滇西地区稀有金属宝石矿床成矿系列成矿规律与找矿方向

本文按矿床成矿系列理论研究方法, 初步厘定了滇西地区与燕山期—喜马拉雅期伟晶岩有关的稀有金属宝石矿床成矿系列及亚系列, 与第四纪表生作用有关的稀有金属矿床成矿系列及亚系列, 研究结果表明本地区在燕山期—喜马拉雅期发生了大规模的中-酸性岩浆侵入活动, 并形成众多的伟晶岩, 发生了重要的岩浆-热液成矿事件, 稀有金属铍、铌、钽、锂、铷、铯等矿产成矿主要与其有关, 构成了特定的稀有金属矿产矿床成矿系列。本文初步总结了滇西地区稀有金属矿产资源及其特征、矿床成矿系列及成矿规律, 分析了找矿潜力, 划分出找矿远景区, 深化了该区稀有金属矿产成矿规律认识。     

湖南金鸡岭花岗岩和伟晶岩中黑云母矿物化学及其对成岩成矿的启示

湖南晚侏罗世金鸡岭花岗岩体是南岭地区典型W—Sn成矿岩体之一,内部发育黑云母花岗质伟晶岩团块和文象花岗质条带状伟晶岩脉。金鸡岭花岗岩和黑云花岗伟晶岩中的黑云母具有相似的地球化学特征,均表现出高的FeO、TiO₂、Al₂O₃含量和低的MgO、CaO、Na₂O、MnO含量,以及富集成矿元素Nb、Ta、W、Sn,亏损Sr、Ce、Eu等微量元素特征,从花岗岩体到黑云花岗伟晶岩,岩浆的形成温度和氧逸度降低,云母中Al₂O₃、Li₂O^*含量升高,TiO₂、MgO含量降低,黑云母由铁叶云母演变为黑鳞云母。结合前人资料,金鸡岭花岗岩与黑云花岗伟晶岩均源于元古宙地壳的深熔作用,伟晶岩为花岗岩浆在晚期分异演化的产物,形成于岩浆—热液转化阶段。伟晶岩阶段是稀有金属元素显著富集,乃至进一步成矿的重要阶段。     

稀有金属矿物溶解度对花岗伟晶岩成矿作用的制约

花岗伟晶岩型矿床是稀有金属矿床重要的类型之一。在花岗伟晶岩中,稀有金属元素Li、Be、Nb和Ta主要以独立矿物的形式存在,前人对稀有金属独立矿物在硅酸盐熔体中的溶解度及其影响因素展开了系统研究。本文综合分析了已有的实验数据,其结果表明,影响稀有金属独立矿物溶解度最为重要的2个参数是温度(T)和铝饱和指数(ASI)。因此本文建立了稀有金属独立矿物,尤其是铌锰矿和钽锰矿溶解度,与温度(T)和铝饱和指数(ASI)之间的定量关系: lg [w(Li)/10^-6]=-0.37×[1 000/(T/K)]+4.56,R²=0.44 lg [w(BeO)/10^-6]=-4.21×[1 000/(T/K)]+6.86,R²=0.91 lg [K_sp(Nb)/(mg²·kg^-2)]=-(2.86±0.14)×ASI_(Mn+Li)-(4.95±0.31)×[1 000/(T/K)]+(4.20+0.28),R²=0.86 lg [K_sp(Ta)/(mg²·kg^-2)]=-(2.46±0.11)×ASI_(Mn+Li)-(4.86±0.30)×[1 000/(T/K)]+(4.00+0.30),R²=0.80 式中,温度T为热力学温度,ASI_(Mn+Li)(ASI=Al₂O₃/(CaO+Na₂O+K₂O+Li₂O+MnO),摩尔分数比)和T的适用范围分别为0.6~1.2和1 073~1 373 K的范围内。上述公式为估算硅酸盐熔体中稀有金属含量提供了便利,为量化花岗伟晶岩成矿模型提供了基础。 稀有金属独立矿物溶解度随温度降低和铝饱和指数的增加而急剧降低,因此,在岩浆演化过程中,由岩浆侵位、分离结晶以及流体作用等因素引起的岩浆温度降低和铝饱和指数的增加,是导致稀有金属独立矿物结晶的主要机制。     

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.     

