淺析電氣石與鋰鈹?shù)V成因聯(lián)系

趙建忠 曹子健 張子蛟 劉建

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì) 哈密 839000）

大紅柳灘偉晶巖型鋰鈹?shù)V品位富、規(guī)模大、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、礦床成因復(fù)雜，加強(qiáng)其成礦模型、找礦認(rèn)識(shí)的深入研究，對(duì)同類型礦床的找礦過(guò)程具有深遠(yuǎn)意義。大紅柳灘南偉晶巖空間分布、礦物組合較為復(fù)雜，但也具有一定的規(guī)律性，對(duì)于偉晶巖型礦床找礦具有指示意義。本文試從電氣石與偉晶巖型鋰鈹?shù)V成因聯(lián)系簡(jiǎn)單介紹。

1 電氣石簡(jiǎn)介

電氣石是硅酸鹽礦物，三方晶系。晶體呈柱狀，柱面上常有縱紋；集合體呈放射狀或纖維狀，有時(shí)呈塊狀或粒狀。具有熱電性及壓電性，成色好的可作為寶石。

電氣石多為氣成作用形成，常見于花崗巖、花崗偉晶巖及石英脈中。電氣石的顏色隨成分而異，在形成的不同階段顏色也不同。

1.1 電氣石的成分與顏色

電氣石的組成很復(fù)雜，以含硼為特征，化學(xué)分子通式表示為NaR3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F(xiàn))4，其中R 為Mg、Fe、Li、Al等。多以類質(zhì)同象的形式存在，常見的種類有三種（表1）：

（1）R=Fe，為黑電氣石，NaFe3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F(xiàn))4；

（2）R=Mg，為鎂電氣石，NaMg3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F(xiàn))4；

表1 不同顏色電氣石化學(xué)特征表 ω/10-2

（3）R=Li、Al，為鋰電氣石，Na（Li、Al）3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F(xiàn))4。

黑電氣石的顏色由含較高的Fe2+所致，可能同時(shí)含Mn2+；鎂電氣石的褐-黃棕色由Ti3+和Ti4+之間的電荷轉(zhuǎn)移所致；鐵鋰電氣石的藍(lán)色由Fe2+和Fe3+之間的電荷轉(zhuǎn)移所致；鋰電氣石的淺綠-黃綠色由Fe2+、Ti4+和Cr3+共同作用所致，可能同時(shí)含較高的Mn2+。由于電氣石具環(huán)帶結(jié)構(gòu)，邊部、中部、核部可形成不同的色暈，彩色或串色電氣石的形成多與此相關(guān)。

1.2 電氣石的產(chǎn)出特征

電氣石礦物種類主要為黑電氣石、鋰電氣石、鎂電氣石或其固溶體系列電氣石?；◢弬ゾr脈分異結(jié)晶帶鈣鈉階段和鉀階段階段多形成黑電氣石，而在交代作用帶的鈉化和鋰-鉀-銣-銫化階段多形成彩色或串色電氣石。

黑色電氣石產(chǎn)出于Rb（Be）礦化的偉晶巖，如大紅柳灘南花崗偉晶巖中含有大量的黑電氣石；藍(lán)-綠色電氣石產(chǎn)出于鈉長(zhǎng)石化和Rb、Nb、Ta 礦化的偉晶巖；綠、紅、紫紅、無(wú)色鋰電氣石產(chǎn)出于Li、Cs 礦化的偉晶巖。

花崗偉晶巖型電氣石的形成與Rb、Li、Be、Cs、Nb、Ta 等稀有金屬礦化密切相關(guān)。電氣石礦化強(qiáng)弱與花崗偉晶巖的分異結(jié)晶和交代作用的強(qiáng)烈程度密切相關(guān)。

根據(jù)前人的研究，可將不同種類電氣石的形成關(guān)系表述如下（圖1）：

2 電氣石與礦床成因的聯(lián)系

大紅柳灘南偉晶巖型鋰鈹?shù)V礦物種類中廣泛分布著電氣石。在種類上具有差異性，在空間分布上具有明顯的規(guī)律性，在化學(xué)特征上具有一定的指示性。與礦床的成因存在著密切聯(lián)系。

