锂辉石原位Li同位素fsLA-MC-ICPMS原位分析方法开发及在西昆仑大红柳滩花岗伟晶岩型锂矿床成因研究中的应用
批准号：
42103009
项目类别：
青年科学基金项目（C类）
资助金额：
30.0 万元
负责人：
谭细娟
依托单位：
学科分类：
同位素地球化学
结题年份：
2024
批准年份：
2021
项目状态：
已结题
项目参与者：
谭细娟
项目摘要
结项摘要
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中文摘要
锂是我国重要的战略金属资源，锂辉石是花岗伟晶岩型锂资源最具开发价值的组分，其结晶过程记录了花岗质岩浆演化后期熔体和流体的复杂演化过程。本课题以fsLA-MC-ICPMS原位分析系统收集西昆仑大红柳滩花岗伟晶岩型锂矿床Li同位素信息，研究内容包括（1）原位微区方法开发：以锂辉石为主要研究对象，通过优化实验参数（束斑大小、激光频率、等离子体温度和湿度等），分析基体效应和分馏效应对Li同位素分析的影响，建立准确的超高锂含量样品无基体匹配标样校正Li同位素fsLA-MC-ICPMS分析方法；（2）地质应用：对西昆仑大红柳滩锂矿床的花岗伟晶岩样品作细致岩相学观察，采用EPMA、LA-ICPMS确定主微量成分，应用Li同位素原位微区分析方法获取矿化和非矿化伟晶岩样品（锂辉石、磷锂铝石、云母、电气石等）Li同位素特征，结合相关地球化学信息探讨大红柳滩花岗伟晶岩型锂矿床岩浆-热液演化过程和成矿机制。
英文摘要
Lithium has become one of the pivotal strategy resources in China. Among various lithium minerals, spodumene is the most important mineral showing great commercial value, and its Li isotopic information plays an important role in tracing the mineralization process of granite pegmatites. Here, we first systematically study the Li isotopes of Dahongliutan lithium deposit in Western Kunlun orogenic belt, which is one of the most essential granite pegmatite type lithium resources of China. In this work, the corresponding Li isotopes are quantified by fsLA-MC-ICPMS in situ technology and this present study contains two major parts, (1) In situ method development: with spodumene as the major researching subject, the LA-MC-ICPMS parameters (laser spot size, repetition rate, plasma temperature and plasma humidity etc.) and the influence of matrix effect and mass fractionation on Li isotope analysis are well investigated to propose an accurate fsLA-MC-ICPMS method for in situ Li isotope analysis in spodumenes with non-matrix matched standard calibration; (2) Geological application: following petrographic observation, the element compositions of samples from Dahongliutan granite pegmatite lithium deposit are measured by EPMA and LA-ICPMS; then the Li isotopes of Li-rich and Li-poor pegmatites (spodumene, amblygonite, mica, tourmaline, etc.) are quantified by the proposed fsLA-MC-ICPMS in situ method. With the obtained Li isotopic data and related geochemistry study, the involved magmatic-hydrothermal evolution and the possible factors affecting the mineralization process will be discussed in detail.
锂是我国重要的战略金属资源，锂辉石是花岗伟晶岩型锂资源最具开发价值的组分，其结晶过程记录了花岗质岩浆演化后期熔体和流体的复杂演化过程。本课题以西昆仑大红柳滩花岗伟晶岩型锂矿床为研究区，以锂辉石为主要研究对象，通过探究激光剥蚀系统工作条件参数（束斑大小、激光脉冲频率、剥蚀速度、载气类型及流速等）和MC-ICPMS工作条件参数（等离子体温度、湿度，等离子体气体流速、Quads、Source、High voltage等），成功建立了准确的超高锂含量样品无基体匹配标样校正的Li同位素fsLA-MC-ICPMS分析方法，该方法能分析Li含量40~40000 µg/g范围内地质样品的Li同位素。应用该Li同位素原位微区分析方法系统收集了矿化伟晶岩脉样品（锂辉石、磷锂铝石、电气石等）和非矿化伟晶岩脉样品（白云母等）的Li同位素组成信息。该地区不同锂矿脉中锂辉石的Li同位素组成信息分析结果表明δ7Li值矿区间和矿区内均存在不同程度差异性特征，发现90、91、503、506号锂矿化伟晶岩脉和大红柳滩东锂矿化伟晶岩脉的锂辉石的δ7Li在0.1‰ ~ 6.1‰范围内，即均富集7Li，同时也发现509道班西锂矿区19、27和51线三条锂矿脉中锂辉石的δ7Li也存在差异（−1.6‰ ~ 1.8‰），其中27线和51线中的锂辉石出现贫7Li略富集6Li现象，推测该矿脉存在多阶段热液流体作用。进一步结合不含矿伟晶岩脉中白云母明显富6Li（δ7Li：−7.80‰ ~ −7.51‰）、含矿伟晶岩中白云母6Li丢失（δ7Li：−1.04‰ ~ 0.35‰）、电气石富7Li（δ7Li：3.60‰），以及磷锂铝石极富7Li（δ7Li：11.87‰）现象，推测含矿伟晶岩脉和不含矿伟晶岩脉成因可能不同，但仍需进一步验证。磷锂铝石的存在表明锂矿化伟晶岩具有较高的岩浆演化程度，推测岩浆-热液作用在伟晶岩型锂矿脉的形成具有重要意义。
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