青藏高原锂资源成岩-成矿作用研究进展:前言

近年来,我国青藏高原及邻区锂矿找矿与勘查取得系列重要突破和发现。除传统的盐湖锂资源外,川西、喀喇昆仑、阿尔金、柴北缘、喜马拉雅等地花岗岩-伟晶岩型锂资源成为了新的研究与勘查热点。这些新区带内硬岩型锂矿床的发现和增储,能够更好地满足当前国家低碳能源金属资源安全保障的战略需求,并成为突破我国优质能源金属资源的有效途径。

花岗伟晶岩分异演化与含矿性评价——从造岩矿物组构视角

高演化稀有金属伟晶岩的成矿过程是复杂和苛刻的,涉及到岩浆-热液过程热历史、岩浆迁移路径与成矿空间、侵位环境的过冷程度以及岩浆组分中稀有金属元素的初始富集等条件。而伟晶岩的分带特征是其形成过程的一种综合体现,不论是伟晶岩区域分带还是伟晶岩内部结构分带,都反映了伟晶岩岩浆结晶分异过程中岩浆的性质与形成环境,而这同时也赋予了造岩矿物在组构上的特殊性,形成遗传代码,对其进行解密,从而能够用于示踪与评估花岗伟晶岩的演化程度与成矿潜力。对于区域伟晶岩群的成矿潜力评估,由于含矿熔体在组分上的跨度较大,随着远离母体花岗岩体距离的增大,伟晶岩群演化程度增加,熔体中铁镁质组分以及Ca、Ba、Sr等碱土金属含量迅速降低,而挥发分、助熔剂组分、碱金属含量在残余熔体中逐渐增加,长石、云母与石英在类别和组构上产生显著变化;其中长石向钾-钠端元演化,且钠长石相对钾长石占据主导地位,云母由黑云母向白云母以及锂白云母转变,石英阴极发光特征与晶体结构及微量元素成分也表现出规律性的变化。受矿物晶格的限制,长石的K/Rb、K/Cs以及云母的K/Rb、K/Cs、Nb/Ta等比值特征能有效区分不同矿化潜力的伟晶岩群。石英的阴极发光特征能够揭示其生长环境与历史,石英的Li、Al、Ti、Ge等微量元素组成可以用来区分不同类型的伟晶岩矿床,并提供关于岩浆演化和成矿过程的重要线索。伟晶岩内部分带的形成主要受成矿熔体规模、过冷度以及成矿空间的封闭性等因素的控制,但在初始熔体成分上可以具有较大的变化。其中强分带型稀有金属伟晶岩记录了完整的岩浆-热液演化过程,不同阶段石英、长石和云母在晶体形态、微观结构以及微量元素组成上都具有显著变化。弱分带型稀有金属伟晶岩(钠长石-锂辉石伟晶岩)的造岩矿物组分在伟晶岩内部变化不大,其受构造控制明显,在空间上与贫矿伟晶岩之间可具有较大的矿物组成差异,表明二者之间存在流动分异过程。而长距离(以更厚的地壳或大型拆离断层为标志)的熔体迁移正是形成超大型伟晶岩稀有金属矿床的有利要素。

喜马拉雅琼嘉岗伟晶岩型锂矿成矿地质特征和形成机制

西藏喜马拉雅琼嘉岗伟晶岩型锂矿是喜马拉雅稀有金属成矿带标志性的伟晶岩型矿床。其成矿地质特征、成矿机理-机制和含矿性评价的研究对喜马拉雅稀有金属成矿带的形成机制和找矿勘查工作研究具有重要意义。中国科学院地质与地球物理研究所在2021~2023年期间对喜马拉雅琼嘉岗伟晶岩型锂矿形成机制研究中,获得如下认识:(1)琼嘉岗锂辉石伟晶岩的主矿体主要顺矽卡岩化大理岩和钙质千枚岩面理侵入,中部整体上呈板状近水平(10°~20°),主矿体两侧倾角相对较大(30°~50°);(2)琼嘉岗矿床的富锂矿物主要为锂辉石(包括3个期次),次为透锂长石、锂绿泥石、锂云母等,其他稀有金属矿物包括绿柱石、日光榴石、羟硅铍石、铌锰矿-铌铁矿、锡石等,围岩蚀变主要为矽卡岩化并含有少量锡矿化;(3)琼嘉岗锂矿中花岗岩-伟晶岩的演化和成矿受岩浆结晶分异过程控制,锂辉石伟晶岩矿体的形成与系统大量流体出溶有关,花岗质熔体演化的早期阶段稀有金属可能达到饱和;(4)钾长石Ti温度计和流体包裹体等容线相交法揭示出从电气石白云母花岗岩到锂辉石伟晶岩呈现降温趋势,锂辉石伟晶岩石英形成时流体的捕获温度为410~475℃,捕获压力为180~240MPa,结合含锂矿物相关系揭示出降压是锂辉石伟晶岩形成的重要机制;(5)建立了琼嘉岗锂矿的成矿模式,指出高度结晶分异、流体出溶和降压过程控制了琼嘉岗锂辉石伟晶岩的形成,流体交代作用形成了稀有金属矿化;(6)长石结构和化学成分(Rb、Cs、Sr、Ba、K/Rb和形成温度)、石榴子石组成(高水含量、高Mn/(Mn+Fe)的锰铝榴石)、副矿物组成及其包裹矿物类型是琼嘉岗及周边伟晶岩含矿性评价的有效指标。

