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。     

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。

     

喜马拉雅然巴淡色花岗岩中石英微量元素的成分特征及其指示意义

为进一步推进喜马拉雅淡色花岗岩稀有金属成矿问题的研究,需全面厘清喜马拉雅淡色花岗岩的岩石学成因和岩浆分异演化过程,并寻找可以判别和指示其岩浆结晶分异程度及成矿潜力的矿物-岩石-地球化学指标。近年研究发现,石英晶格中的微量元素成分特征可以很好的反映岩浆来源和分异演化过程。为此,本文对喜马拉雅然巴岩体中两种演化程度不同的花岗岩（演化程度较低的二云母花岗岩和典型高分异成因的白云母花岗岩）中的石英进行了微量元素成分分析。结果显示,然巴淡色花岗岩石英中含量较高的元素包括Li、Be、Na、K、Al、Ca、Sc、Ti、Ge,这些元素含量在两类淡色花岗岩中存在较大的重叠,但白云母花岗岩中石英普遍具有更高的Be和更低的Ti含量,同时Li、Na、Al的含量高值均出现在白云母花岗岩中。另外,相对二云母花岗岩,白云母花岗岩中石英具有明显增高的Al/Ti（>10）和Ge/Ti（>0.1）比值。综上,本文认为石英中的Be、Ti元素含量以及Al/Ti、Ge/Ti比值有潜力成为指示喜马拉雅淡色花岗岩分异演化程度和稀有金属矿化的有效指标。根据石英中Ti含量估算然巴二云母花岗岩的结晶温度为666~491℃,白云母花岗岩的结晶温度为559~358℃。该结果证实喜马拉雅淡色花岗岩在成岩过程中经历了显著的降温,其岩浆体系可以演化至低于一般花岗岩体系固相线的温度,这为深入理解喜马拉雅淡色花岗岩的岩浆演化过程提供了重要的物理学约束。

     

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。     

喜马拉雅吉隆花岗伟晶岩中锂矿物的研究

喜马拉雅造山带中部的吉隆岩体出露有大量淡色花岗岩和花岗质伟晶岩, 已有文献报道该岩体英雄沟和扎龙沟淡色花岗岩和伟晶岩中有铁锂云母、锂云母、锂辉石等锂矿物产出。本次研究对吉隆岩体北部扎龙沟的伟晶岩进行了岩相学和矿物学研究, 厘定了锂辉石伟晶岩和锂云母-锂电气石伟晶岩(含细晶岩)两种类型的富锂伟晶岩。研究结果显示, 在锂辉石伟晶岩中主要的富锂矿物除了已知的锂辉石和锂云母, 还发现了透锂长石, 同时锂云母的边部出现的铯锂云母((Cs, K)Li₂Al[Si₄O₁₀]F₂, Cs/(Cs+K)原子比>0.5)中Cs₂O含量达16.9%, 该矿物首次在喜马拉雅发现, 推测是由锂云母与后期富Cs流体作用后形成。在锂云母-锂电气石细晶岩中主要的富锂矿物包括锂云母和锂电气石, 锂云母中的Li₂O含量为0.9%~6.7%;锂电气石中Li₂O含量最高可达2.4%, 且FeO、MgO和CaO含量较低(分别 < 1.1%、 < 0.01%和 < 2.6%), 接近锂电气石端元成分。结合吉隆扎龙沟含锂伟晶岩中大量产出铯沸石和细晶石, 确认这些伟晶岩是典型的LCT(Li-Cs-Ta)型伟晶岩, 矿物组成和成分显示它们具有极高的分异演化程度。

     

喜马拉雅淡色花岗岩带伟晶岩的富铍成矿特点及向更高处找锂

喜马拉雅淡色花岗岩作为新识别的稀有金属成矿区带,已发现以Be-Nb-Ta(Sn-W)组合为主矿化且已形成大型矿床,如错那洞,但仅在为数不多的几处伟晶岩见到锂辉石,尚未发现工业锂矿床。因此,有必要剖析该区伟晶岩成矿(尤其Be同Li的对比)特点、条件及可能潜力,并与国内其他稀有金属矿带进行对比分析,从而推动喜马拉雅伟晶岩稀有金属矿床尤其是锂矿的发现。该区伟晶岩母体淡色花岗岩与华南稀有金属矿化花岗岩类似,显示高的分异程度但较窄的演化区间,并且熔体具有高的Li浓度。在印亚大陆碰撞带复杂的构造-变质-深熔作用下产生了多期次的岩浆活动,尤其新喜马拉雅期巨量的岩浆可为伟晶岩的形成、远距离迁移分异及成矿提供有利的热和物质基础。基于含Li伟晶岩形成于"远"母体、"高"海拔的特点,提出区域构造层位的上部或更高海拔地区以及淡色花岗岩岩体外侧远端的围岩内将可能是含锂伟晶岩的就位空间与找矿重点地段。     

