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江西省广昌县头陂花岗伟晶岩型锂辉石矿矿床地质特征及其成矿机制探讨

2012-10-10周建廷王小颖李自敏

关键词:锂辉石钠长石白云母

周建廷, 王小颖, 李自敏, 龙 悟

(江西省地矿局赣西地质调查大队,江西 南昌 330002)

1 矿床地质特征

1.1 区域地质概况

广昌县头陂式花岗伟晶岩型锂辉石矿床,其典型矿区位于江西省宁都县与广昌县交界处,属宁都县石上乡河源村和广昌县头陂镇西港村管辖(图1)。大地构造位置处于华南板块(华南褶皱系)武夷隆起中段西缘,鹰潭—安远北北东向深断裂带东侧,三叠纪富城超单元湛田岩体的北西侧外接触带(图1)。矿床所属成矿单元为滨太平洋成矿域华南成矿省浙中-武夷隆起 W-Sn-Mo-Au-Ag-Pb-Zn-Nb-Ta(叶腊石)-萤石成矿带之武夷隆起铌-钽-钨-锡-铜-铅-锌-金-银-锂辉石成矿亚带。

区域基底地层主要有青白口纪万源(岩)组,震旦纪洪山组。万源(岩)组为一套海底火山—沉积泥砂质建造;洪山组主要为浊流相沉积和复理石建造,均受区域变质作用形成低绿片岩相,主要岩性有片岩、千枚岩、片麻岩等。区域盖层较新,有白垩纪河口组、第三纪新余组和头陂组,均为内陆盆地砾岩、砂砾岩、砂岩与粉砂岩、泥岩沉积。区域构造以北北东向压扭性断裂和北东向韧脆性剪切带最为发育,付坊—河源北东向韧脆性剪切带通过矿区。区域岩浆活动频繁,志留纪付坊超单元较大范围的分布在广昌县城东部(矿区北东部),岩性为混合斑状黑云母花岗岩、花岗闪长岩;三叠纪富城超单元主要分布在矿区南侧,主体岩石为多斑黑云母钾长花岗岩、中细粒斑状黑云母花岗岩,与区内稀有金属成矿有密切联系;侏罗纪黄陂、月形、下长山超单元分布在矿区西北部,岩性为细—中粒黑云母花岗岩(图2)。

1.2 矿床地质特征

1.2.1 矿体空间分布特征

矿区及其外围已经发现厚度大于0.5 m的含矿伟晶岩脉55条,成带、成组出现。含矿花岗伟晶岩脉属细粒钠长石化花岗伟晶岩。可分为锂辉石微斜长石伟晶岩、微斜长石伟晶岩、钠长石-微斜长石伟晶岩、微斜长石-钠长石伟晶岩、云母-石英伟晶岩和锂辉石伟晶岩,属铝过饱和岩石。

图1 矿区区域地质图Fig.1 The regional geological map of the mining area

区内花岗伟晶岩均产于三叠纪富城超单元黑云母花岗岩体突出部位外接触带的角岩化范围内,矿体的分布大致与岩体接触界线平行。花岗伟晶岩围绕三叠纪富城超单元黑云母花岗岩体在平面和垂直空间上呈带状分布,接近花岗岩体一般为二云母(白云母)钾长石奥长石(早期钠长石)伟晶岩,向外、向上依次为富铍白云母钠长石(奥长石)钾长石伟晶岩、富铍铌白云母钾长石晚期钠长石伟晶岩、富锂铷铯铍钽(铌)白云母钠长石锂辉石伟晶岩和富锡钽(铌)白云母钠长石伟晶岩(表1,图3)。

区内花岗伟晶岩脉(为矿区的赋矿脉岩),其形态、产状,规模等均受北东或北西向断裂或裂隙控制,一般脉长数十米至460 m不等,脉宽8~15 m。其形态多呈脉状、透镜状、脉体膨大缩小现象明显,部份脉体(如Li25,Li26)具分枝复合现象。其走向多总体呈北东向,近东西向,倾向南东或南南西。倾角变化较大,在30°~80°之间,但总体倾角多在50°~60°之间,多呈舒缓波状。其岩性特征为花岗伟晶结构,块状构造,造岩矿物有钾长石5% ~40%、斜长石10% ~40%、石英10% ~25%、锂辉石1%~35%、云母2% ~5%。据长石种类及锂辉石含量可分为钠长石花岗伟晶岩、微斜长石花岗伟晶岩、锂辉石伟晶岩①江西省地矿资源勘查开发有限公司.2009.江西省宁都县河源矿区锂辉石矿资源储量核实报告.。

