四川扎乌龙伟晶岩型稀有金属矿床的成矿机制及找矿标志

扎乌龙稀有金属矿床位于松潘-甘孜造山带,属于伟晶岩型锂辉石矿床,同时伴生铍和铌钽矿化。本文总结了扎乌龙矿床地球化学和矿物学特征,初步梳理了矿床成矿模式,并指出含矿性评价与找矿标志。扎乌龙伟晶岩脉在空间上围绕白云母花岗岩分布,具有类似的稀土元素和微量元素配分模式,但其稀土元素含量明显低于白云母花岗岩,表明伟晶岩脉为白云母花岗熔体分异演化的产物。扎乌龙白云母花岗岩岩石地球化学组分呈现高Rb/Sr和Rb/Ba、低CaO/Na_(2)O壳源特征,具有接近地壳的Sr-Nd-Hf同位素组成,表明其来源于松潘-甘孜大规模造山运动导致的西康群变泥质岩的深部重熔。矿物学和流体包裹体特征显示,扎乌龙伟晶岩脉的形成可划分为岩浆阶段和热液阶段。岩浆阶段主要结晶稀有金属矿物,如锂辉石、绿柱石和铌钽铁矿族矿物;热液阶段主要为原生矿物与流体发生再平衡,如原生锂辉石发生蚀变形成云母等矿物,原生绿柱石边部和内部缝隙产出相对富Cs_(2)O或Na_(2)O的次生绿柱石。锂矿物主要沉淀于相对封闭、高压(350MPa)的伟晶岩岩浆阶段。氢、氧同位素组成表明成矿流体主要来源于岩浆水,晚期流体来源于伟晶岩熔体的自身分异演化。扎乌龙锂辉石伟晶岩熔体分异程度属于中等,远低于高分异的新疆可可托海三号伟晶岩脉,而高于低分异的南爱尔兰Leinster伟晶岩脉。地质背景条件、围岩标志、断裂构造条件、矿物标型、物化探异常标志、遥感图像可作为扎乌龙重要找矿标志。

川西扎乌龙伟晶岩型稀有金属矿床的锂、铍矿物学特征及其对成矿作用的指示

扎乌龙花岗伟晶岩型稀有金属矿床位于四川省和青海省交界处,其西部矿体被称为青海草陇矿床,是我国西部松潘-甘孜稀有金属成矿带的重要组成。扎乌龙矿床Li 2O资源储量预估高达157万t,最主要的锂、铍矿石矿物为绿柱石和锂辉石。前人以扎乌龙伟晶岩脉内多阶段的流体包裹体为研究对象,着重剖析了其岩浆热液演化过程。然而,迄今为止尚缺乏锂铍矿物学和同位素方面的研究来加深对该矿床岩浆热液演化及成矿作用方面的理解。14号钠长石-锂辉石型伟晶岩脉是扎乌龙花岗伟晶岩型矿床出露面积最大、锂储量最高的伟晶岩脉,也是研究该稀有金属矿床成矿作用过程的理想对象。该伟晶岩脉具有一定的内部分带性,由边部至核部分为:石英-白云母带(Ⅰ带)、微斜长石-钠长石带(Ⅱ带)、钠长石-锂辉石带(Ⅲ带)和石英-锂辉石带(Ⅳ带)。绿柱石和锂辉石矿物结构和化学组成表明,扎乌龙14号脉锂铍矿化主要可划分为两个阶段:第一阶段为岩浆阶段,主要形成均一或振荡环带结构的原生绿柱石和锂辉石;第二阶段为热液阶段,主要表现为流体与原生矿物发生再平衡,原生锂辉石发生蚀变形成云母等矿物,原生绿柱石边部和内部缝隙产出相对富Cs_(2)O或Na 2O含量的次生绿柱石。14号伟晶岩中原生和次生绿柱石的Cs_(2)O含量(0.71%~2.28%)均低于世界上许多其他Li-Ta-Cs伟晶岩脉,表明其岩浆结晶分异程度相对较低。Ⅲ和Ⅳ带原生锂辉石均呈现出不均匀的δ^(7)Li值(-1.70‰~1.67‰),表明锂辉石结晶于流体出溶的环境。次生锂辉石相对略低的δ^(7)Li值(-1.90‰~-0.03‰)表明了热液阶段锂的再活化沉淀对于锂同位素组成产生了一定的影响。次生绿柱石较原生绿柱石的Cs_(2)O含量增加有限,热液作用未形成高度富铯或锂的矿物如铯馏石和锂云母,表明热液作用对于原生稀有金属矿物的改造有限。总体而言,与加拿大Tanco和可可托海3号脉伟晶岩相比,扎乌龙14号脉伟晶岩熔体的分异程度较低,出溶的富Cs流体有限,未发生较大规模的晚阶段热液交代作用,成矿作用以伟晶岩熔体的结晶作用为主。

