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。

白云鄂博东矿萤石型铌-稀土-铁矿石中铌的赋存状态及分布规律

白云鄂博矿床中铌与稀土、铁、萤石等密切共生,为更好地利用白云鄂博矿铌资源,通过现场取样,结合化学分析、X射线能谱仪、场发射扫描电镜和矿物自动分析系统(AMICS),对白云鄂博东矿萤石型铌-稀土-铁矿石的化学成分、矿物组成、铌的赋存状态和分布规律进行研究。结果表明:该类型铁矿石化学成分和矿物组成复杂,铌(NbO)品位为0.23%,铌矿物产出粒度较细;铌矿物有褐钇铌矿、铌铁金红石、烧绿石、易解石、铌铁矿和铌锰矿,铌矿物质量分数最高的是褐钇铌矿,为0.14%,铌元素质量分数最高的是铌锰矿,为77.60%,铌(NbO)分布率最高的是褐钇铌矿,为19.46%;铌(NbO)在这6种矿物中的分布率总和为57.20%,分布率最高的是褐钇铌矿,最低的是铌铁矿,前者是后者的近6倍。

喜马拉雅成矿带嘎波锂矿铌铁矿族矿物学特征及对岩浆-热液过程的指示

嘎波伟晶岩型锂矿位于西藏喜马拉雅成矿带东段的库拉岗日穹窿东北端,是最近新发现的稀有金属矿床。含矿伟晶岩主要赋存在库拉岗日穹窿滑脱系的大理岩中,成矿元素以锂为主,共生铍铌钽等稀有金属。本文对锂辉石伟晶岩脉中铌铁矿族矿物开展了详细的矿物学、背散射电子成像和能谱元素面扫描分析。岩相学研究表明锂辉石伟晶岩中铌铁矿族矿物内部结构十分复杂,主要包括正向条带结构、反向条带结构、韵律环带结构和复杂结构4种类型。铌铁矿族矿物的内部结构和成分特征,有效记录了锂辉石伟晶岩形成演化的3个阶段:第一阶段,对应于正岩浆阶段的末期,形成铌铁矿族矿物核部,成分相对均一,没有环带的晶体,以富Nb和Fe为特征;第二阶段,对应岩浆-热液过渡阶段的早期,形成铌铁矿族矿物的正向条带结构、反向条带结构和韵律环带结构,以Nb、Ta、Fe、Mn元素含量周期性变化为特征;第三阶段,对应于岩浆-热液过渡阶段的晚期,该阶段形成铌铁矿族矿物的复杂结构,以大量富Ta和富Mn流体交代为特征。研究结果表明,铌铁矿族矿物内部结构对揭示锂辉石伟晶岩的形成过程与岩浆-热液演化过程具有很好的指示意义。

准同型相界附近PMN-PT陶瓷的介电与压电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备了组成在相界附近的(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-x PbTiO3弛豫铁电陶瓷。陶瓷样品X射线衍射相组成和相结构分析表明:所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相,没有检测出其它杂相;而且组成在x=0.33 mol处存在一准同型相界(MPB),在该相界附近三方相和四方相共存,而远离该相界则分别为纯三方相和四方相。在该相界附近组成具有优异的介电和压电性能:εm^38000,Ec^5kV/cm,Pr^31.5μC/cm2,d33~500pC/N,这主要是由于宏观上的三方和四方两相共存,或微观上的微畴和宏畴共存引起的。

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。

四川可尔因矿田党坝伟晶岩型稀有金属矿床中带伟晶岩地质特征及成矿时代

党坝稀有金属矿床是近年来新发现的超大型花岗伟晶岩型稀有金属矿床,矿区内分布有北带、中带和南带含矿伟晶岩脉,其中中带研究程度相对较低,为厘清中带伟晶岩的形成时代和成矿地质意义,对其进行了详细的野外地质调查,并运用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)对其中的铌钽铁矿进行了U-Pb定年分析。野外调查发现,中带伟晶岩侵位于三叠系侏倭组变沉积岩中,其中的北西-南东向裂隙是主要的控矿构造,含矿伟晶岩主要呈脉状产出,属钠长石锂辉石伟晶岩。等离子质谱分析得到中带Ⅵ号伟晶岩矿体产出的铌钽铁矿的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为(213.5±1.2)Ma。该年龄与北带的Ⅷ号矿体年龄基本一致,均为晚三叠世。研究认为,党坝矿床伟晶岩的成矿时代与松潘-甘孜造山带其他含稀有金属伟晶岩的成矿时代一致,而且都形成于造山期后相对稳定阶段。可尔因矿田西康群中的侏倭组,是寻找稀有金属伟晶岩的首要目标地层。