花岗伟晶岩脉内部具有一定的分带性,按主要造岩矿物大致划分为:边缘带—富含云母微斜长石花岗伟晶岩;中间带—(微斜长石)钠长石花岗伟晶岩;内带—石英花岗伟晶岩。在垂向上可大致分为:上部微斜长石花岗伟晶岩为主,中部(垂向距离约200 m)微斜长石—钠长石花岗伟晶岩和钠长石花岗伟晶岩为主,下部为微斜长石花岗伟晶岩。本区石英花岗伟晶岩(内带)一般不太发育,微斜长石花岗伟晶岩中铌钽矿化较强,微斜长石—钠长石花岗伟晶岩和钠长石花岗伟晶岩中(即中间带或垂向上脉体中部)锂辉石相对富集,尤以钠长石花岗伟晶岩中锂辉石更为富集。

图2 矿区地质图Fig.2 The mining area geologica map

1.2.2 矿石质量

矿区矿石为锂辉石伟晶岩,以花岗伟晶结构为主,次为文象结构,蠕状结构、残余结构等。以块状构造。主要矿物成分有斜长石、微斜长石、石英、锂辉石等。

图3 矿区花岗伟晶岩岩脉带状分布图Fig.3 The granitic pegmatite band distribution map of the mining area

锂辉石:为本矿区主要有用矿物,含量一般7%~35%,平均含量16%左右,个别可高达40%。呈白色、浅黄色或浅灰色,玻璃光泽,透明至半透明,条痕无色;晶体呈长条状或板状,晶体大小一般1.0 cm×8 cm;亦可见板柱状巨晶10 cm×100 cm;断口参差状,比重3.128。锂辉石与石英、长石、白云母属同一矿化阶段产物。但锂辉石具多次结晶特征,早世代锂辉石呈长条状,定向排列明显,并均匀分布于矿石中;晚世代锂辉石晶体粗大,呈宽板状,色泽较白且矿物较纯,在矿石中分布不均匀,往往出现在矿体的中部。锂辉石风化后呈白色,经动力蚀变后呈绿色,两者均保留有锂辉石晶形,但Li2O已被大量流失,其含量均小于0.5%。据锂辉石单矿物化学分析,Li2O(7.0%),Nb2O5(0.0033%),Ta2O5(0.0015%), Rb2O(0.036%), BeO(0.0066%),Cs2O(0.001%),SiO2(64.4%),Al2O3(26.61%),K2O(0.5%),Na2O(0.3%)。不同矿石类型矿体的锂辉石单矿物化学成分含量有所差别,钠化较强的矿体锂辉石 Li2O含量为6.8%,硅化较强的矿体锂辉石Li2O含量达7.2%。

此外,本区有用矿物还有钽铌铁矿、铌钽铁矿、重钽铁矿等稀有金属矿物。

矿石主要化学成分为:SiO2(70.63%),Al2O3(17.53%),Li2O(0.7% ~ 2.2%),K2O(1.95%),Na2O(4.10%),P2O5(0.89%),MnO(0.12%),Nb2O5(0.012%),Ta2O5(0.0044%),Fe2O3(0.2%),FeO(0.45%)。

矿石中主要有益组分有:Li,Nb,Ta,Rb,Be,Cs,Zr,Hf,Sn 等多种元素,其中稀有元素 Li2O,Nb2O5,Ta2O5,Rb2O等相对含量较高,为伴、共生有益组分。矿物中有害组份主要为 Fe2O3,MnO,K2O,Na2O,P2O5等。

全区矿石中Li2O品位一般0.7% ~2.2%,其中最高品位为2.8%,最低品位为0.16%,平均为1.16%。

表1 本区含稀有金属伟晶岩类型及基本特征Table1 The containing rare metal pegmatite type and its characteristics

