關(guān)鍵金屬鈹?shù)某傻V機(jī)制與找礦前景*

饒燦 王汝成 車旭東 李曉峰 王琪 張志琦 吳潤秋

1. 浙江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，浙江省地學(xué)大數(shù)據(jù)與地球深部資源重點實驗室，杭州 310027

2. 南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國家重點實驗室，南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210023

3. 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，礦產(chǎn)資源研究院重點實驗室，北京 100029

鈹(Be)是一種超輕金屬元素，具有無磁性、抗腐蝕性、硬度高(比鋼硬6倍)，易于發(fā)射X射線、高熱吸附能力、高熔點(1285℃)，以及在溫度劇變情況下穩(wěn)定性較高的特征(Tayloretal., 2003)。鈹可作為X射線和伽馬射線的“窗口”，與高能α輻射發(fā)射器緊密混合用于制造中子源(Tomberlin, 2004)，是聚變反應(yīng)堆中一種面向等離子體材料(Longhurstetal., 2011)。而金屬鈹和氧化鈹具有低密度、高中子慢化和反射能力的優(yōu)點，是空間反應(yīng)堆中子反射器應(yīng)用的理想候選材料，廣泛應(yīng)用于空間核動力系統(tǒng)中軸向(BeO)和徑向(Be)中子反射器的主要候選元件 (Snead and Zinkle, 2005)。由此看出，鈹廣泛應(yīng)用于國防和尖端科技等戰(zhàn)略新興領(lǐng)域(金慶花, 2015; 王仁財?shù)? 2014; Foleyetal., 2017)。因鈹?shù)倪@些應(yīng)用具有不可替代性，鈹被譽(yù)為“戰(zhàn)略關(guān)鍵金屬”、“超級金屬”、“尖端金屬”、“空間金屬”、“核子堆保護(hù)神”等稱號(Freiman, 2008; Ledereretal., 2016; Foleyetal., 2017; 李建康等, 2017)。

目前，國際鈹資源來源于綠柱石型鈹?shù)V和羥硅鈹石型鈹?shù)V，其分布以及部分鈹資源量如圖1所示。然而，大型或超大型鈹?shù)V床幾乎都產(chǎn)于美洲，國際鈹資源主要來源于“火山巖型”鈹?shù)V(Ledereretal., 2016)。隨著尖端科技發(fā)展、國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求和國家戰(zhàn)略(國防、軍事等)部署，鈹?shù)男枨笠渤时l(fā)式增長。2018年，香山科學(xué)會議(北京)和國家自然科學(xué)基金委雙清論壇(成都)就聚焦了Be、Li、Nb、Ta等稀有金屬礦產(chǎn)，并將這些稀有金屬礦產(chǎn)的成礦機(jī)制與過程作為“戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)資源”研究領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問題和今后重點研究方向，突出了關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)資源的緊迫性、急需性、未來性和戰(zhàn)略性。2019年國家自然科學(xué)基金委啟動了重大研究計劃“戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬超常富集成礦動力學(xué)”，鈹作為其中一種戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬，其超常富集機(jī)制也是重點關(guān)注內(nèi)容之一。本文通過分析鈹?shù)牡厍蚧瘜W(xué)性質(zhì)，了解鈹?shù)馁x存形式及其富集過程，揭示鈹資源類型及其成礦過程，探討我國鈹資源的勘察與找礦潛力。

1 鈹?shù)牡厍蚧瘜W(xué)特征

鈹屬于一種親巖元素，同時也是一種稀有金屬元素。在上地殼中，鈹?shù)目死酥祪H為3×10-6(Taylor and McLennan, 1995)，廣泛分散于各種巖石中。鈹?shù)耐凰赜?2種，其中僅有9Be穩(wěn)定，放射性鈹同位素中，10Be的半衰期為1.39Myr，而7Be的半衰期僅為53天，其它多數(shù)同位素均為毫秒(Foleyetal., 2017)。與其它親巖稀有金屬元素Nb、Ta、Zr、Hf等相比，鈹具有獨特的晶體化學(xué)特征：(1)極小的離子半徑(0.27?)(Shannon, 1976)；(2)較高的第一和第二電離電位(9.32eV和18.21eV，F(xiàn)oleyetal., 2017)；(3)最外層電子2S2的雜化軌道電子構(gòu)型具有強(qiáng)烈的共價性；(4)電荷密度介于Al和Si之間，但其電價為+2價，直接阻礙它與這兩個元素的置換。這些特征使得Be難進(jìn)入大部分礦物晶體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致鈹在絕大部分造巖礦物中高度不相容。