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。

     

川西甲基卡区域伟晶岩分异演化及锂成矿过程：来自白云母矿物学的约束

甲基卡位于松潘-甘孜造山带内, 为我国超大型伟晶岩型锂矿床之一, 具有较大的经济价值。甲基卡伟晶岩在空间上具有良好的分带, 以二云母花岗岩为中心, 向外依次为微斜长石伟晶岩带(Ⅰ带)→微斜长石-钠长石伟晶岩带(Ⅱ带)→钠长石伟晶岩带(Ⅲ带)→锂辉石伟晶岩带(Ⅳ带)→白云母伟晶岩带(Ⅴ带)。为了研究甲基卡区域伟晶岩脉空间演化和稀有金属富集规律, 本文对各分带伟晶岩的白云母进行了主量、微量元素研究。根据矿物内部结构和化学成分, 区域伟晶岩存在两阶段演化: 早阶段在Ⅰ带至Ⅳ带形成均一结构的原生白云母; 晚阶段Ⅴ带形成具有成分分带的白云母, 二者在成分上Li、Rb、Cs含量和K/Rb、K/Cs比值呈现明显差异, 表明演化程度明显加大, 流体组分比例升高, 表明体系由以熔体为主的阶段进入以熔流体为主相对不稳定的阶段。从Ⅰ带至Ⅳ带, 原生白云母的K/Rb、Kb/Cs比值降低有限, 微量元素Li、Rb、Cs、Ta含量总体略微升高, 表明甲基卡区域伟晶岩脉经历了中等程度的结晶分异演化。V带云母的主微量成分呈振荡变化, 该现象主要受熔体不混溶过程的控制。总体上, 原生白云母均有具有高Li、Cs、B含量的特征, 表明初始熔体极具成矿潜力。白云母中K/Rb比值小于等于20或Cs含量大于等于400×10^-6可以作为评价Li-Cs-Ta(LCT)伟晶岩发生锂辉石矿化的指标。

     

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_...     

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。     

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.     

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     

花岗岩类锂矿床中锂辉石和锂云母共生性的实验模拟研究

锂是一种稀有金属元素, 锂辉石和锂云母是最重要的硬岩型锂矿矿石矿物, 探究二者的共生性及条件, 对揭示锂元素在不同锂矿石矿物中的赋存机制以及花岗岩类锂矿床的形成机制具有重要意义。本文应用热液金刚石压腔开展了锂辉石-锂云母-H₂O体系的原位观测结晶实验, 10组实验产物均为锂辉石和白云母, 锂辉石结晶集中在500~780℃、350~1300MPa的温压条件下, 白云母结晶集中在440~710℃、180~1100MPa的温压条件下。结合前人实验得到的锂云母结晶条件(500~650℃、100~450MPa), 以及实验产物云母的激光拉曼线扫结果, 可以得到以下认识: 锂辉石与白云母结晶温压条件具有较高的重叠度, 与二者可在伟晶岩中广泛共生的现象一致; 锂辉石和锂云母的结晶主要受到压力影响, 温度和体系F含量的影响居于次要地位; 透锂长石和锂云母形成于相似的温压条件, 但体系F含量的高低分别促进锂云母和透锂长石的产出; 在富Li体系中, 随着压力的降低可以发生白云母到锂云母的转化, 指示出自然界中白云母的锂云母边可能形成于熔体或热液结晶过程中, 不一定是热液蚀变的结果。

     