川西甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中熔体、流体包裹体固相物质研究

川西甲基卡二云母花岗岩和伟晶岩内发育大量原生熔体包裹体和富晶体流体包裹体。为了查明甲基卡成矿熔体、流体性质与演化特征,运用激光拉曼光谱和扫描电镜鉴定了甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中二云母花岗岩及伟晶岩脉不同结构带内的原生熔体、流体包裹体的固相物质。分析结果表明,甲基卡二云母花岗岩石英内熔体包裹体的矿物组合为磷灰石+白云母、白云母+钠长石、白云母+石墨;伟晶岩绿柱石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为刚玉、富铝铁硅酸盐+刚玉+锂辉石、锂辉石+石英+锂绿泥石;伟晶岩锂辉石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为磷灰石、锡石、磁铁矿、石英+钠长石+锂绿泥石、萤石、富钙镁硅酸盐+富铁铝硅酸盐+富铁硅酸盐+石英;花岗岩浆熔体与伟晶岩浆熔体(流体)具有一定的差异,成矿熔体、流体成分总体呈现出碱质元素(Na、Si、Al)、挥发分(F、P、CO_2)含量增高及基性元素(Fe、Mg、Ca)降低的特征;包裹体中子矿物与主矿物的化学成分具有一定的差别,揭示出伟晶岩熔体(流体)存在局部岩浆分异作用,具不混溶性及非均匀性。因此认为,伟晶岩熔浆(流体)为岩浆分异与岩浆不混溶共同作用的产物,挥发分含量的增高(F、P、CO_2)使伟晶岩能够与稀有金属组成各类络合物或化合物,这对于稀有金属成矿起到了至关重要的作用。     

Fluid Characteristics and Evolution of the Zhawulong Granitic Pegmatite Lithium Deposit in the Ganzi‐Songpan Region,Southwestern China

The Zhawulong granitic pegmatite lithium deposit is located in the Ganzi-Songpan orogenic belt. Fluid inclusions in spodumene and coexisting quartz were studied to understand the cooling path and evolution of fluid within albite–spodumene pegmatite. There are three distinguishable types of fluid inclusions: crystal-rich, CO2–NaCl–H2O, and NaCl–H2O. At more than 500°C and 350~480 MPa, crystal-rich fluid inclusions were captured during the pegmatitic magma-hydrothermal transition stage, characterized by a dense hydrous alkali borosilicate fluid with a carbonate component. Between 412°C and 278°C, CO2–NaCl–H2Ofluid inclusions developed in spodumene (I) and quartz (II) with a low salinity (3.3–11.9 wt%NaCl equivalent) and a high volatile content, which represent the boundary between the transition stage and the hydrothermal stage. The subsequentNaCl–H2Ofluid inclusions from the hydrothermal stage, between 189°C and 302°C, have a low salinity (1.1–13.9 wt%NaCl equivalent). The various types of fluid inclusions reveal the P–T conditions of pegmatite formation, which marks the transition process from magmatic to hydrothermal. The ore-forming fluids from the Zhawulong deposit have many of the same characteristics as those from the Jiajika lithium deposit. The ore-forming fluid provided not only materials for crystallization of rare metal minerals, such as spodumene and beryl, but also the ideal conditions forthe growth of ore minerals. Therefore, this area has favorable conditions for lithium enrichment and excellent prospecting potential.     

川西可尔因矿集区稀有金属矿床成矿规律与 找矿方向

为了解可尔因矿集区地质特征和成矿规律,查明矿集区地质找矿方向,对矿集区内成矿地质条件进行了系统分析和总结。研究表明稀有金属成矿主要与印支晚期—燕山早期的中-酸性花岗岩有关,岩浆侵位与成矿伟晶岩脉之间具有结晶分异演化关系。含矿岩浆不均一的结晶分异作用,导致了稀有金属矿化多分布在可尔因岩体东部和南部。在过铝质高挥发分的钙碱性-高钾钙碱性岩浆侵位和结晶分异演化过程中,在岩体与地层的接触带构造发育地段,形成了伟晶岩型稀有金属矿体,具有"岩浆岩-地层-构造"控制成矿的特征。据此提出了矿集区内的找矿标志和岩体与地层接触部位为今后找矿重点区域。     

