸盐 矿物。文章利用电子探针和X射线衍射等分析手段,结合野外观察,系统研究了协库斯特伟晶岩中锂的矿物学行为,探讨 花岗质岩浆-热液过程中锂矿物的结晶演变与热液蚀变过程。研究表明：协库斯特伟晶岩中锂矿物结晶于两个阶段,花岗 质岩浆阶段,锂矿物主要有锂辉石、磷锂铝石与磷锰锂矿,而锂电气石、多硅锂云母、锂白云母等形成于岩浆-热液过渡 阶段至热液阶段。磷锰锂矿与羟磷锂铝石团块包体反映协库斯特伟晶岩中锂的磷酸盐熔体与硅酸盐熔体的不混溶机制。磷 锰锂矿逐渐蚀变形成黄白色-红色的结构相似的矿物相,揭示了磷锰锂矿的氧化过程以及锂的释放过程。早期锂辉石、磷 锰锂矿、磷锂铝石等锂矿物热液蚀变释放出Li进入热液,这种富Li热液作用形成了次生富锂矿物,显示了协库斯特伟晶岩 内部Li的地球化学循环过程。     

高等院校建设用地定额标准研究

建设用地定额标准是控制土地利用的有效工具。近年来各地高等院校建设快速发展,而相关的用地标准涵盖内容不全,致使新建校区用地规模过大、容积率偏低等问题较为普遍。通过对教育部及北京、江苏、上海等省市相关的高校用地定额标准的对比分析,并结合上海部分高校的调查,提出合理确定规划指标、优化土地利用结构布局与比例等完善高校用地定额标准的建议。     

河口海岸桥隧工程设计流速推算

跨海桥隧工程设计需要推算工程位置不同重现期设计流速,由于现场缺乏长期实测流速资料,设计流速推算存在很大困难。研究提出了采用不同重现期典型风暴潮过程推算河口海岸设计流速的数值模拟方法,对河口地区考虑洪水径流与风暴潮流的耦合。在依据澳门验潮站1925—2003年实测潮位资料分析珠江口海域风暴潮过程特征的基础上,结合潮位和潮差年极值频率分析结果构建了不同重现期典型风暴潮潮型。采用平面二维水动力数学模型模拟了不同重现期风暴潮和上游一般洪水组合条件下珠江口水域的流场,得出港珠澳大桥沿线各控制点处设计流速。     

水文土壤学面临的机遇与挑战

水文土壤学是以土壤发生学、土壤物理学和水文学为主的新兴交叉学科,综合研究不同时空尺度土壤与水的相互作用关系,在地球表层系统科学综合集成研究中具有特殊地位和重要作用。阐述了水文土壤学形成背景与内涵、学科与理论基础及研究进展,并展望未来面临的机遇与挑战。水文土壤学重点解决以下2个科学问题:①土壤结构及土壤—景观分布格局在不同时空尺度上如何主导和影响水文过程以及与其相关的生物地球化学循环和生态系统演变;②景观系统水文过程如何影响土壤发育、演变、异质性及其功能。水文土壤学面临研究方法和理论创新、多尺度综合观测网络体系构建及人才培养等方面的挑战。     

Data for coastal GIS: issues and implications for management

Geographic information systems can provide easy access to large quantities of geographically-referenced data for monitoring, planning and environmental decision support for coastal applications. The dynamic and variable nature of the coastal ocean environment gives rise to data issues different than those associated with land-based GIS. This paper investigates, in particular, the use of different data, including those produced by numerical simulations or ocean models, for coastal management and is illustrated with examples from a Baltic Sea GIS implementation. Implications for the use of these data in environmental management are discussed.     

New geological framework for Western Amazonia (Brazil) and implications for biogeography and evolution

Although many of the current hypotheses to explain the origin and distribution of the Amazon biodiversity has been based directly or indirectly on geological data, the reconstruction of the geological history of the Amazon region is still inadequate to analyze its relationship with the biodiversity. This work has the main goal to characterize the sedimentary successions formed in the Brazilian Amazon in the Neogene-Quaternary discussing the evolution of the depositional systems through time and analyzing their main controlling mechanisms in order to fill up this gap. Radar image interpretation, sedimentological studies, and radiocarbon dating allowed the mapping of Plio-Pleistocene to Holocene units along the Solimões-Amazonas River, Brazil. This integrated work led to the characterization of five sedimentary successions overlying Miocene deposits of the Solimões/Pebas Formation, which include the following: Içá Formation (Plio-Pleistocene), deposits Q1 (37,400-43,700 ¹⁴C yr B.P.), deposits Q2 (27,200 ¹⁴C yr B.P.), deposits Q3 (6730-2480 ¹⁴C yr B.P.), and deposits Q4 (280-130 ¹⁴C yr B.P.). These deposits occur mostly to the west of Manaus, forming NW-SE elongated belts that are progressively younger from SW to NE, indicating a subsiding basin with a depocenter that migrated to the NE. The reconstruction of the depositional history is consistent with significant changes in the landscapes. Hence, the closure of a large lake system at the end of the Miocene gave rise to the development of a Plio-Pleistocene fluvial system. This was yet very distinct from the modern drainage, with shallow, energetic, highly migrating, braided to anastomosed channels having an overall northeast outlet. This fluvial system formed probably under climatic conditions relatively drier than today's. During the early Pleistocene, there was pronounced erosion, followed by a renewed depositional phase ca. 40,000 ¹⁴C yr B.P., with the development of prograding lobes and/or crevasse splays associated with a lake system (i.e., fan-delta) and/or fluvial flood plain areas. After a period of erosion, a fluvial system with eastward draining channels started to develop at around 27,000 ¹⁴C yr B.P. The fluvial channels were overflooded in mid-Holocene time. This flooding is attributed to an increased period of humidity, with a peak between 5000 and 2500 ¹⁴C yr B.P. The data presented herein support that, rather than being a monotonous area, the Amazonia was a place with frequent changes in landscape throughout the Neogene-Quaternary, probably as a result of climatic and tectonic factors. We hypothesize that these changes in the physical environment stressed the biota, resulting in speciation and thus had a great impact on modern biodiversity.