新疆柯鲁木特伟晶岩脉中石榴子石组成对岩浆-热液过程及Li矿化的制约

利用EMPA研究新疆阿尔泰柯鲁木特112号伟晶岩脉中5个结构带内的石榴子石化学组成。结果表明,112号脉中石榴子石属于铁铝榴石-锰铝榴石系列,主要为锰铝榴石。相同结构内不同石榴子石具有相近的化学组成,不同结构带中的石榴子石的化学组成显著差异:相比早期结构带中的石榴子石,晚期结构中的石榴子石Fe含量增加,Mn含量降低。结合铌钽族矿物中相似的Mn-Fe演化趋势,我们提出岩浆-热液过程中富F流体相出溶可能是晚期结构带中石榴子石显示高Fe、低Mn组成的机理。112号脉中锰铝榴石比例较高,变化于64%~90%范围,集中在稀有金属花岗伟晶岩中的锰铝榴石组成范围,由此我们认为伟晶岩中高Mn O含量的锰铝榴石是伟晶岩内部Li矿化的矿物学标志。     

红十字湖地区锂云母-透锂长石伟晶岩脉中锡锰钽矿的发现

锡锰钽矿(wodginite)理想式为MnSnTa2O8,Z=4,其结构为锡铁钽矿(ixiolite)结构的有序化形式。它是钽的主要工业矿物,是高度分异演化伟晶岩的标志矿物之一。在加拿大红十字湖地区锂云母-透锂长石伟晶岩脉中发现了这一钽矿物。矿物为黑褐色,呈半自形,颗粒达0.2mm,分布于由锂云母钠长石构成的条带中,与之共生的是一套典型的、高演化的花岗伟晶岩矿物组合。锡锰钽矿具有Mn/Fe、Sn/Ti、Ta/Nb比值高,杂质少的特点。矿物平均分子式为:Mn1.00(Sn0.64Ta0.24Ti0.04Mn0.04Zn0.02Fe0.01)0.99(Ta1.69Nb0.31)2.00O8;晶胞参数a=0.9534nm,b=1.1482nm,c=0.5123nm,β=91°07',V=0.5607nm3。依据矿物β>91°、V>0.560nm3、对偶面网221与221具强分裂衍射双峰、I021/I220为0.19和Mn/(Fe+Mn)≈1等特征,在锡锰钽矿与锡铁钽矿所构成的同质多像、有序-部分有序-无序这样一个连续系列中,本区所产锡锰钽矿属有序端员矿物,其阳离子在八面体中分布的有序度约为95%。在钽资源的寻找和开发利用中,应重视含锡锰钽矿的锂云母-透锂长石伟晶岩脉。     

伟晶岩锂同位素研究进展及其对锂成矿过程的指示

花岗伟晶岩是最重要的硬岩型锂资源来源,近年来前人应用锂同位素对伟晶岩成岩成矿过程开展较多的研究工作。本文在综述伟晶岩锂同位素研究进展的基础上,重点分析了伟晶岩的锂同位素在指示伟晶岩熔体源区、指示伟晶岩熔体分离、结晶和流体出溶中的研究思路,为揭示伟晶岩的锂成矿过程提供了启示。前人研究表明,伟晶岩熔体结晶分异和流体出溶过程均会产生较明显的锂同位素分馏：① 结晶分异使残余伟晶岩熔体富集7Li;② 流体出溶使熔体富集6Li;③ 扩散分馏使快速迁移的6Li累积在熔体远端。全球伟晶岩(包括甲基卡伟晶岩)的Li含量与δ7Li之间均有明显的负相关关系,甲基卡伟晶岩分异程度的增高与δ7Li呈负相关关系。前人研究表明,高分异伟晶岩体系中锂同位素变轻可能是云母和锂辉石等富6Li矿物的大量结晶、富7Li流体出溶丢失或动力分馏作用等原因造成的。另一方面,不平衡结晶分异作用会产生显著的动力分馏,热液蚀变作用会产生强烈的低温分馏,这些过程产生的同位素分馏效应会模糊锂的来源信息,给同位素示踪带来困难。因此,伟晶岩锂同位素组成可能对于指示锂的来源作用有限,但可以较好地指示熔体结晶分异和流体出溶等地质过程,有助于揭示伟晶岩熔体 流体的演化过程,指示锂矿化机制。     