喜马拉雅东段库曲锂辉石伟晶岩锡石研究及指示意义

锡石是花岗伟晶岩中重要的含锡矿物。喜马拉雅淡色花岗岩带中多个花岗岩-伟晶岩系统均产出锡石。富锂伟晶岩中锡石的显微结构与化学组成及其对岩浆分异演化的指示意义尚不清楚,亟待开展相关研究。本文调查了喜马拉雅东段库曲岩体西侧产出的多条含锂辉石伟晶岩脉,其规模不等,岩相分带简单,主要岩相带为锂辉石-石英-钠长石带或锂辉石-块体长石-石英-(白云母)带,也见钠质细晶岩。选取3处含锂辉石伟晶岩脉中的锡石开展阴极发光(CL)和原位微区分析测试(EPMA和LA-ICP-MS)研究。锡石的元素替代机制以2(Nb,Ta)^(5+)+Fe^(2+)→3Sn^(4+)和同价置换(Ti^(4+),Zr^(4+),Hf^(4+),U^(4+))→Sn^(4+)为主,部分锂辉石伟晶岩中的锡石出现Fe对Sn和Nb的置换。锡石呈现4种阴极发光特征(黑色、灰色、振荡环带以及白色):黑色区域具有明显高的Nb、Ta、Fe、Zr、U和Ga含量,相对高的Hf含量,以及较大的Ti含量变化范围;灰色区域和振荡环带区域的化学组成相近,振荡环带具有略高的Nb、Ta和Fe含量,相对低的U含量;白色区域具有相对低的Nb、Ta、Fe、Zr、U和Ga含量,以及略低的Hf含量。锡石阴极发光特征与化学组成密切相关,Zr、U、Ga、Hf含量与锡石阴极发光特征具有一定联系。锡石的阴极发光结构(CL结构)主要为均一结构和不均一结构(核-边正环带、补丁以及核-边反环带),包括黑色晶体、灰色晶体、振荡环带晶体,黑色核+振荡环带/灰色边及补丁、灰色核+振荡环带/灰色边及补丁、振荡环带/黑色区域+白色丝带状边/棉絮状补丁、以及振荡环带/灰色/黑色核+黑色边。锡石CL结构的演化序列自内向外表现为黑色核部/晶体→灰色或振荡环带区域/晶体→(白色/黑色区域),向亏损Nb、Ta、Fe、U、Ga,弱亏损Zr、Hf、Y、Ti元素,以及高Ta/(Nb+Ta)值和低Zr/Hf值的方向演化,晚期可出现Fe的富集。锡石的CL结构和化学组成对比发现:同一伟晶岩脉中的含锂辉石伟晶岩的分异演化程度低于锂辉石伟晶岩,共存矿物的结晶分异可能产生富Nb和富Ta两组锡石,不同含锂辉石伟晶岩脉在岩浆化学特征和演化过程具有明显差异。锡石CL结构与化学组成能够揭示锂辉石伟晶岩的化学特征与形成过程。

石榴子石中的“水”揭示喜马拉雅错热锂辉石伟晶岩快速形成

东西向延伸近2500km的高喜马拉雅淡色花岗岩带不仅是新生代印度-欧亚板块碰撞的产物,同时也与多种稀有金属矿床密切相关。近期,在高喜马拉雅中部的错热地区发现了多条锂辉石伟晶岩脉,为研究该地区岩浆分异演化过程、探索错热地区锂辉石伟晶岩成岩成矿时限提供了新材料。本文对该地区各类型淡色花岗岩及锂辉石伟晶岩中的石榴子石进行电子探针和傅里叶变换红外光谱分析,研究表明:错热地区花岗岩-伟晶岩体系中石榴子石属于岩浆成因的铁铝榴石-锰铝榴石系列,且可能存在多种OH取代机制;石榴子石主量元素及水含量记录了岩浆演化历程,水含量受Si、Fe、Ca、Mn影响;伴随岩性从石榴子石白云母花岗岩向锂辉石伟晶岩分异演化,石榴子石逐渐富锰、富水;在伟晶岩侵位后,还可能与围岩发生了混染并发生了流体丢失,导致石榴子石边部贫锰、贫水。此外,石榴子石氢扩散模拟可用于限定伟晶岩形成时限,热模拟结果显示2.5m宽的错热锂辉石伟晶岩脉自720℃侵位温度冷却至岩体中心温度低于450℃仅需24天,表明错热锂辉石伟晶岩冷却迅速,具有快速的形成速率。另外,石榴子石水含量与MnO/(MnO+FeO)值呈正相关关系,高水含量(>0.04%)的锰铝榴石可能是喜马拉雅伟晶岩Li-Be矿化的潜在指示标志。

