白 峰，馮恒毅，鄒思吉力，劉 姣

（中國地質大學(北京)礦物巖石材料開發(fā)應用國家專業(yè)實驗室，北京 100083）

河南盧氏官坡偉晶巖中腐鋰輝石的特征分析

白 峰，馮恒毅，鄒思吉力，劉 姣

（中國地質大學(北京)礦物巖石材料開發(fā)應用國家專業(yè)實驗室，北京 100083）

本文通過對河南盧氏官坡偉晶巖中的腐鋰輝石礦物特征研究，得出腐鋰輝石的主要礦物組成為鋰綠泥石，含有少量的石英。與鋰輝石相比，腐鋰輝石中的Li含量明顯減少，另外Rb和Cs的含量以及稀土元素從La至Lu的含量也明顯減少。鋰元素的損失，嚴重地影響了鋰礦石的質量和利用價值。

腐鋰輝石；鋰綠泥石；官坡

河南盧氏官坡偉晶巖脈外側存在著大量的白色、不透明、土狀光澤的礦石。這類礦石表面具有縱紋、結構松散，多呈塊狀、板狀分布。鋰輝石經(jīng)蝕變后的產(chǎn)物，稱為腐鋰輝石，以粘土礦物為主，主要有塊白云母、蒙脫石、高嶺石等[1,2]。而本區(qū)的蝕變白色礦石經(jīng)研究表明，具有鋰輝石的假象，主要礦物成分卻是鋰綠泥石，這在鋰輝石蝕變產(chǎn)物中是非常少見的。

1 標本描述

腐鋰輝石為白色，土狀光澤，塊狀，硬度較低，沿固定的結構方向破碎，密度在2.5g/cm3左右，并留有鋰輝石兩組解理的假象(圖1)。而鋰輝石多為白色、淺綠色、灰色，晶面呈亞玻璃光澤，土狀光澤；常呈粗大柱狀或片狀晶體，自形程度好，柱面常具有縱紋；參差狀斷口，斷口可見兩組近直角的解理(圖2)。

在偏光鏡下，腐鋰輝石為半透明—不透明，可見到鋰輝石的兩組近90°夾角的解理假象。在腐鋰輝石裂隙中間充填有石英細脈(圖3、圖4)。

2 掃描電鏡觀察

圖1 腐鋰輝石手標本

圖2 鋰輝石手標本

圖3 單偏光鏡下腐鋰輝石

圖4 正交偏光鏡下腐鋰輝石

利用掃描電鏡對未蝕變的鋰輝石和腐鋰輝石的表面微形貌進行對比。儀器型號LEO-1450，工作電壓200kV，分辨率3.5nm。測試單位：北京科技大學材料與工程學院實驗測試中心。通過掃描電鏡圖片可以看到：鋰輝石的一組平直解理(圖5)在蝕變后，腐鋰輝石盡管表面上存在原鋰輝石解理的假象，但原來解理縫已經(jīng)變得彎曲和模糊(圖6)。

圖5 鋰輝石一組完全解理(SEM)

圖6 腐鋰輝石的解理假象(SEM)

3 X-射線粉晶衍射分析

對樣品進行X-射線粉晶衍射分析其物相組成。測試單位：中國地質大學(北京)地學實驗中心。實驗儀器型號為D/Max-RC，實驗條件為：CuKα1靶：波長，靶電壓為40kV，靶電流為80mA，發(fā)散狹縫1°，接受狹縫0.15mm，防止散射狹縫1°。得到的X-射線粉晶衍射圖譜如圖7。

從圖7和衍射數(shù)據(jù)分析可知，腐鋰輝石主要是由鋰綠泥石和少量的石英組成，而且礦物的結晶度不高，使得圖譜的背景峰較高。

4 X-熒光光譜分析

為對比鋰輝石和腐鋰輝石的化學成分變化，測試采用X-熒光光譜掃描測試方法進行。測試單位：核工業(yè)北京地質研究院測試分析中心。測試方法和依據(jù)：GB/T14506.28-93硅酸鹽巖石化學分析方法X-射線熒光光譜法測定主、次元素量。儀器型號：飛利浦PW2404，X-射線熒光光譜儀。測試結果見表1。

