西藏拉隆穹窿地质特征和Be-Nb-Ta稀有金属矿化的厘定及其战略意义

拉隆穹窿位于北喜马拉雅片麻岩穹窿带东段,介于康马穹窿和错那洞穹窿中间。在野外地质调查和精细剖面测量基础上,通过详细的构造变形、野外岩石学和矿物学综合研究,发现拉隆穹窿由内向外由三部分组成,依次是核部、滑脱系和盖层。核部主要是一套新生代高分异的淡色花岗岩组合,未见老基底出露;滑脱系主要由一套中高级变质的云母类片岩、和夹于片岩中的大理岩、矽卡岩和变形花岗岩组成,整体属于一条规模较大的韧性剪切带;盖层主要是一套浅变质或未变质的千枚岩、千枚状板岩和粉砂质板岩组成。滑脱系与盖层之间以上拆离断层为界,下拆离断裂在穹窿中还未完全剥露出来,整体以鞘褶皱发育为典型特征。且拉隆穹窿分别经历了由南向北逆冲挤压构造、由北向南伸展剪切构造、成穹构造和近E-W向伸展构造等四期构造变形;其中第二期构造变形在穹窿中发育和保存最好。在变质作用上,拉隆穹窿保存了两类变质作用:一类是围绕穹窿核部呈环带分布的典型巴洛式变质作用,由外向内依次是硬绿泥石‒堇青石变质矿物带、石榴石‒黑云母变质矿物带、十字石变质矿物带、蓝晶石变质矿物带;另一类是受岩体热烘烤所形成的热接触变质作用,典型的变质矿物有红柱石。穹窿核部花岗岩呈良好的垂向分带特征,从下向上依次是二云母花岗岩、白云母花岗岩、伟晶质花岗岩、钠长石花岗岩和伟晶岩壳/石英壳。在稀有金属成矿方面,拉隆穹窿中共识别出三种矿化类型:矽卡岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿、钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿和构造‒热液型Cu-Pb-Zn多金属矿,其中拉隆穹窿Be-Nb-Ta稀有金属矿床,特别是钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿的发现,极大地丰富和扩展了北喜马拉雅带稀有金属的成矿类型和成矿潜力;同时在摸清我国关键矿产资源家底、提高关键矿产资源战略统筹能力、发挥其作为大国博弈的重要利器作用等方面具有十分重要的战略意义。

西昆仑稀有金属成矿带成矿大地构造背景:来自琅达板岩体的地球化学制约

琅达板岩体位于西昆仑造山带西端康西瓦构造带南侧的木吉地区,该岩体主要岩性为石英二长岩,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,^(206)Pb/238U加权平均年龄为214.3±0.8 Ma,表明其侵位于晚三叠世。琅达板石英二长岩是钾玄质岩石且具有强过铝质的组分;轻、重稀土元素分异明显,稀土元素配分模式呈轻稀土元素富集的右倾型,重稀土元素分异不明显(Dy_(N)/Yb_(N)=1.24~1.66),具有中等Eu负异常(δEu=0.59~0.77);微量元素蛛网图呈现显著的Ba、Nb、Sr、P和Ti负异常。琅达板岩体具有显著的弧岩浆特征,其形成可能与乔尔天山古特提斯洋的北向俯冲有关。西昆仑稀有金属伟晶岩成矿带的侵位时间为209~204 Ma,稍晚于琅达板岩体,也比麻扎-康西瓦古特提斯洋盆闭合时间晚,但早于乔尔天山古特提斯洋盆闭合时间。结合成矿带的大地构造位置以及前人研究成果,认为西昆仑稀有金属伟晶岩成矿带可能形成于麻扎-康西瓦古特提斯洋盆闭合以后的后碰撞和乔尔天山古特提斯洋北向俯冲的复合大地构造环境。