2 控矿因素与找矿标志

2.1 控矿因素

(1)构造对成矿的控制。成矿岩体较严格的受北北东向深断裂带的控制,在其东侧呈北北东向长条状展布;北东向韧脆性剪切带及其伴生或派生断裂、裂隙是控制含矿脉体的重要构造因素。有利的构造及围岩的遮挡作用有利于富矿的形成,有利的构造主要表现为构造的转折,断裂裂隙的交汇,小型“入”字形构造的交接部位等都有利于矿液的集中。

(2)岩浆岩对成矿的控制。含矿脉体均产于三叠纪富城超单元黑云母花岗岩体突出部位外接触带的角岩化范围内,含矿花岗伟晶岩脉侧具硅化、云英岩化、电气石化等蚀变,其脉内也具有较强的钠长石化和硅化,据福建省909队1∶20万宁化幅区调资料,三叠纪(海西晚期)富城超单元稀有金属锂的含量平均在100×10-6左右,高出酸性岩平均含量(40×10-6)2倍以上,表明三叠纪富城超单元是成矿母岩,为控矿的直接因素。

(3)地层—岩性对成矿的控制。矿体直接围岩为震旦纪洪山组角岩化岩层,其含Li(0.009 5% ~0.023 7%)、Ta2O5(0.000 4% ~0.000 5%),Nb2O5(0.005% ~0.006 8%),BeO(0.001%)、Rb(0.013 5% ~0.020 4%)①,并含电气石、红柱石、锆石、磷灰石等相对较多,可能为成矿提供物质来源,是控矿的重要因素。

2.2 找矿标志

(1)地球化学场标志。本区的花岗岩、变质岩含锂、铌、钽、铍、铷等稀有金属元素较高,其背景值较高,是富稀有金属的地区。花岗岩、伟晶岩都是铝过饱和—正常成份类型的岩石,而且富含钠质,对成矿有利。本区含锂辉石伟晶岩均分布于以Li元素含量60×10-6~80×10-6所圈定的范围内。

(2)围岩蚀变标志。是重要的间接找矿标志,蚀变主要白云母化、钠长石化、锂辉石化、电气石化、云英岩化。钠长石化叠加云英岩化时,往往为富钽、富锂矿床。

(3)重砂、化探异常标志。外围水系中存在铌钽铁矿、黑稀金矿、钛钽铁矿等重砂分散晕,是寻找本类矿床的直接标志,矿床附近也有低含量、面积较大的锡石重砂分散晕。外围蚀变带中Nb,Li等广阔的金属分散晕也是寻找本类矿床的直接标志。

(4)花岗岩体(岩基)外接触带(约2 km范围以内),分布有较多花岗伟晶岩脉,且主要集中在岩体倾伏侧的外接触带。

(5)含矿花岗伟晶岩脉离同时代花岗岩较远(伟晶岩脉分带的外带),花岗伟晶岩体规模要求较大,尤其是脉体厚度要求大于5 m以上,且厚度愈大则成矿愈好。

(6)花岗伟晶岩脉体内分带比较明显,即发育有边缘带、过渡带,中心带,且中心带愈发育愈好。

(7)花岗伟晶岩的类型应以微斜长石—钠长石伟晶岩和钠长石花岗伟晶岩为主①。

3 矿床成因

3.1 成矿时代

与区内稀有金属成矿有着密切联系的三叠纪富城超单元分布在矿区南侧,据1∶20万宁化幅(福建省)区域地质调查报告资料,富城超单元其同位素年龄为260 Ma。本类型矿床同位素年龄研究指出,矿体形成时间晚于或稍晚于岩浆岩的侵入冷凝时间(旷羲秦,1974)。所以本矿区成矿时代应为三叠纪至早侏罗纪。

3.2 成矿地球化学特征

岩体中微量元素的聚散与成矿有着密切的关系,一般与成矿有关的花岗岩体中,成矿元素的背景含量都比较高。如燕山早期各阶段花岗岩中W,Nb,Y,Yb比该元素在酸性岩中克拉克值含量高出数倍至数百倍。海西期侵入花岗岩中Nb含量一般也高出该元素在酸性岩中克拉克值含量数倍。成矿元素在同时期的小岩体中含量比大岩体高,脉岩比岩体为高,明显反映了钨、铌钽等成矿与小岩体和脉体关系更为密切。

