浅析电气石与锂铍矿成因联系

赵建忠 曹子健 张子蛟 刘建

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000）

大红柳滩伟晶岩型锂铍矿品位富、规模大、经济价值高、矿床成因复杂，加强其成矿模型、找矿认识的深入研究，对同类型矿床的找矿过程具有深远意义。大红柳滩南伟晶岩空间分布、矿物组合较为复杂，但也具有一定的规律性，对于伟晶岩型矿床找矿具有指示意义。本文试从电气石与伟晶岩型锂铍矿成因联系简单介绍。

1 电气石简介

电气石是硅酸盐矿物，三方晶系。晶体呈柱状，柱面上常有纵纹；集合体呈放射状或纤维状，有时呈块状或粒状。具有热电性及压电性，成色好的可作为宝石。

电气石多为气成作用形成，常见于花岗岩、花岗伟晶岩及石英脉中。电气石的颜色随成分而异，在形成的不同阶段颜色也不同。

1.1 电气石的成分与颜色

电气石的组成很复杂，以含硼为特征，化学分子通式表示为NaR3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F)4，其中R 为Mg、Fe、Li、Al等。多以类质同象的形式存在，常见的种类有三种（表1）：

（1）R=Fe，为黑电气石，NaFe3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F)4；

（2）R=Mg，为镁电气石，NaMg3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F)4；

表1 不同颜色电气石化学特征表 ω/10-2

（3）R=Li、Al，为锂电气石，Na（Li、Al）3A16[Si6O18][BO3]3(OH，F)4。

黑电气石的颜色由含较高的Fe2+所致，可能同时含Mn2+；镁电气石的褐-黄棕色由Ti3+和Ti4+之间的电荷转移所致；铁锂电气石的蓝色由Fe2+和Fe3+之间的电荷转移所致；锂电气石的浅绿-黄绿色由Fe2+、Ti4+和Cr3+共同作用所致，可能同时含较高的Mn2+。由于电气石具环带结构，边部、中部、核部可形成不同的色晕，彩色或串色电气石的形成多与此相关。

1.2 电气石的产出特征

电气石矿物种类主要为黑电气石、锂电气石、镁电气石或其固溶体系列电气石。花岗伟晶岩脉分异结晶带钙钠阶段和钾阶段阶段多形成黑电气石，而在交代作用带的钠化和锂-钾-铷-铯化阶段多形成彩色或串色电气石。

黑色电气石产出于Rb（Be）矿化的伟晶岩，如大红柳滩南花岗伟晶岩中含有大量的黑电气石；蓝-绿色电气石产出于钠长石化和Rb、Nb、Ta 矿化的伟晶岩；绿、红、紫红、无色锂电气石产出于Li、Cs 矿化的伟晶岩。

花岗伟晶岩型电气石的形成与Rb、Li、Be、Cs、Nb、Ta 等稀有金属矿化密切相关。电气石矿化强弱与花岗伟晶岩的分异结晶和交代作用的强烈程度密切相关。

根据前人的研究，可将不同种类电气石的形成关系表述如下（图1）：

2 电气石与矿床成因的联系

大红柳滩南伟晶岩型锂铍矿矿物种类中广泛分布着电气石。在种类上具有差异性，在空间分布上具有明显的规律性，在化学特征上具有一定的指示性。与矿床的成因存在着密切联系。

图1 不同种类电气石的形成关系图

2.1 电气石与伟晶岩类型的关系

在大红柳滩南伟晶岩型锂铍矿中，伟晶岩中的电气石主要为黑电气石，电气石多与绿柱石、锂辉石及锂（白）云母共生。根据矿物的共生组合，可将伟晶岩的类型划分为以下4种类型：Ⅰ电气石型；Ⅱ电气石、绿柱石型；Ⅲ电气石、绿柱石、锂辉石型；Ⅳ电气石、锂(白)云母型。

（1）电气石型花岗伟晶岩

灰白色，中粗粒伟晶结构，块状构造。矿物种类有电气石、石英。电气石含量可达30%-35%，长石45%-50%，石英15%-20%。

电气石呈黑色，由较高的Fe2+引起，种类为铁电气石。粒径4.30mm×2.86mm，自形程度较差，多呈不规则粒状分布，可见环带与色晕。电气石后期受应力作用发生碎裂。

该类型伟晶岩中的电气石形成温度最高，形成于岩浆热液分异结晶早期，是花岗伟晶岩矿床形成的初期产物。该类型伟晶岩脉含铷（硼）矿，不含锂铍矿。

（2）电气石、绿柱石型花岗伟晶岩

浅灰白色，细粒伟晶结构，块状构造。矿物种类有电气石、绿柱石及石英。石英含量高达45%、长石35%、电气石10%、绿柱石3%-5%、白云母2%左右。

电气石呈墨绿色，粒径可达3.12mm×1.54mm，自形程度较好，呈自形柱状分布。镜下可见其三色环带，边部为墨蓝色，中部为褐色，核部为墨绿色。墨蓝色由Fe2+和Fe3+之间的电荷转移所致；褐色由Ti3+和Ti4+之间的电荷转移所致；墨绿色由Fe2+、Ti4+和Cr3+共同作用所致。综上电气石种类为镁电气石、铁锂电气石。