扎乌龙锂矿床地质地球物理综合研究

随着锂在当前社会经济发展中的作用越来越重要,国家对锂矿的勘查和开发也逐渐加重。笔者所在团队近年来一直在四川甲基卡锂矿区从事锂矿勘查,并取得了重大的找矿突破。由于石渠扎乌龙锂矿区地质、成矿条件与甲基卡相仿,重磁成果显示具有巨大的找矿潜力。笔者团队将甲基卡综合物探找矿经验运用到石渠扎乌龙锂矿区,针对No.14号脉先后开展了地质、物探综合调查。初步探明了No.14号脉东西延伸及主体深部分布特征,利用电法剖面成果对其潜在资源量进行了初步估算,估算结果显示No.14号脉具有成为超大型锂矿床的潜力。

川西扎乌龙-青海草陇花岗伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石地球化学特征及地质意义

扎乌龙-草陇锂矿床位于松潘-甘孜造山带中西部,为典型的花岗伟晶岩型稀有金属矿床。前人基于矿区花岗岩和伟晶岩紧密的时空及成因关系,认为伟晶岩与白云母花岗岩同源且成矿与花岗质岩浆的分异相关。然而,岩浆分异演化过程中熔体的信息记录及其何种地质过程对成矿起主导作用,仍缺乏有效制约。本文对矿区花岗质岩浆来源及其演化过程开展了研究,即对白云母花岗岩、14号成矿伟晶岩脉进行了精细的磷灰石微区原位分析测试。结果显示,磷灰石具有高的Sr同位素、高F低Cl及还原性质特征,指示了扎乌龙矿区初始岩浆源自于造山过程中深部三叠纪复理石沉积物的部分熔融作用。岩浆磷灰石记录了白云母花岗岩从中间相至边缘相,Th、U、Mn含量以及Th/U值升高,REEs、Y以及F含量降低;流体交代磷灰石则记录了伟晶岩阶段变化的但整体偏高的Th、U、Mn含量以及Th/U值,降低的REEs、Y以及F含量。这些地球化学的系统变化充分表明,白云母花岗岩为较原始的岩浆,伟晶岩为岩浆高度演化的产物。从白云母花岗岩到伟晶岩的岩浆演化过程中,经历了斜长石、钾长石、云母、锆石、独居石、榍石、石榴石和磷灰石的分离结晶作用。当岩浆演化到伟晶岩阶段时,熔体氧逸度升高并高度富集H_(2)O、F等挥发性组分,导致了熔体结构发生实质性变化并有利于Li、Be等稀有金属元素的富集。研究表明,花岗质岩浆的高度分异是花岗伟晶岩型稀有金属矿床成矿的关键控制因素。

川西扎乌龙花岗伟晶岩型稀有金属矿床白云母花岗岩岩石地球化学特征

扎乌龙花岗伟晶岩型稀有金属矿床位于四川西部石渠县呷依乡,矿区出露的白云母花岗岩岩体与含稀有金属伟晶岩脉有密切的时空关系及成因联系。本文对采自扎乌龙白云母花岗岩岩体的新鲜样品进行了全岩岩石地球化学分析,结果表明,该岩体岩石富硅(Si O_2=73.49%~74.78%)、富铝(Al_2O_3=14.37%~14.83%)、高钾(K_2O/Na_2O=1.14~1.91),贫Fe、Mg、Ti,里特曼指数(σ)<3.3,铝饱和指数和Al_2O_3/Ti O_2(>100)较高。以上特征表明该岩体属高压型高钾钙碱性强过铝质花岗岩。微量元素表现出Rb、U等正异常和Ba、Sr、Zr、Ti等负异常的特征;岩石稀土总量较低,具有明显的轻稀土富集,重稀土亏损的特征,且由于较明显的负铕异常(δEu=0.36~0.53)而呈现"V"型谷状。岩石高Rb/Sr(2.08~6.51)和Rb/Ba(1.53~3.26)、低Ca O/Na_2O(<0.3)等地球化学特征,表明其来源于三叠系西康群泥质岩的脱水熔融,是同碰撞造山作用的产物。而扎乌龙式LCT型花岗伟晶岩,主要是由造山过程中变泥质岩部分熔融形成的强过铝质岩浆逐步演化而形成。