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Massive Sulphide Deposits Related to the Volcano-Passive Continental Margin in the Altay Region

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 1999年第3期73卷 253-263页

作者： WANG Jingbin DENG Jiniu ZHANG Jinhong qin kezhang Beijing Institute of Geology for Mineral Resources State Bureau of Nonferrous Metal Industry Andingmenwai Beijing 100012

The Devonian volcano-passive continental margin in southern Altay is a significant volcanogenic massive sulphide metallogenic belt. Acidic volcanism has been dominant on the inner side of the volcano-passive continental margin, i.e., near the old land, resulting in a Pb-Zn metallogenic sub-belt, in which the ore deposits are hosted by sedimentary rocks in volcanic series, as represented by the large Koktal Pb-Zn deposits. In the central part of the margin far away from the old land, bimodal volcanic formations are well developed, forming volcanics-hosted Cu-Zn metallogenic sub-belts, e.g., the large-scale Ashele Cu-Zn deposit. The Qiaoxiahala sub-belt on the outer side of the margin near the ocean ridge is located at the spreading central trough, where ophiolite suites are developed. This type of deposits is rich in gold and copper, similar to the Cyprus-type Fe-Cu-Au metallogenic sub-belt in metallogenic environment (represented by the Qiaoxiahala medium-scale Fe-Cu-Au deposit). From the old land to the ocean, the mineralizing age becomes younger, i.e., from Early Devonian→Early and Middle Devonian→Middle Devonian, forming a complete metallogenic zoning series on the volcano-passive continental margin. Comparative studies show that the massive sulphide deposits distributed on the volcano-passive continental margin are different from those formed under a plate subduction regime and oceanic ridge environment; the former have their unique features and wide distributions, representing a new type of volcanogenic massive sulphide deposits—the Altay type.

关键词： volcano-passive continental margin massive sulphide deposit Altay type Xinjiang

橄榄石微量元素:分析、地球化学行为与地球科学应用

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岩石学报 2024年第10期40卷 3160-3190页

作者：毛亚晶吴石头贾丽辉秦克章翟明国中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室北京100029 中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室北京100029

橄榄石化学成分记录了幔源岩浆性质、结晶演化、喷发速率等重要信息。近十年来,橄榄石微量元素分析技术飞速进步,积累了丰富的数据。本文系统综述了电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法在橄榄石微量元素分析领域的最新研究进展,... 详细信息

橄榄石化学成分记录了幔源岩浆性质、结晶演化、喷发速率等重要信息。近十年来,橄榄石微量元素分析技术飞速进步,积累了丰富的数据。本文系统综述了电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法在橄榄石微量元素分析领域的最新研究进展,总结了橄榄石中微量元素的分配系数与扩散系数等地球化学行为,分析了全球不同岩石单元的橄榄石微量元素特征,重点介绍了岩浆铜镍矿床中橄榄石微量元素的研究进展。实验岩石学表明,控制元素在橄榄石中分配系数的主要因素有温度、压力、岩浆成分等,且不同微量元素行为的主控因素各不相同。在确定的温压条件下,橄榄石中多数元素的配分可由晶格应变模型预测,而Ni、Co和轻稀土元素主要受晶体场效应和结晶动力学控制。橄榄石中元素的扩散速率由快到慢依次为:H和Li(快)→Fe-Mg-Ni(中等)→Ca(较慢)→P-O-Si(慢)。对比全球不同岩石单元中橄榄石微量元素得出:(1)火山岩系列的科马提岩-苦橄岩-玄武岩中橄榄石的Fo值和Ni、Cr、Al、Mn等元素呈演化趋势,但在二元相关性图中不同岩石类型间存在较大重叠区域,机器学习等多维分析手段可大大提升分类准确率;(2)地幔橄榄岩与侵入岩系列(地壳堆晶岩)中的橄榄石微量元素特征相近,难以使用单元素指标区分,例如常用的Ca亏损;(3)碳酸岩中橄榄石的Ni、Mn含量有别于其他岩石,可能与其来源和元素在橄榄石-碳酸岩熔体中特殊的分配行为有关;(4)石榴子石地幔橄榄岩与尖晶石地幔橄榄岩的橄榄石微量元素存在一定差异,橄榄石V/Sc比值和Fe-Mg-Mn-Ca-Ni含量是判别地幔橄榄岩类型和来源深度的重要变量。岩浆铜镍矿床橄榄石微量元素的研究进展有:(1)堆晶-后堆晶阶段再平衡作用驱使Ca-Cr-Al元素向其他矿物迁移,使橄榄石普遍亏损上述元素;(2)橄榄石Ni-Co变化可记录其与硫化物的元素交换反应,Ni-Co正相关可用于指示岩体深边部的找矿潜力;(3)与硫化物共生橄榄石的Ni富集(>5000×10^(-6))或亏损(<500×10^(-6))可能与较高或较低氧逸度有关。未来橄榄石重点研究与突破方向有:堆晶-后堆晶阶段元素行为、多元素-多矿物扩散联合限定岩浆时空演化、机器学习判别橄榄石成因类型与镁铁-超镁铁岩体含矿性、挥发份与新兴非传统金属稳定同位素等。

