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.     

中国花岗伟晶岩型锂矿特征和研究进展

花岗伟晶岩型锂矿是中国锂资源的重要类型之一。本文基于全国87处花岗伟晶岩型锂矿研究资料,通过与全球典型伟晶岩型锂矿的对比分析,梳理总结中国花岗伟晶岩型锂矿的时空分布规律、矿石矿物组合特征、成矿成岩温压条件、演化历史和锂同位素分馏特征,以期为今后找矿工作提供理论依据。研究表明中国花岗伟晶岩锂矿空间分布相对集中,主要分布在8个锂成矿带,主成矿期为三叠纪;含锂矿物相与花岗岩-伟晶岩体系中的H_2O、P、F和Li等挥发性元素密切相关;与国外典型花岗伟晶岩锂矿相比,中国大型-超大型伟晶岩锂矿具有成矿温度相似和成矿压力较大的特征;不同于以Harding伟晶岩为代表的侵位后P-T两阶段演化轨迹,中国花岗伟晶岩锂矿存在以川西扎乌龙为代表的单阶段快速降温降压型演化轨迹;结晶分异是花岗伟晶岩最可能的岩石成因,该地质过程中锂元素和重锂同位素富集于花岗伟晶岩;未矿化伟晶岩全岩比锂辉石矿化伟晶岩全岩更富轻锂同位素的特征表明锂成矿过程发生在流体出溶之后。     

新能源锂矿战略与大陆动力学研究——纪念南京大学地球科学与工程学院100周年华诞

锂矿资源已经成为全球战略性金属矿产,实施新能源锂矿战略是国家和民生的重大需求。解析和对比国内外典型LCT伟晶岩型矿床的分布规律、构造背景、组成特征、成因类型以及成矿机制,找出关键科学难题是实施新能源锂矿战略的基础。为明确我国新能源矿产战略构思和突破之关键,构建新能源锂矿战略的思路,强调运用大陆动力学理论、进行多学科的整合和交叉研究以及新技术探索,以查明中国大陆典型伟晶岩型锂矿床的深部状态、锂元素的富集规律、以及锂矿"源-运-聚"的成矿机制,为实现锂矿资源的增储、矿集区的合理布阵、扩大上游开发前景,以及建立我国大型-超大型锂矿基地,提供科学依据。     

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.     

试论中国大陆“硬岩型”大型锂矿带的构造背景

地球中矿床,记录了地球的物质组成、流体性质与成分、热演化历史、成岩成矿物理化学条件及构造环境乃至地球深部驱动力的各种信息。富含稀土金属元素的锂(铍铌钽铯铷)资源已从普通的矿产资源变成未来的新能源,具有重大的经济和战略意义。中国"硬岩型"伟晶岩脉型锂矿的重大找矿突破使其成为未来国家新能源战略的"重心"!此脉型锂矿尽管在伟晶岩的成分分带、新矿物的发现、地球化学的演化与稀有金属的富集机制、熔体—流体的来源与结晶分异、成岩成矿的物理化学条件等研究方面已经取得了重要进展,但是对于伟晶岩及其相关成矿作用发生的大地构造背景与地球动力学还处于探索阶段。本文从中国大陆大型"硬岩型"锂矿带的成矿构造背景的视角出发,探讨锂矿资源在碰撞型和增生型造山带中的构造成因及其找矿前景。研究表明:中国大陆马尔康-雅江-喀喇昆仑巨型锂矿带分布在青藏高原北缘的横贯2800km的松潘-甘孜-甜水海地体中,为古特提斯大洋闭合、地体汇聚碰撞形成的巨型印支碰撞造山带;以马尔康、甲基卡和大红柳滩伟晶岩型的锂矿床为代表的锂矿带的形成,与具有时空上相关联的印支造山期花岗岩浆作用、局部熔融的花岗伟晶脉侵位以及三叠纪复理石地层的高温巴罗式变质作用的"片麻岩穹窿"构造有关。中亚造山系的阿尔泰增生造山带为古亚洲洋形成过程中大陆边缘增生的结果,具有在古生代造山过程中"岩浆-深熔-变质-成矿"四位一体的"片麻岩穹窿"构造背景,以及与古生代花岗岩成因无关的三叠纪含稀土伟晶岩脉的发育。作者认为松潘-甘孜-甜水海造山带是中国大陆具有战略意义、最有远景的巨型硬岩型锂矿带,查明三叠纪"片麻岩穹隆"形成机制和构造演化历史,四位一体的"岩浆-熔融-变质-变形"在造山过程中的时空关系和自组织行为,以及对成矿的制约;查明含矿伟晶岩脉与花岗岩岩浆结晶分异演化的关系以及锂元素迁移、富集熔浆的就位过程;追寻锂、铍、铌、钽等稀土元素的物源,实施重点锂矿集区的科学钻探工程,建立片麻岩穹隆的"构造-岩性-成矿"科学剖面,开展大型锂矿带构造背景与大陆动力学的多学科地学基础研究,是找矿突破的科学途径。     

