河南盧氏官坡偉晶巖中腐鋰輝石的特征分析

白 峰，馮恒毅，鄒思吉力，劉 姣

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)礦物巖石材料開(kāi)發(fā)應(yīng)用國(guó)家專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

河南盧氏官坡偉晶巖中腐鋰輝石的特征分析

白 峰，馮恒毅，鄒思吉力，劉 姣

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)礦物巖石材料開(kāi)發(fā)應(yīng)用國(guó)家專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

本文通過(guò)對(duì)河南盧氏官坡偉晶巖中的腐鋰輝石礦物特征研究，得出腐鋰輝石的主要礦物組成為鋰綠泥石，含有少量的石英。與鋰輝石相比，腐鋰輝石中的Li含量明顯減少，另外Rb和Cs的含量以及稀土元素從La至Lu的含量也明顯減少。鋰元素的損失，嚴(yán)重地影響了鋰礦石的質(zhì)量和利用價(jià)值。

腐鋰輝石；鋰綠泥石；官坡

河南盧氏官坡偉晶巖脈外側(cè)存在著大量的白色、不透明、土狀光澤的礦石。這類(lèi)礦石表面具有縱紋、結(jié)構(gòu)松散，多呈塊狀、板狀分布。鋰輝石經(jīng)蝕變后的產(chǎn)物，稱(chēng)為腐鋰輝石，以粘土礦物為主，主要有塊白云母、蒙脫石、高嶺石等[1,2]。而本區(qū)的蝕變白色礦石經(jīng)研究表明，具有鋰輝石的假象，主要礦物成分卻是鋰綠泥石，這在鋰輝石蝕變產(chǎn)物中是非常少見(jiàn)的。

1 標(biāo)本描述

腐鋰輝石為白色，土狀光澤，塊狀，硬度較低，沿固定的結(jié)構(gòu)方向破碎，密度在2.5g/cm3左右，并留有鋰輝石兩組解理的假象(圖1)。而鋰輝石多為白色、淺綠色、灰色，晶面呈亞玻璃光澤，土狀光澤；常呈粗大柱狀或片狀晶體，自形程度好，柱面常具有縱紋；參差狀斷口，斷口可見(jiàn)兩組近直角的解理(圖2)。

在偏光鏡下，腐鋰輝石為半透明—不透明，可見(jiàn)到鋰輝石的兩組近90°夾角的解理假象。在腐鋰輝石裂隙中間充填有石英細(xì)脈(圖3、圖4)。

2 掃描電鏡觀(guān)察

圖1 腐鋰輝石手標(biāo)本

圖2 鋰輝石手標(biāo)本

圖3 單偏光鏡下腐鋰輝石

圖4 正交偏光鏡下腐鋰輝石

利用掃描電鏡對(duì)未蝕變的鋰輝石和腐鋰輝石的表面微形貌進(jìn)行對(duì)比。儀器型號(hào)LEO-1450，工作電壓200kV，分辨率3.5nm。測(cè)試單位：北京科技大學(xué)材料與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心。通過(guò)掃描電鏡圖片可以看到：鋰輝石的一組平直解理(圖5)在蝕變后，腐鋰輝石盡管表面上存在原鋰輝石解理的假象，但原來(lái)解理縫已經(jīng)變得彎曲和模糊(圖6)。

圖5 鋰輝石一組完全解理(SEM)

圖6 腐鋰輝石的解理假象(SEM)

3 X-射線(xiàn)粉晶衍射分析

對(duì)樣品進(jìn)行X-射線(xiàn)粉晶衍射分析其物相組成。測(cè)試單位：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地學(xué)實(shí)驗(yàn)中心。實(shí)驗(yàn)儀器型號(hào)為D/Max-RC，實(shí)驗(yàn)條件為：CuKα1靶：波長(zhǎng)，靶電壓為40kV，靶電流為80mA，發(fā)散狹縫1°，接受狹縫0.15mm，防止散射狹縫1°。得到的X-射線(xiàn)粉晶衍射圖譜如圖7。

從圖7和衍射數(shù)據(jù)分析可知，腐鋰輝石主要是由鋰綠泥石和少量的石英組成，而且礦物的結(jié)晶度不高，使得圖譜的背景峰較高。

4 X-熒光光譜分析

為對(duì)比鋰輝石和腐鋰輝石的化學(xué)成分變化，測(cè)試采用X-熒光光譜掃描測(cè)試方法進(jìn)行。測(cè)試單位：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院測(cè)試分析中心。測(cè)試方法和依據(jù)：GB/T14506.28-93硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法X-射線(xiàn)熒光光譜法測(cè)定主、次元素量。儀器型號(hào)：飛利浦PW2404，X-射線(xiàn)熒光光譜儀。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 官坡偉晶巖腐鋰輝石與鋰輝石主要化學(xué)成分對(duì)比(%)