2 鈹?shù)馁x存形式

鈹?shù)馁x存形式取決于其晶體化學(xué)特征和地球化學(xué)性質(zhì)，它主要在酸性巖石、堿性巖石及其相關(guān)巖石中晶出，形成鈹?shù)莫毩⒌V物和富鈹?shù)V物。目前，自然界發(fā)現(xiàn)鈹?shù)莫毩⒌V物約120余種，主要包括鈹?shù)难趸?、硅酸鹽、磷酸鹽、氫氧化物、硼酸鹽、砷酸鹽等礦物。它們以不同產(chǎn)狀和形式分布于花崗巖、偉晶巖、石英巖(脈)、矽卡巖、蝕變凝灰?guī)r以及堿性巖等巖石中(表1、表2)，其中綠柱石和羥硅鈹石(硅鈹石)是鈹?shù)V床的主要礦石礦物。

表1 鈹?shù)闹饕x存形式與產(chǎn)出巖石類型Table 1 Main occurrence and rock-types of beryllium

表2 鈹?shù)V床類型與礦物組合Table 2 Deposit types and mineral assemblages of beryllium ores

圖1 全球鈹資源分布(a)與鈹資源量估算(b)(據(jù)Foley et al., 2017修改)Fig.1 The locations of world beryllium resource (a) and estimates of grade and tonnage of beryllium deposits (b) (modified after Foley et al., 2017)

然而，在不同體系中，鈹?shù)馁x存形式存在極大差異(表2)：(1)在蝕變凝灰?guī)r中，鈹?shù)V物主要是羥硅鈹石、硅鈹石、日光榴石等，如美國spor鈹?shù)V床中礦石礦物主要為羥硅鈹石(Foleyetal., 2012; Ledereretal., 2016)，我國東南沿海火山巖蝕變帶中也發(fā)育硅鈹石、羥硅鈹石等鈹?shù)V物(林慶讓, 1985; 宋叔和, 1989)；(2)在高分異花崗巖和偉晶巖中，鈹?shù)V物相對較簡單，主要為綠柱石(Neiva and Neiva, 2005; Cempírek and Novák, 2006; Wangetal., 2009)，這主要是因為綠柱石的形成溫度和壓力正好處在大多數(shù)花崗巖和偉晶巖固結(jié)時的溫壓范圍(Barton, 1986)。若在富磷花崗巖或偉晶巖中，可發(fā)育磷鈹鈣石、磷鈣鈹石、磷鈹鈉石等鈹?shù)牧姿猁}礦物(Charoy, 1999; Huangetal., 2002; Cheetal., 2007; Galliskietal., 2012)；(3)在花崗巖云英巖化部位或周圍的石英脈中，鈹?shù)V物以綠柱石為主，云英巖中可出現(xiàn)日光榴石族礦物、羥硅鈹石等鈹?shù)V物；(4)在矽卡巖中，鈹?shù)V物種多且化學(xué)成分非常復(fù)雜，如湖南香花嶺矽卡巖中發(fā)育香花石 (Huangetal., 1958)、鈹石、鋰鈹石(趙春林, 1964)、鐵塔菲石(Yangetal., 2012)、孟憲民石(Raoetal., 2017)等鈹?shù)V物；(5)在碳酸巖中，鈹?shù)V物相對較簡單，主要為羥硅鈹石；(6)在堿性巖中，鈹?shù)V物種非常豐富，可以發(fā)育白鈹石、硅鈹鈉石、興安石、白針柱石、硅鈹石、羥硅鈹石、硅鈹釔礦、鋅日光榴石和鈹石等鈹?shù)V物；(7)在構(gòu)造變質(zhì)巖中，鈹?shù)V物主要為綠柱石、硅鈹石、金綠寶石等，綠柱石通常呈綠色和藍(lán)色，可以作為祖母綠和海藍(lán)寶石等寶石開采；(8)在沉積巖中，綠柱石、藍(lán)柱石等是主要的鈹?shù)V物，部分綠柱石可以作為寶石開采。