关键词：橄榄石微量元素地球化学行为元素扩散地幔岩浆铜镍矿床

喜马拉雅东段库曲锂辉石伟晶岩铌钽矿物特征及指示意义

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地质学报 2024年第5期98卷 1473-1488页

作者：周起凤秦克章何畅通刘宇超施睿哲赵俊兴陈彤莫凌超中国冶金地质总局矿产资源研究院北京101300 中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

铌钽矿物是花岗伟晶岩中重要的稀有金属矿物,记录了伟晶岩岩浆分异演化过程。喜马拉雅中段和东段新近取得伟晶岩型锂矿重要找矿发现。本文针对东段库曲岩体中三处含锂辉石伟晶岩脉和白云母花岗岩产出的铌钽矿物(铌铁矿族矿物和细晶石)... 详细信息

铌钽矿物是花岗伟晶岩中重要的稀有金属矿物,记录了伟晶岩岩浆分异演化过程。喜马拉雅中段和东段新近取得伟晶岩型锂矿重要找矿发现。本文针对东段库曲岩体中三处含锂辉石伟晶岩脉和白云母花岗岩产出的铌钽矿物(铌铁矿族矿物和细晶石)进行内部结构和化学组成研究。含锂辉石伟晶岩脉中的铌铁矿族矿物(CGM)为铌锰矿-钽锰矿,产出均一、核-边、补丁、不规则分带、振荡环带和复合结构,分为三个形成世代(CGM-I、CGM-Ⅱ、CGM-Ⅲ),由CGM-I至CGM-Ⅱ,铌铁矿族矿物向富Ta、Fe和略贫Y方向演化,体系经历了含Nb、Mn和Y矿物的结晶分异作用,形成了富Ta和Fe的富挥发分熔体或流体,由CGM-Ⅱ至CGM-Ⅲ,铌铁矿族矿物Ta/(Nb+Ta)和Mn/(Fe+Mn)值变化不一,反映了复杂的矿物-流体相互作用。含锂辉石伟晶岩脉和白云母花岗岩中的细晶石产出均一、核-边和不规则分带结构,分别揭示了富Ta和Ca流体作用、边界层效应或富Nb流体交代、以及动荡结晶环境下流体扰动。细晶石的TiO2、UO2、F含量以及Ta/(Nb+Ta)值可作为岩浆分异演化程度的潜在指示标志,但需考虑晚期热液流体对细晶石化学组成的影响。铌钽矿物研究揭示了库曲不同含锂辉石伟晶岩脉的岩浆特征与分异演化过程。1号含锂辉石伟晶岩脉岩浆相对富Fe,依次经历了含Fe矿物、含Nb和含Mn矿物、以及含Ta和含Mn矿物的结晶作用,局部伴随边界层效应或含Fe矿物结晶,晚期存在富Ta和Ca流体活动,并受边界层效应影响。2号含锂辉石伟晶岩脉岩浆就位后首先经历了含Nb和含Fe矿物结晶,之后经历了含Mn和含Y矿物结晶以及含Nb和含Ta矿物结晶耦合作用,晚期发育富Ta和Ca流体活动,随后发生富Nb流体作用。3号含锂辉石伟晶岩脉岩浆相对富挥发分,就位后经历了含Nb、Mn和Y矿物的结晶作用,以及复杂的矿物-液相介质相互作用,体系晚期存在富Ta和Ca流体活动。库曲含锂辉石伟晶岩脉经历了熔体、富稀有金属和挥发分熔体至复杂流体(富Ta和Ca流体和富Nb流体等)的演化过程。铌钽矿物的内部结构分带和化学组成特征揭示了库曲岩体中淡色花岗岩和伟晶岩脉经历的岩浆分异演化过程以及晚期复杂的流体活动。