川西花岗- 伟晶岩型锂矿科学钻探：科学问题和科学意义

松潘-甘孜造山带是一条锂-铍-钽稀有元素超常富集的地带。针对锂矿资源上游勘探开发的瓶颈,实施川西锂矿3000m科学钻探,穿过变质岩、伟晶岩和花岗岩,建立多学科地壳锂柱。围绕"花岗-伟晶岩型锂矿的构造成因"、"与锂矿有关的花岗岩属性和成因类型"、"花岗岩与伟晶岩的关系及分异作用"、"稀有金属的"源-运-储-剥"过程"、"变形-变质-岩浆-成矿的造山过程:从热量耗损到锂的富集",以及"含稀有元素极端条件下微生物的特异性、多样性及与深度关系"等关键科学问题,实现为锂矿的找矿突破提供构造背景、制约要素、参考数据和科学依据,为找矿远景预测靶区提供科学标志,并力图建立创新性锂矿成因理论,具有重要的科学意义和应用价值。     

新疆福海县哈龙稀有金属矿床地质特征及成因浅析

哈龙-青河早古生代深成岩浆弧是新疆阿尔泰重要的稀有金属成矿带,带内分布多个大、中型稀有金属(锂铍、钽铌)矿床,赋矿伟晶岩时代主要集中于三叠纪(250~205Ma)和侏罗纪(200~180Ma)。其中哈龙-阿祖拜伟晶岩田中含矿伟晶岩主要由微斜长石型伟晶岩、微斜长石-钠长石型伟晶岩和钠长石-锂辉石型伟晶岩组成,伟晶岩类型及相关矿化依次出现4个水平分带,以Ⅱ带铍矿化和Ⅲ带锂矿化为特征。结合野外地质特征、成岩成矿时代及地球化学特征,认为哈龙-阿祖拜伟晶岩田稀有金属成矿为伟晶岩自身岩浆-热液演化的产物,伟晶岩初始岩浆可能与先期存在幔源物质的古老地壳物质部分熔融有关。     

伟晶岩型锂矿床研究现状及其在中国西部的找矿前景

锂现为全球战略性关键金属矿产，花岗伟晶岩型锂矿是锂资源的重要类型之一，也是当前国际矿床学的研究热点。花岗伟晶岩划分为LCT(Li–Cs–Ta)、NYF(Nb–Y–F)及二者混合的LCT+NYF型，其中LCT型伟晶岩富集稀有元素Li、Rb、Cs、Be、Ga、Sn、Ta、Nb及B、P、F等助熔剂，通常与伸展背景下的晚造山和造山后阶段过铝质S型花岗岩具有成因联系。笔者分析了全球伟晶岩型锂矿床的时空分布特征，发现锂矿成矿事件主要发生在超大陆会聚造山作用的中晚期。研究表明中国花岗伟晶岩型锂矿空间分布相对集中，主要分布在9个锂成矿带，成矿期以三叠纪为主。花岗质岩浆结晶分异和下地壳物质低程度的部分熔融是伟晶岩两种主要的形成方式。稀有金属伟晶岩的成矿机制主要有分离结晶作用、岩浆不混溶、超临界流体和组成带状纯化。总结分析了中国西部西昆仑、川西松潘–甘孜、阿尔泰等3个典型伟晶岩型锂矿带的的成矿特点、分布特征、研究进展及找矿前景，并提出了构造–岩浆–变质–成矿的耦合关系是制约锂成矿过程和富集规律的关键科学问题。     

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。     

交代岩石圈地幔与金成矿作用

交代岩石圈地幔与大型金矿床之间的成因联系受到越来越多的关注.研究成矿金属在地幔源区的富集程度和幔源岩浆中的金含量,以及金从地幔源区释放、迁移并大规模富集成矿的机制和过程可以帮助我们更好地认识交代岩石圈地幔对金富集成矿的重要作用.金是高度亲铜元素,同时还具有流体活动性,在地幔岩浆作用、岩浆热液演化和富集成矿等诸多过程中的行为较为复杂.主要从金的地球化学行为出发,通过梳理金在各类地幔岩石和幔源岩浆中的分布,以及岩浆热液中金的主要行为及其受控因素,探讨交代岩石圈地幔对巨量金成矿的关键控制机制.主要认识包括:(1)交代岩石圈地幔可能是形成大规模热液型金矿床的重要源区,但金在源区的异常富集可能并不是成矿的必要条件;(2)地幔交代组分(特别是挥发分)有助于金从地幔源区中有效释放、并通过跨岩石圈尺度的深大断裂迁移富集;(3)富挥发分的岩浆热液中金的富集沉淀过程远比一个富金的地幔源区对大规模金成矿作用的贡献更大.因此,深刻理解岩石圈地幔长期演化过程中金在地幔交代和岩浆-热液演化过程中的行为与富集机制是解析大型金矿床成因的关键.