喜马拉雅吉隆花岗伟晶岩中锂矿物的研究.pdf
《喜马拉雅吉隆花岗伟晶岩中锂矿物的研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《喜马拉雅吉隆花岗伟晶岩中锂矿物的研究.pdf(15页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、书书书 ():岩石学报 :田恩农,谢磊,王汝成等 喜马拉雅吉隆花岗伟晶岩中锂矿物的研究 岩石学报,():,:喜马拉雅吉隆花岗伟晶岩中锂矿物的研究田恩农,谢磊 王汝成吴福元,内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室,南京大学地球科学与工程学院,南京 河北地质大学,河北省岩石矿物材料绿色开发重点实验室,宝石与材料学院,石家庄 河北省战略性关键矿产研究协同创新中心,石家庄 中国科学院地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京 中国科学院大学地球与行星科学学院,北京 ,收稿,改回 ,():,:,(),(,),(),(,),(),;摘要喜马拉雅造山带中部的吉隆岩体出露有大量淡色花岗岩和花岗质伟晶
2、岩,已有文献报道该岩体英雄沟和扎龙沟淡色花岗岩和伟晶岩中有铁锂云母、锂云母、锂辉石等锂矿物产出。本次研究对吉隆岩体北部扎龙沟的伟晶岩进行了岩相学和矿物学研究,厘定了锂辉石伟晶岩和锂云母 锂电气石伟晶岩(含细晶岩)两种类型的富锂伟晶岩。研究结果显示,在锂辉本文受第二次青藏高原综合科学考察研究()、国家自然科学基金项目(、)、中央高校基本科研业务费专项资金()和河北省教育厅科学研究项目()联合资助 第一作者简介:田恩农,男,年,博士,讲师,矿物学专业,:通讯作者:谢磊,女,年生,教授,主要从事稀有金属矿物学研究,:石伟晶岩中主要的富锂矿物除了已知的锂辉石和锂云母,还发现了透锂长石,同时锂云母的边部
3、出现的铯锂云母(,),()原子比 )中 含量达 ,该矿物首次在喜马拉雅发现,推测是由锂云母与后期富 流体作用后形成。在锂云母 锂电气石细晶岩中主要的富锂矿物包括锂云母和锂电气石,锂云母中的 含量为 ;锂电气石中 含量最高可达 ,且 、和 含量较低(分别 、和 ),接近锂电气石端元成分。结合吉隆扎龙沟含锂伟晶岩中大量产出铯沸石和细晶石,确认这些伟晶岩是典型的 ()型伟晶岩,矿物组成和成分显示它们具有极高的分异演化程度。关键词花岗质伟晶岩;细晶岩;富铯锂云母;铯锂云母;锂电气石中图法分类号 ;锂是一种重要的稀有金属元素,被广泛应用于新能源、航空航天等新兴产业,随着近些年相关产业的快速发展,国际社会
4、对于锂矿资源的需求急剧增加,因此,寻找新的锂矿床及相关成矿理论的研究对于保障国家矿产安全日益重要。目前,世界上最主要的锂矿资源主要包括卤水型、沉积型和硬岩型(花岗岩型和伟晶岩型),其中,花岗质伟晶型锂矿床在全球锂产量占据非常重要的地位(,)。在我国,花岗质伟晶岩型锂矿床主要分布于新疆阿尔泰成矿带、川西松潘 甘孜成矿带(张辉,;李建康等,),近年来,多个研究团队对喜马拉雅淡色花岗岩开展的详细研究工作表明,喜马拉雅地区具有良好的稀有金属成矿潜力,并且已经发现了多处锂矿床(点)的花岗质伟晶岩(李光明等,;,;,;吴福元等,)。二十世纪初,先后有学者报道在珠峰地区和印度北部 岩体南部发现锂电气石和锂辉
