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新疆阿尔泰造山带位于西伯利亚板块西南缘与准葛尔-哈萨克斯坦板块结合部位,是中亚造山带的重要组成部分。该区域内分布着十万余条伟晶岩脉,是我国稀有金属Li、Be、Rb、Cs等的重要产地,但由于长期开采,阿尔泰地区已有的稀有金属矿床均面临枯竭。由于物探方法在寻找伟晶岩型稀有金属矿床中作用有限,寻找隐伏的伟晶岩型稀有金属矿体在世界范围内均未取得实质性突破。 稀有金属伟晶岩侵入到变火山岩或变沉积岩围岩中,由岩浆分异出的富含稀有元素的流体相与围岩发生水-岩相互作用,形成分散晕,利用交代蚀变围岩的全岩化学组成是寻找隐伏伟晶岩或伟晶岩盲脉的有效的找矿工具。 近年来,在哈龙-青河稀有金属成矿带上新近发现了潜在的大型-超大型卡鲁安Li矿床,预示在阿尔泰地区依然存在着良好的稀有金属矿床找矿前景。但截至目前,尚不清楚与伟晶岩侵入相关的围岩蚀变过程中稀有金属元素迁移方式。在我国阿尔泰,开展与稀有金属找矿相关的围岩蚀变研究非常薄弱,稀有金属元素扩散定量建模还是空白。为此,本文以新疆阿尔泰卡鲁安Li矿区稀有金属矿化伟晶岩807号脉的围岩蚀变为研究对象,在查明围岩蚀变的类型、矿物学及地球化学等特征的基础上,建立807号脉体蚀变围岩中稀有金属元素的扩散模型,揭示扩散模型的影响因素,对元素在蚀变围岩中的迁移程度进行探讨,并对邻近矿区盲脉体含矿性进行预测,确定找矿靶区: (1)卡鲁安807号伟晶岩脉的蚀变围岩主要发生白云母化和电气石化蚀变,根据矿物相镜下鉴定以及电子探针分析,我们认为围岩蚀变中发生了斜长石溶解,白云母生成以及黑云母溶解,电气石生成,其围岩蚀变反应包括:3NaAlSi3O8+2H++ K+=KAl3Si3O10(OH)2+3Na++6SiO2和2KFe3(AlSi3O10)(OH)2+SiO2+5Al2SiO5+2Na++6H3BO3=2NaFe3Al6[Si6O18][BO3]3(OH)4+2K++7H2O; (2)主量元素Fe2O3、Al2O3、K2O、TiO2,微量元素Li、Rb、Cs、Be等的含量在距接触带0.5m处出现极大值,向围岩方向元素含量逐渐减少,SiO2含量则表现出相反的趋势。元素含量变化与白云母化和电气石化蚀变在距接触带0.5m处最为发育,向围岩方向发育程度逐渐降低这一现象相一致; (3)通过对卡鲁安807号伟晶岩脉的蚀变围岩中Li、Rb、Cs等元素的F络合物含量变化率与距接触带距离变化关系进行拟合,我们发现蚀变围岩中以上组分的迁移符合c/c0=erfc(x/√Defft)的函数关系,表现为以扩散作用为主的迁移模式,渗滤作用表现不明显。影响扩散距离的因素中最重要的是组分含量的变化率,组分扩散距离与扩散时间成正比; (4)我们选择距卡鲁安807号伟晶岩脉与围岩接触带0.5m处的样品作为蚀变样品代表,30.0m处样品作为最低蚀变程度样品,将数据投点于Isocon图上,得到了围岩遭受蚀变过程中距接触带0.5m处样品中元素在围岩中的迁移程度:Li、Rb、Cs、Be、Ta显示显著的迁入,Na、Zr显示明显的迁出,Al、Fe、K、P、Nb、Ti显示少量迁入,Si、Mg、Ca显示少量迁出。同时利用标准化Isocon图解,我们获得了元素在整个蚀变围岩中的迁移变化:大部分元素随着蚀变程度的降低在样品中的迁入程度不断减小甚至表现出迁入的特征,如K2O、Al2O3、TiO2、Fe2O3和Li、Be、Rb、Cs、Nb、Ta等,少量元素随着蚀变程度的降低,在样品中的迁出程度不断减小至表现出迁入状态,如SiO2、Na2O、CaO等; (5)通过对卡鲁安807号伟晶岩脉蚀变围岩特征的研究,我们以>800 ppmLi、>14 ppmNb、>3 ppm Ta以及迁移率KLi>4.6、KNb>0.5、KTa>3.7作为伟晶岩内部发生稀有金属矿化的地球化学指标并对卡鲁安、佳木开、阿祖拜共计21条富磷伟晶岩盲脉体的含矿性进行了简单预测,获得了818、805、J1、J3、J6、J7、J9、J11和A2等9条矿化脉体,其中卡鲁安、佳木开矿区盲脉体具有较好的矿化前景,预测所得盲脉体中Li2O和(Nb,Ta)2O5的潜在资源量分别为8247.3 t和137.5 t。