在富鈹?shù)V物中，Be以類質(zhì)同象形式存在，與礦物結(jié)構(gòu)中Li、Al、B和Si發(fā)生置換或替代，甚至可替代空位：如云母族礦物中，Be主要替代Al位；在硼鋰鈹?shù)V中Be與B占相同位置(Hawthorne and Huminicki, 2002)。這些不等價的替代均通過礦物中其它不等價替代來補(bǔ)償電價，導(dǎo)致礦物晶體結(jié)構(gòu)上在一定程度上發(fā)生形變。在閩江石的晶體結(jié)構(gòu)中，Be還可以與P占據(jù)同一位置，且它們在四面體六元環(huán)中占位完全無序(Raoetal., 2016)。在“火山巖型”鈹?shù)V床中，紫色螢石可含2470×10-6Be，顯示螢石中Ca可能被Be替代(金慶花, 2015)。

圖2 與巖漿-熱液過程相關(guān)的鈹?shù)V成礦示意圖(據(jù)Barton and Young，2002修改)Fig.2 Schematic diagram of Be mineralization related to magmatic-hydrothermal processes (modified after Barton and Young, 2002)

3 鈹資源類型與成礦機(jī)制

由于鈹在酸性和堿性環(huán)境中均可富集、遷移和結(jié)晶，Be的富集和成礦方式復(fù)雜，因此，鈹?shù)V床類型眾多。按其形成成因，鈹?shù)V床可分為與巖漿-熱液過程有關(guān)的鈹?shù)V床和非巖漿-熱液過程的鈹?shù)V床(Barton and Young, 2002)。非巖漿-熱液過程的鈹?shù)V床主要涉及構(gòu)造變質(zhì)作用和沉積作用形成的鈹?shù)V，可產(chǎn)出寶石級綠柱石或祖母綠、金綠寶石和硅鈹石(Sinkankas, 1981; Grundmann and Morteani, 1989; Olson, 2016)，這里不作闡述。與巖漿-熱液過程相關(guān)的鈹?shù)V床主要包括“火山巖型”鈹?shù)V、高分異花崗巖-偉晶巖型鈹?shù)V、云英巖-石英巖型鈹?shù)V、堿性巖型鈹?shù)V、矽卡巖型鈹?shù)V、碳酸巖型鈹?shù)V等鈹?shù)V床。Barton and Young (2002)和Foleyetal. (2017)歸納并總結(jié)了與巖漿-熱液過程密切相關(guān)的鈹成礦模式(圖2)，鈹?shù)某傻V機(jī)制均與巖漿作用、熱液作用以及介質(zhì)作用相關(guān)。

3.1 “火山巖型”鈹?shù)V

“火山巖型”鈹?shù)V指火山巖系統(tǒng)中由火山作用、巖漿作用以及火山-熱液過程引起B(yǎng)e富集而形成的礦床，曾被稱為火山低溫?zé)嵋盒外數(shù)V、交代型鈹?shù)V、火山成因淺成熱液型鈹?shù)V、Spor型鈹?shù)V等(Foleyetal., 2017)。這些礦床類型名稱真實指示了鈹?shù)V的形成具有火山巖成因、低溫?zé)嵋鹤饔?、交代作用、淺成熱液改造等特征，鈹成礦與中酸性火山作用-流紋巖/流紋質(zhì)凝灰?guī)r熱液蝕變有關(guān)，其實質(zhì)為熱液型礦床。該類型鈹?shù)V以美國猶他州Spor山鈹?shù)V最為著名，其寄主巖為流紋巖和凝灰?guī)r，具有準(zhǔn)鋁-過鋁質(zhì)、富F和稀有金屬元素(Be、Ce、Li、Rb、REE、Sn、Th、Tl和U等)等特征，鈹?shù)V物主要有羥硅鈹石、硅鈹石、日光榴石族礦物等(Ledereretal., 2016; Foleyetal., 2017)，主要形成羥硅鈹石與螢石組合，伴生石英、方解石、歐泊等，同時有少量硅鈹石和綠柱石出現(xiàn)。鈹?shù)V物顆粒非常細(xì)小，肉眼極難識別，如浙東南青田蝕變凝灰?guī)r中就出現(xiàn)了細(xì)小的羥硅鈹石(圖3)。