5、石(,;,);年,()报道普士拉地区发现有锂辉石存在;()在普士拉地区发现数十条锂辉石(透锂长石)型伟晶岩露头,并将该地区确定为喜马拉雅淡色花岗岩带中重要的锂矿点;随后,多个研究团队又相继确认了喜马拉雅造山带的热曲、珠峰前进沟、琼嘉岗、库曲、洛扎等岩体发生了明显锂成矿作用(刘晨等,;刘小驰等,;秦克章等 ;李光明等,;周起凤等,;谢磊等,),确定了锂辉石、透锂长石、锂云母、锂电气石为主要的锂赋存矿物。吉隆岩体位于喜马拉雅中部地区,在全国锂地球化学图上显示异常的锂富集(王学求等,);周威等()在二云母花岗岩和伟晶岩(含细晶岩)样品中发现铁锂云母和锂云母;()又在吉隆岩体北部扎龙沟地区转石滩发现了
6、喜马拉雅首个富集铷铯的花岗质岩石,含锂辉石、锂云母和铯沸石,提出吉隆地区具有较大的铯成矿潜力。本次研究对扎龙沟的样品进行了分析,主要对锂赋存矿物进行了详细矿物学研究,以期为喜马拉雅的锂成矿特征提供系统矿物学信息。地质背景和样品采集印度板块和欧亚板块沿着雅鲁藏布江缝合带强烈的碰撞,导致了青藏高原的隆升,以及喜马拉雅造山带的形成(,;,)。喜马拉雅造山带位于青藏高原南部,呈东西向展布,长达 ,分布着大量新生代淡色花岗岩(吴福元等,;,)。根据其分布特征,可将其划分为北部的特提斯喜马拉雅淡色花岗岩,分布于特提斯喜马拉雅次级单元,和南部的高喜马拉雅淡色花岗岩,沿藏南拆离系分布(图 )。吉隆地区位于喜马
7、拉雅造山带中部(图 ),自北向南依次出露特提斯喜马拉雅沉积岩系()和高喜马拉雅结晶岩系()(图 ,),中间发育宽约 的韧性剪切带 藏南拆离系()。其中,特提斯喜马拉雅沉积岩系发育在藏南拆离系上盘,主要由古生代中生代砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩等沉积岩组成;高喜马拉雅结晶岩系分布于喜马拉雅南部,由聂拉木岩群变粒岩、片麻岩以及寒武纪变质花岗岩以及少量的新生代淡色花岗岩组成,聂拉木岩群的顶部岩石发生了韧性变形(张振利等,)。藏南拆离系位于两者之间,呈南北向展布,由眼球状片麻岩和淡色花岗岩所组成。吉隆岩体的淡色花岗岩主体为二云母花岗岩,分布于藏南拆离系顶部,部分淡色花岗岩发生构造变形,呈厚约 的板状分布,
8、主体则呈岩基分布,未发生构造变形(张振利等,;,;王晓先等,)。在吉隆岩体的北部扎龙沟地区(、),分布着大量由冰川作用和河流作用冲积形成的转石滩(,)。本文第一作者于 年在吴福元院士及团队成员的帮助下,采集了吉隆扎龙沟的样品。这些转石主要包括含电气石二云母花岗岩、含电气石白云母花岗岩、钠长石花岗岩、绿柱石伟晶岩、锂辉石伟晶岩和锂云母 锂电气石细晶岩等,但是由于野外条件的限制,作者并未找到相关的露头,因此不同样品之间的相互接触关系并不清晰。本次研究通过岩相学的观察发现这些样品中有大量锂矿化伟晶岩,根据主要的富锂矿物将它们分为锂辉石伟晶岩和锂云母 锂电气石细晶岩(图 )。其中,锂辉石伟晶岩主要由锂
9、辉石()、钾长石()、钠长石()、石英()、锂云母()以及少量的铯锂云母组成(图 ,),副矿物包括锡石、锆石、细晶石等。锂云母 锂电气石细晶岩主要由钠长石()、石英()、锂云母()和少量锂电气石()组成(图 ,),副矿物包括细晶石、锡石等。田恩农等:喜马拉雅吉隆花岗伟晶岩中锂矿物的研究图 喜马拉雅淡色花岗岩分布图显示锂成矿信息的岩体及其富含的共生稀有元素(,据吴福元等,修改)和吉隆地区地质图(,据王晓先等,修改)(,)(,)分析方法本次研究中,样品的光学显微镜观察、背散射电子图像的拍摄以及矿物主量元素分析均在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室完成。拍摄背散射电子图像和矿物(锂辉石、