本区岩浆岩具有明显的多阶段性,而成矿元素的集中也反映了逐渐集中的规律,与钨、铌钽等成矿有关的岩体,一般 Ti,Cr,V等铁族元素明显降低,而且钨、铌、钽具有相互指示的关系。以钨为主的矿化岩体,一般铌含量也比较高,以铌、钽为主的矿化岩体也具有钨元素的高含量。同时,成矿元素的集中随着岩浆期后的自交代变质作用的增强逐渐富集。

3.2.1 锶同位素特征

含稀有金属伟晶岩全岩87Sr/86Sr初始比值大于0.73,其中磷灰石的该初始比值为 0.724 8~0.883 3,反映了这类伟晶岩的物质来源具有壳源特点(裴荣富,1995)。

3.2.2 氧同位素特征

伟晶岩全岩及石英的 δ18O值(‰)变化于9.3~12.4,普遍高于相邻有成因联系的花岗岩,成矿最好的白云母钠长石锂辉石伟晶岩全岩δ18O值(‰)为10.4。从二云母(白云母)钾长石奥长石(早期钠长石)伟晶岩到白云母钠长石伟晶岩δ18O值趋于增高。同一结构带中,石英的δ18O值最大,随后依次是白云母、绿柱石、铌钽铁矿,表明各结构带在结晶过程中,氧同位素分馏基本达到了平衡,同时也反映了矿物结构、成分对氧同位素分馏的影响。白云母(钠长石)钾长石伟晶岩的δ18O石英-水值(‰)为10.39。白云母钠长石锂辉石伟晶岩中石英钠长石细磷云母带的 δ18O石英-水值为7.74,δ18O 白云母-水值为 7.78。上述数值表明可能有少量天水加入(裴荣富,1995)。

3.2.3 包裹体特征

稀有金属矿化最好的白云母钠长石锂辉石伟晶岩的包裹体中F-的含量最高。在气相成分中H2O占绝对优势。从二云母(白云母)钾长石奥长石(早期钠长石)伟晶岩到白云母钠长石伟晶岩,包裹体中气相成分逐步减少,液相成分相对增多,均一温度变化为500~200℃,主要集中在300~250℃。在同一脉体的不同结构带中,从早到晚均一温度表现为从高到低的变化。

包裹体的盐度为 5% ~17%NaCl,平均为8.85%NaCl(裴荣富,1995)。在同一矿脉中,包裹体流体相的含盐度与该部位钽、铌矿化的强度成正比。在包裹体液相成分中,Na+和K+均占绝对优势,Ca2+和Mg2+仅微量。阴离子中,占优势的是Cl-和 SO42-,F-的含量较低。

早期二云母(白云母)钾长石奥长石(早期钠长石)伟晶岩包裹体流体相主要为 K+,Cl-和SO42-;晚期白云母钠长石伟晶岩,包裹体流体相主要为 Na+,Li+,F-。

3.3 成矿物质来源

据含稀有金属伟晶岩全岩87Sr/86Sr初始比值大于0.73,其中磷灰石的该初始比值为0.724 8~0.883 3(裴荣富,1995),反映了这类伟晶岩的物质来源具有壳源特点。

3.4 成矿作用机理

稀有金属矿田各类伟晶岩的石英等矿物中,流体包裹体的数量普谝多于相邻有成因联系的花岗岩.从二云母(白云母)钾长石奥长石(早期钠长石)伟晶岩到白云母钠长石伟晶岩,包裹体中气相成分逐步减少,液相成分相对增多,均一温度变化为500~200℃,主要集中为300~250℃。在同一脉体的不同结构带中,从早到晚均一温度表现为从高到低的变化。包裹体的盐度为5% ~17%NaCl,平均为8.85%NaCl。在同一矿脉中,包裹体流体相的含盐度与该部位钽、铌矿化的强度成正比。在包裹体液相成分中,Na+和K+均占绝对优势,Ca2+和Mg2+仅微量。阴离子中,占优势的是Cl-和SO42-,F-含量较低。但在矿田各类伟晶岩中,以稀有金属矿化最好的白云母钠长石锂辉石伟晶岩的包裹体中F-含量最高。在气相成分中H2O占绝对优势。