圖3 浙東南青田蝕變凝灰?guī)r中羥硅鈹石的礦物組合(a)羥硅鈹石與螢石、石英組合；(b)羥硅鈹石與閃鋅礦、赤鐵礦等組合. Btd-羥硅鈹石；Fl-螢石；Qtz-石英；Sph-閃鋅礦；Hmt-赤鐵礦Fig.3 Mineral assemblages of bertrandite in Qingtian altered tuff in Southeast Zhejiang Province(a) bertrandite associated with fluorite and quartz; (b) bertrandite associated with sphalerite and hematite. Btd-bertrandite; Fl-fluorite; Qtz-quartz; Sph-sphalerite; Hmt-hematite

目前，研究美國Spor山鈹成礦機(jī)制的較多 (Lindsey, 1979; Christiansenetal., 1988; Foleyetal., 2012, 2017; Daileyetal., 2018)，我國新疆白楊河火山巖型鈹?shù)V也有相關(guān)的研究 (肖艷東等, 2011; 董全宏等, 2014; 肖國賢等, 2015)。歸納起來，“火山巖型”鈹成礦可分為Be的初始富集和強(qiáng)烈富集兩個階段。大量野外觀察和分析表明，美國Spor山鈹?shù)V是凝灰?guī)r或流紋巖經(jīng)過熱液蝕變而成，Be主要來源于凝灰?guī)r和流紋巖，火山巖的熱液蝕變促使分散形式Be富集、遷移、結(jié)晶并成礦 (Wood, 1992; Foleyetal., 2012)，鈹?shù)V物主要分布于蝕變凝灰?guī)r中 (Lindsey, 1998)，即火山巖在晚期/后期的熱液蝕變過程中Be是原地或準(zhǔn)原地富集和結(jié)晶的。因此，Be的初始富集與火山巖巖漿的形成和演化密切相關(guān)。在美國Spor火山巖型鈹?shù)V床中，流紋巖中火山玻璃可含40×10-6～43×10-6Be，而高度演化的流紋巖中火山玻璃可含75×10-6Be，長石和石英斑晶等僅含2×10-6～8×10-6Be(Daileyetal., 2018)，石英斑晶中原生熔體包裹體最高可含108×10-6Be(平均59×10-6)(Websteretal., 1989; Foleyetal., 2012)，這說明其原始巖漿極為富Be。

3.2 高分異花崗巖-偉晶巖型鈹?shù)V

圖4 南平偉晶巖中鈹?shù)牧姿猁}礦物組合(a)石英中磷鈣鈹石(Hbt)；(b)石英中磷鍶鈹石(Srh)；(c)閩江石(Mjt)與白云母(Mus)、磷灰石(Apt)組合；(d)磷鈉鈹石(Bln)與磷鍶鈹石等礦物組合Fig.4 Be-bearing phosphate mineral assemblage in the Nanping pegmatite(a) hurlbutite in quartz; (b) strontiohurlbutite in quartz; (c) minjiangite associated with muscovite and apatite; (d) mineral assemblage of strontiohurlbutite and beryllonite. Hbt-hurlbutite; Apt-apatite; Srh-strontiohurlbutite; Mjt-minjiangite; Mus-muscovite; Bln-beryllonite

