花岗岩相关Li-Fe云母中硼同位素与矿物化学组成：热液锂富集的途径与机制

本研究针对花岗岩相关Sn-W-Li矿床中锂富集机制不清的问题，通过EPMA、LA-ICP-MS和MC-MS技术，分析了德国Erzgebirge地区Sadisdorf矿床Li-Fe云母的B同位素与矿物化学组成，揭示了岩浆分异与热液冷却对Li、Sn、W分布的控制作用，为热液锂成矿过程提供了新见解。

　　

在当今能源转型的背景下，锂作为战略性关键金属的需求激增，而花岗岩相关热液系统中的锂矿床因其规模大、品位低的特点备受关注。然而，这类矿床中锂的富集机制长期存在争议，特别是岩浆-热液过渡过程中元素再分配的控制因素尚不明确。德国Erzgebirge地区的Sadisdorf矿床是一个典型的Sn-W-Li热液系统，其完整的岩浆-热液演化序列为研究这一问题提供了理想窗口。

为揭示锂富集机制，由Dino Leopardi领衔的国际研究团队综合运用电子探针微区分析(EPMA)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)和多接收器质谱(MC-MS)技术，对矿床中不同成因的Li-Fe云母（包括锂铁云母和铁锂云母）开展了系统的B同位素(δ¹¹B)和微量元素分析。研究样本涵盖岩浆期至热液晚期的23个云母样品，以及10个代表性全岩样品，数据通过RODARE数据库公开。

岩浆演化与元素分配
研究发现从早期正长花岗岩(G1)到晚期微花岗岩(G4)，云母中Li、Rb、F含量随岩浆分异显著增加，同时Nb、Ti、W、Sn因进入副矿物（如铌钽铁矿）而贫化。全岩δ¹¹B从-12.4‰降至-15.0‰，证实了岩浆脱气作用的存在。

热液阶段化学分带
热液云母分为近端云英岩中的铁锂云母（δ¹¹B: -27.0‰至-9.5‰）和远端氧化物-硫化物脉中的锂多硅白云母（δ¹¹B: -23.6‰至-14.6‰）。前者富集Li、Zn、Mn等流体活动元素，后者因流体-围岩反应而含较高Mg、Ba、V。

流体演化模型
定量同位素模拟表明，矿物化学变化主要受控于岩浆分异和热液冷却，而样品内部差异反映局部流体-矿物平衡和瑞利分馏。早期云英岩化阶段以流体-岩石缓冲条件和冷却为主导，晚期则因大气降水混入导致Li迁出。

该研究首次将LA-ICP-MS B同位素分析成功应用于Li-Fe云母，建立了岩浆-热液系统中Li富集的两阶段模型：岩浆分异形成初始富集，热液过程通过流体混合和围岩反应实现再分配。成果不仅为Erzgebirge区域找矿提供理论依据，更开创了通过云母微区分析解析热液成矿过程的新方法。论文发表于《Geochimica et Cosmochimica Acta》，对理解花岗岩相关关键金属成矿机制具有重要启示。