伟晶岩全岩及石英的 δ18O值(‰)变化于9.3~12.4,普遍高于相邻有成因联系的花岗岩,成矿最好的白云母钠长石锂辉石伟晶岩全岩δ18O值(‰)为10.4。从二云母(白云母)钾长石奥长石(早期钠长石)伟晶岩到白云母钠长石伟晶岩δ18O值趋于增高。同一脉体不同结构带中,当后期交代作用强烈发育时,δ18O值则有时出现降低的趋势。铌钽铁矿的δ18O值在同一脉体不同结构带中变化不大,这种特点有些类似于各种地质体中的磁铁矿,而绿柱石即使在同一结构带中也显示出较大的差异。同一结构带中,石英的δ18O值最大,随后依次是白云母、绿柱石、铌钽铁矿,表明各结构带在结晶过程中,氧同位素分馏基本达到了平衡,同时也反映了矿物结构、成分对氧同位素分馏的影响。白云母(钠长石)钾长石伟晶岩的 δ18O石英-水值(‰)为10.39。白云母钠长石锂辉石伟晶岩中石英钠长石细磷云母带的 δ18O石英-水值为 7.74,δ18O白云母-水值为7.78。上述数值表明可能有少量天水加入。含稀有金属伟晶岩全岩87Sr/86Sr初始比值大于0.73,其中磷灰石的该初始比值为0.724 8 ~0.883 3,反映了这类伟晶岩的物质来源具有壳源特点。

3.5 成矿期次、阶段与矿物组合、围岩蚀变

3.5.1 成矿期次、阶段与矿物组合

广昌县头陂式花岗岩(花岗伟晶岩)型锂辉石矿床的形成可划分为以下三个阶段(表2):

(1)含矿花岗岩建造的形成和发展。作为花岗岩类特征的成矿元素——TR,Nb,Ta,Be,Li,W,Sn等,它们在上地幔中的丰度很低(蒋敬业,2006),其富集成矿,是在地壳形成和发展过程中,特别是大陆地壳的形成和发展过程中成矿元素要通过火山作用、沉积作用、变质作用、岩浆作用和分异演化以及交代蚀变作用等多种地质作用,逐步富集形成工业矿床。

江西省不同地质历史时期都有花岗岩的形成,地壳发展晚期,主要通过重熔作用形成花岗岩类。在多次交代作用和重熔作用的过程中,成矿元素不断活化转移,Nb,Ta,Be,Li,W,Sn 等成矿元素从原岩中的“不稳定”状态(分散状态、类质同像、包裹体和离子吸附状态)释放出来并逐渐集中,导致成矿元素在年轻的花岗岩中得到了明显的富集。矿体直接围岩为震旦纪洪山组角岩化岩层,其含Li(0.009 5% ~0.023 7%),Ta2O5(0.000 4% ~0.000 5%),Nb2O5(0.005% ~0.006 8%),BeO(0.001%),Rb(0.013 5% ~0.020 4%),可能为成矿提供最初物质来源。

花岗岩中稀有元素含量不断增高。时代较年轻的花岗岩富含稀有元素,是形成稀有金属矿床最重要的物质基础(表3)①。据1∶20万广昌幅区域地质调查报告资料,矿区南侧三叠纪富城超单元稀有金属锂的含量平均在100×10-6左右,高出酸性岩平均含量(40×10-6)2倍以上。由此可见,本区在多次的交代作用和重熔作用的过程中,稀有金属在三叠纪富城超单元黑云母花岗岩体中得到初步富集。本区稀有金属伟晶岩成矿物质来源于三叠纪富城超单元黑云母花岗岩体原生岩浆。

表2 矿床成矿期、成矿阶段、矿物共生组合及成矿温度表Table2 Deposits period,mineralization stage,mineral assemblages and metallogenic temperature