喜马拉雅东段库曲岩体锂、铍和铌钽稀有金属矿物研究及指示意义

稀有金属矿物记录了花岗伟晶岩成岩成矿的重要信息。喜马拉雅是全球著名的淡色花岗岩带,库曲岩体位于喜马拉雅东段的特提斯喜马拉雅岩系中。本文调查了库曲岩体的二云母花岗岩、白云母花岗岩、电气石花岗岩和花岗伟晶岩,其中,花岗伟晶岩涉及花岗岩的伟晶岩相和独立伟晶岩脉。库曲岩体产出的稀有金属矿物包括锂辉石、锂绿泥石、绿柱石、铌铁矿-钽铁矿、钇铀钽烧绿石和细晶石,它们主要赋存于似文象伟晶岩、石英-钠长石-白云母伟晶岩、块体长石-钠质细晶岩、块体长石-电气石钠质细晶岩、锂辉石-块体长石-细晶岩、白云母花岗岩的伟晶岩相以及电气石花岗岩内。显微镜观察、电子探针和LA-ICP-MS测试结果显示锂辉石具有四种产状,包括粗粒锂辉石自形-半自形晶、细粒锂辉石-石英镶嵌晶、中细粒锂辉石-钾长石-钠长石-云母镶嵌晶以及发育锂绿泥石的粗粒锂辉石,揭示了其形成时复杂的熔流体动荡结晶环境。绿柱石背散射电子图像(BSE)下呈均一结构和不均一结构(蚀变边、不规则分带和补丁分带),元素替代机制包括通道-八面体替代、通道-四面体替代以及通道中碱金属阳离子间的置换。铌铁矿族矿物包括原生、蚀变边和不规则分带结构,部分被钇铀钽烧绿石和细晶石交代。与原生铌铁矿相比,蚀变边和不规则分带铌铁矿族矿物总体上富钽贫锰,显示了结晶分异、过冷却引起的过饱和以及流体作用。根据稀有金属矿物揭示的成因信息,独立伟晶岩脉(似文象伟晶岩)、白云母花岗岩的伟晶岩相和电气石花岗岩在岩浆分异程度、经历的演化过程、以及流体活动方面存在差异,很可能是不同期次岩浆活动的产物。库曲岩体绿柱石的Rb和Zn含量、以及铌铁矿族矿物的Sc_(2)O_(3)、SiO_(2)和PbO含量,与已有指示标志存在相关性,作为潜在指示标志仍需开展更多的研究工作。综合含锂辉石伟晶岩的产出、岩浆分异演化程度、多期花岗质岩浆活动、复杂的流体作用以及所属锂丰度高值区等因素,库曲岩体是喜马拉雅东段找锂的有利地段。

幕阜山南缘地区伟晶岩矿物学、地球化学特征及含矿性分析

为研究幕阜山南缘地区伟晶岩的含矿性并指导幕阜山地区稀有金属找矿工作,采用矿物学、XRF法分析了伟晶岩的矿物特征、主量元素及稀有元素。结果显示,由北往南伟晶岩依次划分为5种类型(Ⅰ~Ⅴ),其SiO_2(71.27%~76.93%)和Na2O(0.68%~7.99%)含量逐次升高,而K_2O含量(10.62%~0.74%)及K_2O/Na_2O值(13~0.09)、Nb/Ta值(4.7~0.2)和K/Rb值(139.02~25.42)则逐次降低。矿物学特征及地球化学分析表明,钾长石伟晶岩(Ⅰ类)和斜长石伟晶岩(Ⅱ类)矿化以磷钇石和独居石为主,斜长石-钠长石伟晶岩(Ⅲ类)、钠长石伟晶岩(Ⅳ类)和钠长石-锂辉石伟晶岩(Ⅴ类)矿化以绿柱石、铌钽铁矿及锂辉石为主,钠长石化和锂辉石化过程制约着稀有金属成矿作用,是极好的找矿标志。

新疆雪凤岭锂多金属伟晶岩的起源及对区域找矿的启示

雪凤岭锂多金属伟晶岩矿床位于西昆仑造山带,是新发现的超大型稀有金属(Li-Be多金属)伟晶岩矿床,由雪凤岭、雪盆、龙门山和双牙矿段组成,位于白龙山锂多金属伟晶岩矿床东南5 km处,是白龙山矿田的一部分。通过对雪凤岭矿床伟晶岩结构和矿物组合的详细观察,确定了4个带:石英-锂辉石(QS)带、石英-钠长石-白云母(QAM)带、石英-钠长石-电气石(QAT)带和块体石英-钠长石伟晶岩(BQA)带。雪凤岭矿床与白龙山矿床十分接近,但对雪凤岭与白龙山的关系尚待全面研究。详细介绍了广泛分布于雪凤岭伟晶岩中白云母和铌矿族矿物的结构和组成,并使用LA-ICP-MS分析贫矿伟晶岩中的铌钽铁矿和石英闪长岩中的锆石来获得U-Pb年龄。通过了解雪凤岭伟晶岩的起源,探讨白龙山矿床与雪凤岭矿床之间的关系,确定下一步稀有金属的勘探方向。研究结果表明:(1)雪凤岭矿床贫矿伟晶岩铌钽铁矿U-Pb年龄为(210.6±1.7)Ma,雪凤岭稀有金属伟晶岩矿床中的石英闪长岩锆石U-Pb年龄为(215±2.1)Ma。(2)从贫矿(QAM和QAT带)到含矿伟晶岩(QS带),白云母K/Rb从41.6逐渐降低至10.9,K/Cs从2 276逐步降低至208,铌钽铁矿的Mn#值从0.35增加至0.49,这与白龙山伟晶岩中发现的渐进演化趋势相似。而雪凤岭伟晶岩中白云母的K/Rb和K/Cs比值低于白龙山伟晶岩,表明雪凤岭伟晶岩是同母岩浆房分离结晶程度较低的结果,也显示出白龙山矿田伟晶岩自东向西演化逐渐加强的趋势。(3)为今后的勘探指明了方向:应进一步远离雪凤岭花岗岩,而白龙山矿田的西北方向为重点勘探区域。

钽铁矿

钽铁矿产于花岗岩伟晶岩中,常与绿柱石、铌钇矿、钠花石、锂辉石、磷铝石等共生。矿物含Ta2O541%~84%,Nb2O52.0%~40%,是提取钽铌的重要矿物。纯的钽铁矿是少见的,常常有铌,与铌铁矿是一个系列,铌铁矿是矿物系列另一端成员。当纯的时候,钽铁矿的比例是7.9,随铌含量增加而减少。