3.3 云英巖型-石英巖(脈)型鈹?shù)V

云英巖型-石英巖(脈)型鈹?shù)V主要指高分異花崗巖或富F花崗巖的云英巖化過程以及周圍的形成石英脈過程，鈹?shù)玫礁患⒔Y(jié)晶成礦。大量野外觀察和分析表明，云英巖型-石英巖(脈)型鈹?shù)V的花崗巖母巖具有富F的特征，云英巖化過程中，通常發(fā)育黃玉、螢石等氟礦物(盧煥章等, 1995)。這表明F在Be的富集、遷移和結(jié)晶過程中起至關(guān)重要的作用。通常情況下，云英巖型和石英巖(脈)型鈹?shù)V主要發(fā)育綠柱石為主。然而，廣東萬峰山礦床的云英巖型鈹?shù)V，除了發(fā)育綠柱石外，還出現(xiàn)大量的日光榴石族等鈹?shù)V物(盧煥章等, 1995)；浙江臨安大明山花崗巖周圍的石英脈型鎢鈹?shù)V中，以針狀綠柱石為主(熊群堯和李巖, 1993; 黃國成等, 2012)。而福建平和縣福里石石英脈型鈹?shù)V中則出現(xiàn)厘米極綠柱石晶體，主要分布于石英晶體晶間(黃新鵬, 2016)。云英巖型鈹?shù)V的形成主要與云英巖化過程中Be離子濃度以及熱液性質(zhì)有關(guān)，而石英脈型鈹?shù)V礦體形態(tài)主要受花崗巖的圍巖裂隙控制。

3.4 堿性巖型鈹?shù)V

堿性巖型鈹?shù)V與鈉質(zhì)角閃巖和含鈉輝石的花崗巖、石英正長巖和霞石正長巖的形成與演化有關(guān)，鈹與其它稀有稀土元素一起得到富集和結(jié)晶。與高分異花崗巖或偉晶巖型鈹?shù)V相似，巖漿侵位后的結(jié)晶分異程度制約稀有稀土元素的成礦作用(楊武斌等, 2011)，而晚期流體/熱液作用導(dǎo)致早期含鈹?shù)V物釋放出鈹，使得鈹再分配，從而再富集并結(jié)晶。在堿性巖型鈹?shù)V中，鈹?shù)V物的化學(xué)成分也具有堿性特征，主要包括鈹?shù)拟c鈣硅酸鹽(板晶石、硅鈹鈉石、白鈹石等)，硅鈹釔礦以及含鋅-錳的日光榴石族礦物。蝕變礦物組合以富鈉(±K)架狀和鏈狀硅酸鹽為主，常伴隨鋰云母，偶爾見石英。我國內(nèi)蒙古巴爾哲堿性巖巖漿-熱液過程約在127～133Ma，鈹在堿性巖的結(jié)晶分異和熱液/流體作用下獲得富集(Qiuetal., 2019)。晚期大量興安石與次生霓石共生，以及被獨居石交代等現(xiàn)象，顯示晚期熱液蝕變促使Be富集、遷移、結(jié)晶與成礦(Yangetal., 2020)。在Be的富集過程中，Y、Nb、REE、F、Li等其它元素也逐漸富集并結(jié)晶，而礦床中圍巖的Be含量可大于100×10-6(Barton and Young, 2002)。在美國科羅拉多地區(qū)的Pikes Peak巖基中，與過堿性花崗巖和石英正長巖共生的偉晶巖富含羥硅鈹石、硅鈹石、硅鋇鈹石、鋅日光榴石和硅鈹釔礦，以及石英、鈉長石、天河石和鋰云母等礦物。加拿大的Strange Lake和Thor Lake大型鈹?shù)V床具有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和明顯的熱液活動疊加。巖漿階段富Be的堿性火山巖以西澳大利亞Brockman礦床中富F-Nb-Zr-Ta-Y-REE的粗面巖最為典型。

