



















摘要:滇西那俄鈹礦床是近年評價的小型稀有金屬礦床,礦體主要為石榴子石鈉長石化花崗偉晶巖脈,賦存于二長花崗巖中。礦體長100~1 150 m,厚度0.43~3.70 m,w(BeO)為0.007%~1.790%,w(Ta2O5)為0.003 2%~0.053 3%,w(Rb2O)為0.041%~0.317%。有用組分以鈹礦為主,共伴生鉭、銣礦;少數礦石以鉭礦為主,共伴生鈹、銣礦。礦石礦物以綠柱石、鈮鉭鐵礦、白云母、鉀長石為主,區內最明顯的找礦標志是含綠柱石偉晶巖,其次是含石榴子石鈉長石化偉晶巖。電子探針分析顯示:綠柱石屬于無堿綠柱石低堿綠柱石,分子式為Be2.8928~2.9481Al1.9766~2.0225Si6O18;云母中w(Li2O)為0.500 1%~2.427 9%,w(Rb2O)為0.730 3%~2.304 2%,屬白云母—多硅白云母—富鋰多硅白云母;鉀長石中含有較高的w(Rb2O),為0.486 1%~1.033 4%,分子式為K0.8932~0.9713 ;石榴子石能譜譜系以發育Mn、Fe雙峰為特征,以錳鋁榴石(Spe)和鐵鋁榴石(Alm)為主,錳鋁榴石體積分數達67.02%~69.07%,屬巖漿成因錳鋁榴石。本區Be元素主要賦存于綠柱石中,Rb元素賦存于鉀長石和白云母中,Li元素賦存于白云母—多硅白云母—富鋰多硅白云母中。白云母和綠柱石成分顯示那俄地區花崗質巖漿初始Li并不富集,在偉晶巖演化晚期巖漿中高度富集FLi流體活動是該地區稀有金屬異常富集的重要因素。
關鍵詞:滇西那俄鈹礦床;偉晶巖型鈹礦床;花崗偉晶巖;綠柱石;云母;鉀長石;石榴子石;稀有金屬礦床
doi:10.13278/j.cnki.jjuese.20230126
中圖分類號:P597; P618.7 2
文獻標志碼:A
0引言
鈹具有耐極端溫度和高導熱性,廣泛應用于航空航天、原子能、軍事等領域2]。作為一種重要的戰略性關鍵礦產,近年來鋰、鈹、鈮、鉭與稀土金屬成礦理論研究和地質找礦備受關注11]。鈹礦床主要與中酸性巖漿作用有關,以花崗偉晶巖型鈹礦最為重要。滇西高黎貢山變質帶—騰沖巖漿弧是云南省重要的稀有金屬成礦帶,主要發育花崗偉晶巖型LiBeTaRb礦床、花崗巖型LiRbCs礦床、花崗巖型NbTa礦床14]。滇西那俄鈹礦床是近年云南省地質調查局依托云南省地質勘查基金項目勘查評價的小型稀有金屬礦床。目前滇西騰沖地塊花崗偉晶巖型稀有金屬礦床研究與勘查工作程度總體較低,僅對偉晶巖型稀有金屬礦床(點)的成礦時代、礦床成因等方面進行了初步研究14],整個地區缺乏系統的研究工作。因此,在總結區域地質特征基礎上對那俄偉晶巖型鈹礦床開展礦物學研究,對總結區域偉晶巖型稀有金屬成礦作用意義重大。
1礦床地質特征
那俄花崗偉晶巖型鈹礦床位于濱太平洋成礦域(Ⅰ2)騰沖(造山帶)成礦省(Ⅱ1)獨龍江—騰沖(巖漿弧)成礦帶(Ⅲ1)東河—明光(燕山期巖漿弧)SnCuPbZnAgFeMn礦帶,礦區除零星出露古元古界高黎貢山巖群(Pt1GL.)、第四系全新統沖積物(Qhal)外(圖1),還大面積分布早白堊世二長花崗巖,局部見少量花崗閃長巖和花崗偉晶巖脈。
1.1礦區地質
古元古界高黎貢山巖群是礦區主要出露的地層,其分布于礦區北部。主要巖性為片麻巖、變質中細粒長石巖屑砂巖、淺粒巖、變粒巖、石英巖等。巖性復雜,構造作用對其改造作用較大。巖層產狀受構造影響較大,整體較為混亂,總體傾向為310°~330°,傾角為50°~80°。地層被黑云二長花崗巖及閃長巖多期次巖體侵位,二者呈侵入接觸關系。
