东秦岭龙泉坪花岗伟晶岩结构分带与高纯石英成矿关系研究:来自矿物学、年代学和地球化学约束摘要
东秦岭是我国伟晶岩较为发育的地区,也是我国伟晶岩型稀有金属矿产勘查与研究的重点地区。近年来的重要发现是,龙泉坪一带多条伟晶岩脉是高纯石英的重要原料矿。但关于这些伟晶岩的具体岩性特征及分带情况,目前还缺乏深入研究。本文在系统野外地质考察基础上,选择其中的1号含高纯石英伟晶岩脉开展了岩石学、矿物学、地球化学及年代学的分析与研究。锆石、独居石和铌钽铁矿U-Th-Pb同位素分析表明,1号伟晶岩脉形成于早泥盆世(398~404Ma),与区域上广布的伟晶岩浆活动时代相近。锆石和独居石的εHf(t)值和εNd(t)值分别为-5.9~-5.2和-13.7~-11.5,表明该伟晶岩来源于古老地壳物质部分熔融。该伟晶岩脉长约400m,宽5m,是龙泉坪地区规模较大的伟晶岩脉之一,其主要矿物组成包括石英、钾长石、钠长石、电气石和云母。该岩脉的最大特征是它具有明显的对称性结构分带,即由外向内依次为石英-钾长石-白云母-电气石-黑云母外带、石英-钠长石-钾长石-白云母内带和块体石英核部带。详细的镜下观察发现,每个结构带中的石英都表现为两个形成世代。早阶段形成的石英(Ⅰ)呈块状,多分布于核部,阴极发光图像较亮,属于原生结晶石英;而晚阶段石英(Ⅱ)呈粒状,多分布于边部,阴极发光图像较暗,属于重结晶石英。LA-ICP-MS元素成分分析表明,早阶段的原生石英(Ⅰ)比晚阶段重结晶石英(Ⅱ)更富集Li、Al和Ti等晶格元素,相对不利于形成高纯石英,表明后期改造重结晶作用可有效降低石英中杂质元素含量。伟晶岩内带与外带和核部相比,石英中Li和Al的含量明显较低,Ti、B、Na和Ge含量相当,表明内带产出的石英更具有形成高纯石英矿的潜力。上述研究表明,伟晶岩中的石英表现出随分带不同而导致的明显成分变化,是高纯石英勘查需要面对的重要问题。
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