湖南仁里超大型稀有金属矿床的成矿特征与成矿模型

湖南仁里铌钽矿床位于燕山期幕阜山复式岩体西南缘,是我国近年来新发现的超大型花岗伟晶岩型铌钽矿床,伟晶岩脉产在花岗岩内部裂隙或灌入冷家溪群片岩中。矿区伟晶岩可分为微斜长石型、微斜长石钠长石型、钠长石型和钠长石锂辉石型四个类型分带,且脉体呈NE-SW向分布。相对于北东部的伟晶岩,南西部的伟晶岩具有较高的分异度,铌钽矿化程度高,仁里矿区为幕阜山地区铌钽矿化浓集中心,是幕阜山地区铌钽等稀有金属主要产地。较大规模伟晶岩脉具有较完善的分带,铌钽矿化主要产在伟晶岩内部的中-粗粒白云母钠长石带和锂云母石英带。各伟晶岩脉总体上具有地表品位低,深部品位升高的特点,在标高411 m时,品位达到最高值(Ta_2O_5品位0.438%),说明仁里矿区深部具有较大找矿潜力。本文在总结仁里矿床成矿特征和成矿规律的基础上,分析了周边及深部的找矿方向,建立了复式岩体"体中体"成矿模型。区域找矿需要重视浅部低品位伟晶岩脉的深部评价,按照"北找钽铌、南找锂"的原则开展外围找矿工作。     

中国西部主要伟晶岩型锂辉石矿床成矿作用对比及找矿前景

为了解中国西部伟晶岩型锂矿床的成矿地质背景和矿床地质特征,指导今后该类锂铍等稀有金属矿产资源勘查与评价,总结研究了中国西部几个主要的大型、超大型伟晶岩型锂辉石矿床的成矿特点,并简要对比这些矿床的成矿地质背景、矿床地质特征等。结果表明: 中国西部伟晶岩型锂辉石矿床所处的大地构造位置较为相似,大多处于褶皱造山带中,呈现集中成带分布,稀有金属矿化均发育在岩浆岩后期的伟晶岩脉中,围岩均为一套变质砂岩、板岩、片岩类,伟晶岩脉的含矿性还与构造裂隙的交叉和相对封闭条件有关; 成矿时代集中分布在印支晚期-燕山早期。但不同地区的锂辉石矿床也表现出其特殊性,矿物组合上以可可托海最为复杂,甲基卡次之。今后勘查应以锂成矿带为重点,伟晶岩型锂矿为首要勘查对象,同时应因地制宜,以现有的典型矿床为模型,寻找最有效的找矿技术方法组合,为后期找矿提供依据。     

新疆阿尔泰别也萨麻斯稀有金属矿床含矿伟晶岩与花岗岩围岩成因关系

别也萨麻斯矿床是目前新发现的分布在新疆北阿尔泰以Li矿化为主的花岗伟晶岩型稀有金属矿床,具有独特性和代表性。矿区发育Li-Nb-Ta矿化和Nb-Ta矿化两类伟晶岩,二云母二长花岗岩是含矿伟晶岩脉群的直接围岩。在系统的野外地质特征调查(包括野外露头和钻孔岩芯赋矿岩系、矿化特征、蚀变类型等的详细观察)基础上,对含矿伟晶岩和二云母二长花岗岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和原位Hf同位素研究。获得锆石206Pb/238U加权平均年龄分别为(151.0±1.8)Ma和(449.0±4.2)Ma,含矿伟晶岩形成于晚侏罗世,二云母二长花岗岩则形成于晚奥陶世。含矿伟晶岩和二云母二长花岗岩的εHf(t)值分别为0.62~1.30和1.35~6.07,二阶段Hf模式年龄为1161~1118 Ma和1345~1037 Ma。含矿伟晶岩的εHf(t)值较花岗岩小得多,二阶段Hf模式年龄与形成年龄的差值较花岗岩大得多,表明两者是阿尔泰造山带在不同演化阶段下的产物。悬殊的年龄差、不同的大地构造背景与不同的形成物源表明别也萨麻斯稀有金属矿床含矿伟晶岩与二云母二长花岗岩在成因上并无联系,近矿花岗岩围岩并非含矿伟晶岩脉的真正母体。