关键词：铌铁矿族矿物细晶石岩浆分异演化库曲含锂辉石伟晶岩脉喜马拉雅

Types, Metallogenic Environments and Characteristics of Temporal and Spatial Distribution of Copper Deposits in China

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 1989年第1期63卷 79-92页

作者： Wang Zhitian and qin kezhang Beijing Institute of Geology for Mineral Resources, CNNC, Beijing Zhang Zhongmin Beijing Institute of Geology for Mineral Resources CNNC Beijing

Based upon a comprehensive study of 123 copper deposits in China. this paper reaches the following conclusions: 1. The crust in China was solidified pretty late; with the accretion of the plate, the copper mineralization moved towards its margin in space and became successively younger in age. 2. The major copper ore types ever found in the world have mostly been discovered in China, in which the porphyry type seems to be the most important and the massive sulfide type in the transitional bed between marine clastic and carbonate rocks is clearly defined. 3. Carbonate strata are widespread in China and their deposition lasted for a long geological period, so the proportion of copper deposits occurring in them is large as compared with other parts of the world. 4. Seven metallogenic epochs can be recognized, in which the Mesozoic one plays the leading role and the middle(late) Palaeozoic and Cenozoic ones are next in importance. Mineralization was comparatively simple in the early geological period. and became diversified later on. In the early epochs copper deposits related to basaltic magmatism and metamorphosed marine sediments predominated, whereas in the later epochs those related to granitic magmatism and continental sedimentation were dominant. 5. There exist in China thirteen metallogenic provinces, of which the Lower Yangtze downwarping belt, Sanjiang fold system, Jiangnan axis and Xikang-Yunnan axis are of greater significance. 6. The crustal mobility in China was rather pronounced, the polycyclic evolution of the crust has resulted in such obvious phenomena as the inheritance of mineralization, the coexistence of various types and the superposition of different genetic types.

关键词： Metallogenic Environments and Characteristics of Temporal and Spatial Distribution of Copper Deposits in China Types

花岗伟晶岩分异演化与含矿性评价——从造岩矿物组构视角

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地质学报 2024年第5期98卷 1527-1549页

作者：秦克章刘宇超赵俊兴赵永能周起凤施睿哲朱丽群何畅通李俊瑜曹明坚中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国冶金地质总局矿产资源研究院北京101300

高演化稀有金属伟晶岩的成矿过程是复杂和苛刻的,涉及到岩浆-热液过程热历史、岩浆迁移路径与成矿空间、侵位环境的过冷程度以及岩浆组分中稀有金属元素的初始富集等条件。而伟晶岩的分带特征是其形成过程的一种综合体现,不论是伟晶岩... 详细信息