礦區未見大型斷裂、破碎帶、糜棱巖化帶分布,僅于部分巖體中見小型揉皺、斷層、裂隙及后期填充的石英脈、花崗偉晶巖脈分布,規模較小。礦區巖石節理發育,特別是含礦圍巖——中細粒與細粒黑云二長花崗巖。主要發育傾向為110°~150°、290°~330°方向的節理,傾角以20°~50°為主。巖石中大部分節理已被細脈及偉晶巖脈充填,特別是走向NE向,傾向為110°~130°,傾角為10°~50°節理控制區內大部分偉晶巖脈(礦體)產出。
礦區大面積出露早白堊世二長花崗巖,局部可見少量花崗閃長巖和花崗偉晶巖脈,其中早白堊世二長花崗巖按粒徑可分為細粒、中細粒、中粗粒3個巖相段。
早白堊世細粒黑云二長花崗巖、片麻狀黑云二長花崗巖主要分布于礦區西南部。巖石呈淺灰色、棕色,細粒花崗結構,塊狀構造、片麻狀構造,由石英、斜長石、正長石、黑云母等礦物組成,礦物粒徑較細。其中:石英粒徑為0.5~2.0 mm,體積分數為30%~35%,他形粒狀;斜長石粒徑為0.5~1.0 mm,體積分數為30%~35%,自形—半自形板柱狀;正長石粒徑為0.5~1.0 mm,體積分數為30%~35%,自形—半自形板柱狀;黑云母,灰黑色,半自形,鱗片狀,體積分數為5%~10%。
中細粒二長花崗巖是礦區主要出露的巖漿巖,亦是本區重要的含礦圍巖。巖石呈淺灰色,中細粒花崗結構,塊狀構造、片麻狀構造,由石英、斜長石、正長石、黑云母等礦物組成(圖2a、b)。其中:石英粒徑為1~4 mm,體積分數為30%~35%,他形粒狀;斜長石粒徑為2~5 mm×1~3 mm,體積分數為30%~35%,自形—半自形板柱狀;正長石粒徑為2~4 mm×1~3 mm,體積分數為30%~35%,自形—半自形板柱狀;黑云母,灰黑色,半自形,鱗片狀,體積分數為3%~8%。
中粗粒二長花崗巖呈中—粗粒花崗結構,粒徑多在4~7 mm之間,塊狀構造。巖石主要由斜長石(約35%)、鉀長石(約32%)、石英(約30%)及少量副礦物組成。巖石局部具高嶺土化、鉀化、弱綠泥石化蝕變。
1.2偉晶巖特征
礦區地表圈定花崗偉晶巖脈70條,厚度為0.1~5.0 m,含綠柱石花崗偉晶巖有18條,其中3條偉晶巖脈帶走向延長1~2 km,傾向為110°~150°,傾角為10°~80°。含綠柱石花崗偉晶巖呈花崗偉晶結構,塊狀、脈狀構造。巖石主要由鉀長石、斜長石、石英及少量綠柱石、白云母、鈉長石等組成(圖2c—g)。其中自形—他形鉀長石,半自形柱狀斜長石,他形粒狀石英混雜不均勻分布。局部可見粗大的鉀長石中有規律地鑲嵌粒狀變晶石英,呈文象結構;綠柱石分布極不均勻(圖2c、e),巖石邊緣往往發育鈉長石化(圖2f)。巖石局部受應力作用,具有碎裂紋。
區內偉晶巖脈多數呈薄脈狀,巖脈分帶不明顯,一般可見準文象結構偉晶巖帶(圖3a—d)、長英巖帶(邊緣帶) (圖3e),僅局部地段可見偉晶巖脈核心帶。一般由邊緣至中心可分為:1)邊緣帶(長英巖帶)。分布于脈體兩側,多數以脈體下盤為主,與圍巖接觸,該帶鈉長石化強烈、石榴子石發育,主要由礦物粒徑相對細小,以1~3 mm為主的長石、石英組成。厚度n×10~10×10 cm,且常隨深度增加而變厚。此帶偶見綠柱石,綠柱石柱徑一般為0.1~0.5 cm。2)準文象結構、文象結構偉晶巖帶。為主要的內部構造帶,該帶在偉晶巖橫斷面中一般占30%~95%,部分地段的偉晶巖脈幾乎全為該帶組成,厚度一般與脈厚成正比。一般由0.5~5.0 cm的長石、石英、云母組成。此帶粒徑自邊緣至中心有明顯的增大現象,見有少量的綠柱石,可見細小的綠柱石呈礦巢狀分布,所見綠柱石直徑一般在0.3~1.0 cm之間,可見少量直徑1.0~3.0 cm綠柱石,準文象結構、文象結構偉晶巖帶是主要含礦層位。3)塊狀體石英、長石帶。不完全發育、偶見,多數構成脈體的核心,厚度為0.1~0.3 m。該帶的形狀一般與偉晶巖脈的整體形態相似,由塊狀的長石及石英組成,單礦物塊體直徑一般為3.0~10.0 cm,約為80%,局部有片狀白云母集合體。