北疆卡鲁安Li-Be-Nb-Ta伟晶岩岩浆-热液过渡过程与晶体-熔体-流体相互作用:锆石矿物学记录SCIEI北大核心CSCD

新疆卡鲁安伟晶岩型Li-Be-Nb-Ta矿床是阿尔泰造山带内重要的锂矿床之一。本文研究发现,卡鲁安富锂伟晶岩的各内部结构带,即钠长石-石英-白云母带(Ⅰ)、锂辉石-钠长石-石英带(Ⅱ)和锂云母-锂辉石-钠长石-石英带(Ⅲ)中的锆石结构和成分变化复杂,均发育三类、不同世代的锆石:Zr-P、Zr-A和Zr-O。Zr-P为原生岩浆锆石,它们具有均匀或振荡CL结构,相似的低HfO_(2)和Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs、Ta含量。Zr-P_(Ⅰ)和Zr-P_(Ⅱ)的稀土元素配分模式呈左倾型,而Zr-P_(Ⅲ)的稀土配分模式呈平坦型,这与磷灰石和锰铝榴石分离结晶或熔-流体相互作用有关。Zr-A的CL结构不均匀,发育孔洞、微小富U/Th矿物包裹体,并含较高的Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量。Zr-A_(Ⅰ)和Zr-A_(Ⅱ)锆石显示相似的富集轻稀土、平坦式重稀土的M型稀土元素配分模式,而Zr-A_(Ⅲ)显示与Zr-P_(Ⅲ)相同的平坦型稀土配分模式。显微结构和成分差异表明,Zr-A是由原生岩浆锆石溶解-再沉淀而来,其中Zr-A_(Ⅰ)、Zr-A_(Ⅱ)锆石形成于岩浆热液过渡阶段的晶体-熔体-流体相互作用,而Zr-A_(Ⅲ)为流体交代的产物。Zr-O形成最晚,它们的CL结构均匀且强度最高,含最低UO_(2),而HfO_(2)、Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量与原生岩浆锆石Zr-P相似,为热液成因。因此,卡鲁安富锂伟晶岩经历了岩浆、岩浆-热液过渡和热液多阶段演化,流体出溶后的晶体-熔体-流体相互作用活化早期锂辉石中的Li为伟晶岩晚期锂云母矿化(锂再富集)提供了重要物质条件。     

湘南香花岭锡铅锌多金属矿田的云母类型及对成矿的指示

湘南癞子岭花岗质复式岩体是香花岭锡铅锌多金属矿田的主要成矿岩体,其中云母广泛出现在各期次岩（矿）体之中。笔者等在对癞子岭岩体岩相学研究的基础上,开展全岩主微量元素地球化学分析,同时对岩浆成因云母（花岗岩中的云母）、热液成因云母（矿化云英岩、晶洞矿物集合体以及条纹岩中的云母）进行了电子探针分析。结果表明,癞子岭岩体为一套高钾钙碱性—钾玄质、准铝质—过铝质花岗岩,癞子岭岩体中的云母主要为铁锂云母,从早期到晚期,呈现出FeO和Al2O3含量降低,K2O、F、MnO和Rb2O含量升高,且Pb、Zn、Fe等成矿元素含量逐渐增加的特征。热液成因云母分为以下两种： ① 产于矿化云英岩和晶洞矿物集合体中的云母主要形成于流体出溶的早期,无围岩组分参与,云母类型由铁锂云母演化为锂云母,主要沉淀Fe、Zn、Pb、Mo等成矿元素;② 产于条纹岩中的云母晚于矿化云英岩和晶洞矿物集合体中的云母,有围岩组分参与,云母类型由黑鳞云母变为富镁黑云母和富铁黑云母再变为金云母,主要沉淀Fe、Sn和W等成矿元素。随着流体演化,云母呈现SiO2、F、K2O含量逐渐降低,MgO含量逐渐升高,相应的成矿元素从富Fe 、Zn、Pb、Mo逐渐过渡到富Fe 、Sn和W。     

