花岗伟晶岩是稀有金属最重要的赋矿岩石。稀有金属矿化类型与花岗伟晶岩的内部分带结构特征和分异演化程度密切相关。因此，系统总结并建立分异演化程度的矿物指示标志有助于稀有金属找矿勘查工作的开展。
新疆阿尔泰造山带产出10万余条伟晶岩脉，构成我国最重要的稀有金属成矿带，可可托海3号脉则是其中规模最大的伟晶岩型稀有金属（Li-Be-Nb-Ta-Cs）矿床，以完美的同心环状内部结构分带和罕见的岩钟状形态闻名于世。3号脉由外向内产出9个内部结构分带（I-IX带），包括I带文象伟晶岩带、II带细粒钠长石带、III带块体微斜长石带、IV带石英-白云母带、V带锂辉石-叶钠长石带、VI带锂辉石-石英带、VII带白云母-薄片钠长石带、VIII带锂云母-薄片钠长石带和IX带微斜长石和石英核（图1），其形成过程可划分为熔体阶段（I-IV带）、熔流体阶段（V-VII带）和流体阶段（VIII-IX带）。由于伟晶岩中锆石的高U-Th含量和较大的Sr活动性等因素的影响，加之该区域岩浆活动期次较多，导致3号脉形成时代及演化时限争议颇大。另外，3号脉由外向内分异演化程度不断加大，是研究伟晶岩演化程度指示标志的理想对象，但由于以往测试方法的限制，矿物微量组成研究薄弱，使得伟晶岩分异演化程度的矿物化学标志亟待补充研究，演化过程亦有待深入解剖。
图1 可可托海3号脉采坑照片及内部结构分带图
a，3号脉采坑照片；b，3号脉横、纵剖面示意图及内部结构带的分布
中科院地质地球所固体矿产资源研究室周起凤博士后及其导师秦克章研究员等人，以可可托海3号脉为研究对象，对岩钟内不同结构带进行详细的年代学（锆石LA-ICP-MS U-Pb和白云母40Ar/39Ar分析）和矿物学（EPMA和LA-ICP-MS分析）研究。其中，锆石U-Pb定年结果表明3号脉就位时代为193-198Ma，Li沉淀的峰期为184-187Ma，白云母40Ar/39Ar定年结果显示流体阶段为177-182Ma，因此，3号脉形成于早侏罗世，其演化过程持续了~16 Ma，其中熔体阶段经历了~9-11 Ma，熔流体和流体阶段持续了~5-7 Ma。矿物学研究结果表明，3号脉伟晶岩岩浆就位后，经历了快速过冷却、相对稳定结晶和不平衡结晶作用（图2），其形成过程受控于分异结晶作用和不混溶过程，IV带和V带间发生的泄压事件引发大规模流体出溶，使得体系由熔体阶段（Be-Nb-Ta沉淀）向熔流体阶段（Li-Ta-Cs沉淀）转变（图3）。另外，根据3号脉由外向内分异演化程度加大的趋势及与已有的演化程度指示标志对比，总结新的伟晶岩分异演化程度指示标志有：石榴石Sc、Y、Li、Ta含量和Y/Ho值，电气石Ti、Ca、Na、Pb、Bi和REE含量，绿柱石Fe、Ga和Rb含量，这些标志对稀有金属找矿具有重要的指示意义。
图2 可可托海3号脉绿柱石背散射图像
a，边缘带中均一绿柱石晶体； b，II带细粒钠长石和似筛状绿柱石；c，II带中具有平直振荡蚀变边的绿柱石；d，III带产出的原生绿柱石及其不规则振荡蚀变边（Brl-E1）；e，VI带中原生绿柱石与具有不同Na和Cs含量的不规则蚀变边（Brl-F1，F2，F3）。Brl，绿柱石；Ab，钠长石；Qz，石英；Ms，白云母
图3 可可托海3号脉外部带（I-IV带）与内部带（V-VIII带）中绿柱石和电气石的成分差异
P-Brl，原生绿柱石；S-Brl，次生绿柱石；Tur，电气石。V带和VII带绿柱石以及V带和VI带电气石的主量组分分别引自Wang et al. (2009)和Zhang et al. (2008a)
以上研究成果近期发表在国际地学期刊Resource Geology（Zhou et al. Formation age and evolution time span of the Koktokay No.3 pegmatite, Altai, NW China: evidence from U-Pb Zircon and 40Ar-39Ar muscovite ages. Resource Geology, 2015, 65(3): 210-231）和国际著名矿物学期刊European Journal of Mineralogy（Zhou et al. Mineralogy of the Koktokay No.3 pegmatite, Altai, NW China: implications for evolution and melt-fluid processes of rare-metal pegmatites. European Journal of Mineralogy, 2015, 27: 433-457）上。
原文链接：Resource Geology
European Journal of Mineralogy
转载自：http://www.igg.cas.cn/xwzx/yjcg/201508/t20150824_4414265.html