1.3礦體特征
礦區共有KT1、KT2、KT21、KT3、KT31、KT4、KT41、KT5、KT6、KT61、KT62、KT7、KT8、KT9、KT10等15條礦體。其中:KT4、KT6為主要礦體,KT1、KT41、KT62、KT7、KT8為次要礦體,其他礦體規模較小,多數為單工程控制。
KT4號礦體位于ρ1號偉晶巖脈西南緣,礦體賦存于偉晶巖中,呈脈狀、透鏡狀,發育鈹、鉭礦化。地表控制長度約1 150 m,深部延伸54.50~56.50 m。礦體產狀110°~150°∠10°~50°,傾角以25°~40°為主。礦體厚度為0.43~3.70 m,平均厚度為1.46 m。品位w(BeO )為0.007%~0.163%,平均為0.092%;w(Nb2O5) 為0.008 3%~0.022 2%,平均為0.012 8%;w(Ta2O5)為0.005 1%~0.018 9%,平均為0.010 1%;w(Rb2O)為0.070%~0.235%,平均為0.135%。KT6號礦體位于ρ2號脈中部,呈脈狀、透鏡狀賦存于偉晶巖脈中(圖4),含綠柱石,發育鈹、鉭礦化。控制長約250 m,深部延伸76.00~86.00 m。礦體產狀110°~150°∠20°~50°,傾角以35°左右為主。以鈹礦為主,共伴生鉭礦、銣礦,厚度為0.77~1.00 m,平均為0.87 m。品位w(BeO)為0.040%~1.790%,平均為0.404%;w(Nb2O5) 為0.008 8%~0.020 2%,平均為0.015 2%;w(Ta2O5)為0.003 2%~0.053 3%,平均0.015 4%;w(Rb2O)為0.078%~0.145%,平均為0.120%。礦體主要分布于石榴子石鈉長石化綠柱石花崗偉晶巖中。
1.4礦石特征
礦石礦物主要由綠柱石、鈮鉭鐵礦、白云母、鉀長石等組成;脈石礦物主要由石英、鈉長石、石榴子石、斜長石等組成。花崗偉晶巖型鈹鉭礦石主要呈花崗偉晶結構,礦石礦物呈中細粒、中粗粒自形柱狀結構;礦石構造主要有塊狀構造、脈狀構造、巢狀、窩狀及星點狀構造。
2取樣位置與分析方法
為查明礦石中稀有元素質量分數特征,本次挑選典型礦石中綠柱石、云母、鉀長石、石榴子石進行電子探針研究。研究樣品采集于ρ2號脈(圖1a、c),背散射電子(BSE)圖像以及綠柱石、云母、鉀長石、石榴子石的主量元素分析在南京宏創地質勘查技術服務有限公司采用電子探針JEOL JXAiSP100儀器完成測試。工作條件為:加速電壓15 kV,電子束電流20 nA,束斑直徑為10 μm(云母、鉀長石)、5 μm(綠柱石)和3 μm(石榴子石),礦物主要元素的峰位時間設定為10 s,次要元素的峰位時間設定為20 s,背景測定時間為峰位時間的一半,采用ZAF法對數據進行基體校正。所用標樣如下:白鐵礦(Fe)、硬石膏(S)、金屬鈷(Co)、金屬鎳(Ni)、赤銅礦(Cu)、砷化鎵(As)、自然金(Au)、自然銀(Ag)。能譜分析在自然資源部昆明礦產資源監督檢測中心采用EVO18掃描電鏡和D/MAXⅢA X射線衍射儀完成。
3分析結果
3.1綠柱石