西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿矿物包裹体形成过程及其对熔-流体特征的指示

西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿是喜马拉雅地区发现的首例具有工业价值的伟晶岩型锂矿床,该矿床的发现证实了喜马拉雅地区具有成为我国稀有金属战略基地的潜力,也为喜马拉雅地区寻找伟晶岩型锂矿床提供了指示意义。本研究主要针对琼嘉岗锂矿花岗岩和伟晶岩中三种主要副矿物独居石、磷灰石和锆石中的矿物包裹体进行扫描电镜分析,确定矿物包裹体种类、频率以及产状(与裂隙关系),结合磷灰石中长石包裹体电子探针分析,综合指示琼嘉岗锂矿熔-流体性质及演化过程。研究表明:(1)琼嘉岗锂矿独居石、磷灰石和锆石中主要发育硅酸盐、氧化物、磷酸盐以及少量硫化物包裹体,其中填充裂隙和穿切裂隙的富稀土矿物独居石和磷灰石包裹体均由热液蚀变形成,而锆石放射性损伤强烈的区域中发育的远离裂隙的晶质铀矿和方钍石包裹体的形成也和流体作用相关;(2)电气石白云母花岗岩的磷灰石中发育钶钽铁矿以及烧绿石包裹体表明早期花岗岩岩浆富集铌和钽,稀有金属包裹体的数量以及类型也对高演化的花岗岩和伟晶岩是否具有稀有金属成矿潜力以及矿化类型具有一定指示意义;(3)锂辉石伟晶岩磷灰石中发育异常高且变化大的An值的斜长石包裹体,它们分别记录了磷灰石在结晶时对早期富钙熔体的捕获以及熔体的分异过程。本文的研究结果还表明副矿物中矿物包裹体的种类以及元素组成可以为高演化花岗岩-伟晶岩体系的熔-流体特征及演化提供指示意义。

喜马拉雅东段库曲锂辉石伟晶岩铌钽矿物特征及指示意义

铌钽矿物是花岗伟晶岩中重要的稀有金属矿物,记录了伟晶岩岩浆分异演化过程。喜马拉雅中段和东段新近取得伟晶岩型锂矿重要找矿发现。本文针对东段库曲岩体中三处含锂辉石伟晶岩脉和白云母花岗岩产出的铌钽矿物(铌铁矿族矿物和细晶石)进行内部结构和化学组成研究。含锂辉石伟晶岩脉中的铌铁矿族矿物(CGM)为铌锰矿-钽锰矿,产出均一、核-边、补丁、不规则分带、振荡环带和复合结构,分为三个形成世代(CGM-I、CGM-Ⅱ、CGM-Ⅲ),由CGM-I至CGM-Ⅱ,铌铁矿族矿物向富Ta、Fe和略贫Y方向演化,体系经历了含Nb、Mn和Y矿物的结晶分异作用,形成了富Ta和Fe的富挥发分熔体或流体,由CGM-Ⅱ至CGM-Ⅲ,铌铁矿族矿物Ta/(Nb+Ta)和Mn/(Fe+Mn)值变化不一,反映了复杂的矿物-流体相互作用。含锂辉石伟晶岩脉和白云母花岗岩中的细晶石产出均一、核-边和不规则分带结构,分别揭示了富Ta和Ca流体作用、边界层效应或富Nb流体交代、以及动荡结晶环境下流体扰动。细晶石的TiO2、UO2、F含量以及Ta/(Nb+Ta)值可作为岩浆分异演化程度的潜在指示标志,但需考虑晚期热液流体对细晶石化学组成的影响。铌钽矿物研究揭示了库曲不同含锂辉石伟晶岩脉的岩浆特征与分异演化过程。1号含锂辉石伟晶岩脉岩浆相对富Fe,依次经历了含Fe矿物、含Nb和含Mn矿物、以及含Ta和含Mn矿物的结晶作用,局部伴随边界层效应或含Fe矿物结晶,晚期存在富Ta和Ca流体活动,并受边界层效应影响。2号含锂辉石伟晶岩脉岩浆就位后首先经历了含Nb和含Fe矿物结晶,之后经历了含Mn和含Y矿物结晶以及含Nb和含Ta矿物结晶耦合作用,晚期发育富Ta和Ca流体活动,随后发生富Nb流体作用。3号含锂辉石伟晶岩脉岩浆相对富挥发分,就位后经历了含Nb、Mn和Y矿物的结晶作用,以及复杂的矿物-液相介质相互作用,体系晚期存在富Ta和Ca流体活动。库曲含锂辉石伟晶岩脉经历了熔体、富稀有金属和挥发分熔体至复杂流体(富Ta和Ca流体和富Nb流体等)的演化过程。铌钽矿物的内部结构分带和化学组成特征揭示了库曲岩体中淡色花岗岩和伟晶岩脉经历的岩浆分异演化过程以及晚期复杂的流体活动。

