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⁺...     

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。     

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。     

赣西北大湖塘钨矿富锂- 云母化岩锂元素富集机制及其对锂等稀有金属找矿的启示

赣西北大湖塘钨矿具有低品位、大储量、热液蚀变强等特征。在热液蚀变类型和空间分带特征的厘定,以及富锂 云母矿物学特征的认识基础上,通过云母类矿物原位主微量元素组成特征的分析,揭示大湖塘钨矿锂等稀有金属元素的富集,可能是大量热液成因黑鳞云母、铁锂云母和锂 多硅白云母的先后沉淀叠加聚集的结果。其中铁锂云母的锂元素含量最高（Li 2 O=4. 15%～4. 86%）,黑鳞云母（Li 2 O=0. 81%～1. 72%）次之,然后是锂 多硅白云母（Li 2 O=0. 24%～0. 45%）。大湖塘钨矿富锂 云母在蚀变岩中比例非常高,分布又均匀,而蚀变岩的规模更是巨大,因而具有巨大锂等稀有金属成矿的潜力。典型蚀变岩的全岩主微量元素分析显示,在晋宁期花岗闪长岩黑鳞云母+铁锂云母蚀变带的锂、铷和钾等元素含量最高。即富钾热液蚀变岩,其K 2 O=5. 94%～8. 06%,Li 2 O=0. 34%～1. 548%和Rb 2 O=0. 175%～0. 784%,而黑鳞云母+铁锂云母+石英蚀变则次之。在燕山期花岗岩中,则以锂元素富集为主,铷含量相对偏低。高含量样品主要集中在钠化带,其Na 2 O=5. 79%～6. 17%,Li 2 O=0. 902%～1. 034%和Rb 2 O=0. 140%～0. 213%,而锂 多硅白云母+石英的蚀变岩则相对略低。大湖塘钨矿燕山期花岗岩以多期多阶段的脉动活动为特征,特别是晩阶段相对富锂、铷和钨,这是大湖塘钨矿锂、铷和钨富集成矿的物质基础。对比雅山钽锂矿和赣南钨矿的蚀变空间分带特征,我们进一步探讨了铌钽矿、锂铷矿和钨矿之间的岩浆 热液演化过程,即铌钽矿以结晶分异为主,锂铷为结晶分异和碱性热液阶段,最晚的是钨矿的酸性热液阶段。认为赣西北地区乃至华南,着重对热液蚀变空间分带的厘定,特别是在钨矿深部内接触带的云英岩化和钠长石化带,是寻找富锂 云母化蚀变岩型锂铷多金属矿重要标志,即“就钨找锂铷”。这可能是稀有金属找矿突破的重要方向之一。大湖塘钨矿富锂 云母类的巨量富集成矿及其富集过程,是本次研究工作的重要发现,也将是大湖塘钨找矿认识的重要突破。     

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.     

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...     

硅酸盐矿物分解细菌Bacillus globisporus Q12与云母矿物相互作用的研究

土壤矿物与微生物相互作用对土壤中一系列生态过程产生重要影响。本文通过对培养液进行K、Si、Fe、Al等元素分析,测定了菌株生长与代谢产物,结合扫描电镜和透射电镜的观察,研究了钾矿物表生硅酸盐矿物分解细菌Bacillus globis-porusQ12菌株与云母矿物(黑云母和白云母)的相互作用规律。结果表明,不同的云母矿物对B.globisporusQ12菌株的生长与代谢有不同影响;与白云母相比,黑云母更适合B.globisporusQ12菌株的生长与酸性代谢产物(如有机酸等)的合成;供试菌株能促进黑云母和白云母矿物中K、Si、Fe、Al等元素的释放。扫描电镜、透射电镜观察与能谱分析发现,B.globisporusQ12菌株能在云母矿物表面定殖,加速云母矿物的风化;菌体自身也能吸附培养液中离子和矿物碎片而形成新的矿物。     