新疆阿尔金西段瓦石峡南锂铍稀有金属矿成矿背景与勘查进展

锂、铍等稀有金属矿产是重要的战略矿产资源。近年来,在阿尔金地区发现了多处稀有金属伟晶岩型矿床,已成为我国一处新的稀有金属成矿带,但调查研究水平总体较低。通过对阿尔金造山带的成矿动力背景的讨论,得出阿尔金造山带的稀有金属成矿作用涵盖了多个不同的造山运动构造演化阶段,证明该区域具备良好的稀有金属成矿条件,并具有巨大的找矿潜力。通过对位于阿尔金西段的瓦石峡南锂铍稀有金属矿进行勘查评价,发现其具有大型远景:瓦石峡南锂铍稀有金属矿体主要赋存于绿片岩相-角闪岩相变质岩系中的伟晶岩脉中,矿床类型为花岗伟晶岩型稀有金属矿床;已有勘查成果显示此矿床目前推断的稀有金属资源量达到中型以上矿床规模,并且随着勘查工作的进行,在深部及外围还有极大增储空间。研究成果对在阿尔金造山带内寻找同类型矿床具有借鉴意义。

稀有金属矿物微区同位素定年与示踪

作为战略性关键金属矿产资源,钨、锡、铌、钽、锂、铍、铷、铯、锆、铪、稀土等稀有金属,在国民经济与国家安全方面有着重要的研究意义。稀有金属矿石矿物微区同位素定年与示踪,是开展稀有金属矿床成矿作用研究的最直接手段,具有整体分析无可比拟的优点。近年来,钨锡铌钽锆铪稀土等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪发展迅速,而锂铍铷铯等稀有金属矿物微区Rb-Sr/Lu-Hf定年正蓬勃发展。本文综述了黑钨矿、白钨矿、锡石、铌钽矿(铌钽氧化物类矿物的简称)、独居石、磷钇矿、氟碳铈矿等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪技术主要进展,展望了锂云母、铁锂云母、铯沸石、钾长石(天河石)等微区Rb-Sr定年与磷钇矿、磷灰石、褐帘石、独居石、黑钨矿、白钨矿等微区Sm-Nd和Lu-Hf定年的广阔前景,获得如下认识:(1)低铀矿物U-Pb定年,除了采用高灵敏度磁式等离子质谱外,元素成像技术能很好地揭示微量元素之间相关性,进而快速锁定高U/Pb区域,提高低铀矿物U-Pb定年成功率;(2)铌钽矿-锡石激光微区Hf同位素能够直接示踪花岗岩-伟晶岩稀有金属成岩成矿物质源区,但这方面工作仍需进一步加强;(3)碰撞/反应池等离子质谱的出现,使高Rb/Sr、Sm/Nd或高Lu/Hf比矿物的同位素定年成为现实,是未来稀有金属激光微区同位素年代学发展的新方向;(4)实验方法研发与标准物质研制相辅相成、相互促进,仍是当前迫切需要解决的关键技术难题。随着战略性关键金属日渐成为国内外成矿作用研究的热点,钨锡铌钽锂铍铷铯锆铪稀土等稀有金属矿物微区同位素定年与示踪方法研究,必将为我国新一轮稀有金属矿床学研究做出应有的学术贡献。

喜马拉雅稀有金属伟晶岩的铪超常富集

锆-铪(Zr-Hf)是重要的关键金属,锆石是最主要的Zr-Hf载体,因Zr-Hf相似的晶体化学特征形成了锆石-铪石完全固溶体系列,以晶体化学式中Hf/(Zr+Hf)原子比(Hf^(#))<0.1、0.1~0.5、0.5~0.9和>0.9为区间进行划分,包括锆石、铪质锆石、锆质铪石和铪石。而自然界形成锆铪分异从而达到铪超常富集的条件非常严苛,已报道的富铪锆石主要出现在高分异花岗岩和伟晶岩中,而铪质锆石和铪石尤其稀少,我国境内仅在阿尔泰可可托海1号脉LCT(Li-Cs-Ta)伟晶岩中发现了锆质铪石。本次研究在位于喜马拉雅造山带中部、吉隆岩体北部扎龙沟的锂电气石锂云母伟晶岩中发现了锆质铪石(Hf#最高达0.67)。依据矿物产状和成分,该伟晶岩中锆石-铪石被分为四类:核部多孔的斑状Zrn-1,为锆石和铪质锆石;成分均匀且具有暗色CL图像的Zrn-2最为常见,生长在Zrn-1外围或颗粒的核部,主要是铪质锆石;而Zrn-3和Zrn-4是具有铪质锆石-锆质铪石连续成分的边部,分别对应于富Y(最高4.9%Y_(2)O_(3))和低Y(<1.6%Y_(2)O_(3))两类。根据它们的稀土元素特征,它们都落在典型岩浆锆石和重结晶锆石的区域。这些锆石至少经历了三个阶段的结晶过程:原生富U锆石结晶;岩浆晚期亚固相条件下流体作用之后锆石发生溶解再沉淀作用;以及助熔剂元素(Li-B-F等)富集和Li-F矿物(锂电气石、锂云母)大量结晶导致锆铪强烈分异,形成铪质锆石-锆质铪石边部,与岩浆-热液过渡阶段紧密相关。同时,扎龙沟绿柱石伟晶岩和锂辉石伟晶岩中发现了铪质锆石(Hf^(#)达0.27),扎龙沟电气石白云母花岗岩和吉隆沟的花岗岩-伟晶岩只含有锆石(Hf^(#)<0.04),这些显示了岩浆分异作用也是导致锆石中Hf含量的增加和Zr/Hf比值降低的重要因素。结合全球不同岩体中铪质锆石和锆质铪石形成过程,以及喜马拉雅不同岩体花岗岩-伟晶岩中的锆石成分,本次研究对喜马拉雅锆石-铪石系列的指示作用和超常富铪体系的研究进行了展望。