對(duì)比鋰輝石和腐鋰輝石(主要為鋰綠泥石)中化學(xué)成分的含量，Li2O流失嚴(yán)重，SiO2成分也少了很多。這說(shuō)明鋰輝石在流體參與下蝕變作用明顯，位于鋰輝石硅氧四面體鏈之間的金屬離子流失嚴(yán)重。鋁類(lèi)質(zhì)同像取代硅的位置，使得鋰輝石由鏈狀硅酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)閷訝罟杷猁}，層間停留有大量的流體殘留的水，形成了結(jié)構(gòu)水。鋰輝石蝕變成鋰綠泥石的反應(yīng)式為：

在上述作用中，水起到了重要作用，鋰輝石蝕變成鋰綠泥石過(guò)程中，產(chǎn)生的部分石英以細(xì)脈狀充填在鋰綠泥石中，部分結(jié)晶程度較差，造成X-射線(xiàn)衍射譜存在非晶質(zhì)。大部分鋰被帶走。由于腐鋰輝石保留了鋰輝石晶體的假象，并且還存在鋰的殘留，可以推斷河南官坡偉晶巖礦經(jīng)歷的流體蝕變次數(shù)較少，鋰綠泥石沒(méi)有進(jìn)一步蝕變，保存了部分的鋰資源。

5 ICP-MS微量元素分析

腐鋰輝石微量元素測(cè)試采用電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)方法，儀器型號(hào)Finnigan MAT制造，HR-ICP-MS(ElementⅠ)，溫度20℃，相對(duì)濕度30%。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

通過(guò)微量元素含量測(cè)定，與鋰輝石對(duì)比可知，腐鋰輝石中的Li含量明顯減少，另外Rb和Cs的含量以及稀土元素從La-Lu的含量也明顯的減少了。這說(shuō)明鋰輝石在蝕變成腐鋰輝石的過(guò)程中，大量的組分都流失了。尤其是可利用的鋰元素?fù)p失較多，嚴(yán)重地影響了鋰礦石的質(zhì)量和利用價(jià)值。

表2 官坡偉晶巖腐鋰輝石的微量元素成分(×10-6)

6 結(jié)論

偉晶巖中裸露在外表的鋰輝石經(jīng)蝕變后變?yōu)楦囕x石，顏色由灰白色—淺綠色變?yōu)榘咨Y(jié)構(gòu)變得較松散，易破碎，密度變?。唤?jīng)測(cè)定腐鋰輝石的主要礦物成分為鋰綠泥石，含有少量的石英。通過(guò)微形貌觀(guān)察蝕變前后礦物表面解理的變化表明，腐鋰輝石還保留有鋰輝石的解理假象，解理痕跡已變得彎曲和模糊。蝕變前后的成分對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，蝕變后的腐鋰輝石中的Li含量明顯減少，另外Rb和Cs的含量以及稀土元素從La至Lu的含量也明顯的減少了。其中鋰元素的損失，嚴(yán)重地影響了鋰礦石的質(zhì)量。

[1]張志蘭,張如柏,田慧新.秦嶺某區(qū)稀有金屬花崗偉晶巖中鋰輝石的蝕變[J].成都地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào),1979,(4):27-44.

[2]王濮,潘兆櫓,翁玲寶.系統(tǒng)礦物學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社,1982.

Study on Cymatolite From Guanpo Pegmatite Deposits in Lushi

BAI Feng, FENG Heng-yi, ZOU Si-jie, LIU Jiao
(National Laboratory of Mineral Materials,China University of Geosiences,Beijing 100083, China)

This article does systematic mineralogy research on cymatolite from Guanpo pegmatite by the observation of the hand specimens and microscope, X-ray powder diffraction, X-ray fluorescence analysis and ICP-MS. The main mineral composition of cymatolite are cookeite and little quartz. Lithium is lower content in the cymatolite.There are lower Rb、Cs、La-Lu in cymatolite than in spodumene. Heavy losses of Lithium influence seriously the quality and utilization ratio of Lithium ores.

cymatolite; cookeite; Guanpo

P578.954

A

1007-9386(2010)05-0029-03

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)礦物巖石材料開(kāi)發(fā)應(yīng)用國(guó)家專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目(07013A)。

2010-08-04