循环荷载下花岗岩动力响应及本构模型

利用真三轴试验机,对尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的花岗岩试样进行了循环荷载下的试验研究,探究非破坏状态下不同围压、动载频率、动应力幅以及循环周次下花岗岩动弹性模量以及动阻尼比的变化规律,并将所得数据进行对比分析。试验结果表明:花岗岩动弹性模量随围压线性增长,动阻尼比随围压线性递减,动弹性模量增幅逐渐变大;花岗岩动弹性模量随动载频率指数增长,动阻尼比随动载频率幂函数增长,在20 Hz的动载频率下岩石内部活动较为剧烈,动载频率对岩石的影响程度较大;动弹性模量随动应力幅二次函数增长,动阻尼比随动应力幅幂函数减小,动阻尼比变化受到岩性影响;改进邓肯-张模型很好地反映了花岗岩在不同作用下岩石动态本构关系。该试验得到的模型可为后续动力特性的反演提供参考。

南岭高分异花岗岩成岩与成矿

南岭是我国花岗岩研究程度最高的地区。特别是由于这一地区花岗岩与钨、锡、铌、钽、锆、铪、铜、钼、铅、锌、银、铋、锑、铀、锂、铍、稀土等金属成矿作用关系密切而受到国内外学术界关注。一般认为,南岭花岗岩及相关的成矿作用与花岗岩浆的高度结晶分异作用有关,但高分异作用发生的原因却并不明确。本文通过详细梳理南岭中生代燕山早期花岗岩的特征提出,这些花岗岩的结晶分异作用表现为岩浆房内晶粥体和残留岩浆的长期不断分凝。区内大面积的粗粒似斑状花岗岩为岩浆房早期结晶的堆晶体(主体),而晚期细粒花岗岩则为残留的高硅熔体(补体)。岩浆房发生充分结晶分异作用受控于两个因素:其一是岩浆房自身在演化过程中不断受到来自深部热的补给,使岩浆房内富含金属元素的残留熔体不断发生抽离,并向上运移。花岗岩体顶端的伟晶岩壳是保证抽离的熔体在近封闭环境下不断发生分异的另一个重要因素。这些特征使得南岭花岗岩的分异机制明显有别于喜马拉雅淡色花岗岩,后者以沿大型拆离断层就位并发生分异结晶为主要机制,两者可分别归类为热驱动分异和构造驱动分异类型,构成高分异花岗岩发生的两大重要机制。未来应结合锂资源的国家重大战略需求,对南岭地区高分异花岗岩,特别是晚期钨锡铌钽成矿花岗岩展开全面检查与评价,着重研究铁锂云母花岗岩及云英岩的岩石序列、矿物演变、金属元素富集和岩浆储存机制等,使南岭花岗岩与成矿作用研究再上新台阶。

川南早三叠世砂页岩型铜矿床沉积环境、成矿模式及对峨眉山地幔柱成矿系统的补充

峨眉山地幔柱一直以来是国内外学者的研究热点之一,近年来对峨眉山地幔柱的成矿效应的关注度持续升高,但对提供成矿物源的矿床类型研究较少,特别是对砂页岩型铜矿的研究极少,砂页岩型铜矿稳定分布在沐川西部及西南部的飞仙关组底部,以往开展了大量的勘查工作,取得了较好的找矿成果,但其成矿物质来源还有较大争议。为厘清沐川地区飞仙关组底部砂页岩型铜矿床的富集规律、沉积环境和成因机制,本研究开展了野外实地调查、矿物学、岩相古地理与岩石地球化学等系统性研究,探讨其物源、富集规律、沉积环境,建立了成矿模式。研究结果表明,沐川地区砂页岩型铜矿体产出于早三叠世飞仙关组底部的一套灰绿色细碎屑岩中,主要矿石类型有粉砂质条带黏土岩型铜矿、泥质条带粉砂岩型铜矿、粉砂岩型铜矿和细砂岩型铜矿,矿石矿物以黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿为主;沐川地区飞仙关组底部的沉积相属于有障壁型海岸相潮坪亚相,可识别出潮上泥坪微相、潮间混合坪微相、潮下砂坪微相和潮渠微相4种微相,Cu元素主要富集于粉砂质条带黏土岩和泥质条带粉砂岩等水动力条件较弱的潮间混合坪微相中,铜的富集严格受岩相古地理及沉积相的控制;Cu元素主要来源于峨眉山高钛玄武岩,西部的康滇古陆是主要的物源区;沐川地区飞仙关组底部砂页岩型铜矿属同生沉积型矿床,其成矿模式可分为峨眉山玄武岩喷溢(矿源层形成)阶段、风化剥蚀搬运阶段、沉积富集阶段和成岩保存阶段。上述成果,对西南地区进一步实现战略性矿产找矿突破和补充完善峨眉山地幔柱成矿系统具有重要意义。