新疆和田大红柳滩矿田稀有金属矿床的成矿机制

大红柳滩稀有金属矿田位于西昆仑中段,是松潘-甘孜-西昆仑花岗伟晶岩型稀有金属成矿带的重要组成部分,已发现白龙山、509道班西、大红柳滩东、507锂矿等大中型花岗伟晶岩型锂矿床7处,探获Li_(2)O储量达到1Mt以上,成矿潜力巨大。本文梳理了前人对大红柳滩稀有金属矿田的成矿特征及成矿作用研究,得出以下认识:(1)花岗伟晶岩与大红柳滩复式岩体形成于晚三叠世,两者空间关系密切,自岩体向远端可分成微斜长石型(矿物组合为微斜长石、石英和白云母)、锂辉石型(矿物组合为锂辉石、钠长石、石英和白云母)的分带规律,锂辉石伟晶岩多数分布在岩体外接触带1~2km范围内;(2)石英闪长岩、黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩具有不同的地球化学特征以及ε_(Hf)(t)、ε_(Nd)(t)和δ^(7)Li值,是晚三叠世同碰撞构造背景下不同源区熔融的产物;(3)花岗伟晶岩与二云母二长花岗岩形成时代基本一致,具有相似的Hf、Li同位素特征,反映其源于相同的源区,形成于富白云母矿物的变沉积岩通过白云母脱水熔融;(4)初始熔体富助熔元素P、B、F和碱金属,能够增加H_(2)O在熔体中的溶解度,有利于Na、Li碱金属元素的富集,形成初始富锂熔体;(5)二云母二长花岗岩和花岗伟晶岩的空间关系、地球化学和Li同位素特征与岩浆分离结晶模型不同,与花岗岩浆的不混溶作用有关。综上所述,富挥发分、碱金属元素的初始富锂熔体上升过程中的熔体-流体分离作用可能是稀有金属元素超常富集的主要机制。大红柳滩复式岩体的外围,特别是二云母二长花岗岩的外接触带1~2km范围是寻找锂辉石伟晶岩的有利地区。

湘东北白沙窝稀有金属矿床电性特征与找矿预测研究

花岗伟晶岩型稀有金属矿床是最重要的稀有金属矿床类型之一。连云山东部新发现了白沙窝伟晶岩型矿床,初步评估白沙窝矿床深部稀有金属资源潜力巨大,但该矿床的矿产开采程度很低,围绕深部隐伏花岗伟晶岩脉的研究程度不高。通过研究白沙窝伟晶岩型矿床的深部电性结构特征,探讨稀有金属成矿模型及赋矿载体的空间分布,阐明矿脉就位关系,旨为稀有金属找矿预测提供依据。通过可控源音频大地电磁法(CSAMT)在白沙窝岩体东南方向开展深部隐伏岩(矿)体的探测工作,采用共轭梯度法反演实测3条探测剖面数据,探测深部隐伏岩(矿)体,并结合钻孔信息和元素地球化学异常特征信息进行综合分析,揭示隐伏岩脉的分布及成矿特征。研究结果表明,隐伏伟晶岩脉主要位于冷家溪群中,集中分布在花岗岩体顶部及构造裂隙周围,埋深在50~300 m;伟晶岩脉的成矿地球物理标志为深部高阻体侵入浅部低阻体中的高阻脉状地质体。研究成果为白沙窝矿床后续勘查工作提供了科学依据,揭示了伟晶岩脉的形成机理,并为湘东北及华南地区的稀有金属勘查提供了可靠的物探预测技术和经验。