圖1 不同種類電氣石的形成關(guān)系圖

2.1 電氣石與偉晶巖類型的關(guān)系

在大紅柳灘南偉晶巖型鋰鈹?shù)V中，偉晶巖中的電氣石主要為黑電氣石，電氣石多與綠柱石、鋰輝石及鋰（白）云母共生。根據(jù)礦物的共生組合，可將偉晶巖的類型劃分為以下4種類型：Ⅰ電氣石型；Ⅱ電氣石、綠柱石型；Ⅲ電氣石、綠柱石、鋰輝石型；Ⅳ電氣石、鋰(白)云母型。

（1）電氣石型花崗偉晶巖

灰白色，中粗粒偉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物種類有電氣石、石英。電氣石含量可達(dá)30%-35%，長(zhǎng)石45%-50%，石英15%-20%。

電氣石呈黑色，由較高的Fe2+引起，種類為鐵電氣石。粒徑4.30mm×2.86mm，自形程度較差，多呈不規(guī)則粒狀分布，可見環(huán)帶與色暈。電氣石后期受應(yīng)力作用發(fā)生碎裂。

該類型偉晶巖中的電氣石形成溫度最高，形成于巖漿熱液分異結(jié)晶早期，是花崗偉晶巖礦床形成的初期產(chǎn)物。該類型偉晶巖脈含銣（硼）礦，不含鋰鈹?shù)V。

（2）電氣石、綠柱石型花崗偉晶巖

淺灰白色，細(xì)粒偉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物種類有電氣石、綠柱石及石英。石英含量高達(dá)45%、長(zhǎng)石35%、電氣石10%、綠柱石3%-5%、白云母2%左右。

電氣石呈墨綠色，粒徑可達(dá)3.12mm×1.54mm，自形程度較好，呈自形柱狀分布。鏡下可見其三色環(huán)帶，邊部為墨藍(lán)色，中部為褐色，核部為墨綠色。墨藍(lán)色由Fe2+和Fe3+之間的電荷轉(zhuǎn)移所致；褐色由Ti3+和Ti4+之間的電荷轉(zhuǎn)移所致；墨綠色由Fe2+、Ti4+和Cr3+共同作用所致。綜上電氣石種類為鎂電氣石、鐵鋰電氣石。

該類型偉晶巖中電氣石的形成溫度相對(duì)較低，形成于巖漿熱液分異結(jié)晶中期，交代作用明顯。該偉晶巖脈含礦性較好，主要為鈹?shù)V，部分鈹?shù)V可達(dá)工業(yè)指標(biāo)。

（3）電氣石、綠柱石、鋰輝石型花崗偉晶巖

灰白色，中-細(xì)粒偉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物種類有電氣石、綠柱石、鋰輝石及鈉長(zhǎng)石。電氣石含量3%-5%，石英35%、長(zhǎng)石25%、鋰輝石20%、綠柱石2%-3%、白云母1%左右。

電氣石呈墨綠色，由Fe2+、Ti4+和Cr3+共同作用所致，種類為鋰電氣石。粒徑1.21mm×0.57mm，自形程度較差，多呈粒狀分布。

該類型偉晶巖中電氣石的形成溫度較低，形成于巖漿熱液分異結(jié)晶晚期，交代作用明顯。該偉晶巖脈以鈹?shù)V、鋰鈹?shù)V為主，含礦性較好。

（4）電氣石、白云母型花崗偉晶巖

淺灰白色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物種類有電氣石、鈉長(zhǎng)石、白云母。長(zhǎng)石含量50%、石英30%、白云母12%、電氣石3%、微量鋯石。

可見兩種電氣石，一種為粒狀墨綠色粒徑較大多發(fā)生碎裂，并可見核部仍為墨藍(lán)色；一種為粒狀墨藍(lán)色。由Fe2+和Fe3+之間的電荷轉(zhuǎn)移所致，種類為鐵鋰電氣石。

該類型偉晶巖中電氣石的形成溫度低，形成于巖漿熱液分異結(jié)晶中晚期。該偉晶巖脈含礦性一般，個(gè)別含鈹?shù)V。

2.2 電氣石在空間上的分布

大紅柳灘南偉晶巖中的電氣石種類主要有黑電氣石、鐵鋰電氣石、鋰電氣石三種，在空間上具有一定的分帶性，與鋰鈹?shù)V成礦過(guò)程有密切聯(lián)系。根據(jù)與巖體的空間位置關(guān)系，并結(jié)合電氣石種類，可分為以下4個(gè)帶（圖2）：Ⅰ黑電氣石帶；Ⅱ鎂電氣石、鐵鋰電氣石帶；Ⅲ鋰電氣石帶；Ⅳ鐵鋰電氣石帶。