高演化稀有金属伟晶岩的成矿过程是复杂和苛刻的,涉及到岩浆-热液过程热历史、岩浆迁移路径与成矿空间、侵位环境的过冷程度以及岩浆组分中稀有金属元素的初始富集等条件。而伟晶岩的分带特征是其形成过程的一种综合体现,不论是伟晶岩区域分带还是伟晶岩内部结构分带,都反映了伟晶岩岩浆结晶分异过程中岩浆的性质与形成环境,而这同时也赋予了造岩矿物在组构上的特殊性,形成遗传代码,对其进行解密,从而能够用于示踪与评估花岗伟晶岩的演化程度与成矿潜力。对于区域伟晶岩群的成矿潜力评估,由于含矿熔体在组分上的跨度较大,随着远离母体花岗岩体距离的增大,伟晶岩群演化程度增加,熔体中铁镁质组分以及Ca、Ba、Sr等碱土金属含量迅速降低,而挥发分、助熔剂组分、碱金属含量在残余熔体中逐渐增加,长石、云母与石英在类别和组构上产生显著变化;其中长石向钾-钠端元演化,且钠长石相对钾长石占据主导地位,云母由黑云母向白云母以及锂白云母转变,石英阴极发光特征与晶体结构及微量元素成分也表现出规律性的变化。受矿物晶格的限制,长石的K/Rb、K/Cs以及云母的K/Rb、K/Cs、Nb/Ta等比值特征能有效区分不同矿化潜力的伟晶岩群。石英的阴极发光特征能够揭示其生长环境与历史,石英的Li、Al、Ti、Ge等微量元素组成可以用来区分不同类型的伟晶岩矿床,并提供关于岩浆演化和成矿过程的重要线索。伟晶岩内部分带的形成主要受成矿熔体规模、过冷度以及成矿空间的封闭性等因素的控制,但在初始熔体成分上可以具有较大的变化。其中强分带型稀有金属伟晶岩记录了完整的岩浆-热液演化过程,不同阶段石英、长石和云母在晶体形态、微观结构以及微量元素组成上都具有显著变化。弱分带型稀有金属伟晶岩(钠长石-锂辉石伟晶岩)的造岩矿物组分在伟晶岩内部变化不大,其受构造控制明显,在空间上与贫矿伟晶岩之间可具有较大的矿物组成差异,表明二者之间存在流动分异过程。而长距离(以更厚的地壳或大型拆离断层为标志)的熔体迁移正是形成超大型伟晶岩稀有金属矿床的有利要素。

关键词：花岗伟晶岩造岩矿物长石-石英-云母组构特征岩浆分异演化含矿性评价

喜马拉雅琼嘉岗伟晶岩型锂矿成矿地质特征和形成机制

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岩石学报 2024年第9期40卷 2664-2678页

作者：赵俊兴秦克章何畅通李俊瑜刘宇超施睿哲朱丽群赵永能林伟吴福元中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 岩石圈演化与环境演变全国重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

西藏喜马拉雅琼嘉岗伟晶岩型锂矿是喜马拉雅稀有金属成矿带标志性的伟晶岩型矿床。其成矿地质特征、成矿机理-机制和含矿性评价的研究对喜马拉雅稀有金属成矿带的形成机制和找矿勘查工作研究具有重要意义。中国科学院地质与地球物理研... 详细信息

