花岗伟晶岩中锂辉石和透锂长石产出特征及其形成条件

作     者：刘强 李鹏 严清高 李建康 LIU Qiang;LI Peng;YAN QingGao;LI JianKang

作者机构：自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 北京大学地球与空间科学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 

出 版 物：《岩石学报》 (Acta Petrologica Sinica)

年 卷 期：2023年第39卷第7期

页      面：2138-2152页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 081803[工学-地质工程] 07[理学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2019YFC0605200) 国家自然科学基金项目(41872096、42002109、41703048) 中国地质调查项目(DD20230289)联合资助. 

主　　题：锂辉石 透锂长石 高温高压实验 溶解度 H_(2)O 过冷却度 

摘      要：锂辉石(Spd)和透锂长石(Ptl)是富锂花岗伟晶岩中重要的锂铝硅酸盐矿物,查明锂辉石和透锂长石的形成条件和演化过程对进一步揭示花岗伟晶岩型锂矿床形成机制具有重要意义。锂辉石和透锂辉石通常产于伟晶岩的中间带或者核部,但两者结晶温度压力条件存在差异:透锂长石形成于高温低压条件,锂辉石在相对低温高压条件下稳定,两者随温度压力条件改变可发生相互转换。当温度降低时,透锂长石可以转换为锂辉石和石英(Qtz)集合体(SQI),而当压力升高时,锂辉石和石英集合体又可以转换为透锂长石。精确厘定锂辉石和透锂长石的相互转换温度压力条件,可以揭示富锂伟晶岩形成演化的P-T轨迹。本文基于近年来关于锂辉石、透锂长石等相关研究成果,总结了其产出特征和形成条件,认为:(1)在富锂伟晶岩体系内,锂铝硅酸盐矿物的结晶主要受温压条件控制,与熔体成分关系较小,锂辉石和透锂长石稳定温压范围为400~680℃、160~400MPa;(2)锂辉石在岩浆出溶流体晚期演化而成的偏碱性流体叠加作用下,先后发生钠化/钾化、白云母化和锂绿泥石化等蚀变作用;(3)温度越高、铝饱和指数(ASI)越小,H 2O的含量越多,锂在熔体中的溶解度更大;(4)锂辉石和透锂长石的结晶实验,指示了伟晶岩的快速结晶过程,其结构的形成受过冷却度的影响,高温高压实验表明5%H 2O含量(不饱和条件)和50~130℃的过冷却度范围是伟晶结构形成的最佳条件;(5)岩浆中CO 2、Li元素含量对富锂伟晶岩结晶体系的酸碱度调节、降低岩浆液相线、降低熔体粘度和增加水合簇分子等方面起到了关键作用。未来,原位高温高压实验技术(如热液金刚石压腔)等分析技术的应用,将对研究花岗伟晶岩型稀有金属矿床成矿机制提供更为直接可靠的实验依据。