表1 官坡偉晶巖腐鋰輝石與鋰輝石主要化學成分對比(%)

對比鋰輝石和腐鋰輝石(主要為鋰綠泥石)中化學成分的含量，Li2O流失嚴重，SiO2成分也少了很多。這說明鋰輝石在流體參與下蝕變作用明顯，位于鋰輝石硅氧四面體鏈之間的金屬離子流失嚴重。鋁類質同像取代硅的位置，使得鋰輝石由鏈狀硅酸鹽轉變?yōu)閷訝罟杷猁}，層間停留有大量的流體殘留的水，形成了結構水。鋰輝石蝕變成鋰綠泥石的反應式為：

在上述作用中，水起到了重要作用，鋰輝石蝕變成鋰綠泥石過程中，產(chǎn)生的部分石英以細脈狀充填在鋰綠泥石中，部分結晶程度較差，造成X-射線衍射譜存在非晶質。大部分鋰被帶走。由于腐鋰輝石保留了鋰輝石晶體的假象，并且還存在鋰的殘留，可以推斷河南官坡偉晶巖礦經(jīng)歷的流體蝕變次數(shù)較少，鋰綠泥石沒有進一步蝕變，保存了部分的鋰資源。

5 ICP-MS微量元素分析

腐鋰輝石微量元素測試采用電感耦合等離子質譜(ICP-MS)方法，儀器型號Finnigan MAT制造，HR-ICP-MS(ElementⅠ)，溫度20℃，相對濕度30%。測試結果見表2。

通過微量元素含量測定，與鋰輝石對比可知，腐鋰輝石中的Li含量明顯減少，另外Rb和Cs的含量以及稀土元素從La-Lu的含量也明顯的減少了。這說明鋰輝石在蝕變成腐鋰輝石的過程中，大量的組分都流失了。尤其是可利用的鋰元素損失較多，嚴重地影響了鋰礦石的質量和利用價值。

表2 官坡偉晶巖腐鋰輝石的微量元素成分(×10-6)

6 結論

偉晶巖中裸露在外表的鋰輝石經(jīng)蝕變后變?yōu)楦囕x石，顏色由灰白色—淺綠色變?yōu)榘咨?，結構變得較松散，易破碎，密度變小；經(jīng)測定腐鋰輝石的主要礦物成分為鋰綠泥石，含有少量的石英。通過微形貌觀察蝕變前后礦物表面解理的變化表明，腐鋰輝石還保留有鋰輝石的解理假象，解理痕跡已變得彎曲和模糊。蝕變前后的成分對比研究發(fā)現(xiàn)，蝕變后的腐鋰輝石中的Li含量明顯減少，另外Rb和Cs的含量以及稀土元素從La至Lu的含量也明顯的減少了。其中鋰元素的損失，嚴重地影響了鋰礦石的質量。

[1]張志蘭,張如柏,田慧新.秦嶺某區(qū)稀有金屬花崗偉晶巖中鋰輝石的蝕變[J].成都地質學院學報,1979,(4):27-44.

[2]王濮,潘兆櫓,翁玲寶.系統(tǒng)礦物學[M].北京:地質出版社,1982.

Study on Cymatolite From Guanpo Pegmatite Deposits in Lushi

BAI Feng, FENG Heng-yi, ZOU Si-jie, LIU Jiao
(National Laboratory of Mineral Materials,China University of Geosiences,Beijing 100083, China)

This article does systematic mineralogy research on cymatolite from Guanpo pegmatite by the observation of the hand specimens and microscope, X-ray powder diffraction, X-ray fluorescence analysis and ICP-MS. The main mineral composition of cymatolite are cookeite and little quartz. Lithium is lower content in the cymatolite.There are lower Rb、Cs、La-Lu in cymatolite than in spodumene. Heavy losses of Lithium influence seriously the quality and utilization ratio of Lithium ores.

cymatolite; cookeite; Guanpo

P578.954

A

1007-9386(2010)05-0029-03

中國地質大學(北京)礦物巖石材料開發(fā)應用國家專業(yè)實驗室開放基金項目(07013A)。

2010-08-04