冀东太古代麻粒岩相变质岩中的K/Rb比值

前言铷是一个碱金属,它的离子半径(1.48(?))与钾的离子半径(1.33(?))十分相近,因此它可以取代所有含钾矿物中的钾离子。Shaw(1968)曾经建立了一个有关各类火成岩钾和铷变化的“主要趋势”(MT)(图1),其中K含量的变化范围是0.01—10%,K/Rb比值的相应变化范围是433—195。在一组同源岩浆的花岗质岩石中,铷在残余岩浆中的富集程度要高于钾,因此随岩浆分异作用的进行,K/Rb比值将随钾的增加而减小。但是,在许多前寒武纪的麻粒岩中,随钾的减少K/Rb比值则有急剧的增长(Tarney     

Fe-Li云母化学成分的解释和分类

用置换矢量概念解释了115个天然 Fe-Li 云母化学成分的变化。Fe-Li 云母是三八面体 Li-Fe-Al 云母,其基本置换是四锂云母置换。由于 Al-Li 白云母置换和白云母置换的影响,其化学组成变化的基本趋势呈明显的非线性,因而 Fe-Li 云母不是真正的二元系。作为 Fe-Li 云母,富铁黑云母和铁叶云母都是最富铁的成员,因而建议称 Fe-Li 云母为黑云母-锂云母系列。根据化学成分,晶胞参数和折光率的异常变化还提出了该系列自然分类的方案。     

桂东北冷源伟晶岩型铷矿成矿地质特征及邻区找矿潜力研究

冷源铷矿是桂东北地区目前发现的规模最大的伟晶岩型铷矿床,产于越城岭岩体西侧加里东期花岗岩体内部的韧性剪切带内。赋矿伟晶岩脉从中心到边缘出现明显岩相分带,依次对称发育浅肉红色硅化钾长石伟晶岩→紫色萤石化钾长石伟晶岩→绿色绢云母化钾长石伟晶岩→白色钾长石伟晶岩。伟晶岩的主要造岩矿物为钾长石、石英和绢云母,在地球化学特征上以高硅[w(SiO2)63.36%]、高铝[w(Al2O314.36%)和富碱[w (K2O+Na2O)11.50%]为特征,归属于碱性过铝质花岗岩类。伟晶岩中的稀有金属成矿元素主要为Rb,典型样品含量介于1883×10-6～2355×10-6,平均含量(2117×10-6)达到铷矿工业品位2倍。伟晶岩中Rb元素含量与K元素含量正相关(r=0.9),指示Rb主要赋存于富钾矿物中(钾长石和绢云母)。在与冷源邻近的同禾、瓜里等伟晶岩脉密集区,伟晶岩中Rb元素含量大多都超过了圈定铷矿的边界品位,甚至部分伟晶岩脉中Rb含量达到了铷矿的工业品位,指示在桂东北越城岭西侧一带均有继续寻找伟晶岩型铷矿的良好找矿潜力。     

芬兰前寒武纪岩石中黑云母的铵含量:NH_4~+作为一种可能的化学化石的意义

引言对矿物中铵离子的研究表明,由于铵离子和钾具有类似的离子半径和电荷,铵离子取代钾而占据含钾矿物中碱的位置,对不同岩石含铵量也作了测定。Wlotzka(1961)检查分析了100个岩石和矿物样品中的氨氮含量,证明副片麻岩中氨氮的含量高于正片麻岩。他认为岩浆岩中的氮具有原生岩浆成因。关于不同类型变质岩Milovskir和Volynets(1966)所获得的结果,类似于Wlotzka的观测结果。Stevenson(1962)的结论是,沉积岩中的铵存在于次生的硅酸盐矿物中,而火成岩中的铵则大量存在于原生的含钾矿     

