稀有金属矿物溶解度对花岗伟晶岩成矿作用的制约

作者：唐勇; 覃山县; 赵景宇; 吕正航; 刘喜强; 王宏; 陈剑争; 张辉

来源：地学前缘, 2021, 1-12.

• 稀有金属矿物
• 溶解度
• 温度
• 铝饱和指数
• 伟晶岩

花岗伟晶岩型矿床是稀有金属矿床重要的类型之一。在花岗伟晶岩中，稀有金属元素Li、Be、Nb和Ta主要以独立矿物的形式存在，前人对稀有金属独立矿物在硅酸盐熔体中的溶解度及其影响因素展了系统的研究。本文综合分析了已有的实验数据，其结果表明，影响稀有金属独立矿物溶解度最为重要的两个参数是温度（T）和铝饱和指数 （ASI）。因此本文建立了稀有金属独立矿物，尤其是铌锰矿和钽锰矿溶解度，与温度 （T）和铝饱和指数 （ASI）之间的定量关系：lg Li (×10-6)=﹣0.37×（1000/T）+4.56 R2=0.44lg BeO (×10-6) =﹣4.21×（1000/T）+6.86 R2=0.91lg KspNb(mg2/kg2)= ﹣（2.86±0.14）×ASI（Mn+Li）－（4.95±0.31）×（1000/T）＋（4.20+0.28） R2=0.86lg KspTa(mg2/kg2)= ﹣（2.46±0.11）×ASI（Mn+Li）－（4.86±0.30）×（1000/T）＋（4.00+0.30） R2=0.80式中温度为开尔文温度 （K），ASI（Mn+Li） (ASI=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O+Li2O+MnO)摩尔比)和T的适用范围分别为0.6～1.2和1073～1373 K的范围内。上述公式为估算硅酸盐熔体中稀有金属含量提供了便利，为量化花岗伟晶岩成矿模型提供了基础。稀有金属独立矿物溶解度随温度降低和铝饱和指数的增加而急剧降低，因此，在岩浆演化过程中，由岩浆侵位、分离结晶以及流体作用等因素引起的岩浆温度降低和铝饱和指数的增加，是导致稀有金属独立矿物结晶的主要机制。

• 单位
  宿州学院; 土木工程学院; 中国科学院地球化学研究所; 中国科学院大学