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。

新疆阿尔泰造山带伟晶岩型稀有金属矿床成矿作用

花岗伟晶岩与稀有金属(Li、Be、Nb、Ta等)矿床关系密切。关于伟晶岩成矿模式、伟晶岩与花岗岩之间的成因关系等,已有大量研究和讨论,但仍然存在争议。新疆阿尔泰是我国著名的伟晶岩及稀有金属矿床集中区,研究资料丰富。本文系统分析了阿尔泰伟晶岩的地质背景与成矿地质特征,阐明阿尔泰造山带伟晶岩与花岗岩存在3种关系:(1)缺乏成因联系,伟晶岩可能为变质脱水熔融形成的独立伟晶岩;(2)可能为“兄弟关系”;(3)可能为“母子关系”,共同构成花岗岩-伟晶岩成岩成矿系统。作者提出一个包含多种成因伟晶岩的成岩成矿构造模式,可能在矿带、矿田、矿床尺度上都适用。阿尔泰造山带稀有金属伟晶岩成矿省的形成受到古生代地层的控制。阿尔泰造山带处于典型的幔坡带,为长期活跃的构造活动带,极易受到外部构造域的干扰,在晚三叠纪受到特提斯构造域的一系列陆块向北漂移并拼贴到欧亚大陆南缘的远程效应影响而发生大规模的稀有金属成矿作用,在侏罗纪,其构造活动及成岩成矿作用则受新特提斯构造域和蒙古-鄂霍茨克洋构造域地质作用的远程效应共同影响。

若羌阿亚克稀有金属矿田成矿地质条件及找矿前景分析

新一轮找矿突破战略行动以来,阿尔金地区稀有金属矿取得重大找矿突破,陆续发现评价了阿亚克、瓦石峡南、库木萨依、塔什达坂等4个具有大型远景的稀有金属矿田。阿亚克稀有金属矿田位于阿尔金山中段,大地构造位置属秦祁昆造山系阿尔金古生代造山带阿中地块[1]。地层属塔里木-南疆地层大区阿尔金小区,主要出露地层为古元古界阿尔金岩群及英格里克构造蛇绿混杂岩中部复理石。侵入体为青白口纪、奥陶纪侵入体。发育有466条伟晶岩脉,产于英格里克构造蛇绿混杂岩复理石岩片黑云斜长石英片岩及阿尔金岩群片岩、片麻岩中,稀有金属矿化伟晶岩空间分带特征明显,矿化类型具北铍-中锂-南铍特征。主要控矿断裂为卡尔恰尔-阔什区域性大断裂(阿中断裂)。区内圈定稀有金属相关的1∶5万化探综合异常9处,异常与矿点对应好,均为矿致异常。矿田内已发现阿亚克、吐格曼2处中型锂铍稀有金属矿床,阿亚克矿床圈定67条矿体,矿体地表出露规模较小,深部隐伏相连,延伸稳定。吐格曼矿床圈定矿体12条。矿田成矿条件、成矿背景优越,找矿前景较好。