10、透锂长石、白云母、(铯)锂云母、锂电气石)主量元素分析所使用仪器为 ,分析条件设置为:加速电压 ,电流 ,束斑直径 (锂辉石、透锂长石、锂电气石)和 (云母)。矿物的主要组成元素峰位测试时间和背景测试时间分别设置为 和 ;次要组成元素的峰位测试时间和背景测试时间分别设置为 和 。其中,锂辉石和透锂长石的主要组成元素包括 和 ,云母族矿物的主要组成元素包括 、和 ,锂电气石的主要组成元素包括 、和 。测试时分析标样包括天然矿物标样钾长石、钠长石、铁橄榄石、角闪石、金红石、黄玉和铯沸石等。获得数据由 程序进行统一矫正。矿物学特征 锂辉石在吉隆扎龙沟锂辉石伟晶岩中,锂辉石多呈自形 半自形粒状或柱状,
11、长度不等,通常数十微米到数厘米(图 、图 )。锂辉石边部常出现细粒的锂辉石 石英集合体()(图 ),或者锂辉石 透锂长石细粒集合体(图 ,),为后成合晶结构。在冷光源阴极发光图像中,原生锂辉石呈自形柱状,并显示清晰环带结构(图 ),集合体显示暗橙色,无分带(图 )。电子探针分析结果显示,这些锂辉石成分相近,含有 ,(根据电子探针数据计算),以及少量的 、岩石学报 ,():图 吉隆地区锂辉石伟晶岩及锂云母 锂电气石细晶岩岩相学特征()锂辉石伟晶岩手标本照片;()锂云母 锂电气石细晶岩手标本照片;()锂辉石伟晶岩中的锂辉石及边部锂辉石 石英集合体();()锂云母 锂电气石细晶岩中柱状锂电气石和鳞片
12、状锂云母 锂辉石;锂电气石;钠长石;锂云母;石英;锂辉石 石英集合体 ();();();();表 吉隆锂辉石伟晶岩中代表性锂辉石主量元素分析结果()()产状自形柱状 序号 根据 个 原子计算 注:未测;:低于检测限;:含量根据完全化学配比计算获得,田恩农等:喜马拉雅吉隆花岗伟晶岩中锂矿物的研究表 吉隆锂辉石伟晶岩中代表性透锂长石主量元素分析结果()()产状自形粒状脉状后成合晶产状自形粒状脉状后成合晶序号序号 根据 个 原子计算 注:未测;:低于检测限;:含量根据完全化学配比计算获得,表 吉隆锂辉石伟晶岩和锂云母 锂电气石细晶岩中代表性云母族矿物的化学成分()()岩性锂辉石伟晶岩锂云母 锂电气石
13、细晶岩云母类型白云母锂云母白云母锂云母铯锂云母白云母白云母锂云母锂云母产状核部边部核部边部 边 边 边序号 ,根据 个 原子计算 注:代表未测;:低于检测限;:含量根据经验公式获得,()岩石学报 ,():图 吉隆地区锂辉石伟晶岩中锂辉石的背散射电子图像及阴极发光图像()自形的锂辉石;()锂辉石边部的锂辉石 石英集合体;(、)锂辉石边部的锂辉石 透锂长石集合体;(、)自形锂辉石和锂辉石 石英集合体阴极发光图像 钾长石;透锂长石 ();();(,);(,);、和 含量(分别 、和 ;图 、表 )。相比于喜马拉雅其他地区锂辉石,具有高铝、低硅、低铁的特征(图 )。透锂长石透锂长石主要出现在锂辉石伟晶
14、岩中,常呈半自形或他形产出,粒度 。透锂长石常与锂辉石共生(图 ,),部分透锂长石呈半自形粒状产出,边界较为平直(图 ),还有一些透锂长石呈叶脉状贯穿到钠长石颗粒中(图 ),或者分布于锂辉石与石英的晶间(图 ,),少量透锂长石与钾长石共生呈他形粒状交代钾长石(图 ,)。电子探针数据显示这些透锂长石虽然产状不同,主量元素含量差别不大,含有 ,(根据电子探针数据计算),其他元素如 、等元素含量均较低,常低于检测限(表 )。云母族矿物云母普遍出现于锂辉石伟晶岩和锂云母 锂电气石细晶岩中(图 )。其中,在锂辉石伟晶岩中,白云母和锂云母是最主要的云母族矿物,部分白云母呈半自形 他形片状单颗粒产出,粒度介