那俄地區綠柱石主要出現在花崗偉晶巖中,肉眼可見粒徑一般為5~30 mm,長2~5 cm,少量可達10 cm。綠柱石主要以自形—半自形長柱狀分布于造巖礦物間,BSE圖像顯示綠柱石顆粒裂紋較發育(圖5a、b),偶爾包裹長石、云母等礦物。因Li、Be屬于超輕元素,其特征X射線不但信號弱、能量低,而且易受其他元素強烈吸收效應的影響,Li、Be在電子探針(EMPA)可分析的元素范圍內屬于最難測準的一個元素16],可根據原子數Li=Na+K+Rb+Cs和Be=3-Li進行換算。樣品中綠柱石成分相似,含有BeO,w(BeO)為12.955 0%~13.208 5%(表1),存在于綠柱石晶體結構中的Cs、Rb、Na、K等堿金屬質量分數在不同綠柱石中差異較小。電子探針數據顯示,那俄地區綠柱石明顯富集SiO2((w(SiO2)為64.363 0%~64.588 0%)、Al2O3((w(Al2O3)為18.051 9%~18.452 3%),含有較低的K2O((w(K2O)<0.02%)和Na2O((w(Na2O)<0.5%),含有微量的Cs2O((w(Cs2O)為0.047 4%~0.787 0%)和極微量的Rb2O。屬于無堿綠柱石低堿綠柱石類型。以6 個Si 原子為基準,通過理論計算,綠柱石的分子式為Be2.8928~2.9481Al1.9766~2.0225Si6O18。在同一礦物顆粒不同位置微量元素質量分數不一致,綠柱石核部(Beryl2、5、6)較邊部含有種類更多、質量分數更高的微量元素。所有綠柱石樣品中w(FeO)變化不大,主要在0.183 5%~0.726 0%之間,而w(MgO)極低(≤0.0081%),w(CaO)≤0.0239%,Mg/Fe值為0~0.024 2,Na/Cs值為1.943 6~26.101 8,(Fe+Mg+Mn)值極低,為0.014 8~0.059 4,(Na+K+Rb+Cs)值為0.051 9~0.107 2。能譜譜系顯示綠柱石具有Fe、Mg、Si、Al、Na、O峰特征(圖5c—h)。
3.2云母
本區云母往往呈巨片狀集合體出露于花崗偉晶巖中,粒徑一般為5~20 mm,其次呈鱗片狀分布于含礦圍巖中。BSE圖像顯示云母往往包裹石英(圖6a、b)。云母中w(SiO2)為44.664 6%~47.632 9%、w(Al2O3) 為20.687 4%~32.969 1%、w(FeO) 為3.331 0%~8.249 3%、w(MgO) 為0.014 2%~0.206 0%、w(TiO2) 為0.027 0%~0.175 3%,以及較高的w(F),為1.850 1%~8.042 0%。云母中w(Li2O)和w(F)之間存在良好的正相關關系,因此可以通過測定云母中的w(F)來估算其w(Li2O)。本區云母w(Li2O)為0.500 1%~2.427 9%(表2),H2O*根據Tindle和Webb計算。此外那俄地區云母中還含有較高的w(Rb2O),為0.730 3%~2.304 2%,平均為1.375 4%,顯示云母是Rb元素主要寄主礦物,同時還含微量的Cs、P等元素,Fe/(Fe+Mg)值為0.946 7~0.992 4。在同一礦物不同Q. 石英;Mus. 云母。下同。
位置中微量元素質量分數不一致,相比核部(Mus1、2、5)而言,邊部含更高w(F);同時w(Rb2O)、w(Li2O)與w(F)呈正相關關系,揭示成礦流體中F元素對Rb、Li元素有一定運移、沉淀作用。能譜譜系顯示云母具有Fe、Mn、Si、Al、K峰等特征,其中Fe、Mn、K具雙峰(圖6c—h)。FeT+Mn+Ti+AlⅥ(apfu)-Mg—Li(apfu)圖解(圖7)顯示本區云母為白云母—多硅白云母—富鋰多硅白云母。
3.3鉀長石
