阿尔泰可可托海3号脉伟晶岩型稀有金属矿床云母和长石的矿物学研究及意义

可可托海3号脉伟晶岩型稀有金属矿床是阿尔泰造山带产出的规模最大的伟晶岩脉,其完美的同心环状结构分带举世闻名。云母和长石作为3号脉9个结构带的贯通性矿物,由外向内表现不同的结构和成分特征。其中,云母由白云母系列向锂云母系列演化,白云母呈黄-绿色中细粒→白色或绿色中粗粒-巨晶→白色或绿色书状集合体→白色或绿色中粗粒-巨晶,锂云母呈玫瑰紫中细粒鳞片状或楔状集合体,BSE图像下云母表现出成分分带及不平衡和交代结构;长石主要为钾长石和钠长石,及少量斜长石,钾长石主要呈块体产出,钠长石呈细粒→叶片状→薄片状产出。本次研究通过电子探针（EMPA）和激光剥蚀等离子质谱（LA-ICP-MS）获得3号脉各结构带云母和长石的主微量成分。3号脉云母具有高Li（249×10-6~35932×10-6）、Rb（1240×10-6~22825×10-6）、Cs（35.9×10-6~13980×10-6）、Ta（13.3×10-6~447×10-6）含量、低K/Rb值（4.23~59.4）和K/Cs值（6.53~2368）,钾长石具有低K/Rb值（35.4~1865）,且由外向内,随K/Rb值降低,云母的Li、Rb、Cs、F、Ta含量升高,表明3号脉是一个由外向内结晶的分异演化程度较高的伟晶岩脉。另外,连续相邻结构带中云母和长石的主微量成分呈振荡变化,该现象主要受熔体不混溶过程的控制,也受矿物结晶不平衡影响,而熔体不混溶过程也是控制3号脉结构分带的机制之一。外部带（I-IV带）和内部带（V-VIII带）的云母和碱性长石在成分（FeO、Li、Rb、Cs、F、Ta含量和K/Rb值及K/Cs值）和结构（不平衡和交代结构）上具有明显差异,内部带演化程度明显加大,流体组分比例升高,表明体系由以熔体为主的阶段（外部带）进入以熔流体为主相对不稳定的阶段（外部带）。结合野外观察的证据,促使体系在IV带和V带间发生突然转变而进入熔流体阶段的是一个泄压事件。

数字矿床模型及其应用——以新疆阿勒泰地区可可托海3号伟晶岩脉稀有金属隐伏矿预测为例

通过构建数字矿床模型,实现了对可可托海3号伟晶岩脉稀有金属矿开发现状及潜在经济价值的评估。数字矿床模型分为2个部分:地质体三维模型和钻孔三维品位模型,前者以地质剖面、地表模型、开采线等数据为基础,以Micromine软件为平台,利用三维可视化技术实现、再现了矿床的空间形态和内部结构,后者以钻孔测试数据为基础,利用地质统计学方法,对模型区范围内的成矿元素品位进行了三维插值,展示了成矿元素异常在空间上的分布。2种模型相互结合,对矿山开采现状进行了评估,对剩余矿体的位置进行了限定。最后,结合数字矿床模型,利用一种"等腰三角形"方法对矿床潜在资源量进行了估算。研究结果显示,虽然矿床"钟形体"部位已开采殆尽,但在钟形体南侧缓倾斜部位还存在较大规模具有经济价值的矿体,氧化铍潜在资源量在822.69～1992.41t之间。

新疆可可托海3号伟晶岩脉锆石U-Pb定年、Hf同位素特征及地质意义

研究了新疆可可托海3号伟晶岩脉多个结构带中锆石U-Pb定年及锆石Hf同位素组成,旨在厘定3号伟晶岩脉形成及岩浆-热液演化的时限,探讨岩浆形成的物源特征及大地构造背景。锆石的BSE、CL特征显示,可可托海3号脉岩浆结晶锆石普遍遭受了蜕晶化、流体交代和不同程度重结晶等作用。锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,3号伟晶岩脉岩钟体部分中II带、IV带和V带以及缓倾斜部分中II带分别形成于(211.9±3.2)、(214.9±2.1)、(212±4.1)和(212.0±1.8) Ma,指示岩浆阶段时限从～220 Ma至215 Ma,岩浆-热液过渡阶段时限从215 Ma至209 Ma,热液阶段时限从209 Ma至195 Ma。3号伟晶岩脉岩钟体部分中IV带和V带锆石Hf同位素组成变化于+1.25～+2.39之间,二阶段模式年龄变化于1103～1173 Ma之间,指示形成3号伟晶岩脉的岩浆很可能与中亚造山带在三叠纪为陆-陆碰撞后的伸展构造背景下导致加厚下地壳沉积物减压熔融有关。

新疆阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉岩浆-热液过程:来自电气石化学组成演化的证据

新疆阿尔泰可可托海3号脉不同结构带及其蚀变围岩中电气石化学组成电子探针(EMPA)分析结果显示,蚀变围岩、外接触带和内接触带中电气石为是富钙-铁的镁电气石,电气石化伟晶岩中电气石为富镁-铁的锂电气石,伟晶岩早期结构带(Ⅰ-Ⅳ带)中电气石为黑电气石-锂电气石系列,而伟晶岩晚期结构带(Ⅴ-Ⅶ带)中电气石为锂电气石。蚀变围岩、外接触带和内接触带中电气石以Y位中低Al,高Mg、Ca以及显著低的Al/(Al+Fe)、Fe/(Fe+Mg)比值为特征,主要存在R3++O2-=R2++OH-的置换;伟晶岩内部结构带(Ⅰ-Ⅶ带)中电气石以Y位上极低Mg、Ca,高Fe、Al、Li以及显著高的Al/(Al+Fe)、Fe/(Fe+Mg)比值为特征,主要存在+Al3+=Na++Fe(Mg)2+和Li++Al3+=Fe(Mn)2++Mg2+的置换。蚀变围岩、外接触带和内接触带中电气石化学组成特征指示存在围岩-流体、围岩-熔体相之间的相互作用。伟晶岩早期结构带(Ⅰ-Ⅳ带)中电气石无明显组成分带,为岩浆成因;晚期结构带(Ⅴ-Ⅶ带)中电气石显示振荡环带,形成于岩浆-热液过渡阶段体系。随着伟晶岩由外向里固结,温度逐渐降低,伟晶岩内部结构带中电气石显示Y位上Al、Li、Mn及Fe/(Fe+Mg)比值逐渐增大的演化趋势;内部结构带中电气石几乎不含Mg,指示3号伟晶岩脉岩浆-热液演化是在相对封闭体系中进行的。