富氟花岗岩浆液态不混溶作用及其成岩成矿效应

除了结晶分异模式外,富氟花岗岩浆液态不混溶作用也是伟晶岩成岩成矿的重要机制。熔体包裹体和实验研究表明,富氟花岗岩浆的液态不混溶会形成富挥发份的贫硅熔体和与其共轭的富硅酸盐熔体。花岗岩中的异离体型伟晶岩和贯入状脉型伟晶岩,挥发份、助熔剂等元素和同位素组成在不混溶相间的突变性是该类不混溶作用的主要标志。富氟花岗岩浆不混溶作用不但可以解释伟晶岩的特征性矿物分带,对传统的伟晶岩成岩理论提出了挑战;还对稀有金属有高度富集作用,这主要归功于F、B、P等挥发份对稀有金属元素的亲和力。然而,目前该类不混溶作用成矿效应的研究还比较薄弱,这主要要归因于没有理想的地质对象。甲基卡矿床是亚洲最大的固体锂矿床,初步研究表明该矿床发生了富氟花岗岩浆液态不混溶作用,是研究氟花岗岩浆液态不混溶过程中稀有金属的分配、迁移、富集规律和机制的理想对象。

四川甲基卡伟晶岩型稀有金属矿床的地质特征及成矿机制概述

四川甲基卡锂矿床位于松潘-甘孜造山带东南部,是我国已知产量、规模最大的固体锂矿床。甲基卡矿床是花岗伟晶岩型矿床,自内向外依次发育二云母花岗岩、微斜长石型(Ⅰ)、微斜长石-钠长石型(Ⅱ)、钠长石型(Ⅲ)、钠长石-锂辉石型(Ⅳ)、锂-白云母型(Ⅴ)伟晶岩,且二云母花岗岩内发育大量的剥离体。元素地球化学组成上,花岗岩与伟晶岩的稀土、微量元素含量表现出显著的突变关系;各类型伟晶岩中石英和锂辉石内发育的包裹体类型主要有气液两相包裹体、含CO_(2)包裹体、纯CO_(2)包裹体、富子晶包裹体和熔体包裹体。包裹体均一实验表明熔体包裹体的完全均一温度在750~800℃之间,对应的捕获压力为550~700MPa。在花岗岩熔体包裹体均一之前,富水熔体和贫水熔体在同一个体系内共存;石英和锂辉石内含硅酸盐子矿物包裹体与熔体-流体过渡型包裹体明显不同。锂辉石和石英中包裹体的C-H-O同位素测试结果表明成矿流体主要为岩浆水,且其形成演化处于相对密闭的构造环境。全岩Ba-Sr-Nd-Hf同位素组成指示三叠系西康群变沉积岩是花岗岩的重要源岩。全岩Zn和Li同位素则表明在岩浆侵位过程可能发生过显著的不混溶作用。综上,甲基卡矿床形成演化过程中可能经历了岩浆液态不混溶作用。