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×[1000/(T/K)]+4.56,R^(2)=0.44 lg[w(BeO)/10^(-6)]=-4.21×[1000/(T/K)]+6.86,R^(2)=0.91 lg[K_(sp)^(Nb)/(mg^(2)·kg^(-2))]=-(2.86±0.14)×ASI_(Mn+Li)-(4.95±0.31)×[1000/(T/K)]+(4.20+0.28),R^(2)=0.86 lg[K_(sp)^(Ta)/(mg^(2)·kg^(-2))]=-(2.46±0.11)×ASI_(Mn+Li)-(4.86±0.30)×[1000/(T/K)]+(4.00+0.30),R^(2)=0.80式中,温度T为热力学温度,ASI_(Mn+Li)(ASI=Al_(2)O_(3)/(CaO+Na_(2)O+K_(2)O+Li_(2)O+MnO),摩尔分数比)和T的适用范围分别为0.6~1.2和1073~1373 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。

黔西南富钪红土风化剖面的地球化学特征

本文对黔西南晴隆沙子矿区富钪红土风化剖面的地球化学特征进行了研究。结果表明:1)常量元素数据分析显示,沙子剖面均经历了强烈的脱硅去碱和富铁铝钛的作用,镁和钙变化特征指示沙子剖面含较少的蒙脱石,形成于风化的晚期阶段,CIA指数亦表明,沙子剖面经历了强烈的风化作用;2)沙子剖面的稀土元素具有明显的正δCe异常,表明沙子剖面形成于强氧化环境,母岩中钪的含量以及风化程度控制了风化壳中钪的含量,沙子剖面中的Sc在风化壳中相对母岩富集,以红土层富集最明显,沙子剖面富集程度为母岩的1.26~1.96倍;3)不同次生矿物对钪和稀土吸附能力的差别,导致了钪和稀土元素在风化剖面中的富集层位不同。本文通过对沙子剖面钪矿床的形成过程研究,将为建立基性-超基性岩中红土型钪矿的成矿理论提供依据。