关键词:
伟晶岩岩石成因
锂超常富集机制
U-Pb定年
全岩地球化学
赣南河源锂矿床
摘要:
锂在国民经济建设和国防科技领域具有重要地位,被誉为“推动世界前进的金属”。华南是我国花岗岩型铌、钽、锂等稀有稀土金属矿产重要产地,其中江西省伟晶岩型锂矿床主要集中分布在赣南地区,被认为与会同岩体密切相关。然而,伟晶岩岩石成因及其锂超常富集机制尚未得到很好理解和揭示。本文以江西省伟晶岩型锂矿床的典型代表——河源锂矿床为研究对象,系统开展了成岩成矿年代学、地球化学及Hf-Nd同位素研究,查明伟晶岩岩石成因,揭示锂超常富集机制,建立伟晶岩型锂矿床成矿模型,解开江西省伟晶岩型锂矿床成因难题。研究获得会同复式岩体细粒碱长花岗岩和粗粒黑云母花岗岩锆石U-Pb年龄分别为408.7±2.8Ma和401.2±2.7Ma,获得含锂辉石伟晶岩中磷灰石U-Pb年龄387±10Ma,在误差范围内与会同复式岩体锆石U-Pb年龄基本一致,表明锂辉石成矿作用与会同岩体具有成因联系。粗粒黑云母花岗岩表现出A型花岗岩特征:稀土元素含量高(∑REE平均值为276.57×10^(-6)),高硅(69.81%~75.31%),适度富碱(K 2O:3.96%~6.16%,Na_(2)O:2.22%~3.25%),具有较为明显的Eu负异常(δEu平均值0.34),10000Ga/Al比值范围为2.98~3.76(>2.6),高场强元素Zr+Nb+Ce+Y含量范围为408.3×10^(-6)~544.1×10^(-6)(>350×10^(-6))。细粒碱长花岗岩则表现出过铝质高分异S型花岗岩特征:低的TiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、CaO、MgO、∑REE、Nb/Ta、Zr/Hf比值,更高的Li、Rb、Cs和分馏效应(La/Yb)N;白云母矿物的存在;且其所有样品均出现标准刚玉分子,质量分数范围为2.87%~3.56%,均大于1%;铝饱和指数(A/CNK)均大于1.1;Th和Y含量低,且Th、Y与Rb呈现负相关关系。前后两者εNd(t)同位素比值分别为-9.43~-9.10、-13.49~-13.35,Nd同位素组成非常均一,能较好地反映源区的特征,粗粒黑云母花岗岩(A型)应源自下地壳部分熔融,细粒碱长花岗岩(S型)可能为中下地壳部分熔融的产物。会同岩体粗粒黑云母花岗岩和细粒碱长花岗岩Li含量为35.5×10^(-6)~103×10^(-6),变质沉积岩Li含量高达71.4×10^(-6)~1390×10^(-6)(平均值为662.36×10^(-6));伟晶岩型锂等稀有金属物质来自富锂变质沉积岩的重熔,大规模的复式会同花岗岩体提供持久充足的热源,以(热隆)形态上侵形成以花岗岩基为中心,边缘为围岩(变质沉积岩)遭受高温熔融,从而使富Li的变质沉积岩部分熔融,形成富Li的伟晶质岩浆。从研究中获得找矿启示:地层上变质沉积岩锂含量超常展布区为首要勘查目标,伟晶岩型锂矿床的形成是构造、岩浆与含矿热液Li异常分布相互耦合的结果。