西藏冈底斯鸡公村脉状Mo-Re矿床中铼的富集规律研究

铼(Re)作为关键矿产之一,其富集特征和迁移规律一直受到国内外的广泛关注,但由于对铼的研究大部分集中在斑岩型矿床中,对石英脉型Mo-Re矿床中铼的富集规律并不清楚。本文以鸡公村脉状Mo-Re矿床为对象,通过岩相学观察,重新处理矿区的Re品位资料并结合电子探针分析,得出在矿床尺度下,鸡公村Mo-Re品位具有较好相关性,且辉钼矿中的Re含量在Mo品位出现高值异常时表现为与品位的负相关关系,在Mo品位较低时表现为与Mo的正相关关系;辉钼矿中的Re含量总体遵循厚脉高于早期细脉,厚脉中从边部向核部Re含量逐渐减少,团块状辉钼矿的Re含量拥有更小的分布区间、平均含量低于片状辉钼矿,早阶段的Re平均含量高于晚阶段辉钼矿Re含量的特点;矿物尺度下,辉钼矿中的Re在微米范围分布不均一,以上结论提供了该石英脉型Mo-Re矿床中Re的空间分布特征,为继续探讨该类型矿床的Re富集机制奠定了基础。

试论主要类型矿床的形成深度与最大延深垂幅

在大量典型矿床实地调查和国内外综合对比研究的基础上,基于深部找矿的现实需要和存在问题,本文首先回顾评述了主要矿床类型的原始成矿深度,按受控于中下地壳尺度大规模岩浆堆积体的超深成岩浆矿床与受控于流体渗透率制约的中上地壳深成、中成和浅成岩浆热液矿床序列展开。在此基础上尝试探讨主要类型矿床的最大延深垂幅,探讨分析了以Bushveld层状岩体和Voisey s Bay小岩体为代表的铜镍矿床、驱龙为代表的斑岩铜矿床、Muruntau为代表的造山型金矿、胶东金矿省的已控制延深垂幅、剥蚀程度以及深部可能的延深空间。内生矿床系统具有很宽的成矿深度范围,大型层状岩体的成矿深度可逾20 km,最大矿化垂直延深幅度可达6~8 km。岩浆热液矿床的最大成矿深度以地壳尺度流体渗透的下限为底界,其中造山型金矿床成矿深度最大(约12~15 km),伟晶岩和花岗岩型矿床次之,斑岩型矿床居中(约2~6 km),浅成低温金银矿床深度最浅(1 km至近地表);相应的最大延深垂幅则依次可达4~7 km、2~3 km和1 km。评述了高渗透性的聚矿构造空间、成矿作用顶峰、合适的矿床保存条件等控制因素及部分标志。并对如何确定合理统一的成岩成矿深度(压力)的估算方法以及确定最大成矿深度与矿化体系最大延深幅度的理论依据、判断标志、综合辨识方法体系等未来研究方向进行了展望。

喜马拉雅琼嘉岗超大型伟晶岩锂矿的形成时代、源区特征及分异特征

喜马拉雅新生代淡色花岗岩带是近年来提出的与高度结晶分异、异地深成淡色花岗岩有关的稀有金属战略远景区,目前其金属组合以铍-铌-钽(-锡-钨)为主。秦克章等(2021a)报道了在高喜马拉雅带珠峰地区发现的琼嘉岗锂矿,是喜马拉雅首例具有工业价值的伟晶岩型锂矿。本次研究重点揭示喜马拉雅琼嘉岗伟晶岩型锂矿的成矿特征、形成时代和源区特征。琼嘉岗矿区矿石矿物主要为锂辉石、铌铁矿-铌锰矿、少量锡石和绿柱石,特征性长柱状锂辉石主要产于块体微斜长石+锂辉石带和分层细晶岩带内。琼嘉岗锂辉石伟晶岩各结构分带的K/Rb含量较为相似,锂含量从边部细粒钠长石带(~100×10^(-6))到分层细晶岩带(~1000×10^(-6)),再到块体微斜长石+锂辉石带(>3000×10^(-6))逐渐升高,而Cs含量逐渐降低。独居石和铌钽铁矿族矿物LA-ICPMS定年结果显示,琼嘉岗锂辉石伟晶岩形成于新喜马拉雅阶段早期(25~24Ma),与高喜马拉雅地区淡色花岗岩时代相近。矿物化学和独居石Nd同位素结果显示该稀有金属伟晶岩结晶于高度演化的花岗伟晶岩熔体,源区特征与高喜马拉雅结晶岩系一致。本研究所揭示的琼嘉岗成矿特征、形成时代和源区特征将为高喜马拉雅其它地区找寻大型花岗伟晶岩型锂矿提供重要借鉴意义。

