俯冲带的锂同位素特征

近年来,由于分析手段的不断改进,锂同位素的精确测试才得以实现。锂以其分馏大、中度不相容、易随流体迁移、地表环境与地幔锂同位素特征差异明显等优势,被认为是极具潜力的示踪元素。目前,锂同位素在壳幔物质循环、风化作用、岩浆作用、流体(热液)活动等方面研究中已得到广泛的应用,其中又以俯冲带锂同位素的研究程度最高。本文主要从锂同位素分馏机理、俯冲带锂的行为特征、岛弧岩浆的锂同位素研究以及深俯冲作用过程中锂的行为等方面总结了当前国内外锂同位素的研究进展。     

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。

     

俯冲带Li同位素地球化学: 回顾与展望

板块俯冲伴随着多种复杂的地质过程,例如流体释放、流体岩石相互作用、可能的部分熔融、元素迁移及同位素分馏等。在俯冲带壳/幔循环过程中,Li同位素(6Li和7Li)高达16%的相对质量差异使其成为研究俯冲带各种地质过程的良好示踪剂。总结了近年来有关俯冲带Li同位素的研究进展,并按照相对时间序列系统地介绍了Li同位素在俯冲各个阶段的地球化学行为,包括俯冲初始物质的Li同位素组成特征,俯冲过程中Li随流体释放及与上覆地幔楔相互作用中Li同位素的行为,富Li流体与残余板片Li的去向,最终俯冲相关产物的Li同位素组成特征以及对全球Li循环的地学意义的综合介绍。随着Li同位素测试精度的提高和各种地球化学储库Li同位素数据库的不断完善,Li同位素体系可以为俯冲过程研究提供更多信息,成为一种可靠的示踪剂。     

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。     

锂同位素在环境地球化学研究中的新进展

锂的两个稳定同位素(6Li和7Li)相对质量差较大,因此易产生明显的同位素分馏。业已查明,自然界中δ7Li值的变化在-40‰和 50‰之间。其中较小的δ7Li值见于海相生物碳酸盐样品,较大的δ7Li值见于某些盐湖卤水以及有孔虫的样品。由于明显的同位素分馏和不同地质体中截然不同的δ7Li值,锂同位素应用十分广泛,且在壳-幔演化、陆壳风化、卤水和污染水体示踪等研究领域取得显著成效。     

丹凤地区花岗伟晶岩型铀矿区放射性水文地球化学特征及找矿效果

放射性水文地球化学找矿以其快速、简便、经济和高效的优点在丹凤地区花岗伟晶岩型铀矿勘查的各个阶段发挥了重要作用,浅层地下水放射性异常晕与含矿黑云母花岗伟晶岩分布范围一致,可用于圈定铀成矿远景区、普查区和详查区。近矿中深层地下水具有高U-Rn放射性水文地球化学特征,通过工程放射性水文地球化学找矿,可预测盲矿体大致位置,指导揭露工程布置。     

宁远—道县辉长岩包体的地球化学特征

宁远－道县地区中生代玄武岩中辉长岩包体的岩石化学－地球化学特征表明，辉长岩包体为钙碱性玄武岩系列，形成于活动大陆边缘火山孤环境，辉长碉的形成，侵位、与菲律宾板块自中生代以来向中国大陆俯冲作用有关。     

锂同位素在伟晶岩矿床成因研究中的应用

稀有金属矿产对现代工业和科技的发展极其重要,伟晶岩矿床作为稀有金属的主要来源,其成因与成矿作用有待深入研究,普遍争论的成因模式包括:花岗岩结晶分异、地壳部分熔融以及岩浆液态不混溶。研究表明地壳深熔过程中锂同位素不发生有意义的分馏,因此在解决花岗岩和伟晶岩的岩浆源区性质方面提供了强有力的证据。文章主要从花岗伟晶岩的成因、锂同位素分馏机制以及锂同位素在伟晶岩矿床中的应用三个方面系统综述了国内外近年来取得的一些研究进展。国内外学者以锂同位素分馏机制详细论述了花岗伟晶岩的Li同位素组成,认为伟晶岩矿床的成因主要为花岗岩结晶分异或地壳部分熔融。但是锂同位素应用于伟晶岩矿床成因方面的研究还不够成熟,需要开展更多的工作。     

地幔中EM1端员成因的锂同位素制约

在四个地幔端员(DMM、HIMU、EM1、EM2)中,EM1的成因一直令人困惑。华北克拉通中部(太行山地区)地幔橄榄岩捕虏体的Li同位素组成特征为探讨这一问题提供了新的制约。橄榄岩捕虏体中主要组成矿物(橄榄石、斜方辉石和单斜辉石)的Li同位素组成特征表明,该区的岩石圈地幔中有再循环的、古老的洋壳物质。结合已有的地幔橄榄岩捕虏体的Sr-Nd同位素数据,可以推测再循环的古老蚀变洋壳对地幔EM1端员组分的产生有重要的作用。     

综合物探方法在锂铍稀有、稀土矿勘查中的应用研究

对矿石中放射性核素的含量组合与岩石含矿量进行相关性分析,进而指导锂铍稀土矿资源勘查工作.采用ENVI Pro型质子磁力仪和ARD型多道伽玛能谱仪,对茶卡北山地区花岗伟晶岩脉进行磁性特征测量和放射性特征测定,确定238U、232Th、40K含量分布规律和异常位置,划分含矿岩体,提取信息并进行磁异常和放射性元素含量的相关性...     