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。     

Fe-Al云母及铝铁叶云母

黑云母花岗岩→二云母花岗岩→白云母花岗岩是华南花岗岩类中一种常见的岩石演化序列。岩石中存在贫Li富Fe、Al云母的矿物组合。例如:五里亭-101杂岩体云母组合为黑云母-铁白云母-白云母,湘千岩体为黑云母-锂铁叶云母-铁白云母-白云母,黄山岩体的云母组合包括锂黑云母-锂铁叶云母等。这些云母(表1)的分子式(按氧的原子数等于22计算)中,Li从小于0.4(白云母)到小于0.6(黑云母),低于八面体阳离子总数的10%。对这些富     

西藏盐湖沉积物：一种潜在的铷、铯资源

铷、铯是我国战略性关键矿产资源。西藏盐湖卤水中赋存着丰富的铷、铯资源,但是品位普遍低于10 mg/L。根据热泉与盐湖锂、铷、铯等元素的补给关系和含量差异特征及铷、铯极易被黏土矿物吸附等特点,推测盐湖沉积物中赋存一定规模的铷、铯资源。为验证该推测,本文选取西藏拉果错、聂尔错、依布茶卡、当穹错、扎布耶茶卡等5个典型盐湖,采集卤水和沉积物样品各5件,开展水体中铷、铯含量和沉积物矿物成分分析,结合沉积物分相淋滤实验,得出如下结论：西藏拉果错、当穹错、聂尔错盐湖卤水铷、铯含量和资源量与其补给量差异显著,大量的铷、铯资源消耗于盐湖沉积物中;盐湖沉积物中的铷、铯含量远高于卤水。铷、铯在沉积物水溶相、碳酸盐相中含量较低,主要以吸附形式赋存于黏土矿物(主要为伊利石),吸附点位包括基面位置、难解吸的磨损边缘及层间位置。盐湖沉积物铷、铯资源量远超大型矿床规模,黏土矿物中铷、铯含量高达100 n×10-6,超过固体盐类矿产综合评价指标,相较于现有盐湖钾产品中的铷资源、含铯硅华中的铯资源开发,具有较好的开发利用性,是一种潜在的铷、铯资源。本研究成果有助于完善盐湖铷、铯富集成矿机制,并为高效开发盐湖中的铷、铯资源提供理论支撑。     

云母和电气石矿物化学特征对西昆仑大红柳滩地区伟晶岩型锂矿化的指示

大红柳滩二云母花岗岩被认为是白龙山等伟晶岩型锂矿的成矿母岩.为约束大红柳滩地区花岗岩-伟晶岩的岩浆-热液演化过程.本文选取大红柳滩岩体二云母花岗岩及不同矿化程度伟晶岩中的贯穿性矿物——云母和电气石,开展了背散射结构观察(BSE)和电子探针成分分析(EPMA).二云母花岗岩(Ms₁)和白云母-微斜长石伟晶岩(Ms₂)中云母结构均一、化学成分变化小;白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩(Ms₃)中云母类型多样,除白云母外,还发育富锂多硅白云母、铁锂云母、锂云母,后者常交代白云母.Ms₃中Li、F含量突增,其中Li₂O最高可达4.68%、F可达6.47%.二云母花岗岩(Tur₁)和白云母-微斜长石伟晶岩(Tur₂)中电气石为碱性黑电气石,白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩中(Tur₃)发育碱性锂电气石.相较于黑电气石,锂电气石具有富SiO₂、Al₂O₃、Li_...     

西藏雄村斑岩型铜金矿红柱石成因矿物学特征

雄村斑岩铜金矿中广泛分布有红柱石,红柱石主要呈三种产出状态:①石英-钾长石-白云母/绢云母-红柱石组合;②红柱石-石英-绢云母/白云母组合;③石英-红柱石-硫化物脉.矿物组合关系、红柱石结构和成分等特征均表明红柱石属热液成因.早期钾硅酸盐化带中的石英-钾长石-白云母/绢云母-红柱石组合形成于高温(大于550℃)、低+K...     