川西扎乌龙地区卡吉亚二云母花岗岩、稀有金属伟晶岩的地球化学、年代学特征及二者的成矿关系

锂-铍等稀有金属是中国乃至世界上重要的战略性关键金属矿产,美国、澳大利亚和日本等国早已将其列为禁止出口矿产名录,其战略地位非同一般。中国锂-铍矿产资源丰富,成矿背景优越,但地表第四纪覆盖严重,且分布不均。近年甜水海-松潘-甘孜造山带花岗伟晶岩型锂矿资源逐步被勘探发现,引起国内外学者广泛关注。川西石渠县扎乌龙锂矿作为该造山带中部重要的花岗伟晶岩型锂矿点,厘清该矿床锂资源聚集主控因素及其稀有金属富集规律将为甜水海-松潘-甘孜造山带下一步战略找矿行动提供指导和重要决策依据。本文对扎乌龙地区锂辉石钠长石伟晶岩脉、白云母钠长伟晶岩脉、电气石钠长石伟晶岩脉、卡吉亚二云母花岗岩体以及岩体边部的含电气石细晶岩、十字石黑云母片岩等进行系统采样分析,利用LA-ICP-MS独居石U-Th-Pb同位素定年技术,确定扎乌龙卡吉亚二云母花岗岩形成于晚三叠世213~211 Ma,含电气石细晶岩约形成于210 Ma,白云母钠长石伟晶岩约形成于210~200 Ma,富锂伟晶岩可能在205 Ma集中产出。结合前人年代学资料,综合分析认为扎乌龙矿区由二云母花岗岩、电气石细晶岩到白云母钠长石伟晶岩和锂辉石钠长石伟晶岩形成时代逐步年轻。210 Ma以后,岩浆演化逐步进入岩浆-热液阶段,在约10 Ma时间内发生了持续、多期次的岩浆侵位活动。此外,结合花岗岩向伟晶岩逐步降低的REE、K/Rb、Nb/Ta和Zr/Hf等微量特征值,以及高演化伟晶岩独居石矿物Nd、Eu负异常现象,表明花岗质岩浆的结晶分异作用在扎乌龙伟晶岩稀有金属富集过程中发挥着重要作用。

东昆仑大格勒稀有金属矿床类型的厘定:碳酸岩型铌矿床

铌是十分重要的关键金属,目前的主要用途是提高合金材料的抗腐蚀和耐高温性,同时其具有卓越的超导性能,因而随着超导技术革命的推进,未来对铌的需求可能会出现爆发式增长。尽管我国有各种类型的铌矿床,但可供开采利用的铌资源十分匮乏,使得我国目前铌资源的对外依存度高达99.5%。本文对新发现的东昆仑大格勒稀有金属矿床中典型的矿石样品进行了综合矿物分析系统(TIMA)和电子探针成分分析,该矿床中主要的含矿(Nb)岩性为金云母岩和碳酸岩以及少量辉石岩、角闪石岩,矿石矿物主要为铌钙矿(粒径最高可达1.2 mm)、铌铁矿(粒径最高可达1.0 mm)、钛锆钍矿(粒径最高可达1.5 mm)、铌钛铀矿(粒径最高可达0.4 mm)、含铌钛铁矿(粒径最高可达0.3 mm)等,粒径和赋存形式明显优于白云鄂博矿床(粒径<0.04mm)。初步识别出两期铌矿化,即岩浆期和热液期,岩浆期结晶的铌矿物有铌钙矿、铌铁矿、钛锆钍矿、铌钛铀矿、含铌钛铁矿等;热液期形成的铌矿物也有铌钙矿、钛锆钍矿等。基于本次分析,并对比若干个与大格勒矿床极其类似的世界级铌矿床(例如Araxá、Catalao I和St.Honoré),我们将大格勒矿床厘定为碳酸岩型铌矿床。

深熔成因伟晶岩初始岩浆中稀有金属富集特征

本文以新疆阿尔泰切木尔切克地区的混合岩和伟晶岩为例,开展区内混合岩、伟晶岩与周围的变沉积岩(二云母片岩)的野外地质、全岩地球化学以及云母类矿物化学组成研究,目的在于揭示深熔作用形成的熔体中稀有金属富集特征。研究结果显示,阿尔泰切木尔切克地区的伟晶岩与混合岩中浅色体有相似的矿物组合和主要化学组成,且伟晶岩与暗色体呈互补的微量元素组成,表明切木尔切克伟晶岩为变沉积岩深熔成因。从二云母片岩到混合岩中浅色体和伟晶岩,白云母中Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs显示增加趋势,表明深熔作用形成浅色体及其汇聚成伟晶岩脉过程中可促进稀有金属的富集,尤其是Be和Ta,富集程度达3倍以上。低温条件下白云母脱水熔融,导致黑云母作为残留相,明显制约Li、Rb、Cs等稀有金属在熔体中的富集,但对Be的影响非常有限。结合阿尔泰伟晶岩广泛的Be成矿作用,推断阿尔泰伟晶岩很可能是深熔成因的。