那俄花崗偉晶巖中鉀長石往往呈巨晶半自形粒狀、柱狀,粒徑為1~10 cm,局部達20 cm。BSE圖像顯示鉀長石中包裹有乳滴狀石英(圖8a、b)。鉀長石中w(Si2O)為63.859 3%~64.703 3%、w(K2O) 為15.085 9%~16.433 1%、w(Al2O3) 為18.133 8%~18.694 3%,含微量FeO(w(FeO) <0.07%)、 MgO(w(MgO)<0.015%)、CaO(w(CaO)<0.05%)。電子探針數據顯示,那俄地區鉀長石中還含有較高的w(Rb2O),為0.486 1%~1.033 4%,平均為0.730 8%(表3),顯示鉀長石是Rb元素主要寄主礦物之一,同時還含一定量的w(Cs2O),為0.090 9%~0.153 4%,K/Na值為13.334 8~35.709 6,Or值為92.890 0~97.280 0。以8 個O原子為基準,通過理論計算,本區鉀長石分子式為K0.8932~0.9713 。能譜譜系顯示鉀長石以Si、Al、K峰等為特征,其中K具雙峰(圖8c—h)。
3.4石榴子石
那俄地區含礦花崗偉晶巖往往發育有棕色石榴子石,肉眼可見粒徑一般為0.2~1.0 mm,少數為2.0~5.0 mm,呈四角三八面體自形粒狀集合體分布于造巖礦物中。在BSE圖像上環帶結構不明顯(圖9a),能譜譜系以發育Mn、Fe雙峰為特征(圖9b—d)。石榴子石中w(SiO2)為35.588 6%~35.939 5%、w(Al2O3)為20.302 2%~20.496 0%、w(FeO)為14.026 9%~14.567 5%、w(MnO)為28.663 9%~29.627 6%,含微量K2O(w(K2O)<0.04%)、MgO(w(MgO)<0.01%)、CaO(w(CaO)<0.3%)。端元組分主要為鋁質石榴子石系列,以錳鋁榴石和鐵鋁榴石(Alm)為主,錳鋁榴石體積分數為67.02%~69.07%(表4)。
4討論
4.1綠柱石對成礦作用的指示
鈹在大部分造巖礦物中具有高度不相容性,極易進入晚期花崗質熔體內,并在其演化晚期得以高度富集。綠柱石的內部構造及其微量元素 Na、Cs、Li、Fe 等質量分數變化可以指示偉晶巖的分異程度,甚至示蹤其巖漿—熱液演化過程。通常認為,隨偉晶巖巖漿分異演化程度升高,綠柱石w(FeO)降低,原生綠柱石的w(Cs)升高,Na/Li值和Na/Cs值降低,w(Mg)降低,Mg/Fe值降低;綠柱石w(FeO)與Na/Cs值呈線性正相關,與w(Cs2O)呈負相關。那俄地區綠柱石中w(FeO) 為0.183 5%~0.726 0%,Na/Cs值為1.943 6~26.101 8。在w(Cs2O)w(FeO)圖解(圖10a)中鈹礦化與鋰礦化過渡階段,與近年南嶺地區發現的含綠柱石花崗偉晶巖具有相似的演化過程(圖10b),含綠柱石花崗偉晶巖具有較高的分異演化程度。
4.2白云母對成礦作用的指示
云母礦物因其具有特殊的層狀結構可以容納多種堿金屬陽離子作為稀有金屬載體礦物,如Li、Nb、Ta、Sn、Rb、Cs等,是稀有金屬成礦標志性礦物29]。云母礦物對結晶介質化學條件的敏感,能夠指示偉晶巖熔體的演化程度、偉晶巖脈的演化過程和結晶條件,并為偉晶巖脈的稀有金屬礦化潛力提供信息32],云母礦物中揮發性元素 Li、F和不相容元素Rb、Cs質量分數會隨著巖漿演化程度的升高而增大,K/Rb和 K/Cs值會降低34]。研究顯示富集Be礦的綠柱石型偉晶巖中云母K/Rb值為20~50,Cs、Rb質量分數較高,分別為(100~500)×10-6、(1 500~10 000)×10-6。