3.5 矽卡巖型鈹?shù)V

矽卡巖型鈹?shù)V是花崗斑巖、稀有金屬花崗巖或正長巖等侵入碳酸巖圍巖過程中，與圍巖發(fā)生各種高溫?zé)嵋何g變而導(dǎo)致鈹?shù)母患傻V(Barton and Young, 2002)。這種類型鈹?shù)V主要分布在我國南嶺地區(qū)，如湖南香花嶺地區(qū)的矽卡巖型鈹?shù)V(黃蘊(yùn)慧等, 1988; 趙一鳴等, 2017)，鈹?shù)V常與W-Sn礦床伴生。一般認(rèn)為，花崗巖是鈹?shù)V的主要來源，鈹?shù)V形成還受碳酸鹽巖性質(zhì)以及花崗巖分異的熱液性質(zhì)密切相關(guān)，主要分布于花崗巖的周圍。在野外，這種矽卡巖鈹?shù)V常呈黑-白-綠等各色韻律條紋，俗稱條紋巖；鈹?shù)V物主要有硅鈹石、羥硅鈹石、日光榴石族礦物以及富鈹云母等，它們常與螢石、方解石、磁鐵礦、石榴子石族礦物、云母族礦物、硫化物、錫礦物等密切共生或伴生。在俄羅斯西部Transbaikalia地區(qū)也存在許多典型的與交代蝕變有關(guān)的碳酸鹽巖為圍巖的矽卡巖型鈹?shù)V床(Lykhin and Yarmolyuk, 2014; Damdinovaetal., 2019)。然而，矽卡巖型鈹?shù)V中鈹?shù)V物較分散，較難分離選冶，因此多數(shù)矽卡巖型鈹?shù)V未作為鈹?shù)V開采。

3.6 碳酸巖型鈹?shù)V

富稀有金屬和親石元素的次火山巖侵入碳酸鹽巖并使碳酸鹽巖發(fā)生礦化，形成了碳酸巖型鈹?shù)V，鈹?shù)V物通常發(fā)育于礦化前鋒。該種類型鈹?shù)V與矽卡巖型鈹?shù)V的區(qū)別在于未形成大量矽卡巖礦物，如石榴子石、輝石、角閃石等礦物，如：美國德克薩斯州Sierra Blanca和墨西哥的Aguachile附近鈹?shù)V床(Foleyetal., 2017)。這種礦床主要產(chǎn)出富Be螢石，與過堿、準(zhǔn)鋁質(zhì)火山巖伴生，產(chǎn)于白堊紀(jì)石灰?guī)r中，位于與上覆流紋巖腔隙的侵入接觸之下。美國Sierra Blanca地區(qū)流紋巖具有強(qiáng)過鋁特征、異常富Be和F等特征(Rubinetal., 1988, 1990)；同時，該類流紋巖含大量Li、Nb、Rb、T、Y、Zn以及稀土元素。Aguachile地區(qū)鈹?shù)V化主要賦存于石灰?guī)r中，相關(guān)的火成巖具有過堿、過鋁質(zhì)等特征(McLemore, 2010)；鈹?shù)V物主要發(fā)育于方解石和石英脈中，但整過礦體鈹含量不高，僅含0.3% BeO(Foleyetal., 2017)。

4 我國鈹資源潛力

土壤地球化學(xué)分析表明，我國鈹?shù)厍蚧瘜W(xué)異常主要分布于華南地區(qū)、川西地區(qū)、藏南地區(qū)、阿爾泰地區(qū)、大興安嶺地區(qū)、秦嶺地區(qū)等區(qū)域(謝學(xué)錦等, 2012)，這與我國鈹資源的分布非常吻合。巖石地球化學(xué)分析結(jié)果顯示，鈹在超基性-基性-中性-酸性巖石中的含量呈逐漸升高趨勢，地層中志留系鈹含量最高，而石炭系最低，火山巖、侵入巖中鈹?shù)暮恳泊嬖诓町?，尤以燕山期侵入巖中鈹?shù)暮孔罡?王學(xué)求等, 2021)。李建康等(2017)認(rèn)為在阿爾泰和川西成礦帶，主要考慮花崗偉晶巖型鈹資源；在華南地區(qū)，著重考慮花崗巖型鈹資源；同時，也應(yīng)注重東南沿海、大興安嶺地區(qū)尋找火山巖型和巖漿熱液型鈹?shù)V床的勘察與找礦。