全球淡色花岗岩的地球化学特征及其与稀有金属的成矿联系

【研究目的】近年来,淡色花岗岩成为岩石学和稀有金属成矿学研究的热点,但全球淡色花岗岩的时空分布特征尚不明确。本文旨在探讨全球淡色花岗岩的时空分布特征及其成矿专属性,进而指导勘查实践。【研究方法】文章系统梳理了全球115个淡色花岗岩体1155组地球化学数据,并结合项目组在南岭、川西、藏南、阿尔泰等地的工作,对数据开展综合分析研究。【研究结果】在成分上,淡色花岗岩的SiO_(2)含量较全球花岗岩平均值高1%以上,发生稀有金属矿化的岩体稀土含量极低。在空间上,中西欧海西造山带淡色花岗岩的SiO_(2)和ALK(Na_(2)O+K_(2)O)含量低于喜马拉雅淡色花岗岩,也低于中国西部淡色花岗岩,而中国西部淡色花岗岩的SiO_(2)和ALK含量又低于中国东部的淡色花岗岩,中西欧和北美地区的淡色花岗岩富集P_(2)O_(5);样品中Li、Be、Nb、Ta、Ga、Rb和Sn含量的最高平均值均出现在中西欧地区,W含量最高平均值出现在中国东部。在时间上,新生代淡色花岗岩的SiO_(2)和ALK含量高于古生代,低于中生代;古生代淡色花岗岩富集P_(2)O_(5);电气石是新元古代淡色花岗岩的一个重要矿物特征。【结论】成矿的淡色花岗岩一般不含岩浆型石榴子石,A/CNK>1.2,与Sn–W–Nb–Ta成矿有关的淡色花岗岩的Rb/Sr>1,ΣREE>10×10^(−6),与Li–Sn–Nb–Ta–Be成矿有关的淡色花岗岩的Rb/Sr>1,ΣREE<10×10^(−6)。相比之下,中国东部中生代淡色花岗岩演化程度最高,成矿潜力最好。

湘东北连云山上石地区伟晶岩型稀有金属矿床的发现及意义

湘东北地区位于钦杭成矿带中部北西缘,历来是中国重要的金、铜、钴、铅、锌多金属矿产区。在进行1∶10000地质填图过程中,在上石地区发现了大量锂辉石稀有金属矿脉,单样Li_(2)O含量达到了1.88%。其中包括:新发现伟晶岩脉25条,脉宽一米至数十米,延伸方向主要为北西西及近东西向,延伸数米至数百米;确定伟晶岩矿化点20余处,其中普遍发育锂辉石、铌钽铁矿、绿柱石等稀有金属矿物。伟晶岩脉与围岩存在明显的渐变分带,可细分为混合岩化片岩带(Ⅰ带)、二云母花岗岩带(Ⅱ带)、电气石伟晶岩带(Ⅲ带)和块状钠长石锂辉石带(Ⅳ带),各结构带之间分带明显。锂辉石多产于钠长石-锂辉石伟晶岩带中,伴生有大量巨晶电气石、白云母等,显示出良好的锂成矿潜力。同时大量伴生铌钽铁矿、绿柱石等稀有金属矿物,部分达到锂矿共伴生品位。矿床主要赋矿伟晶岩脉为近东西走向,长度超过1 km,宽数米至数十米,厚度超过百米,Li_(2)O平均品位为1.42%,初步预测储量约为2.56×10^(4)t,可达中型规模。该伟晶型锂稀有金属矿床的发现,彻底改变了湘东北地区以Be-Nb-Ta为主的稀有金属分布格局,暗示着区内稀有金属成矿的巨大潜力,对新一轮的找矿勘查具有启示意义。

