淺析電氣石與鋰鈹礦成因聯系

趙建忠 曹子健 張子蛟 劉建

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第六地質大隊 哈密 839000）

大紅柳灘偉晶巖型鋰鈹礦品位富、規模大、經濟價值高、礦床成因復雜，加強其成礦模型、找礦認識的深入研究，對同類型礦床的找礦過程具有深遠意義。大紅柳灘南偉晶巖空間分布、礦物組合較為復雜，但也具有一定的規律性，對于偉晶巖型礦床找礦具有指示意義。本文試從電氣石與偉晶巖型鋰鈹礦成因聯系簡單介紹。

1 電氣石簡介

電氣石是硅酸鹽礦物，三方晶系。晶體呈柱狀，柱面上常有縱紋；集合體呈放射狀或纖維狀，有時呈塊狀或粒狀。具有熱電性及壓電性，成色好的可作為寶石。

電氣石多為氣成作用形成，常見于花崗巖、花崗偉晶巖及石英脈中。電氣石的顏色隨成分而異，在形成的不同階段顏色也不同。

1.1 電氣石的成分與顏色

電氣石的組成很復雜，以含硼為特征，化學分子通式表示為NaR3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F)4，其中R 為Mg、Fe、Li、Al等。多以類質同象的形式存在，常見的種類有三種（表1）：

（1）R=Fe，為黑電氣石，NaFe3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F)4；

（2）R=Mg，為鎂電氣石，NaMg3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F)4；

表1 不同顏色電氣石化學特征表 ω/10-2

（3）R=Li、Al，為鋰電氣石，Na（Li、Al）3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F)4。

黑電氣石的顏色由含較高的Fe2+所致，可能同時含Mn2+；鎂電氣石的褐-黃棕色由Ti3+和Ti4+之間的電荷轉移所致；鐵鋰電氣石的藍色由Fe2+和Fe3+之間的電荷轉移所致；鋰電氣石的淺綠-黃綠色由Fe2+、Ti4+和Cr3+共同作用所致，可能同時含較高的Mn2+。由于電氣石具環帶結構，邊部、中部、核部可形成不同的色暈，彩色或串色電氣石的形成多與此相關。

1.2 電氣石的產出特征

電氣石礦物種類主要為黑電氣石、鋰電氣石、鎂電氣石或其固溶體系列電氣石。花崗偉晶巖脈分異結晶帶鈣鈉階段和鉀階段階段多形成黑電氣石，而在交代作用帶的鈉化和鋰-鉀-銣-銫化階段多形成彩色或串色電氣石。

黑色電氣石產出于Rb（Be）礦化的偉晶巖，如大紅柳灘南花崗偉晶巖中含有大量的黑電氣石；藍-綠色電氣石產出于鈉長石化和Rb、Nb、Ta 礦化的偉晶巖；綠、紅、紫紅、無色鋰電氣石產出于Li、Cs 礦化的偉晶巖。

花崗偉晶巖型電氣石的形成與Rb、Li、Be、Cs、Nb、Ta 等稀有金屬礦化密切相關。電氣石礦化強弱與花崗偉晶巖的分異結晶和交代作用的強烈程度密切相關。

根據前人的研究，可將不同種類電氣石的形成關系表述如下（圖1）：

2 電氣石與礦床成因的聯系

大紅柳灘南偉晶巖型鋰鈹礦礦物種類中廣泛分布著電氣石。在種類上具有差異性，在空間分布上具有明顯的規律性，在化學特征上具有一定的指示性。與礦床的成因存在著密切聯系。

圖1 不同種類電氣石的形成關系圖

2.1 電氣石與偉晶巖類型的關系

在大紅柳灘南偉晶巖型鋰鈹礦中，偉晶巖中的電氣石主要為黑電氣石，電氣石多與綠柱石、鋰輝石及鋰（白）云母共生。根據礦物的共生組合，可將偉晶巖的類型劃分為以下4種類型：Ⅰ電氣石型；Ⅱ電氣石、綠柱石型；Ⅲ電氣石、綠柱石、鋰輝石型；Ⅳ電氣石、鋰(白)云母型。

（1）電氣石型花崗偉晶巖

灰白色，中粗粒偉晶結構，塊狀構造。礦物種類有電氣石、石英。電氣石含量可達30%-35%，長石45%-50%，石英15%-20%。

電氣石呈黑色，由較高的Fe2+引起，種類為鐵電氣石。粒徑4.30mm×2.86mm，自形程度較差，多呈不規則粒狀分布，可見環帶與色暈。電氣石后期受應力作用發生碎裂。

該類型偉晶巖中的電氣石形成溫度最高，形成于巖漿熱液分異結晶早期，是花崗偉晶巖礦床形成的初期產物。該類型偉晶巖脈含銣（硼）礦，不含鋰鈹礦。

（2）電氣石、綠柱石型花崗偉晶巖

淺灰白色，細粒偉晶結構，塊狀構造。礦物種類有電氣石、綠柱石及石英。石英含量高達45%、長石35%、電氣石10%、綠柱石3%-5%、白云母2%左右。

電氣石呈墨綠色，粒徑可達3.12mm×1.54mm，自形程度較好，呈自形柱狀分布。鏡下可見其三色環帶，邊部為墨藍色，中部為褐色，核部為墨綠色。墨藍色由Fe2+和Fe3+之間的電荷轉移所致；褐色由Ti3+和Ti4+之間的電荷轉移所致；墨綠色由Fe2+、Ti4+和Cr3+共同作用所致。綜上電氣石種類為鎂電氣石、鐵鋰電氣石。

