伟晶岩型铝硅酸盐矿物的晶体化学特征计算与分析

探讨了伟晶岩型铝硅酸盐矿物(锂辉石、长石和云母)的晶体结构,三者晶体结构最大不同之处在于Al—O配位方式不同。其中,锂辉石晶体结构中Al在硅氧四面体骨干之外,以六配位的形式组成[AlO_6]八面体;钠长石晶体结构中Al取代了Si呈[AlO_4]四面体;而白云母晶体结构中[AlO_4]四面体和[AlO_6]八面体同时存在。同时,以键价的观点对这三种矿物晶体结构中化学键的特征进行理论计算。结果发现,M^(n+)静电价强度、M^(n+)—O^(2-)键平均键长、库仑力、平均键价之间具有极好的一致性。在伟晶岩型铝硅酸盐矿物结构中,[SiO_4]四面体Si—O键是最强的,当Al取代Si时,[AlO_4]四面体中Al—O键的键强次之,[AlO_6]八面体Al—O键的键强较弱,其它金属M—O键的键强最弱。

南秦岭中段宁陕地区绿柱石-铌铁矿型伟晶岩中磷灰石和铌铁矿族矿物的矿物地球化学研究

宁陕伟晶岩区分布于宁陕花岗岩基南侧的外接触带,是秦岭造山带内三大伟晶岩区之一,并分布有伟晶岩型铷-铍-铌-钽矿床。本研究利用扫描电镜和电子探针对宁陕地区的绿柱石-铌铁矿型伟晶岩进行了矿物学研究,同时对铌铁矿族矿物和晶质铀矿进行了定年工作。矿物成分和结构特征显示伟晶岩内的磷灰石和铌铁矿族矿物均可分为两类。第一类磷灰石和第二类磷灰石分别具有相对低Mn、低Cl(MnO含量为0.41%~2.27%;Cl含量为0~0.06%)和高Mn、高Cl(MnO含量为14.51%~19.12%;Cl含量为0.12%~0.16%)的特征;第一类铌铁矿族矿物在分类图上集中在铌铁矿区域,第二类铌铁矿族矿物则分散于铌铁矿和钽铁矿区域。结合矿物组成和矿物相互交代关系,本研究认为第一类磷灰石和铌铁矿族矿物为岩浆分离结晶作用的产物,而第二类磷灰石和铌铁矿族矿物的形成则均与流体活动关系密切。第一类铌铁矿族矿物的U-Pb年龄((206.3±1.5) Ma)代表伟晶岩的侵位年龄,第一类磷灰石的原位Nd同位素结果(ε_(Nd)值的范围为-4.3~-2.5)与宁陕岩基内晚三叠世二长花岗岩的ε_(Nd)值基本一致,指示了其同源性。综合两类磷灰石和铌钽铁矿族矿物的成分和结构特征,本研究认为伟晶岩内流体活动具有多阶段性,次生晶质铀矿U-Pb年龄((199.2±1.5) Ma)与岩浆铌铁矿U-Pb年龄((206.3±1.5) Ma)相接近,暗示了早阶段流体活动与岩浆演化关系密切,属于岩浆-热液过渡阶段形成的残余流体;第二类铌铁矿族矿物中局部残留的高Mn含量和第二类磷灰石中较高的Mn、Cl含量共同指示了晚阶段流体中混合了来自围岩的外来流体。

北秦岭柳树湾花岗伟晶岩型铀矿床中黑云母矿物化学特征及其地质意义

在花岗伟晶岩型铀矿床中,黑云母常见于与产铀相关的围岩地层、花岗岩体和花岗伟晶岩脉之中,并且常常与晶质铀矿紧密共生,在对岩石放射性元素的还原和吸附过程中起着重要作用。选取北秦岭柳树湾花岗伟晶岩型铀矿床中围岩地层、花岗岩体、含矿花岗伟晶岩和不含矿花岗伟晶岩中的黑云母作为研究对象,通过电子探针矿物化学特征研究表明:黑云斜长片岩和不含矿花岗伟晶岩中的黑云母分别为羟金云母和羟铁云母。灰池子二长花岗岩体和含矿花岗伟晶岩中的黑云母呈现出由富铁羟金云母向富镁羟铁云母演化的过渡关系,二者显示出较好的亲缘性。随着岩浆不断演化,灰池子二长花岗岩-含矿花岗伟晶岩-不含矿花岗伟晶岩形成的温度和氧逸度不断降低,母源岩浆显示出由壳幔混合来源向单一壳源成因演化的特点。黑云母成分示踪结合区域地质背景研究表明:与柳树湾铀矿有关的灰池子二长花岗岩体、含矿花岗伟晶岩和不含矿花岗伟晶岩分别形成于板块碰撞的挤压构造环境、挤压向伸展的构造体制转换阶段以及随后与拆沉减薄有关的伸展阶段,是晚古生代北秦岭三次构造活动的浅部岩浆反应。