保山地块漕涧花岗伟晶岩地球化学、锆石U-Pb年代学及其地质意义

本文对出露于保山地块北部漕涧地区的花岗伟晶岩脉进行了全岩元素地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成研究,旨于揭示与紧邻的漕涧花岗岩体间的成因关系及其形成环境。伟晶岩样品表现出高硅(Si O2=73.02%~75.35%)、富碱(K2O+Na2O=9.10%~10.79%)、过铝质(A/CNK=1.05~1.13)特征,在Si O2-K2O岩石判别图解上属钾玄岩系列;微量元素原始地幔标准化配分曲线上,花岗伟晶岩显示清晰的Rb、U、Ta和Pb正异常,Ba、Sr、Ti、Th和Nb负异常;稀土元素含量很低,总量3.99×10-6~17.29×10-6,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线表现为轻稀土富集型,具有明显的正Eu异常(δEu=2.92~14.7)。锆石形态学与原位稀土元素组成显示:锆石颗粒粗大(颗粒长约150~400μm),阴极发光强度较弱,内部为海绵状结构,边部发育韵律环带;锆石Th/U比值低,主要介于0.004~0.009,重稀土元素富集。通过图解(Sm/La)N-La和Ce/Ce*-(Sm/La)N,判断锆石具有岩浆锆石与热液锆石过渡的特征。2件样品单颗粒锆石U-Pb年龄变化于85~54Ma,测点位于锆石边部韵律环带发育的微区所得出的谐和年龄分别为73.44±1.0Ma(MSWD=1.03)和67.12±1.60Ma(MSWD=4.2);其余测点的谐和年龄为61~57Ma。花岗伟晶岩脉中锆石εHf(t)值分布范围为-10.1~-4.7(集中于-6.7~-5.7),分布较为集中,对应的Hf同位素地壳模式年龄tC DM为1260~1565Ma(集中于1310~1360Ma)。这些地化特征综合表明漕涧花岗伟晶岩脉与花岗岩体有着亲缘关系,共系保山地块先存加厚地壳元古代基底物质的减压熔融的产物,其形成于新特提斯洋俯冲末期至随后发生的印度欧亚大陆碰撞初期的构造背景下。     

东秦岭花岗伟晶岩中电气石地球化学特征及成矿指示意义

东秦岭地区是我国重要的花岗伟晶岩区及稀有金属成矿区。电气石在东秦岭各类花岗伟晶岩中广泛发育,通常在无矿化伟晶岩、铍矿化及锂矿化伟晶岩中呈黑色-深蓝色。本文旨在通过各类伟晶岩中电气石的对比研究揭示电气石地球化学特征对东秦岭伟晶岩矿化类型的指示作用。本文所研究电气石为作为东秦岭各类伟晶岩贯通矿物的黑电气石系列。在双峰村、碾盘及风原无矿化伟晶岩中,黑电气石生长环带发育,单偏光下呈蓝绿色-棕色,具有较高的Mg、Ti、Sc含量,较低Li、Mn、Zn含量,δ¹¹B值变化较大（约-19.00‰~-12.00‰）。街子沟富铍伟晶岩中黑电气石单偏光下呈蓝色-草绿色,Ti、V、Sc含量低于无矿化伟晶岩中黑电气石,δ¹¹B值约-16.00‰~-12.00‰。丰庄伟晶岩具弱铌钽矿化,黑电气石具有核-边结构,单偏光下呈蓝色-深蓝色,比无矿化和铍矿化伟晶岩中黑电气石含有更高Li、Zn含量,δ¹¹B值-21.92‰~-14.75‰。在蔡家沟Li矿化伟晶岩中,黑色-深蓝色电气石Li₂O含量达到约1.0%,成分上过渡至黑电气石-锂电气石系列,具有最高Li、Mn、Zn含量,而Mg、Ti、Sc、V含量极低,其δ¹¹B值-18.96‰~-16.89‰。硼同位素分析揭示碾盘、风原及丰庄伟晶岩中存在两类电气石,Ⅰ类电气石富重B同位素,可能为较早从伟晶岩熔体中结晶形成;而Ⅱ类电气石具有更负的δ¹¹B值,可能为伟晶岩流体出溶时由流体中晶出。流体出溶导致围岩中形成热液电气石,其δ¹¹B值与伟晶岩中Ⅱ类电气石相似,表明出溶流体与围岩的作用并未导致显著的B同位素分馏。但伟晶岩与围岩之间的作用,使得Mg、Ti、V进入伟晶岩,同时Li、B、Al进入围岩。在研究区内,从无矿化至锂矿化伟晶岩,随伟晶岩分异程度增加,岩浆成因的黑电气石中Li、Mn、Zn、F含量升高而δ¹¹B值降低,表明黑电气石的Li、Mn、Zn及F含量和B同位素组成可以有效指示伟晶岩矿化类型。