喜马拉雅淡色花岗岩带伟晶岩的富铍成矿特点及向更高处找锂

喜马拉雅淡色花岗岩作为新识别的稀有金属成矿区带,已发现以Be-Nb-Ta(Sn-W)组合为主矿化且已形成大型矿床,如错那洞,但仅在为数不多的几处伟晶岩见到锂辉石,尚未发现工业锂矿床。因此,有必要剖析该区伟晶岩成矿(尤其Be同Li的对比)特点、条件及可能潜力,并与国内其他稀有金属矿带进行对比分析,从而推动喜马拉雅伟晶岩稀有金属矿床尤其是锂矿的发现。该区伟晶岩母体淡色花岗岩与华南稀有金属矿化花岗岩类似,显示高的分异程度但较窄的演化区间,并且熔体具有高的Li浓度。在印亚大陆碰撞带复杂的构造-变质-深熔作用下产生了多期次的岩浆活动,尤其新喜马拉雅期巨量的岩浆可为伟晶岩的形成、远距离迁移分异及成矿提供有利的热和物质基础。基于含Li伟晶岩形成于"远"母体、"高"海拔的特点,提出区域构造层位的上部或更高海拔地区以及淡色花岗岩岩体外侧远端的围岩内将可能是含锂伟晶岩的就位空间与找矿重点地段。

喜马拉雅琼嘉岗超大型伟晶岩型锂矿的发现及意义

近年来,喜马拉雅新生代淡色花岗岩的“高度分离结晶、异地深成侵入”成因,及其具有良好的稀有金属成矿潜力而倍受关注。已有野外调查和资源勘查工作表明该花岗岩带可能成为我国稀有金属重要的战略储备基地。目前带内金属组合以铍-铌-钽(锡-钨)组合为主(如错那洞大型锡-钨-铍矿床),但尚未发现工业锂矿体的产出。本次工作在高喜马拉雅琼嘉岗地区发现了超大型伟晶岩型锂矿,并初步揭示该伟晶岩型锂矿的基本地质特征。琼嘉岗伟晶岩属于过铝质LCT型伟晶岩,稀有金属(REL)类REL-Li亚类钠长石-锂辉石型。含矿伟晶岩呈串珠状、囊状体产出在前寒武系肉切村群大理岩中,伟晶岩具有一定分带,目前主要包括细粒钠长石带、文象结构带、分层细晶岩带和块体微斜长石+锂辉石带,赋矿主体结构带为后两者。矿石矿物主要为锂辉石、铌铁矿-铌锰矿,以及少量锡石和绿柱石。59件样品中44件Li_(2)O含量在工业品位(0.80%)之上,平均1.30%。4条伟晶岩脉群资源量估算表明琼嘉岗锂资源可达超大型规模,琼嘉岗是喜马拉雅首例具有工业价值的伟晶岩型锂矿,其发现证实我国高喜马拉雅地区具有找寻大型-超大型花岗伟晶岩型锂(铍)矿的潜力。

西藏雅拉香波穹窿淡色花岗岩-伟晶岩矿物学特征:对稀有金属成矿指示意义

近年来提出喜马拉雅新生代淡色花岗岩高分异成因模式使得该带逐渐成为我国极具潜力的稀有金属战略远景区。目前,喜马拉雅北带金属组合类型以铍-铌-钽(锡-钨)组合为主,南带以锂-铍-铌-钽组合为主。本研究聚焦于喜马拉雅北带东段的雅拉香波穹窿内发现的含绿柱石伟晶岩,通过电子探针和激光剥蚀等离子质谱方法获得淡色花岗岩-伟晶岩中长石、云母、电气石和绿柱石的矿物结构和组成,综合判定雅拉香波淡色花岗岩-伟晶岩的岩浆演化分异程度及其稀有金属成矿潜力。研究获得如下结论:1)喜马拉雅东段雅拉香波花岗伟晶岩中稀有金属矿物主要为绿柱石,主要赋存在微斜长石-钠长石伟晶岩中;2)岩浆结晶分异作用控制了雅拉香波穹窿中淡色花岗岩和伟晶岩中矿物组成及其演化,其中白云母替代关系为Al_(2)□R^(2+)_(-3)和Al_(4)Si_(-3)□_(-1),电气石替代关系为MgFe_(-1)和^(X)□,Al(Na,R^(2+))_(-1),绿柱石替代关系为Na(Fe^(2+),Mg)□_(-1) Al_(-1);3)根据长石Cs含量和钾长石K/Rb值,白云母Li-B-Cs含量和K/Rb比值,黑电气石Ge-Pb含量,以及绿柱石Li-Cs含量和Cs/Na比值综合判断雅拉香波含绿柱石伟晶岩为简单铍矿化伟晶岩,其伟晶岩演化程度与典型Be-Nb-Ta矿化伟晶岩和复杂伟晶岩中Be矿化带相类似。