本文研究的那俄含綠柱石花崗偉晶巖中白云母w(F)為1.850 1%~8.042 0%,K/Rb值為8.423 4~27.714 7,與仁里地區明顯富集F、Li、Rb等元素的鋰電氣石鋰云母偉晶巖中云母相似 ,接近可可托海3號脈鋰云母w(F)(5.51%~8.06%),顯示含綠柱石花崗偉晶巖原始巖漿演化程度高于Be礦的綠柱石型偉晶巖,接近至鈮鉭礦—鋰礦偉晶巖演化程度。白云母顆粒邊緣F、Li、Rb、Cs等元素質量分數遠高于顆粒內部的質量分數,w(F)與稀有金屬元素質量分數呈正相關關系,由于富LiF流體的作用,原生白云母發生了交代反應形成了富鋰的云母,顯示富含F的成礦流體對Cs、Rb、Li元素運移、沉淀具有重大的作用。
4.3鉀長石對成礦作用的指示
鉀長石中K、Rb、Cs等元素質量分數的變化與偉晶巖脈的演化程度相關,鉀長石中K/Rb值隨著巖漿演化程度的升高而降低,Rb、Cs質量分數增高。我國南方幕阜山地區出露多期偉晶巖脈,含綠柱石偉晶巖中鉀長石K/Rb值為127,鋰云母偉晶巖中鉀長石K/Rb值為65。本文研究的那俄含綠柱石偉晶巖中鉀長石K/Rb值為30.60~66.99,接近于幕阜山鋰云母偉晶巖,綠柱石、云母、石榴子石和鉀長石均揭示本區偉晶巖演化階段處于鈹-鋰礦化階段,為演化晚期的產物,具有較高的分異演化程度。
那俄地區含綠柱石花崗偉晶巖中鉀長石、云母顆粒邊緣都顯示較顆粒內部具有更高的Rb、Cs質量分數,顯示演化晚期成礦流體在長石、云母顆粒邊緣發生了交代作用,明顯富集稀有金屬元素。綠柱石中Li質量分數受控于巖漿中Li富集程度和晶體形成條件,綠柱石能一定程度上反映源區中Li的富集程度。演化程度較高的偉晶巖巖漿中產出的綠柱石具有較高的Cs質量分數和Cs/Na值。本區花崗偉晶巖中綠柱石w(Cs2O)為0.047 4%~0.787 0%,w(Li2O)為0.277 8%~0.573 7%,這顯示了那俄綠柱石結晶時,巖漿體系中的Li并未富集,而含綠柱石偉晶巖中云母顆粒邊緣Li明顯富集(約10倍),揭示了在偉晶巖演化晚期,巖漿中有高度富集FLi流體出現,與鉀長石、云母發生交代作用,在礦物顆粒邊緣產生明顯富稀有金屬元素的現象,在原生白云母顆粒邊緣轉變生成富鋰多硅白云母(圖7)。
4.4石榴子石對成礦作用的指示
那俄地區含綠柱石花崗偉晶巖普遍發育石榴子石。一般認為,熔體組分和共生礦物是巖漿成因的石榴子石主要控制因素,在Mn2+和Fe2+共存的巖漿中,Mn2+總是被優先結合進入石榴子石42],通常形成鐵鋁榴石—錳鋁榴石,錳鋁榴石端元比例隨著巖漿演化程度增加而增大。變質成因的石榴子石成分受溫度和壓力控制,在較高壓力和較低溫度下結晶的石榴子石具有較高的Ca質量分數。花崗質巖類中以錳鋁榴石為主的石榴子石系列形成于低p-t環境;花崗巖中的鐵鋁榴石—錳鋁榴石固溶體通常具有環帶結構,而偉晶巖和細晶巖中的鐵鋁榴石—錳鋁榴石固溶體組成較穩定且無明顯分帶。稀有金屬花崗偉晶巖中石榴子石固溶體系列中的錳鋁榴石組分可高達80%以上49],偉晶巖中錳鋁榴石的出現往往伴隨著鋰礦化,而無礦偉晶巖中則以鐵鋁榴石為主,錳鋁榴石與Li礦化具有一定的相關性48]。具鋰礦化的偉晶巖中石榴子石表現出富集Mn且貧Fe的特征,而不具鋰礦化的偉晶巖中石榴子石則相對低Mn高Fe,錳鋁榴石只可能出現在鋰礦化偉晶巖中。那俄地區含礦花崗偉晶巖固結指數IS值為0.11~1.38,偉晶巖中石榴子石為錳鋁—鐵鋁榴石固溶體系列,鎂鋁榴石和鈣鋁榴石比例極低(<1%)。錳鋁—鐵鋁榴石系列中又以錳鋁榴石為主,體積分數為67.02%~69.07%。