目前，我國的鈹資源主要有高分異花崗巖-偉晶巖型鈹?shù)V、堿性巖型鈹?shù)V、矽卡巖型鈹?shù)V以及“火山巖型”鈹?shù)V等鈹?shù)V。高分異花崗巖-偉晶巖型鈹資源主要分布于南嶺地區(qū)、川西地區(qū)、阿爾泰地區(qū)和藏南地區(qū)。雖然高分異花崗巖、稀有金屬偉晶巖及相關(guān)云英巖或石英脈產(chǎn)出綠柱石，但實際開礦過程中，主要開采更有經(jīng)濟(jì)價值的鈮鉭礦、鋰礦和鎢礦等，花崗巖-偉晶巖型鈹?shù)V通常作為伴生礦附帶開采(李建康等, 2017)。我國堿性巖主要沿兩大構(gòu)造單元之間或古老大陸邊緣的深斷裂帶分布，呈線型展布，其規(guī)模受區(qū)域大斷裂控制，賦存于裂谷、地塹、地幔上拱帶的拉張環(huán)境條件下(涂光熾, 1989)。目前，僅在內(nèi)蒙古地區(qū)巴爾哲堿性巖中發(fā)現(xiàn)鈹?shù)母患统傻V(袁忠信和白鴿, 1997)。該類鈹?shù)V床中Be主要與Nb、REE、Zr等共生或伴生，形成的鈹?shù)V物種非常豐富，主要有白鈹石、硅鈹鈉石、硅鈹鈰礦(興安石)、白針柱石、硅鈹石、羥硅鈹石、硅鈹釔礦、鋅日光榴石和鈹石等(袁忠信和白鴿, 2001; 楊武斌等, 2009)。然而，該類礦床主要開采Nb和REEs，鈹作為伴生礦，并未引起重視。在矽卡巖型鈹?shù)V中，不僅礦物組合復(fù)雜，鈹?shù)V物種類眾多、顆粒較小且分散，Be的開采和選冶難度大，通常僅作為錫礦或鎢礦開采。湘南香花嶺矽卡巖主要產(chǎn)出錫礦，鈹?shù)V物分散于矽卡巖中，這造成鈹?shù)V的選冶難度增大。另外，火山巖地區(qū)Be地球化學(xué)異常主要出現(xiàn)在東南沿海地區(qū)、大興安嶺地區(qū)和新疆西南天山地區(qū)(謝學(xué)錦等, 2012)。目前，新疆雪米斯坦白楊河地區(qū)已發(fā)現(xiàn)火山巖型鈾-鈹?shù)V，鈾主要以顯微狀瀝青鈾礦形式存在，羥硅鈹石為主要鈹?shù)V物，區(qū)內(nèi)巖石以晚古生代酸性火山巖為主，夾有中-基性火山巖，與成礦關(guān)系密切的楊莊花崗斑巖體屬于次火山巖(肖艷東等, 2011; 董全宏等, 2014; Lietal., 2015)。這種酸性巖夾中-基性火山巖與次火山巖的火山侵入巖組合，也是我國東南沿海和大興安嶺晚中生代巖漿活動的特點，出現(xiàn)了各種鈹?shù)V化現(xiàn)象，發(fā)育有羥硅鈹石、硅鈹石、綠柱石、日光榴石等鈹?shù)V物(林德松, 1985; 林慶讓, 1985; 宋叔和等, 1989; 楊武平, 2008; 黃文婭, 2011; 趙芝等, 2012)。因此，東南沿海和大興安嶺火山巖地區(qū)是研究“火山巖型”鈹?shù)V的重點區(qū)域(李建康等, 2017)。這些火山巖地區(qū)的鈹成礦與晚中生代大規(guī)模的火山巖作用有關(guān)，同時受到后期的熱液蝕變，鈹?shù)玫礁患?、遷移，并在相應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境中結(jié)晶成礦。該類型鈹?shù)V需做深入調(diào)查和研究。