西藏喜马拉雅琼嘉岗伟晶岩型锂矿是喜马拉雅稀有金属成矿带标志性的伟晶岩型矿床。其成矿地质特征、成矿机理-机制和含矿性评价的研究对喜马拉雅稀有金属成矿带的形成机制和找矿勘查工作研究具有重要意义。中国科学院地质与地球物理研究所在2021~2023年期间对喜马拉雅琼嘉岗伟晶岩型锂矿形成机制研究中,获得如下认识:(1)琼嘉岗锂辉石伟晶岩的主矿体主要顺矽卡岩化大理岩和钙质千枚岩面理侵入,中部整体上呈板状近水平(10°~20°),主矿体两侧倾角相对较大(30°~50°);(2)琼嘉岗矿床的富锂矿物主要为锂辉石(包括3个期次),次为透锂长石、锂绿泥石、锂云母等,其他稀有金属矿物包括绿柱石、日光榴石、羟硅铍石、铌锰矿-铌铁矿、锡石等,围岩蚀变主要为矽卡岩化并含有少量锡矿化;(3)琼嘉岗锂矿中花岗岩-伟晶岩的演化和成矿受岩浆结晶分异过程控制,锂辉石伟晶岩矿体的形成与系统大量流体出溶有关,花岗质熔体演化的早期阶段稀有金属可能达到饱和;(4)钾长石Ti温度计和流体包裹体等容线相交法揭示出从电气石白云母花岗岩到锂辉石伟晶岩呈现降温趋势,锂辉石伟晶岩石英形成时流体的捕获温度为410~475℃,捕获压力为180~240MPa,结合含锂矿物相关系揭示出降压是锂辉石伟晶岩形成的重要机制;(5)建立了琼嘉岗锂矿的成矿模式,指出高度结晶分异、流体出溶和降压过程控制了琼嘉岗锂辉石伟晶岩的形成,流体交代作用形成了稀有金属矿化;(6)长石结构和化学成分(Rb、Cs、Sr、Ba、K/Rb和形成温度)、石榴子石组成(高水含量、高Mn/(Mn+Fe)的锰铝榴石)、副矿物组成及其包裹矿物类型是琼嘉岗及周边伟晶岩含矿性评价的有效指标。

关键词：琼嘉岗锂矿地质特征成矿机制成矿模型喜马拉雅稀有金属成矿带

Rare Earth Element Behaviour in theWunugetushan Copper - Molybdenum Deposit,Inner Mongolia, and Its Implications

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 1994年第2期68卷 153-167页

作者： qin kezhang and Wang ZhitianBeijing Institute of Geology for M ineral Resources, CNNC, Beijing Beijing Institute of Geology for Mineral Resources CNNC Beijing

Considering porphyry and wall rocks as a whole system, the behaviour of rare earth elements (REE) in hydrothermal alteration and mineralization of the exceedingly large Wunugetushan porphyry Cu-Mo deposit of Inner Mongolia has been studied. It has been found for the first time that there exists complementary REE variation in hydrothermal alteration between porphyry and wall rocks, and Eu depletion has certain significance in indicating mineralization. Based on an analysis of the variation in REE contents of relevant minerals during the hydrothermal alteration, the ore-forming fluids are inferred to be depleted in ∑REE, comparatively enriched in ∑Y and strongly depleted in Eu. In the intermediate-strong alteration zones, porphyry and wall rock took part in hydrothermal metasomatism and alteration almost in equal ratio mass. Furthermore, studies of REE and hydrogen and oxygen isotopes and fluid inclusions confirm the existence of hydrothermal convection and the possibility of supplying part of ore materials by the wall rock and indicate that the application of REE geochemistry in mineral prospecting is promising.

关键词： REE complementary nature Eu depletion hydrothermal convection Wunugetushan Cu-Mo deposit Inner Mongolia

Unveil the Redox Evolution of Ore-forming Fluids using Sulfur Isotope:A Case Study of the Zhengguang Intermediate Sulfidation Epithermal Au-Zn Deposit,NE China

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地质学报:英文版 2023年第5期97卷 1462-1474页

作者： WANG Le GAO Shen qin kezhang SONG Guoxue HAN Ri SU Shiqiang GUO Jihai PANG Xuyong LI Guangming Key Laboratory of Mineral Resources Institute of Geology and GeophysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100029China Department of Earth Sciences University of GenevaGeneva 1205Switzerland School of Earth Science and Resources China University of GeosciencesBeijing 100083China College of Earth and Planetary Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing 101408China Heilongjiang Baoshan Mining Co. Ltd.HeiheHeilongjiang 164300China Institute of Mineral Resources Chinese Academy of Geological SciencesBeijing 100037China