希夏邦马峰地区矽卡岩型稀有金属矿化:岩石学特征、成矿时代及其地质意义

近年来,喜马拉雅稀有金属找矿工作和成矿研究不断取得突破,喜马拉雅已成为我国新的战略性矿产资源基地。本次研究对希夏邦马峰地区的吉隆岩体北部扎龙沟、岗布以及聂拉木北部等多处的矽卡岩进行了岩相学、矿物学和年代学研究,指出该区域广泛发育石榴子石、透辉石、符山石、绿帘石和角闪石等典型矽卡岩矿物。研究结果显示,扎龙沟矽卡岩具有明显的Li-Be-Sn矿化现象,成矿元素主要赋存在符山石(Li:469×10^(-6)~3162×10^(-6);Be:47.9×10^(-6)~2010×10^(-6);Sn:58.1×10^(-6)~1767×10^(-6))和云母(Li:2900×10^(-6)~3570×10^(-6))中,且云母中Rb(1572×10^(-6)~2364×10^(-6))、Cs(390×10^(-6)~749×10^(-6))、Ga(68.2×10^(-6)~111×10^(-6))元素含量较高;岗布矽卡岩以Li-Be矿化为主,赋存矿物为符山石(Li:833×10^(-6)~1624×10^(-6);Be:401×10^(-6)~1664×10^(-6);Sn:87.8×10^(-6)~181×10^(-6))和榍石(Sn:30340×10^(-6)~48600×10^(-6));聂拉木矽卡岩以Sn矿化为主,赋存矿物为石榴子石(92.3×10^(-6)~571×10^(-6))和绿帘石(86.0×10^(-6)~2003×10^(-6))。榍石U-Pb定年结果显示,扎龙沟矽卡岩形成于19~18Ma,岗布和聂拉木矽卡岩形成于24~23Ma,分别与已报道的钠长石花岗岩、电气石白云母淡色花岗岩时代一致,是岩浆出溶的热液流体交代围岩的产物,反映喜马拉雅稀有金属阶段性成矿特点。榍石Zr和黑云母Ti等温度计结果结合矿物成分表明,矽卡岩化过程中,热液流体温度从~680℃降低至~520℃,晚期均以氧化环境为主。进变质过程中脱CO 2导致原岩孔隙度增加,为后续成矿流体的加入和热量传输提供通道;退化蚀变过程中体积增大,岩石产生构造裂隙,控制成矿矽卡岩最终产出形态。综合研究表明,淡色花岗岩在藏南拆离系驱动下高度分异演化造成Li、Be、Sn等元素富集,晚期出溶的热液流体与碳酸盐岩围岩发生接触交代变质和矽卡岩化反应,是吉隆-聂拉木一带矽卡岩型Li-Be-Sn矿化的主要机制。我们指出,喜马拉雅造山带具有很好的矽卡岩型稀有金属成矿前景,未来应加强对接触变质带和围岩蚀变的研究,以寻找更多稀有金属矿床。

江西甘坊洞上稀有金属花岗岩中铷矿化特征及成因机制

江西省宜丰县甘坊地区是一个重要的稀有金属成矿区,目前在甘坊岩体内发现了一系列锂铷稀有多金属矿床(点),但其成矿机制尚不明确。选择甘坊岩体内洞上花岗岩作为研究对象,采用电子探针技术对多种花岗岩中的长石和云母类矿物进行了精细的结构和成分分析。结果表明,云母类矿物是铷的主要载体(Rb_(2)O<1.07%),长石类矿物中Rb含量低(Rb_(2)O<0.11%),尤其是在钠长石中Rb的含量几乎为0。含铷云母主要是白云母花岗岩、伟晶岩和细晶岩中的多硅白云母-铁锂云母类,其中铷可能主要通过与钠双置换云母结构中的层间钾离子存在。矿物结构特征显示,洞上花岗岩经历了明显的岩浆结晶分异和流体交代作用。结晶分异作用可能是洞上花岗岩Rb富集成矿的关键机制,而后期流体交代蚀变过程对铷的聚集作用有限。结合前人研究成果,笔者认为甘坊地区具有较好的锂、铷等稀有金属成矿潜力,后续的找矿勘查应注重与早白垩世—晚侏罗世(140~150Ma)高分异花岗岩相关的锂、铷等稀有金属矿床的找矿工作。