     

锂同位素及其在四川甲基卡伟晶岩型锂多金属矿床研究中的应用

锂同位素在地质学、地球化学研究中有着广阔的应用前景。简单介绍了锂同位素研究已取得的进展,并在四川甲基卡伟晶岩型锂多金属矿床研究中开展应用。研究表明,四川甲基卡锂矿床中2件锂辉石的锂含量非常高,分别为33 592×10-6和34 264×10-6,相应的δ7Li值分别为-0.6‰和-0.4‰,平均值为-0.5‰,而二云母花岗岩中黑云母的锂含量为7 350×10-6,δ7Li值为+0.6‰,两者在误差范围内具有非常好的一致性,证明锂辉石来源于二云母花岗岩,这与其他包裹体、同位素地球化学和年代学证据等相一致。     

锂铍等战略性金属矿产资源成矿规律与预测评价：前言

锂、铍、铌钽是重要的战略性关键金属矿产资源。依托国家重点研发计划项目“锂、铍等战略性金属矿产资源成矿规律与预测评价”,本专辑收录19篇锂铍铌钽矿产资源领域的论文,主要涉及三方面的研究成果。(1)揭示出锂辉石、绿柱石等锂铍矿物的形成经历了岩浆和热液两阶段,其组成可以指示伟晶岩熔体的演化过程和成矿条件。(2)从典型矿床、重要矿集区和成矿带三个层次剖析了锂铍矿床的成矿规律,发现了硬岩型和粘土型、卤水型锂资源存在内-外生循环关系。(3)基于大岩基式“体中体”型花岗岩-伟晶岩成矿模型,建立了高植被覆盖区稀有金属伟晶岩找矿的方法组合,在幕阜山东南缘发现了黄柏山锂辉石矿床;厘定出包括工艺矿物学指标的锂铍铌钽资源综合评价指标体系。

     

锂同位素与大陆风化

气候变化与大气二氧化碳浓度息息相关.大陆岩石圈风化是影响大气二氧化碳浓度的重要过程.通过还原陆壳古风化信息,我们可以有效地了解地球气候条件的演化历史.传统方法上,前人曾使用锶同位素示踪大陆风化,但其解释尚有不足.例如,海水锶同位素比值会受到海洋热液的影响,而河流锶同位素比值则易受风化岩石类型的影响.此外,只有硅酸盐风化被认为在长时间尺度控制着大气碳汇,但锶的碳酸盐风化却与硅酸盐风化很难分辨.因此,我们需要一种更理想的同位素体系作为示踪大陆风化历史的介质.锂,作为微量元素,主要集中在岩石圈的硅酸盐矿物中,在碳酸盐岩含量较少.所以,硅酸盐风化可以使用锂同位素予以记录.同时,锂同位素受生物分馏效应影响较小,可以在海相碳酸盐岩中保存良好.这些优势为海相碳酸盐岩的锂同位素信号示踪大陆风化历史提供了有力支撑,但我们仍需对风化、迁移和结晶等过程的锂同位素地球化学行为有清晰的认识.为此,本文回顾不同储库的锂同位素组成以及各物相间锂元素配分和同位素分馏特征,总结了近年来锂同位素在重建大陆风化历史方面的进展,并详述了有待解决的关键问题.     

宁远─道县辉长岩包体的地球化学特征

宁远─道县地区中生代玄武岩中辉长岩包体的岩石化学─地球化学特征表明，辉长岩包体为钙碱性玄武岩系列，形成于活动大陆边缘火山孤环境。辉长岩的形成、侵位，与菲律宾板块自中生代以来向中国大陆俯冲作用有关。     

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。     

大陆风化过程的锂同位素地球化学研究进展

锂同位素在地质学、地球化学研究中有着广阔的应用前景,大陆风化过程的锂同位素地球化学研究已经成为近年来国际上研究的热点,在过去十多年发展快速,并取得一批优异研究成果。系统综述了本领域国内外近年来的主要研究思路,各研究方向的主要进展,并在此基础上提出现阶段存在的问题。主要研究方向包括流域尺度大空间范围的总体研究、风化壳剖面的精细研究以及实验室内的模拟研究,均涉及水/岩作用过程的锂同位素分馏机理研究。现有研究结果有的需要进一步论证,有的相互之间存在矛盾,还有部分结论不能自圆其说,因此还需要进一步开展深入细致的研究工作。