H2O对稀有金属花岗岩浆成矿过程的制约——以新疆阿斯喀尔特铍矿床为例

"No water, no granite" has been widely known. Then, does H2O also constrain mineralization of rare metal element-rich granitic magma, such as granite type and granitic pegmatite type rare metal deposit? The difference of mineral grains in the two type deposits implies the importance of H2O for mineralization of granitic magma,and illustrates the pegmatite contained more H2O than granite. Conventional, such H2O-rich pegmatite fluid was thought to be formed by full fractional crystallization, as the formation of vertical mineralization zoning in granite type rare metal deposit. But for the H2O rich granitic magma, the liquid immiscibility tends to occur with enrichment of more ore-forming elements. Therefore, The relative H2O content in granitic magma possilbe contrains it's mineralization. The Asikaerte beryllium depsoit in Xinjiang is an ideal reseach object, for it produces granite type ore body in lower, and pegmatite type ore body in upper, accompanying many miarolitics. In this research, we will set up the method of determing H2O content by using Raman. Then, microscopic temperature measurement and a serial microbeam technology including Raman will be applied in the melt and fluid inclusions from Asikaerte deposit. And then, in different mienralizaton zones, the corresponding relation among the H2O content of granitic magma, and the fractional mechanism and it's mineralization efficiency will be analyzed. Finally, the contrains of H2O to the ore-forming type and the ore-prospecting will be concluded.

"没有H2O，就没有花岗岩"已被广泛接受。哪么，H2O是否也制约着稀有金属花岗岩浆的分异过程，形成花岗岩型和花岗伟晶岩型矿床？二者的粒度结构暗示H2O是花岗岩浆分异演化的重要控制因素，说明花岗伟晶岩更加富集H2O。富H2O的伟晶岩流体，传统上认为与花岗岩型矿床的垂向矿化分带一样，也是岩浆充分结晶分异的结果，但富H2O的特性使之可能形成于液态不混溶作用，富集更多的成矿元素。因此，H2O含量的高低可能制约着岩浆的分异和成矿过程。新疆阿斯喀尔特铍矿床下部产出花岗岩型矿体、上部产出伟晶岩型矿体，且产出大量晶洞，是检验该认识的典型实例。本次研究拟在国内建立激光拉曼检测熔体包裹体H2O含量的方法，并配合其他微束分析和显微测温工作，对阿斯喀尔特铍矿床的熔体和流体包裹体进行系统工作，分析不同结构带岩浆的H2O含量与分异过程及其成矿效率的关系，归纳H2O对稀有金属花岗岩浆成矿过程和找矿方向制约。

本项目主要以新疆阿斯喀尔特花岗岩型铍矿床为例，剖析了稀有金属花岗岩浆H2O含量对成矿过程的制约，研究了H2O含量与稀有金属矿床成矿特点之间的内在联系。. 项目组先后两次到新疆阿尔泰伟晶岩成矿带开展野外工作，系统采集了阿斯喀尔特铍矿床的岩石样品，并对宜春414矿床开展了对比性野外工作。在室内，项目组在研发出HDAC-VT型热液金刚石压腔的基础上，研发出通过原位观测熔体包裹体均一过程来估算其H2O含量的方法，在国内建立了利用激光拉曼测量熔体包裹体H2O含量的方法。应用这些方法，项目研究了阿斯喀尔特铍矿床、江西宜春414矿床等稀有金属矿床中熔体包裹体的H2O含量，发现阿斯喀尔特铍矿床成矿岩浆具有较高的H2O含量（4~5wt%）。阿斯喀尔特矿床的岩石化学、同位素定年结果、流体和熔体包裹体特征，表明该矿床可能发生了岩浆液态不混溶作用。花岗岩中氟磷灰石的流体包裹体特征指示出岩浆演化晚期流体的分异过程和低密度富CO2流体向上迁移成矿的特征。项目研究认为，高H2O含量是阿斯喀尔特矿床发生岩浆液态不混溶作用的主要原因，并导致形成巨厚伟晶岩铍矿带，以此区别于宜春414矿床的成矿特征。同时，项目组开展了多组高温高压实验，研究也表明H2O和CO2有助于绿柱石、硅铍石等伟晶岩铍矿物的结晶，也佐证了H2O对于成矿的重要性。. 项目完成了设计工作量，实现了项目研究目标。在成果应用方面，（1）项目组发现的熔体包裹体H2O含量与成矿特征的关系，可以有效判断不同类型花岗岩的稀有金属成矿潜力和矿化类型，指导找矿；（2）本项目研发出的HDAC-VT型热液金刚石压腔已被同行认同，有较好的应用前景；建立的利用热液金刚石压腔开展熔体包裹体均一实验、估算熔体包裹体H2O含量等技术方法，以被国内外同行认同；（3）在这些创新性成果的支撑下，项目组已经发表论文20篇，其中SCI论文9篇，培养硕士研究生2名，博士研究生1名。