富锂伟晶岩中透锂长石与锂辉石+石英间亚固相线反应的原位实验研究

【作者】 刘强； 李建康； 刘永超；

【机构】 中国地质科学院矿产资源研究所； 北京大学地球与空间科学院；

【摘要】 锂是战略性关键金属矿产资源,富锂伟晶岩型锂矿床是其重要来源,其中锂辉石和透锂长石是主要矿石矿物。在同一伟晶岩中,锂辉石和透锂长石通常不会同时富集,且受到亚固相线反应的显著影响:透锂长石→锂辉石+2石英(Spodumene-quartz intergrowth,SQI)(反应1)和锂辉石+2石英→透锂长石(反应2)的逆反应。因此,次生锂辉石通常与透锂长石一起出现在锂矿化的伟晶岩中(Charoy等.2001),常见的形式是锂辉石和石英的共生体。London (1984)使用高压釜确定了上述反应发生的压力-温度条件,然而,由于在这些实验中反应的动力学参数难以估计,这些参数经常被忽略,尽管它们对于理解伟晶岩中锂辉石和透锂长石的形成机制和条件至关重要。为此,本研究利用VT型热液金刚石压腔(Hydrothermal diamond-anvil cell,HDAC)原位观察了反应过程及反应产物的结晶行为(Li等.2016)。实验采用来自巴西某伟晶岩的无色透明透锂长石作为原料,探究在不同温压条件下,透锂长石转化为SQI的反应速率、锂辉石的生长速率,以及锂辉石和石英集合体在压力降低时逆转为透锂长石的过程。实验结果显示,P-T条件与反应速率和锂辉石的生长速率呈正相关,但与锂辉石的长宽比呈负相关,这表明这些条件控制了伟晶岩中次生SQI中锂辉石的大小和形状。因此,伟晶岩中的粗粒和细粒SQI可能分别形成于高和低P-T条件下;此外,实验重现了在富硅条件下,原生锂辉石因压力降低而晶出透锂长石的现象。更多还原