（1）Ⅰ黑電氣石帶

該電氣石帶分布于工作區(qū)西部二云母二長(zhǎng)花崗巖體內(nèi)，展布方向以北西向?yàn)橹鳎螢楸睎|向，規(guī)模大，長(zhǎng)70-1200 米，寬1.3-25 米。礦物組合為電氣石、石英。與母巖的距離較近，＜0.2km。帶內(nèi)特征組分為K，主要礦化為Rb（Be），工業(yè)意義很小。

（2）Ⅱ鎂電氣石、鐵鋰電氣石帶

該電氣石帶分布于工作區(qū)內(nèi)二云母二長(zhǎng)花崗巖內(nèi)外接觸帶，展布方向呈北西向，規(guī)模大，出露長(zhǎng)度110-2100m，寬1.0-190m。該偉晶巖脈部分鈹?shù)V可達(dá)工業(yè)指標(biāo)。礦物組合為電氣石、綠柱石、鈉長(zhǎng)石及石英。與母巖的距離近，＜0.6km。帶內(nèi)特征組分為K-Na，主要礦化為Be(Li、Rb、Nb)，工業(yè)意義中等。

圖2 大紅柳灘南鋰鈹?shù)V區(qū)電氣石分帶圖

（3）Ⅲ鋰電氣石帶

該電氣石帶分布于工作區(qū)內(nèi)二云母二長(zhǎng)花崗巖外接觸帶，距二云母二長(zhǎng)花崗巖體80-1500m，展布方向呈北西向。規(guī)模中等，出露長(zhǎng)度40-2000m，寬0.85-40m。礦物組合為電氣石、綠柱石、鈉長(zhǎng)石及石英。與母巖的距離遠(yuǎn)，0.4-1.5km。帶內(nèi)特征組分為Na-Li，主要礦化為Be、Li(Rb、Nb)，工業(yè)意義最大。

（4）Ⅳ鐵鋰電氣石帶

該電氣石帶分布于工作區(qū)北部黑云母花崗巖體內(nèi)、外接觸帶，展布方向以北東向?yàn)橹鳎螢楸北蔽飨?，?guī)模小，出露長(zhǎng)度50-260米，寬1.5-20米。礦物組合為電氣石、白（鋰）云母、鈉長(zhǎng)石及石英。與母巖的距離較遠(yuǎn)，1.2-2.3km。帶內(nèi)特征組分為L(zhǎng)i-Cs，主要礦化為Nb(Cs、Li、Be、Ta、Sn)，工業(yè)意義較小。

3 結(jié)論

（1）黑電氣石一般形成的溫度較高，是花崗偉晶巖形成初期產(chǎn)物；鎂電氣石、鐵鋰電氣石形成溫度較低，是花崗偉晶巖的中期產(chǎn)物，交代作用明顯，氣液活動(dòng)強(qiáng)烈；鋰電氣石形成溫度低，是花崗偉晶巖的中-晚期產(chǎn)物，是含鋰鈹?shù)V偉晶巖的特有礦物。

（2）從花崗偉晶巖結(jié)晶的早期到晚期，電氣石由黑電氣石→鐵鋰電氣石→鋰電氣石逐漸演化。Fe、Mg 和Mn 的含量逐漸減少，Li 和F 等的含量逐漸增多，F(xiàn)e、Mg和Mn逐漸被Li和Al取代。

（3）在空間上黑電氣石帶-鐵鋰電氣石帶-鋰電氣石帶與巖體的位置逐漸變遠(yuǎn)，規(guī)模逐漸變小，工業(yè)意義增大，含礦性變好。礦化主要由Rb（Be）→Be(Li、Rb、Nb) →Be、Li(Rb、Nb) →Nb(Cs、Li、Be、Ta、Sn)轉(zhuǎn)變。

（4）在后期偉晶巖型鋰鈹?shù)V的找礦過(guò)程中，鋰電氣石可作為鋰礦的礦物標(biāo)型；鐵鋰電氣石可作為鈹?shù)V的礦物標(biāo)型。