土耳其西部新生代斑岩成矿岩浆氧逸度-挥发份元素组成演化特征--来自锆石和磷灰石组成约束

特提斯成矿域中段的土耳其西部集中产出了与俯冲、碰撞-后碰撞、伸展动力学背景有关的斑岩型铜、钼、金矿床。前人已完成了针对这些斑岩型矿床构造背景的大量研究工作,但对于区内不同构造背景下斑岩型矿床的成矿岩浆源区性质、成矿元素-挥发分含量和成矿物质演化关系尚未有系统研究。而这些研究将对认识中特提斯构造域晚白垩世以来在新特提斯洋俯冲、欧亚板块-Tauride-Anatolide板块碰撞和伸展过程中斑岩矿床形成时地壳厚度、壳幔相互作用方式及成矿物质演化过程具有重要意义。本研究选择土耳其西段三个斑岩成矿带(Tavşanl带、Biga半岛成矿带和Afyon-Konya带)内五个斑岩型矿床的成矿岩体与同期侵入岩-火山岩,开展锆石微量元素和磷灰石主量元素研究,限定碰撞与伸展环境下斑岩型矿床成矿岩浆的形成温度、氧逸度条件及其与岩浆形成时地壳厚度的关系,利用磷灰石F-Cl-S含量组成揭示熔体挥发分和硫元素的物质组成,进而约束新特提斯洋俯冲-碰撞-伸展过程中斑岩系统的深部物质演化规律。研究结果表明,土耳其西部新生代斑岩型矿床成矿岩浆锆石大部分落于高水含量-高氧逸度区间,具有相似的稀土元素标准化配分曲线。从始新世到中新世,锆石氧逸度Ce 4+/Ce 3+比值呈现出先降低(斑岩型Cu-Mo矿到斑岩型Mo矿)后升高(斑岩型Mo-Cu矿到斑岩Au矿)的趋势,且相对于斑岩型Mo矿和Mo-Cu矿,斑岩型Au矿和Cu-Mo矿成矿岩体的锆石形成时具有相对较高的氧逸度。绝大部分斑岩型矿床成矿岩体的锆石Eu N/Eu N*位于0.4~0.7之间,但斑岩型Mo矿和斑岩型Mo-Cu矿床的锆石具有相对较低的Eu N/Eu N*比值,可能是由于在结晶时熔体受斜长石结晶影响较大。锆石微量元素显示(Yb/Gd和Hf/Y-Th/U)锆石组成大部分受岩浆房中角闪石±榍石±磷灰石分离结晶控制。根据锆石Ti温度计估算土耳其西部斑岩型矿床成矿岩体及其相关岩体的形成温度在650~900℃之间,结晶温度从斑岩型Au矿、斑岩型Cu-Mo/Mo-Cu矿至斑岩型Mo矿呈现递减趋势。对于熔体的挥发分与硫含量组成,始新世-渐新世斑岩型Cu-Mo与Mo矿床成矿岩浆相对具有高F和低Cl组成,中新世伸展环境形成的斑岩型Mo-Cu矿和斑岩型Au矿床成矿岩浆Cl含量普遍较高。与成矿岩体同期的暗色包体或基性岩脉中磷灰石计算获得的熔体硫含量均大于侵入体对应熔体的硫含量,且具有不均一的含量组成,表明基性岩浆注入可能为岩浆房提供硫。结合区域动力学和地壳厚度估算,本文认为触发土耳其西部新生代斑岩矿床形成的动力学机制是:在新特提斯洋向北单向汇聚的背景下,北部始新世-渐新世斑岩矿床受控于碰撞后俯冲的新特提斯洋板片(Vardar洋)后撤-回转-断离过程;南部中新世斑岩矿床的形成则受控于爱琴海板片俯冲控制的地壳伸展-减薄过程。北侧Izmir-Ankara-Erzincan缝合带附近的Tavşanl与Biga半岛斑岩成矿带始新世-渐新世斑岩型矿床的形成与熔融-同化-储存-均一过程(MASH)有关,深部地壳热区过程(DCHZ)与中新世Afyon-Konya带斑岩型矿床的形成有关。

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组五段盐下白云岩储集层特征及其形成演化

基于岩心、薄片观察与地球化学分析结果,对鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组五段盐下白云岩储集层特征及其形成演化进行研究,得到以下几点认识:①盐下白云岩主要由微晶白云岩、晶粒白云岩和砂屑白云岩组成,晶间孔和各类溶蚀孔是主要储集空间;②研究区内成岩作用复杂,主要为白云石化作用、溶蚀作用、充填作用和重结晶作用等;③多阶段的白云石化作用有利于次生孔隙发育和原生孔隙保存,包括准同生阶段的蒸发泵白云石化作用、准同生—浅埋藏阶段的渗透-回流白云石化作用以及后期的埋藏白云石化作用;④多期次溶蚀作用对次生孔隙发育具有重要影响,同生—准同生期多期次次一级的海进-海退旋回导致易溶组分暴露溶蚀,发育次生孔隙;⑤埋藏期的有机酸溶蚀、硫酸盐热化学反应及其产物H2S生成的氢硫酸对储集层溶蚀改造,使储集空间进一步得到改善;⑥盐下层系中高H2S含量的区域可以成为下一步勘探潜在目标。