湘南香花岭锡铅锌多金属矿田的云母类型及对成矿的指示

湘南癞子岭花岗质复式岩体是香花岭锡铅锌多金属矿田的主要成矿岩体,其中云母广泛出现在各期次岩（矿）体之中。笔者等在对癞子岭岩体岩相学研究的基础上,开展全岩主微量元素地球化学分析,同时对岩浆成因云母（花岗岩中的云母）、热液成因云母（矿化云英岩、晶洞矿物集合体以及条纹岩中的云母）进行了电子探针分析。结果表明,癞子岭岩体为一套高钾钙碱性—钾玄质、准铝质—过铝质花岗岩,癞子岭岩体中的云母主要为铁锂云母,从早期到晚期,呈现出FeO和Al2O3含量降低,K2O、F、MnO和Rb2O含量升高,且Pb、Zn、Fe等成矿元素含量逐渐增加的特征。热液成因云母分为以下两种： ① 产于矿化云英岩和晶洞矿物集合体中的云母主要形成于流体出溶的早期,无围岩组分参与,云母类型由铁锂云母演化为锂云母,主要沉淀Fe、Zn、Pb、Mo等成矿元素;② 产于条纹岩中的云母晚于矿化云英岩和晶洞矿物集合体中的云母,有围岩组分参与,云母类型由黑鳞云母变为富镁黑云母和富铁黑云母再变为金云母,主要沉淀Fe、Sn和W等成矿元素。随着流体演化,云母呈现SiO2、F、K2O含量逐渐降低,MgO含量逐渐升高,相应的成矿元素从富Fe 、Zn、Pb、Mo逐渐过渡到富Fe 、Sn和W。     

初论高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统:以阿尔金中段地区为例

花岗岩-伟晶岩型锂铍矿床是锂铍矿床的重要类型。关于锂铍金属在源区花岗质岩浆形成过程的富集机制,岩石学家和矿床学家多强调锂铍花岗岩-伟晶岩的母花岗岩（淡色花岗岩）源于变沉积岩的白云母熔融,但实验岩石学显示白云母熔融其熔体量小（<10vol%）、熔体从岩石中提取锂铍的效率低。这意味着白云母熔融形成花岗质岩浆过程锂铍金属富集机制可能不是花岗质岩浆获取锂铍的主要机制。基于黑云母熔融可以获得大体积熔体（可达50vol%）的实验结果,指出变杂砂岩（黑云母片麻岩）与含黑云母的英云闪长质片麻岩部分熔融形成的黑云母花岗质高温岩浆（>800℃）其结晶形成黑云母花岗岩并可分异演化为淡色花岗岩与锂铍花岗岩-伟晶岩、并构成高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,是花岗岩-伟晶岩型锂铍矿床形成的重要成矿系统,其特征与形成机制值得进一步研究。黑云母脱水熔融过程残留相没有富含锂铍矿物的形成,新形成的花岗质岩浆可以高效地从源岩中获取锂铍金属,是一种新的锂铍富集机制。研究团队于2018年率先进入阿尔金中段无人区开展稀有金属成矿作用的地质调查与考察。经过两年的野外地质调查,新发现2个中-大型花岗伟晶岩型锂铍矿（吐格曼铍锂矿与吐格曼北锂铍矿）和塔什萨依金绿宝石矿,发现大量的黑云母花岗岩、二云母花岗岩与伟晶岩,指出这些淡色花岗岩与伟晶岩成因于黑云母花岗岩的分异演化并构成高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,初步构建花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统的3种组构类型,初步揭示吐格曼铍锂矿与吐格曼北锂铍矿形成于468~460Ma,为加里东期锂铍伟晶岩区。阿尔金中段高温花岗岩-伟晶岩系统成矿特征显示：1）高温黑云母花岗质岩浆可以通过连续的分异结晶形成从下往上依次分带、垂向叠置的系统（组构A）,即从黑云母花岗岩到二云母花岗岩、白云母花岗岩与钠长花岗岩、及从近岩体的电气石带到依次远离岩体的绿柱石带、锂辉石带和锂云母带。组构A锂铍伟晶岩的分带与传统的淡色花岗岩-伟晶岩系统中锂铍伟晶岩的分带相似。2）在剪切构造背景下,花岗岩的分异结晶形成从外到里依次为糜棱岩化黑云母花岗岩、二云母花岗岩与白云母花岗岩的环状岩体,而金绿宝石钠长花岗岩从环状岩体中穿出、并向外演化为金绿宝石伟晶岩、绿柱石伟晶岩和锂辉石伟晶岩,金绿宝石钠长花岗岩与金绿宝石伟晶岩的发育是此组构（组构B）的显著特征。3）在强挤压与剪切构造背景下,黑云母花岗岩呈片麻状,伴生的伟晶岩为二云母花岗质伟晶岩、顺围岩片麻理发育、无锂铍矿化。这些特征给我们一些重要启示：即构造动力作用影响与控制岩浆的结晶分异方式,金绿宝石可形成于高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,形成于岩浆分异与演化低程度阶段的低分异花岗伟晶岩不成矿。