15、于 ,背散射电子图像显示颗粒均一无环带(图 ),部分云母颗粒发育环带结构,核部属于白田恩农等:喜马拉雅吉隆花岗伟晶岩中锂矿物的研究图 吉隆锂辉石伟晶岩中的锂辉石成分特征 云母,边部过渡为锂云母(图 )。此外,在部分锂云母颗粒边部出现铯锂云母亮边(图 )。在锂云母 锂电气石细晶岩中,云母族矿物主要为锂云母和少量白云母,锂云母呈半自形 自形片状产出,颗粒粒度介于 之间,成分均一无环带(图 ),白云母颗粒较小,呈半自形片状产出。两类伟晶岩中白云母成分差别不大(图 、表 ),含有 、,以及少量的 、和 等(含量分别低于 、)。锂辉石伟晶岩中的锂云母 和 成分的变化范围较大(分别介于 和 之间);它们的
16、 和 含量较高,最高含量分别可达 和 ;还含有一定量的 ()和 ()。此外,在锂辉石伟晶岩中的锂云母富铯边部,相对于核部的锂云母,含有较高的 (介于 ),较低的 (),和 含量较低,分别低于 和 ,含量介于 之间,含量介于 之间,平均为 ,并含有较高的 含量,介于 。根据计算的晶体化学式和 ()分类图解,该类云母属于铯锂云母(图 )。在锂云母 锂电气石细晶岩中,锂云母成分接近,含有 和 含量(表 ),含量(平均含量为 ),含量(平均含量为 ),但 和 的含量略低(分别 和 )。锂电气石锂云母 锂电气石细晶岩中锂电气石通常呈淡绿色的长柱状(图 ),长度介于 之间(图 ),背散射电子图像下呈明显核
17、边结构(图 ),在电气石成分分类图解上落在锂电气石区域(图 )。锂电气石核部和边部主量成分差别不大,含有 ,和 (根据电子探针数据计算),以及少量的 、和 含量(平均含量分别为 、和 ;表 )。讨论 多样的锂矿物锂元素是最轻的稀有金属元素,在上地壳中平均丰度约为 (,)。目前自然界发现的锂矿物一共有 种,这些锂矿物主要包括:硅酸盐矿物,如锂辉石、透锂长石、锂霞石、部分电气石族矿物和云母族矿物(表 ),约占锂矿物种类的 ;磷酸盐矿物,如锂磷铝石 磷锂铝石、磷锰锂矿 磷铁锂矿等,约占锂矿物种类的 ;碳酸盐矿物、氟化物、氧化物、氢氧化物、硼酸盐和砷酸盐矿物等,仅占锂矿物种类的 (,;,)。型伟晶岩不
18、仅赋存着大量的锂资源(,),而且锂矿物种类丰富,出现的锂矿物约占锂矿物种类的 (,),其中锂辉石、透锂长石、锂电气石、锂云母、锂磷铝石 磷锂铝石、磷锰锂矿 磷铁锂矿是 型伟晶岩中最常见的锂矿物,这些矿物晶体长度可达到数米,特别是锂辉石还是最重要的锂矿石矿物(,)。在伟晶岩的主要造岩矿物石英、长石中,锂属于强不相容元素(,),因此,随着花岗质熔体中石英、长石的分离结晶,残余熔体中锂含量逐渐升高(,),最终才有可能结晶出包括锂辉石、透锂长石、锂霞石、锂电气石和锂云母等锂矿物(,)。通常情况下,这些锂矿物主要结晶于岩浆阶段,但是实验岩石学研究也表 岩石学报 ,():图 吉隆地区锂辉石伟晶岩中的透锂长
19、石背散射电子图像()半自形的透锂长石;()钠长石中的透锂长石细脉;(、)分布于锂辉石边部的透锂长石和钾长石;(、)透锂长石交代钾长石颗粒 ();();(,);(,)明锂矿物如锂辉石也可以结晶于热液流体中(,)。吉隆岩体中岩浆 热液过程的锂矿物序列在吉隆锂矿化伟晶岩中出现了丰富的锂矿物,主要包括锂辉石、透锂长石、锂电气石、锂云母和铯锂云母等矿物。锂辉石和透锂长石是伟晶岩中锂饱和熔体中早期结晶的铝硅酸盐矿物。实验岩石学结果显示,通常在 的条件下,熔体中的 含量达到 时,才能结晶出锂辉石和透锂长石(,),并且锂辉石和透锂长石具有各自稳定的温度压力条件,一般情况下不同时作为原生矿物稳定产出(,)。吉隆
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 喜马拉雅 吉隆 花岗伟晶岩中锂 矿物 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。