該類型偉晶巖中電氣石的形成溫度相對較低，形成于巖漿熱液分異結晶中期，交代作用明顯。該偉晶巖脈含礦性較好，主要為鈹礦，部分鈹礦可達工業指標。

（3）電氣石、綠柱石、鋰輝石型花崗偉晶巖

灰白色，中-細粒偉晶結構，塊狀構造。礦物種類有電氣石、綠柱石、鋰輝石及鈉長石。電氣石含量3%-5%，石英35%、長石25%、鋰輝石20%、綠柱石2%-3%、白云母1%左右。

電氣石呈墨綠色，由Fe2+、Ti4+和Cr3+共同作用所致，種類為鋰電氣石。粒徑1.21mm×0.57mm，自形程度較差，多呈粒狀分布。

該類型偉晶巖中電氣石的形成溫度較低，形成于巖漿熱液分異結晶晚期，交代作用明顯。該偉晶巖脈以鈹礦、鋰鈹礦為主，含礦性較好。

（4）電氣石、白云母型花崗偉晶巖

淺灰白色，半自形粒狀結構、不等粒結構，塊狀構造。礦物種類有電氣石、鈉長石、白云母。長石含量50%、石英30%、白云母12%、電氣石3%、微量鋯石。

可見兩種電氣石，一種為粒狀墨綠色粒徑較大多發生碎裂，并可見核部仍為墨藍色；一種為粒狀墨藍色。由Fe2+和Fe3+之間的電荷轉移所致，種類為鐵鋰電氣石。

該類型偉晶巖中電氣石的形成溫度低，形成于巖漿熱液分異結晶中晚期。該偉晶巖脈含礦性一般，個別含鈹礦。

2.2 電氣石在空間上的分布

大紅柳灘南偉晶巖中的電氣石種類主要有黑電氣石、鐵鋰電氣石、鋰電氣石三種，在空間上具有一定的分帶性，與鋰鈹礦成礦過程有密切聯系。根據與巖體的空間位置關系，并結合電氣石種類，可分為以下4個帶（圖2）：Ⅰ黑電氣石帶；Ⅱ鎂電氣石、鐵鋰電氣石帶；Ⅲ鋰電氣石帶；Ⅳ鐵鋰電氣石帶。

（1）Ⅰ黑電氣石帶

該電氣石帶分布于工作區西部二云母二長花崗巖體內，展布方向以北西向為主，次為北東向，規模大，長70-1200 米，寬1.3-25 米。礦物組合為電氣石、石英。與母巖的距離較近，＜0.2km。帶內特征組分為K，主要礦化為Rb（Be），工業意義很小。

（2）Ⅱ鎂電氣石、鐵鋰電氣石帶

該電氣石帶分布于工作區內二云母二長花崗巖內外接觸帶，展布方向呈北西向，規模大，出露長度110-2100m，寬1.0-190m。該偉晶巖脈部分鈹礦可達工業指標。礦物組合為電氣石、綠柱石、鈉長石及石英。與母巖的距離近，＜0.6km。帶內特征組分為K-Na，主要礦化為Be(Li、Rb、Nb)，工業意義中等。

圖2 大紅柳灘南鋰鈹礦區電氣石分帶圖

（3）Ⅲ鋰電氣石帶

該電氣石帶分布于工作區內二云母二長花崗巖外接觸帶，距二云母二長花崗巖體80-1500m，展布方向呈北西向。規模中等，出露長度40-2000m，寬0.85-40m。礦物組合為電氣石、綠柱石、鈉長石及石英。與母巖的距離遠，0.4-1.5km。帶內特征組分為Na-Li，主要礦化為Be、Li(Rb、Nb)，工業意義最大。

（4）Ⅳ鐵鋰電氣石帶

該電氣石帶分布于工作區北部黑云母花崗巖體內、外接觸帶，展布方向以北東向為主，次為北北西向，規模小，出露長度50-260米，寬1.5-20米。礦物組合為電氣石、白（鋰）云母、鈉長石及石英。與母巖的距離較遠，1.2-2.3km。帶內特征組分為Li-Cs，主要礦化為Nb(Cs、Li、Be、Ta、Sn)，工業意義較小。

3 結論

（1）黑電氣石一般形成的溫度較高，是花崗偉晶巖形成初期產物；鎂電氣石、鐵鋰電氣石形成溫度較低，是花崗偉晶巖的中期產物，交代作用明顯，氣液活動強烈；鋰電氣石形成溫度低，是花崗偉晶巖的中-晚期產物，是含鋰鈹礦偉晶巖的特有礦物。

（2）從花崗偉晶巖結晶的早期到晚期，電氣石由黑電氣石→鐵鋰電氣石→鋰電氣石逐漸演化。Fe、Mg 和Mn 的含量逐漸減少，Li 和F 等的含量逐漸增多，Fe、Mg和Mn逐漸被Li和Al取代。

（3）在空間上黑電氣石帶-鐵鋰電氣石帶-鋰電氣石帶與巖體的位置逐漸變遠，規模逐漸變小，工業意義增大，含礦性變好。礦化主要由Rb（Be）→Be(Li、Rb、Nb) →Be、Li(Rb、Nb) →Nb(Cs、Li、Be、Ta、Sn)轉變。

（4）在后期偉晶巖型鋰鈹礦的找礦過程中，鋰電氣石可作為鋰礦的礦物標型；鐵鋰電氣石可作為鈹礦的礦物標型。