Magmatic-hydrothermal evolution and Nb-Ta mineralization process of the Kelumute No. 112 albite-spodumene pegmatite, Altai, Xinjiang: Insights from mica compositional variation

伟晶岩岩浆-热液演化中流体出溶时间和铌钽矿化过程还存在争议。针对上述科学问题, 本文选择了中国新疆阿尔泰造山带柯鲁木特112号钠长石-锂辉石型伟晶岩脉作为研究对象, 在野外观察和室内岩相学研究的基础上, 以云母的结构和主量成分为切入点, 为该伟晶岩脉的结晶演化和铌钽矿化过程提供了一些新约束。112号脉主要发育以下5个结构单元: 钠化微斜长石-石英带(Ⅰ)、白云母-石英-钠长石集合体(Ⅱ)、钠化块体微斜长石带(Ⅲ)、石英-钠长石-锂辉石带(Ⅳ)和糖晶状钠长石集合体(Ⅴ)。它具有弱的分带: Ⅰ和Ⅱ多出现在脉体边缘或外侧, 是贫矿的伟晶岩的"壳"; Ⅲ是贫矿的富巨晶微斜长石的中间上部带; Ⅳ是富巨晶锂辉石的中间下部带; Ⅴ是富铌铁族矿物(CGM)的晚期岩浆残余相。在不同的分带/集合体中共识别出3类白云母: Type A, 原生成分均一白云母; Type B, 原生被改造的成分变化白云母(BSE下具有亮暗分带); Type C, 次生成分均一白云母。研究结果表明, 112号脉历经了3个演化阶段: (1)早期流体出溶和流体-围岩(二云母花岗岩)相互作用; 围岩发生云英岩化, 围岩中黑云母分解产生的部分Fe进入伟晶岩岩浆(围岩混染)。(2)熔体内部分离结晶与钠长石化; 外侧Ⅰ带中部分Type A白云母和所有Type B白云母的亮部具有全脉最高的FeO^T含量(5.20%~5.73%), 反映了一阶段的云英岩化过程中围岩Fe的贡献; 而从Ⅰ带至Ⅴ集合体, Type A白云母和Type B白云母的亮部的FeO^T和MgO含量整体递减, 指示分异演化程度增强。(3)二次流体出溶; 晶体-流体相互作用导致Type B白云母中的Fe、Mg和F释放进入流体, 形成了亮暗成分分带; 同时, 致使FeO^T、MgO和F含量较低的Type C白云母以交代的形式生长在原生矿物内部。最后, 本文认为: 一阶段中围岩混染Fe的加入为CGM的沉淀提供了Fe源; 二阶段中磷灰石的分离结晶对熔体中F的消耗促进了CGM的沉淀; 三阶段中晶体-流体反应会引起已结晶矿物释放Fe或Mn, 含Fe或Mn流体与富Nb或Ta熔体结合促使CGM晶出。