川南兴文地区上二叠统龙潭组黏土岩锂的富集特征及赋存状态

四川南部位于二叠纪峨眉山大火山岩省中—外带,广泛分布与火成岩风化- 沉积有关的上二叠统龙潭组黏土岩,具有形成锂等关键金属矿产资源的地质背景和成矿条件。本文对川南兴文地区上二叠统龙潭组下部黏土岩进行了较为系统的地质调查,对研究区以及钻孔岩芯样品进行了化学分析,以确定黏土岩中锂等元素的分布特征及富集规律。在此基础上,利用粉晶X- 射线衍射(XRD)分析了富锂黏土岩的矿物组成,采用聚焦离子束飞行时间二次离子质谱仪(FIB- TOF- SIMS)分析了富锂黏土岩微米尺度上的元素分布特征。结果表明,龙潭组下部黏土岩中富集Li以及Ga、Nb等元素,是一个多种关键金属的富集层,具有良好的成矿潜力和找矿前景。本区黏土岩来源于峨眉山大火山岩省火山岩的风化产物,富锂的矿层主要为含黄铁矿高岭石黏土岩,其沉积成岩环境为海陆过渡地区的潟湖还原咸水环境,Li含量与化学风化强度(CIA指数)密切相关,具有风化- 沉积型矿床的特征。富锂黏土岩中锂除少量赋存于锂云母之中外,主要是被吸附于黏土岩的蒙脱石相中,部分进入蒙脱石矿物结构,还有一部分赋存于伊利石中。Li除了来自火山岩的风化释放以外,部分还可能来自滨海浅层地下卤水的直接补给,从而形成含锂云母的高品位的富锂黏土岩。     

安徽某地蓝晶石单矿物分离及人工重砂定量分析方法

一、岩石的物质组份及主要矿物特征蓝晶石产于蓝晶石岩、蓝儡石白云母石英片岩及含蓝晶石白云母石英片岩三个类型的岩石中。其中蓝晶石岩含蓝晶石50—90%,次要矿物为绢云母、褐铁矿、刚玉、金红石、榍石等。蓝晶石白云母石英片岩含蓝晶石10—30%,主要矿物为石英、白云母,少量矿物有赤铁矿、金红石、黄铁矿等,蓝晶石与白云母呈反消长关系。含蓝晶石白云母石英片岩中,蓝晶     

新疆白石头泉高铷氟花岗岩不同相带云母成分及其演化

白石头泉含黄玉花岗岩体在露头上显示很好的岩性分带,从下至上依次为:淡色花岗岩(a带)、含天河石花岗岩(b带)、天河石花岗岩(c带)、含黄玉天河石花岗岩(d带)和黄玉钠长花岗岩(e带).岩体组成矿物主要为石英、钾长石(部分富铷的为天河石)、钠长石、黄玉和云母,副矿物为锰铝榴石和萤石.总体说来,从a带到c带,云母的Al、Mn、F和Rb含量递增,Fe、Mg和Ti含量递减;Li含量从a带到b带和c带递增,但b带和c带之间变化不明显.从c带到e带,随着Fe、Mg和Ti的减少,总体上表现为Al、Li递增,F、Mn和Rb递减的演化方向,但Li、F、Mn和Rb在c带和d带之间变化不明显,d带和e带之间却表现出急剧的变化.e带中的次生云母与原生云母相比,前者F、Li高而Al低,从a带到e带,Na K变化不明显.云母成分的这些变化特征与岩体的演化趋势相一致.白石头泉岩体与世界上其他地方类似花岗岩相比,没有出现锂云母这种高度富锂矿物,这可能与岩体中锂含量较低有关.     

四川九龙久鲁祝矿区伟晶岩铍铷矿赋存状态浅析

本文介绍了四川九龙久鲁祝矿区花岗伟晶岩脉中铍铷矿矿石特征、矿石矿物成分,并利用化学分析、X射线衍射和电子探针分析等手段,对伟晶岩中铍铷矿进行了赋存状态研究。结果表明:矿石中铍主要赋存于绿柱石中;矿石中未发现铷的独立矿物,铷主要呈分散状态赋存于白云母和钾长石中。