Поиск литийсодержащих пегматитов

Коммерческое значение лития постоянно растёт, а его добыча в мире в основном обеспечивается литий-цезий-танталовыми (LCT) пегматитами. Эти породы имеют впечатляющую крупнокристаллическую структуру, но их трудно обнаружить из-за небольших размеров и того, что ещё десятилетие назад они часто считались просто геологическим курьёзом. Это ограничивает наши знания об LCT-пегматитах с точки зрения разведки.

Обычно поиск руды начинается с целенаправленных исследований среды её формирования. Однако, в отличие от меди или золота, для LCT-пегматитов существует мало генетических моделей, которые могли бы направлять поиск. Лот Купманс и его коллеги поставили целью приоткрыть завесу тайны над поиском лития. «Знание того, что определённые геологические среды имеют подходящую историю для формирования LCT-пегматитов, крайне важно для их обнаружения», — объясняет он.

Две классические гипотезы объясняют генезис пегматитов либо как результат экстремальной дифференциации родительского гранитного тела, либо как следствие низкостепенного частичного плавления метаморфической породы. С помощью петрологического моделирования авторы оценили, может ли в этих процессах достигаться значительное обогащение литием в масштабах экономического месторождения. Оказалось, что нет — по крайней мере, при исходных составах обычных пород.

Изучая пегматиты в Зимбабве и США, авторы постоянно находили полевые свидетельства, которые не укладывались в классические модели. Как ещё могут формироваться LCT-пегматиты? Удовлетворительного альтернативного объяснения в литературе они не обнаружили.

Обсуждения на профильных конференциях побудили их синтезировать наблюдения и термодинамические расчёты в новую многостадийную петрогенетическую модель. Сначала метаосадочные породы подвергаются частичному плавлению в ходе прогрессивного метаморфизма, образуя гранитный расплав, умеренно обогащённый литием, который кристаллизуется в виде гранитного интрузива. Позже этот гранит повторно плавится, формируя высокообогащённый расплав, который в итоге кристаллизуется в виде богатого литием пегматита.

Предложенный механизм удовлетворяет некоторым геохимическим и геохронологическим ограничениям, которые не могли объяснить предыдущие модели, и предлагает эффективный путь для увеличения концентрации лития и формирования промышленных месторождений. Работа Купманса и коллег была недавно опубликована в журнале Geology.

«Следующий шаг — найти доказательство концепции, что сводится к поиску подходящего полевого района и метода для изучения этих процессов формирования пегматитов — возможно, с использованием новых изотопных систем», — говорит Купманс. — Надеюсь, теперь геологи смогут выйти в поле, найти пегматиты и собрать данные, чтобы проверить, образовались ли они согласно предложенной нами модели».