表3 江西省不同时代花岗岩锂元素平均含量Table3 The average lithium content of the different era of granite in Jiangxi province×10-6

(2)含矿花岗岩的分异演化和裂隙充填阶段。在高温时,岩浆是一种均匀的熔融体,岩浆中易挥发的组分在岩浆活动初期,由于岩浆压力、温度均十分高,因此挥发份不能独立活动而混熔于岩浆之中,但随着硅酸盐熔浆多次侵入作用发生的冷凝分异作用过程中,温度逐渐下降,压力降低,这时熔浆中的 H2O,CO2,H2S,HCl,HF 等挥发份逐渐集中(邱家骧,1990),挥发份即矿化剂,它们影响岩浆的分异作用,并有利于成矿元素迁移富集,因为挥发份易与金属元素结合组成络合物。由于金属络合物易溶,熔点低,流动性强,易于搬运,有利于成矿物质坐化的集中,富集,形成了高温的含矿气水热液。

伟晶岩是贯入到切割围岩的裂隙的膨胀带内的花岗岩浆高度分异作用的产物,在分异过程中,K,Li和Si优先淋滤而进入由饱含挥发分的花岗岩—伟晶岩岩浆多次沸腾而产生的超临界流体中。这过程导致结晶伟晶岩的下部富钠残余熔体的分出,并导致超临界流体集中在上部。此外,残余岩浆中挥发分不断过饱和,因而在冷凝和结晶期间,多次沸腾可能反复多次出现。含矿花岗岩的分异演化过程受到挥发分过饱和岩浆反复多次沸腾的强烈影响。

当地壳深部重熔产生的花岗质岩浆上侵到地壳上部一定部位基本定位后,其顶部和边侧相对富挥发份,硅质和碱金属的花岗质熔体—溶液则向周围的构造裂隙渗透(图4)。

(3)自交代变质阶段。本区花岗伟晶岩热液过程中的碱交代作用,是花岗岩中呈分散状态、类质同像、包裹体和离子吸附状态的成矿元素进一步富集成矿床的重要因素(表4)。

表4 本区不同岩石类型花岗岩锂元素平均含量Table4 The average lithium content of the different rock types of Granites in the district 10-6

图4 含锂辉石花岗伟晶岩矿脉充填交代过程示意图Fig.4 Account spodumene-bearing granitic pegmatite vein filling process

由于其挥发份的不断聚集,不但降低了熔体-溶液的结晶温度,而且也促使其成分的分异演化,首先是相对富基性组份的二云母(白云母)钾长石奥长石(早期钠长石)伟晶岩在靠近主体花岗岩的围岩裂隙中结晶。当熔体-溶液进一步向上活动时,由于钙、钠的大量晶出及PH2O的增高,钾相对富集,则形成白云母(钠长石)钾长石伟晶岩,在某些地区铍可相对富集,构成有一定工业意义的绿柱石伟晶岩。随后,向上进一步活动的熔体-溶液中钠又相对富集,以大量晶出的钠长石为特征,形成白云母钾长石钠长石伟晶岩,这时锂、铷、铯、铌、钽的含量也相对增高,使钾长石、白云母中铷、铯的含量明显高于前两种伟晶岩,同时也形成了少量的锂辉石、羟磷铝锂石、铌钽铁矿、锡石。当熔体-溶液再向上侵入时,除碱金属和挥发份继续较为活跃外,与碱金属呈络合物运移的锂、铌、钽、锡则大量聚集,它们随着熔体-溶液从构造空间边部向中心聚集,铍以绿柱石形式首先在较早阶段晶出,之后在其中部出现大量的锂辉石以及羟磷铝锂石,随着交代作用的发育,铌、钽、锡的矿物便在伟晶岩靠中部一带大量晶出,从而形成具工业价值的白云母钠长石锂辉石型稀有金属伟晶岩(图4)。

成矿岩体较严格的受北北东向深断裂带的控制,在其东侧呈北北东向长条状展布;北东向韧脆性剪切带及其伴生或派生断裂、裂隙是控制含矿脉体的重要构造因素(杨明桂等,2004)。另外侏罗纪(燕山早期)黄陂、月形、下长山超单元分布在矿区西部和北部,岩性为细—中粒黑云母花岗岩、二云母花岗岩、白云母花岗岩。为本区花岗岩的分异演化的阶段性产物(夏宏远等,1983),不排除侏罗纪黄陂、月形、下长山超单元也与区内稀有金属成矿有一定的联系。