该类型伟晶岩中电气石的形成温度相对较低，形成于岩浆热液分异结晶中期，交代作用明显。该伟晶岩脉含矿性较好，主要为铍矿，部分铍矿可达工业指标。

（3）电气石、绿柱石、锂辉石型花岗伟晶岩

灰白色，中-细粒伟晶结构，块状构造。矿物种类有电气石、绿柱石、锂辉石及钠长石。电气石含量3%-5%，石英35%、长石25%、锂辉石20%、绿柱石2%-3%、白云母1%左右。

电气石呈墨绿色，由Fe2+、Ti4+和Cr3+共同作用所致，种类为锂电气石。粒径1.21mm×0.57mm，自形程度较差，多呈粒状分布。

该类型伟晶岩中电气石的形成温度较低，形成于岩浆热液分异结晶晚期，交代作用明显。该伟晶岩脉以铍矿、锂铍矿为主，含矿性较好。

（4）电气石、白云母型花岗伟晶岩

浅灰白色，半自形粒状结构、不等粒结构，块状构造。矿物种类有电气石、钠长石、白云母。长石含量50%、石英30%、白云母12%、电气石3%、微量锆石。

可见两种电气石，一种为粒状墨绿色粒径较大多发生碎裂，并可见核部仍为墨蓝色；一种为粒状墨蓝色。由Fe2+和Fe3+之间的电荷转移所致，种类为铁锂电气石。

该类型伟晶岩中电气石的形成温度低，形成于岩浆热液分异结晶中晚期。该伟晶岩脉含矿性一般，个别含铍矿。

2.2 电气石在空间上的分布

大红柳滩南伟晶岩中的电气石种类主要有黑电气石、铁锂电气石、锂电气石三种，在空间上具有一定的分带性，与锂铍矿成矿过程有密切联系。根据与岩体的空间位置关系，并结合电气石种类，可分为以下4个带（图2）：Ⅰ黑电气石带；Ⅱ镁电气石、铁锂电气石带；Ⅲ锂电气石带；Ⅳ铁锂电气石带。

（1）Ⅰ黑电气石带

该电气石带分布于工作区西部二云母二长花岗岩体内，展布方向以北西向为主，次为北东向，规模大，长70-1200 米，宽1.3-25 米。矿物组合为电气石、石英。与母岩的距离较近，＜0.2km。带内特征组分为K，主要矿化为Rb（Be），工业意义很小。

（2）Ⅱ镁电气石、铁锂电气石带

该电气石带分布于工作区内二云母二长花岗岩内外接触带，展布方向呈北西向，规模大，出露长度110-2100m，宽1.0-190m。该伟晶岩脉部分铍矿可达工业指标。矿物组合为电气石、绿柱石、钠长石及石英。与母岩的距离近，＜0.6km。带内特征组分为K-Na，主要矿化为Be(Li、Rb、Nb)，工业意义中等。

图2 大红柳滩南锂铍矿区电气石分带图

（3）Ⅲ锂电气石带

该电气石带分布于工作区内二云母二长花岗岩外接触带，距二云母二长花岗岩体80-1500m，展布方向呈北西向。规模中等，出露长度40-2000m，宽0.85-40m。矿物组合为电气石、绿柱石、钠长石及石英。与母岩的距离远，0.4-1.5km。带内特征组分为Na-Li，主要矿化为Be、Li(Rb、Nb)，工业意义最大。

（4）Ⅳ铁锂电气石带

该电气石带分布于工作区北部黑云母花岗岩体内、外接触带，展布方向以北东向为主，次为北北西向，规模小，出露长度50-260米，宽1.5-20米。矿物组合为电气石、白（锂）云母、钠长石及石英。与母岩的距离较远，1.2-2.3km。带内特征组分为Li-Cs，主要矿化为Nb(Cs、Li、Be、Ta、Sn)，工业意义较小。

3 结论

（1）黑电气石一般形成的温度较高，是花岗伟晶岩形成初期产物；镁电气石、铁锂电气石形成温度较低，是花岗伟晶岩的中期产物，交代作用明显，气液活动强烈；锂电气石形成温度低，是花岗伟晶岩的中-晚期产物，是含锂铍矿伟晶岩的特有矿物。

（2）从花岗伟晶岩结晶的早期到晚期，电气石由黑电气石→铁锂电气石→锂电气石逐渐演化。Fe、Mg 和Mn 的含量逐渐减少，Li 和F 等的含量逐渐增多，Fe、Mg和Mn逐渐被Li和Al取代。

（3）在空间上黑电气石带-铁锂电气石带-锂电气石带与岩体的位置逐渐变远，规模逐渐变小，工业意义增大，含矿性变好。矿化主要由Rb（Be）→Be(Li、Rb、Nb) →Be、Li(Rb、Nb) →Nb(Cs、Li、Be、Ta、Sn)转变。

（4）在后期伟晶岩型锂铍矿的找矿过程中，锂电气石可作为锂矿的矿物标型；铁锂电气石可作为铍矿的矿物标型。