Oxygen fugacity(fO_(2))is a key intensity variable during the entire magmatic-hydrothermal mineralization *** redox state and its variations between different stages of the ore-forming fluids of intermediate sulfidation epithermal deposits are rarely deciphered due to the lack of appropriate approaches to determine fO_(2)of the ***,we reported theδ^(34)S of the sulfides from three different stages(stageⅠ,Ⅱ,Ⅲ)of Zhengguang,an Early Ordovician Au-rich intermediate sulfidation(IS)epithermal deposit,to decipher the redox evolution of the ore-forming *** increasingδ^(34)S values from stageⅠpyrite(pyl,average-2.6‰)through py2(average-1.9‰)to py3(average-0.2‰)indicates a decrease of the oxygen fugacity of the ore-forming fluids.A compilation ofδ^(34)S values of sulfides from two subtypes of IS deposits(Au-rich and Ag-rich)from NE China shows that theδ^(34)S values of sulfides from Au-rich IS deposits are systematically lighter than those of Ag-rich IS Ag-Pb-Zn deposit,indicating the ore-forming fluids of the former are more oxidized than the *** highlight that sulfur isotopic composition of hypogene sulfides is an efficacious proxy to fingerprint the oxygen fugacity fluctuations of epithermal deposits and could potentially be used to distinguish the subtypes of IS deposits.

关键词： intermediate sulfidation epithermal sulfur isotope ore-forming fluids oxygen fugacity Zhengguang

西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿矿物包裹体形成过程及其对熔-流体特征的指示

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岩石学报 2024年第2期40卷 450-464页

作者：施睿哲赵俊兴何畅通秦克章赵永能曹明坚贾丽辉中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 德国地学研究中心波茨坦144734 岩石圈演化国家重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿是喜马拉雅地区发现的首例具有工业价值的伟晶岩型锂矿床,该矿床的发现证实了喜马拉雅地区具有成为我国稀有金属战略基地的潜力,也为喜马拉雅地区寻找伟晶岩型锂矿床提供了指示意义。本研究主要针对琼嘉岗锂矿花... 详细信息

西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿是喜马拉雅地区发现的首例具有工业价值的伟晶岩型锂矿床,该矿床的发现证实了喜马拉雅地区具有成为我国稀有金属战略基地的潜力,也为喜马拉雅地区寻找伟晶岩型锂矿床提供了指示意义。本研究主要针对琼嘉岗锂矿花岗岩和伟晶岩中三种主要副矿物独居石、磷灰石和锆石中的矿物包裹体进行扫描电镜分析,确定矿物包裹体种类、频率以及产状(与裂隙关系),结合磷灰石中长石包裹体电子探针分析,综合指示琼嘉岗锂矿熔-流体性质及演化过程。研究表明:(1)琼嘉岗锂矿独居石、磷灰石和锆石中主要发育硅酸盐、氧化物、磷酸盐以及少量硫化物包裹体,其中填充裂隙和穿切裂隙的富稀土矿物独居石和磷灰石包裹体均由热液蚀变形成,而锆石放射性损伤强烈的区域中发育的远离裂隙的晶质铀矿和方钍石包裹体的形成也和流体作用相关;(2)电气石白云母花岗岩的磷灰石中发育钶钽铁矿以及烧绿石包裹体表明早期花岗岩岩浆富集铌和钽,稀有金属包裹体的数量以及类型也对高演化的花岗岩和伟晶岩是否具有稀有金属成矿潜力以及矿化类型具有一定指示意义;(3)锂辉石伟晶岩磷灰石中发育异常高且变化大的An值的斜长石包裹体,它们分别记录了磷灰石在结晶时对早期富钙熔体的捕获以及熔体的分异过程。本文的研究结果还表明副矿物中矿物包裹体的种类以及元素组成可以为高演化花岗岩-伟晶岩体系的熔-流体特征及演化提供指示意义。

关键词：琼嘉岗伟晶岩型锂矿矿物包裹体副矿物斜长石熔-流体特征