喜马拉雅东段错那洞钨-锡-铍矿床中铍的赋存状态及成因机制初探

近年来喜马拉雅淡色花岗岩带被认为是稀有金属成矿的有利地区,并已在该区伟晶岩中发现诸多稀有金属矿物。错那洞矿床是该带内发现最早并具有较大规模的钨锡铍(W-Sn-Be)矿床,Be矿化包括伟晶岩型和矽卡岩型,但目前铍元素的赋存状态还没有被清晰地查明。伟晶岩型矿化主要为伟晶岩中晶型较好的绿柱石晶体;而矽卡岩型铍矿化表现形式则复杂多样。Be元素除了赋存于绿柱石、硅铍石、羟硅铍石等含铍矿物中,还可以广泛分布于矽卡岩矿物中。其中,符山石(Be含量:43×10-6~887×10-6)和方柱石(Be含量:1333×10-6~4643×10-6)是铍元素赋存的主要载体。矽卡岩型矿化与淡色花岗岩有关,岩浆高分异演化使熔体中Be、Sn、W及挥发分逐步富集,在伟晶岩中饱和绿柱石;之后Be元素在F的络合下随出溶流体进入碳酸盐岩,发生水岩相互作用,萤石的析出引起Be-F络合物失稳,导致Be元素的沉淀。含铍矿物种类及成因机制的研究将有助于指导喜马拉雅地区同类型矿化的评价。

锡-银多金属成矿系统的基本特征、研究进展与展望

锡-银多金属成矿系统主要产于主动大陆边缘、板内伸展和造山后伸展等构造背景中。全球典型成矿带包括玻利维亚南部带、俄罗斯远东Sikhote-Alin带、我国大兴安岭南段、南岭和欧洲Erzgebirge地区。成矿相关岩浆岩主要为浅成中酸性侵入体或次火山岩体,包括流纹英安-流纹质火山/次火山岩、石英斑岩、花岗斑岩、花岗闪长斑岩等,并与同期火山岩和碱性基性岩脉密切共生。岩浆源区不仅有大量地壳物质的参与,还普遍存在不同比例地幔物质成分的加入。围岩蚀变由早到晚、由成矿中心向外依次发育电气石化/云英岩化、绢云母化、伊利石化和高级泥化,金属矿化组合相应的依次为Sn(-W)→Zn-CuPb-Sn→Ag-Pb-Zn-Sb-Sn→Ag-Sb-Pb,锡矿化产于电气石和云英岩化带内,银矿化产于伊利石化和高级泥化带内。以银为主矿体多在浅部呈多条陡立脉状产出,以锡为主的矿体在深部呈大脉状和热液角砾岩体产出,也可呈浸染状或细网脉状产出(此时称为斑岩型锡矿)。此类矿床还常伴生In、Cd、Ga等矿化,主要产于闪锌矿、黄铜矿和方铅矿为主的硫化物成矿阶段。对成矿金属起源的研究显示锡可能主要来自中上地壳富锡的变质沉积岩,但银的来源尚无明确解释,沉积岩、地幔、围岩地层可能都有贡献。岩浆较低的氧逸度条件和富Cl的成分有利于形成富锡和其它金属的成矿流体,成矿早期流体常具有较高的盐度,伴随温度的降低和天水流体的稀释过程,流体由早期的高温高盐度逐渐演化到晚期的低温低盐度,并伴随不同金属的依次沉淀,这一过程中,可能多期次流体的叠加作用对大型矿床的形成起重要作用。在前人研究基础上,提出了本类型矿床研究中存在的一些关键问题:(1)普遍存在的壳幔相互作用在成矿过程中的作用尚不明确,地幔物质可能是重要的热源、硫和金属的来源;(2)火山作用与成矿之间的关系及其所起的作用;(3)在同一锡-银多金属成矿带中,富锡贫银、富银贫锡、富锡又富银这三类矿床之间的成因联系如何?造成它们金属组合差异的原因如何?可能需要从岩体侵位深度、矿床剥蚀程度、成矿流体性质等方面进行研究探讨;(4)不同金属元素的起源与耦合成矿作用,Sn-Ag-In等重要的成矿元素可能不是相同的起源,其进入流体的时间及沉淀的物理化学条件也是有差异的,它们在同一矿床中耦合成矿的详细过程与机制尚不清楚,原位微区流体包裹体成分分析、硫化物微量元素和同位素原位分析和面扫描技术可能是解决这一难题的重要手段。上述问题的解决不仅有助于提高对锡-银多金属矿床成矿过程的认识,还可为相关矿床的勘查找矿工作提供理论支持。