初论高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统:以阿尔金中段地区为例

摘要

花岗岩-伟晶岩型锂铍矿床是锂铍矿床的重要类型.关于锂铍金属在源区花岗质岩浆形成过程的富集机制,岩石学家和矿床学家多强调锂铍花岗岩-伟晶岩的母花岗岩(淡色花岗岩)源于变沉积岩的白云母熔融,但实验岩石学显示白云母熔融其熔体量小(＜10vol％)、熔体从岩石中提取锂铍的效率低.这意味着白云母熔融形成花岗质岩浆过程锂铍金属富集机制可能不是花岗质岩浆获取锂铍的主要机制.基于黑云母熔融可以获得大体积熔体(可达50vol％)的实验结果,指出变杂砂岩(黑云母片麻岩)与含黑云母的英云闪长质片麻岩部分熔融形成的黑云母花岗质高温岩浆(＞800℃)其结晶形成黑云母花岗岩并可分异演化为淡色花岗岩与锂铍花岗岩-伟晶岩、并构成高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,是花岗岩-伟晶岩型锂铍矿床形成的重要成矿系统,其特征与形成机制值得进一步研究.黑云母脱水熔融过程残留相没有富含锂铍矿物的形成,新形成的花岗质岩浆可以高效地从源岩中获取锂铍金属,是一种新的锂铍富集机制.研究团队于2018年率先进入阿尔金中段无人区开展稀有金属成矿作用的地质调查与考察.经过两年的野外地质调查,新发现2个中-大型花岗伟晶岩型锂铍矿(吐格曼铍锂矿与吐格曼北锂铍矿)和塔什萨依金绿宝石矿,发现大量的黑云母花岗岩、二云母花岗岩与伟晶岩,指出这些淡色花岗岩与伟晶岩成因于黑云母花岗岩的分异演化并构成高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,初步构建花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统的3种组构类型,初步揭示吐格曼铍锂矿与吐格曼北锂铍矿形成于468～460Ma,为加里东期锂铍伟晶岩区.阿尔金中段高温花岗岩-伟晶岩系统成矿特征显示:1)高温黑云母花岗质岩浆可以通过连续的分异结晶形成从下往上依次分带、垂向叠置的系统(组构A),即从黑云母花岗岩到二云母花岗岩、白云母花岗岩与钠长花岗岩、及从近岩体的电气石带到依次远离岩体的绿柱石带、锂辉石带和锂云母带.组构A锂铍伟晶岩的分带与传统的淡色花岗岩-伟晶岩系统中锂铍伟晶岩的分带相似.2)在剪切构造背景下,花岗岩的分异结晶形成从外到里依次为糜棱岩化黑云母花岗岩、二云母花岗岩与白云母花岗岩的环状岩体,而金绿宝石钠长花岗岩从环状岩体中穿出、并向外演化为金绿宝石伟晶岩、绿柱石伟晶岩和锂辉石伟晶岩,金绿宝石钠长花岗岩与金绿宝石伟晶岩的发育是此组构(组构B)的显著特征.3)在强挤压与剪切构造背景下,黑云母花岗岩呈片麻状,伴生的伟晶岩为二云母花岗质伟晶岩、顺围岩片麻理发育、无锂铍矿化.这些特征给我们一些重要启示:即构造动力作用影响与控制岩浆的结晶分异方式,金绿宝石可形成于高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,形成于岩浆分异与演化低程度阶段的低分异花岗伟晶岩不成矿.