藏南温泉稀有金属来源及其富集机制:以羊易热泉为例

在全球科技与工业飞速发展的背景下,对稀有金属的需求日益增长,使得其研究显得尤为重要。青藏高原南部地区地热资源丰富,地热水中稀有金属富集,为研究地热系统中稀有金属的来源和成因提供了独特的研究平台。本研究专注于青藏高原南部地热系统中稀有金属元素特征,特别是Li、Rb、Cs等元素极度富集的现象。该现象已经引起了地质学界的广泛关注,但目前还缺乏一个全面的成因模型来阐明这些稀有金属的来源及其富集机制。因此,本文选择了位于亚东-谷露裂谷中段的羊易热泉及其周边岩浆岩作为研究对象,探究羊易热泉水化学特征,厘定羊易地区不同时代岩浆岩源区组成和演化特征,并揭示藏南温泉成因模式与稀有金属富集的关系。通过对羊易热泉的水化学及其周围岩浆岩的岩石地球化学分析,本研究得出了以下认识:(1)羊易热泉中稀有金属元素含量极度富集,且Cs含量高于Rb含量;(2)对羊易地区不同时代岩浆岩的Sr-Nd同位素分析显示,随着时间的推移,岩浆源区的同位素组成趋向富集,这暗示了印度古老大陆物质的贡献在逐渐增加;(3)热泉中Sr元素可能主要来自于水岩相互作用,而Li、Rb、Cs等元素更多源于高演化岩浆流体的贡献;(4)稀有金属元素最初在印度大陆地壳部分熔融形成的长英质岩浆中富集,随着岩浆演化,其流体进一步富集了这些元素,这是藏南温泉稀有金属富集的关键因素。本研究确定藏南温泉中Li、Rb、Cs等稀有金属元素主要来源于岩浆流体的注入,并建立起藏南温泉成因模式与稀有金属富集之间的关系。这不仅提供了对藏南地区温泉稀有金属富集现象的新见解,同时也为理解全球其他地区地热系统中稀有金属的富集机制提供了重要参考。

东秦岭稀有金属伟晶岩成矿规律

东秦岭(即北秦岭造山带东段)是我国重要的稀有金属成矿区,产出约7000条伟晶岩脉体,集中分布于峦庄、官坡、龙泉坪和商南四个伟晶岩密集区。本文对东秦岭伟晶岩的空间分布特征、金属赋存状态、成矿时代、成矿条件及构造控矿要素进行了梳理,在前人研究基础上进一步总结了东秦岭稀有金属伟晶岩成矿规律。空间分布上,具有Li-Be等稀有金属矿化的伟晶岩在区域上多沿灰池子复式岩体以北的栾川-朱夏断裂和蔡川断裂分布,少量产出于在商丹缝合带北侧的商南地区(如大苇园、凤凰寨等),而并非以灰池子岩体为中心呈同心状分布。稀有金属伟晶岩形成时代为445~370Ma,尽管与东秦岭花岗岩形成时代存在交集(440~400Ma),但年代学数据和锆石Hf同位素组成表明东秦岭出露的花岗岩体并非众多稀有金属伟晶岩的母源花岗岩。锆石Hf同位素研究结果同时指示出,秦岭岩群可能通过深熔形成官坡、商南一带稀有金属伟晶岩。但商南富锂伟晶岩比官坡富锂伟晶岩具有较高锆石εHf(t)值及较为年轻的二阶段模式年龄,揭示出东秦岭稀有金属伟晶岩的源区多样性。伟晶岩的空间分布与俯冲-碰撞密切联系,并且形成时代与区域构造演化之间具有耦合性,体现出构造-深熔-成矿特征,稀有金属伟晶岩可以产出于北秦岭造山带碰撞及伸展的多个阶段。

喜马拉雅东部库曲淡色花岗岩的成因及其稀有金属成矿意义:来自年代学、地球化学及Nd-Hf同位素的证据

喜马拉雅淡色花岗岩是研究印度—亚洲大陆碰撞造山过程的极佳对象。本文对喜马拉雅东缘库曲淡色花岗岩开展了详细的年代学、地球化学及原位Sr-Nd同位素研究。锆石及独居石的LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明库曲岩体形成于~25 Ma,具有较高的SiO2(73.32%~74.53%)、Al2O3(14.72%~15.25%)含量以及A/CNK(1.14~1.23)和Rb/Sr比值(2.38~15.4),与典型的高分异花岗岩一致。它们富集大离子亲石元素(如Rb、K、Pb),亏损高场强元素(如Nb、Zr、Ti),呈现右倾的稀土配分模式和较为明显的负Eu异常,均具有较低的ε_(Nd)(t)(-13.4~-11.7)和ε_(Hf)(t)(-10.4~-7.86)值,与高喜马拉雅结晶序列一致。我们认为库曲淡色花岗岩是由高喜马拉雅古老变质基底部分熔融产生的熔体,经高度分异演化形成的,形成于藏南拆离系活动造成的伸展环境。淡色花岗岩及相关伟晶岩较高的稀有金属含量显示出喜马拉雅淡色花岗岩具有一定的稀有金属成矿潜力。