3.5.2 围岩蚀变

区内对伟晶岩脉(或矿体)影响较大的蚀变主要为钠长石化、次为云英岩化。

钠长石化,主要发育在脉内,可分为三个阶段:第一阶段钠长石呈他形叶片状半自形板条状,沿造岩矿物粒间交代或在矿物内呈穿孔状;第二阶段钠长石呈他形状、呈团块状交代产出;第三阶段钠长石呈他形粒状,呈脉状交代产出。这三个阶段的钠长石化,均会造成矿石中锂辉石的蚀变而降低Li2O的含量。

云英岩化,主要发育在脉的边部,呈连续或不连续之带状或发育在脉内而呈巢状,可分为二个阶段:早阶段云英岩化,含黄玉、电气石、交代第一阶段钠长石,而被第三阶段钠长石所交代,白云母呈不规则状,石英他形粒状;晚阶段云英岩化,多呈脉状产出,白云母呈长片状,石英呈柱状,晚于第二阶段钠长石化。

上述蚀变从广度而言,全区各脉无论规模大小,埋藏深、浅均有发育;从强度而言,地表地下无明显差异,但小脉往往比大脉强,脉幅缩小部位比脉幅膨大部位强,脉体形态复杂的比脉体形态简单的强(周建廷等,2011)。

4 成矿模型

本区锂辉石—微斜长石—钠长石型伟晶岩归属于武夷山古隆起带花岗伟晶岩型稀有金属矿床。广昌县头陂式花岗伟晶岩型锂辉石矿床是受构造—岩浆演化、围岩建造综合控制的产物。矿床形成的基本条件是:有含锂、铌、钽、铍、铷等稀有金属元素较高的三叠纪富城超单元黑云母花岗岩体,其背景值较高,是含稀有金属的成矿岩体;有前泥盆纪变质岩震旦纪洪山组岩层的围岩建造;处于武夷隆起之低序次褶皱古竹—皮猪湾复式向斜西翼,构造形变发育。有断裂破碎带、层间破碎带、裂隙带构造(图5)。付坊—河源北东向韧脆性剪切带通过矿区。

图5 矿床成矿模式图Fig.5 Deposit metallogenic model

当地壳深部重熔产生的花岗质岩浆上侵到地壳上部一定部位基本定位后,其顶部和边侧相对富挥发份,硅质和碱金属的花岗质熔体-溶液则向周围的构造裂隙渗透。由于其挥发份的不断聚集,不但降低了熔体-溶液的结晶温度,而且也促使其成分的分异演化,首先是相对富基性组份的二云母(白云母)钾长石奥长石(早期钠长石)伟晶岩在靠近主体花岗岩的围岩裂隙中结晶。当熔体-溶液进一步向上活动时,由于钙、钠的大量晶出及PH2O的增高,钾相对富集,则形成白云母(钠长石)钾长石伟晶岩,在某些地区铍可相对富集,构成有一定工业意义的绿柱石伟晶岩。随后,向上进一步活动的熔体-溶液中钠又相对富集,以大量晶出的钠长石为特征,形成白云母钾长石钠长石伟晶岩,这时锂、铷、铯、铌、钽的含量也相对增高,使钾长石、白云母中铷、铯的含量明显高于前两种伟晶岩,同时也形成了少量的锂辉石、羟磷铝锂石、铌钽铁矿、锡石。当熔体-溶液再向上侵入时,除碱金属和挥发份继续较为活跃外,与碱金属呈络合物运移的铌、钽、锡则大量聚集,它们随着熔体-溶液从构造空间边部向中心聚集,铍以绿柱石形式首先在较早阶段晶出,之后在其中部出现大量的锂辉石以及羟磷铝锂石,随着交代作用的发育,铌、钽、锡的矿物便在伟晶岩靠中部一带大量晶出,从而形成具工业价值的白云母钠长石锂辉石型稀有金属伟晶岩。

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