最近幾年，我國鈹資源勘察和找礦得到了重視，在相應(yīng)的地區(qū)發(fā)現(xiàn)了鈹?shù)V以及鈹?shù)V化現(xiàn)象。在藏南錯那洞地區(qū)，不僅發(fā)育偉晶巖型鈹?shù)V，同時也出現(xiàn)矽卡巖型鈹?shù)V化現(xiàn)象，除了綠柱石、硅鈹石、羥硅鈹石等鈹?shù)V物外，符山石和方柱石也是鈹元素的主要賦存載體(何暢通等, 2020)。在云南，貢山-騰沖-盈江、龍陵和馬關(guān)-麻栗坡等地區(qū)為偉晶巖型鈹?shù)V遠(yuǎn)景區(qū)(張傳昱等, 2021)，梁河縣那俄地區(qū)新發(fā)現(xiàn)了以綠柱石為主的偉晶巖型鈹?shù)V(燕利軍等, 2021)。在南嶺成礦帶中亞帶地區(qū)，又新增了一處花崗偉晶巖型鈹?shù)V，以粗粒綠柱石為主的鈹?shù)V(王成輝等, 2021)。在新疆白龍山地區(qū)，除了產(chǎn)出大量的偉晶巖型鋰礦物，同時發(fā)育大量的鈹?shù)V(Yanetal., 2022)。另外，在我國火山巖地區(qū)也有相應(yīng)的鈹?shù)V化現(xiàn)象，東南沿?；鹕綆r地區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)烈的鈹?shù)V化現(xiàn)象(饒燦等, 2022)，大興安嶺地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了多處鈹?shù)V點(李泊洋等, 2018)。由此可以看出，我國鈹資源有望在花崗巖型、偉晶巖型以及“火山巖型”鈹?shù)V上有所突破，東南沿?；鹕綆r地區(qū)、大興安嶺火山巖地區(qū)、藏南地區(qū)、新疆中西部地區(qū)等區(qū)域具有良好的鈹資源潛力。

然而，高分異花崗巖-偉晶巖型鈹?shù)V產(chǎn)出以綠柱石為主的鈹?shù)V，在實際開采和選冶過程中，應(yīng)注重鈹?shù)V的分選。在堿性巖型鈹?shù)V和矽卡巖型鈹?shù)V的開采過程中，鈹?shù)V具有細(xì)、伴、散的特征，同樣要注重選冶過程研究。

5 結(jié)論

鈹是國防和軍工戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中不可替代的關(guān)鍵金屬元素，具有獨特的晶體化學(xué)性質(zhì)。鈹屬于不相容元素，很難進(jìn)入大部分造巖礦物晶體結(jié)構(gòu)中，主要在巖漿-熱液演化晚期得到富集和結(jié)晶，鈹?shù)母患⑦w移、結(jié)晶與成礦受巖漿演化、熱液作用以及介質(zhì)性質(zhì)等條件或因素制約。同時，鈹是典型的雙性元素，在酸性環(huán)境和堿性環(huán)境中均可以得到富集和遷移，導(dǎo)致鈹?shù)V主要產(chǎn)出于花崗質(zhì)巖石和堿性巖相關(guān)的體系，形成“火山巖型”鈹?shù)V、高分異花崗巖-偉晶巖型鈹?shù)V、云英巖-石英巖型鈹?shù)V、堿性巖型鈹?shù)V、矽卡巖型鈹?shù)V、碳酸巖型鈹?shù)V等鈹?shù)V床。鈹?shù)馁x存形式也相對復(fù)雜，多與其它稀有稀土金屬元素同時達(dá)到富集成礦，形成共/伴生礦床。因此，在礦產(chǎn)開采過程中，應(yīng)注意分選工藝、提純過程等冶金過程研究。我國鈹資源有望在花崗巖型、偉晶巖型以及“火山巖型”鈹?shù)V上有所突破，東南沿?；鹕綆r地區(qū)、大興安嶺火山巖地區(qū)、藏南地區(qū)、新疆中西部地區(qū)等區(qū)域具有良好的鈹資源潛力。

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