西昆仑大红柳滩花岗岩中黑云母地球化学特征及地质意义

西昆仑大红柳滩岩体被认为与伟晶岩锂(铍)矿化密切相关。为约束大红柳滩岩体形成时的物理化学条件、岩石成因类型及源区性质,本文选取大红柳滩岩体作为研究对象,对花岗岩中的黑云母进行背散射观察(BSE)和电子探针分析(EPMA)。研究结果表明:大红柳滩二云母花岗岩与正长花岗岩中的黑云母属铁质黑云母,具有富硅、铝、铁和钾,贫镁、锰、钠和钙的特征;黑云母花岗岩中黑云母为铁质黑云母和镁质黑云母,具有富镁,贫铝、铁的特征。二云母花岗岩和正长花岗岩中黑云母具有高的AlⅥ值(0.7~0.9),与电气石、石榴子石和白云母等过铝质矿物共存。黑云母花岗岩中的黑云母具有高的MgO含量(9.30%~10.11%),黑云母与角闪石共存。通过黑云母成分估算二云母花岗岩、正长花岗岩及黑云母花岗岩中黑云母结晶温度分别为661℃~673℃、621℃~669℃、685℃~714℃,固结压力分别为332~404 MPa、356~377 MPa、248~270 MPa,对应侵位深度分别为12.46~14.98 km、13.18~14.38 km、9.18~10.01 km,氧逸度分别为-15.8~-15.0、-16~-15、-14.9~-14.0。综合研究结果表明,大红柳滩地区二云母花岗岩与正长花岗岩为壳源物质重熔的产物,具有典型强过铝质S型花岗岩的特点,而黑云母花岗岩是具有幔源物质混入成因的I型花岗岩。本研究成果为大红柳滩岩体不同岩性花岗岩成岩时的物理化学条件、岩石成因类型以及源区性质等方面提供了新资料。

西昆仑大红柳滩地区花岗岩类侵位时代与成因

西昆仑大红柳滩地区花岗岩类分布广泛,与伟晶岩型锂(铍)矿化时空关系密切。为了约束其地质特征、岩石成因以及对伟晶岩型锂(铍)成矿的作用,文章对白龙山闪长岩、俘虏沟闪长岩和大红柳滩二云母花岗岩进行了岩石学、矿物学、地球化学和年代学研究工作。地球化学数据揭示白龙山闪长岩和俘虏沟闪长岩明显富MgO、CaO和TiO_(2),属于准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性岩浆系列,结合已有全岩Sr-Nd、锆石Lu-Hf等同位素数据,白龙山闪长岩和俘虏沟闪长岩涉及新生地壳的贡献,其源区贫黏土,可能以砂屑岩为主。全岩锆饱和温度计约束岩浆温度分别为762~795℃(平均781℃)和769~773℃(平均771℃)。角闪石温压计约束白龙山闪长岩中角闪石结晶温度为718~760℃(平均734℃),压力介于125~208 MPa之间(平均151 MPa);俘虏沟闪长岩中的角闪石结晶温度为729~776℃(平均741℃),压力介于133~231 MPa之间(平均176 MPa)。白龙山闪长岩和俘虏沟闪长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为(213.67±0.61)Ma(MSWD=1.4,n=39)和(211.73±1.02)Ma(MSWD=1.9,n=14)。大红柳滩二云母花岗岩中发育电气石、白云母和石榴子石等富铝矿物,明显富SiO_(2)和K_(2)O,贫MgO、CaO和TiO_(2),属于过铝质、高钾钙碱性岩浆系列,由壳源物质重熔而成,源区可能是泥质岩。全岩锆饱和温度计约束其温度为755~773℃(平均764℃)。所含锆石往往发育继承核,其年龄介于207~2490 Ma之间。最年轻的岩浆锆石约束岩浆侵位可能发生在(211.20±1.1)Ma(MSWD=0.34,n=10),这些岩浆锆石随后被热液增生边包裹,U-Pb年龄约束岩浆-热液事件发生在(185.10±0.89)Ma(MSWD=4,n=5),可能记录了后期伟晶岩侵位所诱发的热液活动。大红柳滩地区同时发育I型和S型花岗岩,形成于中温(734~781℃)、中压(151~176 MPa)的条件,岩浆-热液活动持续时间长达~33 Ma,为形成超大型规模矿床提供有利条件。

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(Ms_(1))和白云母-微斜长石伟晶岩(Ms_(2))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(Ms_(3))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.Ms_(3)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(Tur_(1))和白云母-微斜长石伟晶岩(Tur_(2))中电气石为碱性黑电气石,白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩中(Tur_(3))发育碱性锂电气石.相较于黑电气石,锂电气石具有富SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Li2O,贫TiO_(2)、MgO、CaO的特征.云母和电气石的成分和结构特征揭示,二云母花岗岩与白云母-微斜长石伟晶岩形成于岩浆阶段,未发生锂矿化.白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩形成于岩浆-热液过渡期,锂元素发生了显著富集,发育锂辉石、富锂多硅白云母、铁锂云母、锂云母、锂电气石等.据此提出,岩浆-热液转换期对于锂成矿具有重要意义.在伟晶岩型锂矿床中,锂电气石与锂云母的存在表明伟晶岩具有极高的岩浆演化程度.

阿尔泰大喀拉苏稀有金属矿床绿柱石矿物化学特征及成矿意义

稀有金属铍是国民经济发展急需的战略性金属资源。为深入了解阿尔泰造山带稀有金属铍的富集机制,本文选取大喀拉苏花岗伟晶岩型稀有金属矿床的绿柱石为研究对象。针对伟晶岩不同部位的绿柱石进行岩相学观察和原位微区分析,具体产状包括1号伟晶岩脉的粗粒边缘带(Brl-Ⅰ)、块体中间带(Brl-Ⅱ)和细粒带及晶洞(Brl-Ⅲ)。野外及岩相学观察发现粗粒边缘带及块体中间带绿柱石晶体大小约20~50 cm,其中Brl-Ⅰ绿柱石与黑色电气石、碱性长石、钠长石、石榴子石和磷灰石等共生;Brl-Ⅱ绿柱石与黑色富钽矿物、钠长石、白云母、热液锆石等共生,边缘部位以细粒绿柱石(<1 cm)为主;Brl-Ⅲ绿柱石与钠长石、白云母等共生。绿柱石主微量元素特征显示这3种绿柱石均为Na-Li绿柱石种属,元素替代机制显示Brl-Ⅰ、Ⅱ为Na(Fe^(2+),Mg)□_(-1)Al_(-1),Brl-Ⅲ为NaLi□_(-1)Be_(-1)。Brl-Ⅰ的Na/Cs和Mg/Fe均大于20.46和0.31,而Brl-Ⅱ、Ⅲ的Na/Cs和Mg/Fe值分别小于20.44和0.20。矿物共生组合和元素比值变化说明大喀拉苏伟晶岩母岩浆早期富含大量的挥发分B元素和碱性长石等矿物,晚期岩浆以富集钠长石为特征。结合实验岩石学数据及瑞利分馏模式得出,结晶分异程度达95%时可造成熔体Be饱和,继而晶出绿柱石等稀有金属矿物。本文及前人数据显示大喀拉苏矿床稀有金属铍的富集主要受控于结晶分异和熔体-熔体-流体不混溶作用。绿柱石与碱性黑电气石的共存可能可以作为寻找铍矿床的标志。