云母：稀有金属的重要载体矿物

云母：稀有金属的重要载体矿物

刘志斌1,2

1河北地质大学地球科学学院，石家庄，050031； 2河北地质大学河北省战略性关键矿产资源重点实验室，石家庄，050031；

摘  要  云母是花岗岩、伟晶岩中的重要造岩矿物，是整个岩浆阶段的结晶产物，并且也是热液过程的参与者。云母作为层状硅酸盐矿物，层间或八面体位置上可容纳锂、铷铯、锡、铌钽等稀有金属。云母作为花岗岩结晶过程中的贯通矿物和重要的稀有金属赋存载体对进一步揭示云母对稀有金属成矿的特殊重要意义。

关键词 云母 岩浆-热液演化 稀有金属

1. 云母中的稀有金属元素

花岗岩中常见的云母主要有：白云母、黑云母、锂云母和铁锂云母，根据它们的相对含量，花岗岩可以分为黑云母花岗岩、二云母花岗岩、白云母花岗岩、（铁）锂云母花岗岩等。云母在花岗岩中大部分属于岩浆阶段的结晶产物，但是也有如云英岩那样的热液成因（王汝成等，2019）。

稀有金属包括锂、铍、铷、铯、铌、钽、锡、稀土等，是重要的战略性资源。云母因其层状硅酸盐矿物独特的结构特殊性，即T-O-T结构层间可以容纳其它离子或基团，特别是同为碱金属的稀有元素Rb、Cs可替代K，而在八面体位置上，Li、Nb、Ta、Sn等稀有金属可以部分替代Al、Fe、Mg等。因此，云母成为稀有金属重要的载体矿物，从而在研究花岗岩或伟晶岩中稀有金属成矿作用中发挥重要作用。

1.1 锂

李洁和黄小龙（2013）对江西宜春复式花岗岩体的研究中，发现了从花岗岩中黑鳞云母、到铁锂云母、再到锂云母的变化趋势。这一规律几乎在所有与稀有金属成矿有关的高分异花岗岩体中都存在。因此，锂云母的出现是高分异花岗岩最重要的造岩矿物学标志之一（吴福元等，2017）。

1.2铷铯

稀有金属花岗岩中锂云母结构中可以容纳铯，成为铯的重要载体矿物，并构成锂云母-铯锂云母系列。王汝成等（2019）统计文献中含铯锂云母的数据发现一个重要的现象，自然界中难以形成富铯的锂白云母，即铯仅能有选择地进入多硅锂云母晶格中，其晶体化学原因尚未有合理的解释。铷、铯富集的云母目前限于高演化的LCT（Li-Cs-Ta）型伟晶岩或花岗岩中。当然，铷、铯在云母中的富集在不少情况下是同时存在，也就是云母中的Rb、Cs含量均比较高。

1.3锡

王汝成等（2019）利用电子探针和 LA-ICP-MS 对云母进行微量元素成分分析，结果显示准铝质花岗岩中黑云母可以含锡大约100×10-6-150×10-6，明显高于一般花岗岩中黑云母的锡含量（低于30×10-6）。含锡的黑云母在热液阶段发生绿泥石化后，晶格中的锡（包括钛）会被淋滤出来形成锡石或富锡金红石。因此，含锡黑云母可以是准铝质含锡花岗岩成矿能力的有效判别标志之一，黑云母中锡含量越高，意味着原始岩浆中的锡含量越高，花岗岩形成锡矿的能力也就越强。

1.4铌钽

云母在花岗岩铌钽成矿中具有重要作用，其中最重要的铌钽矿物是氧化物矿物，如铌铁矿-钽铁矿系列、烧绿石-细晶石系列、锡锰钽矿等。通过对云母的矿物学研究发现，大量的Nb是富集在云母中。

2. 云母示踪岩浆-热液-成矿演化机制

马万伟等（2020）在对南岭西段栗木锡铌钽矿的成因进行研究时，通过对与矿床成因密切相关的花岗岩中的云母进行分析，反演岩浆-热液演化过程。研究表明黑鳞云母花岗岩和锂白云母花岗岩具有高硅、富碱、强过铝质的特征，微量元素蛛网图显示强烈的Eu、Sr、Ba负异常，全岩稀土元素含量极低，指示均为高演化花岗岩，显示了显著的长石结晶分异作用。黑鳞云母花岗岩样品中的云母从早阶段黑鳞云母变化至晚阶段锂白云母。锂白云母花岗岩的锂白云母普遍发育环带结构，边部为白云母，应与岩浆演化后期强烈的热液作用相关。黑鳞云母到锂白云母以及环带结构云母的核部到边部其F、Li、Rb、Cs含量均明显降低，表明主要为外来流体参与了热液作用过程。

稀有金属花岗岩的岩浆演化-热液作用过程中，W、Sn、Nb、Ta等稀有金属元素具有明显不同的地球化学行为，Sn的富集与岩浆高演化有关。从黑鳞云母花岗岩到锂白云母花岗岩，云母的Fe3+/Fe2+值升高，且环带结构云母从核部到边部的Fe3+/Fe2+值明显升高，表明热液作用下体系的氧逸度增加可能是导致Sn沉淀的重要机制(李洁，2015)。

李洁等（2013）在对西华山钨矿进行研究时指出，西华山成矿花岗岩的云母因受到流体交代作用而普遍发育环带结构。环带结构云母的边部与核部相比具有明显较低的Li、F，属于多硅白云母，而出现与多硅白云母共存的方解石表明交代作用流体富含CO2。因此，西华山含矿花岗岩在岩浆演化过程中存在含CO2、相对贫Li和F流体的加入。西华山花岗岩中云母成分的变化还指示体系的氧逸度曾发生变化，即从高氧逸度环境转变为氧逸度相对较低的环境，有利于钨矿的形成。

郑瑜林等（2022）在针对阳储岭斑岩型钨钼矿床的研究中认为黑云母可作为成钨多金属矿花岗岩含矿性特征的有效指针矿物。阳储岭黑云母化学成分计算结果指示二长花岗斑岩具有比花岗闪长岩更高的分异程度，且其母岩浆更加富含 F 和 Cl，而有利于 W 富集成矿。

参考文献

王汝成,谢磊,诸泽颖等.云母:花岗岩-伟晶岩稀有金属成矿作用的重要标志矿物[J].岩石学报,2019,35(01):69-75.

李洁,黄小龙.江西雅山花岗岩岩浆演化及其Ta-Nb富集机制[J].岩石学报,2013,29(12):4311-4322.

吴福元,刘小驰,纪伟强等.高分异花岗岩的识别与研究[J].中国科学:地球科学,2017,47(07):745-765.

马万伟,黄小龙,于洋等.栗木花岗岩中云母的特征：对锡成矿热液作用过程的指示[J].大地构造与成矿学,2020,44(6):1143-1159.

郑瑜林,赵正,张长青等.江西阳储岭两期岩浆活动与钨成矿作用的关系：来自黑云母地球化学的证据[J].岩石学报,2022,38(02):495-512.