那俄地區發現的18條含綠柱石花崗偉晶巖脈均發育有棕色石榴子石,而不含綠柱石的花崗偉晶巖中幾乎不含石榴子石,顯示本區石榴子石與稀有金屬礦化存在一定的相關性,故石榴子石可作為花崗偉晶巖發育稀有金屬礦化的指示礦物,高Mn質量分數的錳鋁榴石很可能是偉晶巖中發生鋰礦化的礦物學標志。無礦花崗偉晶巖到白云母稀有金屬偉晶巖,石榴子石中w(MnO)/w(MnO+FeO)值呈增大趨勢,隨著巖漿演化,石榴子石的Mn/Fe值亦增大,偉晶巖中石榴子石普遍的演化趨勢為Mn質量分數增大而Fe質量分數降低,而稀有金屬偉晶巖巖漿通常向富Mn和Ta的方向演化,形成鈮鉭礦化。
那俄地區含礦花崗巖偉晶巖中石榴子石w(MnO)為28.663 9%~29.627 6%,Mn/Fe值為1.99~2.14,從核部至邊緣,w(MnO)先降低后升高,邊緣w(MnO)(29.627 6%)高于核部w(MnO)(28.987 5%),揭示石榴子石邊緣發生巖漿演化成礦流體交代作用。與新疆阿爾泰地區早期含鋰礦偉晶巖石榴子石相比,本區石榴子石的w(MnO)低于新疆阿爾泰地區早期含鋰礦偉晶巖石榴子石的w(MnO)(30.69%~39.24%)和Mn/Fe值(2.35~9.04),與晚期鈮鉭礦化偉晶巖榴子石的w(MnO)(27.10%~30.02%))和Mn/Fe值(1.88~2.27)相似,揭示本區含綠柱石花崗偉晶巖為偉晶巖演化晚期,與手標本零星出現鈮鉭礦化相符。在MgMn/(Fe+Mn)圖解(圖11)中顯示本區石榴子石為演化晚期的產物,并經歷了成礦流體的交代作用。
5結論
1)那俄鈹礦區內共發現花崗偉晶巖脈70條,含綠柱石花崗偉晶巖有18條,圈定礦體15條,其中KT4、KT6為主礦體。礦體賦存于石榴子石鈉長石化花崗偉晶巖脈中。礦體長為100~115 0 m,厚度為0.43~3.70 m,w(BeO)為 0.007%~1.790%,w(Ta2O5)為0.003 2%~0.053 3%,w(Rb2O)為0.070%~0.235%。以鈹礦為主,共伴生鉭、銣礦;少數以鉭礦為主,共伴生鈹、銣礦。礦石礦物以綠柱石、鈮鉭鐵礦、白云母、鉀長石為主,區內最明顯的找礦標志是含綠柱石偉晶巖,其次是含石榴子石鈉長石化偉晶巖。
2)電子探針分析顯示,綠柱石屬于無堿綠柱石低堿綠柱石,分子式為Be2.8928~2.9481Al1.9766~2.0225Si6O18;云母中w(Li2O)為0.500 1%~2.427 9%,w(Rb2O)為0.730 3%~2.304 2%,平均為1.38%,屬白云母—多硅白云母—富鋰多硅白云母;鉀長石中含有較高的w(Rb2O),為0.486 1%~1.033 4%,平均為0.73%,其分子式為K0.8932~0.9713 ;石榴子石能譜譜系以發育Mn、Fe雙峰為特征,端元組分主要為鋁質石榴子石系列,以錳鋁榴石(Spe)和鐵鋁榴石(Alm)為主,錳鋁榴石占比達67.02%~69.07%,屬巖漿成因錳鋁榴石。本區Be元素主要賦存于綠柱石中,Rb元素賦存于鉀長石和白云母中,Li元素賦存于白云母—多硅白云母—富鋰多硅白云母中。
3)白云母和綠柱石成分顯示那俄地區花崗質巖漿初始Li并不富集,在偉晶巖演化晚期巖漿中有高度富集FLi流體活動是該地區稀有金屬異常富集的重要因素。
致謝:崔子良、張興恒、陳明偉等項目監審專家在項目執行過程中給予了指導和幫助,在此表示衷心感謝。恰逢母校七十華誕,遠在祖國西南邊陲的學子祝福母校原長春地質學院光輝歷程更輝煌,人才輩出代代強,桃李滿天揚四海,碩果累累振中華!感謝母校教育之恩!
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