浙江临安石室寺NYF型伟晶岩中稀有稀土金属的矿物学行为与成矿过程

浙江临安石室寺伟晶岩位于河桥岩体西北面,属于典型的Nb-Y-F(NYF)型伟晶岩,富含大量稀有稀土矿物。本文在野外考察和显微镜观察的基础上,结合电子探针背散射电子图像观察与矿物化学成分分析,系统鉴定了石室寺NYF型伟晶岩中的稀有稀土矿物,揭示了稀有稀土元素的富集、迁移、结晶与成矿过程。研究结果表明:(1)石室寺伟晶岩中的稀有稀土矿物有铌钽矿物(铌铁矿、铌锰矿、重钽铁矿、细晶石等)、钇矿物(褐钇铌矿、黑稀金矿)、钨矿物(黑钨矿、白钨矿、铌钨矿物)、铈矿物(独居石、氟铈矿、氟碳铈矿)和钍矿物等。(2)铌钨系列矿物的WO3含量在8.30~70.51 wt%之间呈规律变化,可能为铌铁矿与黑钨矿之间形成的一系列多体矿物。(3)铌铁矿LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,石室寺伟晶岩的形成年龄为133±2 Ma,与河桥花岗岩具有成因联系。(4)石室寺NYF型伟晶岩中稀有稀土元素的成矿过程与其岩浆的结晶演化密切相关:岩浆阶段,锆石、钍石与独居石等矿物最早晶出;岩浆—热液阶段,黑稀金矿、铌铁矿、褐钇铌矿、氟铈矿等稀有稀土矿物逐渐结晶;热液阶段,黑钨矿、铌钨矿物相继形成,同时早期的独居石、氟铈矿受晚期热液交代形成次生铈矿物。

陕南光石沟伟晶岩型铀矿床中长石矿物化学初步研究

以光石沟伟晶岩型铀矿床中相关伟晶岩中的长石为研究对象,开展系统的矿物化学电子探针研究,结果显示其中的斜长石都属于更长石、钠长石,碱性长石均为透长石,运用二长石温度计计算出了四种类型伟晶岩的结晶温度。通过研究,认为4种类型伟晶岩具有岩浆演化关系,从不含矿黑云母伟晶岩-含矿黑云母伟晶岩-二云母伟晶岩-白云母伟晶岩,随着伟晶岩岩浆演化程度的增高,成岩结晶温度不断降低,岩浆逐渐向酸性演化,同时由于黑云母等富氟矿物的产出,导致晶质铀矿的沉淀而富集成矿。

陕南光石沟伟晶岩型铀矿床黑云母矿物化学研究及其对铀成矿的启示

黑云母是伟晶岩型铀矿床中重要的矿物,它广泛地存在于产铀相关的花岗岩及伟晶岩之中,同时与伟晶岩矿床中主要铀矿物-晶质铀矿的产出有着十分密切的关系。选择与我国光石沟伟晶岩型铀矿床密切相关的灰池子二长花岗岩、大毛沟白岗岩、伟晶岩类中黑云母作为研究对象,系统的电子探针矿物化学分析结果显示:花岗岩、白岗岩和伟晶岩中黑云母均具有富集铁、钛,亏损挥发性组分氟、氯等特征。产铀黑云母伟晶岩中黑云母相对于非产铀黑云母伟晶岩具有富Mg,Mn,贫Al,低ACNK以及氧逸度等特点。研究结果不仅表明白岗岩和伟晶岩并不是由灰池子二长花岗岩分离结晶而来,而且证明了同化混染作用不仅控制了产铀伟晶岩中黑云母的特殊结构构造以及物质组成,更是伟晶岩型铀矿产出的关键因素。

东秦岭稀有金属矿床成矿与分布特征——以河南省卢氏、南召两地区几个矿床为例

东秦岭稀有金属矿床成矿及分布以河南省卢氏、南召两地区几个典型矿床最具代表性,归纳其总体特征为:1)矿床的形成与地壳早期板块俯冲作用有密切关联,矿床均产于俯冲带中部;2)深大断裂与区域大断裂交汇部位是稀有金属矿赋存的最佳场所;3)原生矿全部产于元古界变质岩之中;4)成矿母岩为碱性花岗岩,成岩成矿时代以加里东早期为主,华力西期次之;5)赋矿脉岩为伟晶岩脉,常形成脉岩群;6)矿床成因类型为花岗伟晶岩浆分异交代型铌钽矿床。

湖南仁里铌钽矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义

仁里铌钽矿床是我国东部近年来新发现的超大型高品位花岗伟晶岩型铌钽矿,已探明的Ta2O5资源量10791 t,Nb2O5资源量14057 t,Ta2O5平均品位0.036%,Nb2O5平均品位0.047%,矿床仍具有较大的找矿潜力。为了厘定铌钽等稀有金属矿的成矿年龄,研究其成矿物质来源,为下一步勘查及成矿预测指明方向,本次对5号主矿脉钻孔ZK1616中的4件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素年龄测试,获得的4件辉钼矿Re-Os平均模式年龄为130.5±1.1 Ma(MSWD=0.17),4件辉钼矿中Re含量为76.59~106.33μg/g,平均值为96.81μg/g。综合研究表明稀有金属成矿作用发生在中生代早白垩世,成矿年龄为130.5 Ma左右,成矿物质来源于壳幔混合源,以及岩浆演化晚期富F、Cl热液流体对冷家溪群地层稀有金属元素的释出、迁移和叠加。