a) A savanyú magmás kőzetekben dúsuló ritka elemek
E csoportban a következő ritkaelemeket tárgyaljuk- Li, Be, B, Ga, Ge, Rb, V, Zr, Nb, Mo, In, Sn, Sb, Cs, La, Ce (és ritka földfémek), Hf, Ta, IV, TI, Bi, Th, U, Se és Te.
A gránitban, a gránit utólagos elváltozásai során, illetve a pegmatitos és pneu- matolitos fázisban dúsuló nyomelemeket, végül a gránithoz kapcsolódó utómagmás ércesedésben dúsuló ritkaelem-csoportokat megkülönböztetve, további finomabb bon
I I I . A J E L E N T Ő S E B B R I T K A E L E M D U S U L Á S O K M E G I S M E R É S E
tást is
alkalmazhatunk-1/ gránitban, elváltozott gránitban és pegmatitban dúsulók: Li, Be, B, Rb, C s . Nb, Ta, Zr, Hf, Mo, Sn, W, (ritka földfémek), U, Th;
2/ utómagmás (főleg hidrotermális) ércesedéshez kötöttek- Ga, Ge, In, TI, Cd, Bi, Se és Te.
L í t i u m Dúsulás magmás kőzetekben
A lítium dúsulása a gránitokban a bázisos kőzetekhez viszonyítva 5 0 --100- szorosnak adódik. Az újabb vizsgálatok alapján nyilvánvalóvá vált, hogy az egyes gránitok Li-tartalma erősen különböző. így például a nyugat-texasi gránit Li tartal
ma 71 g/íonna, a hong-kongi gránité pedig 23 g/t (HORSTMAN 1957).
Már GOLDSCHMIDT vizsgálatai óta ismeretes az is, hogy a Li-nak a Mg-mal és a Fe^+-mal szoros kristály kémiai kapcsolata van, amennyiben a Li+ hasonló ion
sugara következtében a vas--magnézium szipkátokba izomorf helyettesítő elemként beépülhet. A gránit ásványai közül a Li fő hordozója a biotit, vagyis a Li ebben az ásványban a leggyakoribb izomorf helyettesitő. A Mg-~Li helyettesítés a GOLD- SCHMIDT-féle elembebocsátás (admission) jelenségével magyarázható, mert hasonló ionsugarú, de nagyobb vegyértékű elemet kisebb vegyértékű elem helyettesit. Miu
tán az ilyen folyamat általában a rácsenergia csökkenését eredményezi, bekövetke zésének termodinamikai valószínűsége csekély.
A biotitokban azonban a Mg (0 , 0H)g oktaéderekben a Mg-nak közvetlen, szoros kapcsolata van két OH-csoporttal (ez a kapcsolat pl. az amfibolokban és a piroxé- nekben lazább) ugyanakkor a Li erősen pozitív jellege biztosítja az OH-csoportok- hoz való erős vonzódást, ami a biotitokban való helyettesítésnél kedvezően megva
lósulhat. A biotitokban észlelt Li-dúsulást az is kedvezően befolyásolja, hogy ezek az ásványok általában a magma kristályosodásának későbbi szakaszában képződ
nek, amikor már viszonylag nagyobb az olvadék Li-tartalma.
SZÁDECZKV-KARDOSS (1955) a Mg-~Li helyettesítést úgy értelmezni, hogy a valóságban (Mg^+, Fe^+) —>(Li+, Al^+) kettős helyettesítés történik. E helyette
sítés energetikailag indoKolja a Li-nak a magma késői kristályosadási fázisaiban való jelentkezését.
48
A granitoid magmák differenciációs sorában telidt a Li dúsulása a biotit tarta
lom növekedését követi.
A Li dúsulásának további tényezője az illő komponensek relatív dúsulása a granitoid maradék-magmában. E tényezővel magyarázható a Li megjelenése az utó
magmás hatásra elváltozott gránitokban, továbbá a pegmatitokban. A gránitok L i - -tartalmának változását a biotittartalom. illetve a greizenesedés függvényében BEUS (1961) igen szemléletesen ábrázolta (6. ábra). Az ábrán jól látszik a kezdeti ma
gasabb Li-érték, mely a biotittartalommal függ össze. A második — az előbbinél jelentékenyebb - - dúsulás a greizenescdéssel függ össze. A szaggatott görbék mén tén követhető a biotitok és muszkovitok Li-tartalmának változása a granitoid soro
zatban.
Li ci gramiban y * Li < c sillá m o k b a n g !
6. á b r a .
A g rá n ito k Li ta rta lm á n a k v á l t o z á s a B E U S ( 1 9 6 1 ) n y o m án
A világ lítium termelésének döntő része a pegmatitos, pneumatolitos és meta- szomalikus fázis képződményeihez kapcsolódik, a Li geokémiáját ezekben a fázi
sokban Lissé részletesebben kell tehát áttekintenünk.
A. I. GINSZBURG ( 1960) vizsgálatai alátámasztják FERSZMANNAK a pegma- litok geokémiai fejlődésére vonatkozó elméletét. A pegmatitképződés különböző
fá-49 zi-sait GINSZBURG a 7. ábrán feltüntetett módon ábrázolta. Mint látható, a lítium a pegmatitképződés két fázisában jelenik meg, a korai kristályosodási fázisban és az egyik utófázisban (metaszomatikus fázis).
7 . á b r a .
A. p e g m a titk é p z ő d é s fá z is a i A . I. G IN S Z B U R G ( 1 9 6 0 ) s z e rin t
A Li ásványai
A pegmatitok legfontosabb litium-ásványai a
következők-spodumen (Li-piroxén), L ^ O . A^OgdSiC^, elméletileg kb. 8 % tartalommal lepidolit, K L iA ^ Si^ Oj qCOH^, elméletileg kb. 7,7 % Li tartalommal
ambligonit, (Li, Na) A1 ( PO^) (F, OH) elméletileg kb. 10 % ^^2^ tartalommal petalit, A^O^ ^ 2 ^ ^SK^, kb. 5-% Li^0 tartalommal
trifillit—litiofillit sor Li (Fe, Mn)PO^, elméletileg kb. 9,5 % LÍ2O tartalommal.
(A lepidolitban a Li-on kívül gyakran jelentősebb mennyiségű Rb és Cs is elő
fordul.)
GINSZBURG szerint a két litium-fázisnak megfelelően két fő típus, a spodu- menes és a lepidolitos típus különböztethető meg. A spodumenes típusban, a
lég-50
gyakoribb Li-ásványt, a spodument mikroklin és kvarc kíséri. A petalit és az amb- ligonit *is inkább a spodumenes fázisban gyakori. Ebbe a típusba tartoznak a leg
fontosabb kanadai Li-előfordulások és az Egyesült Államok egyik fontos előfordu
lása (Kings Mountain), valamint a Kóla félszigeti előfordulás. A lepidoiitos típus az albitizációt követő fázisban fordul elő. A lepidolitot gyakran kiséri topáz, kasz- sziterit, niobit.
A lepidoiitos típusba tartoznak a dél-rodéziai (Bikita), délnyugat-afrikai (Karibib), az indiai, franciaországi, olaszországi (Elba sziget), a svédországi és norvégiai előfordulások. A lepidoiitos típusú pegmatitok, vagy lepidolitos-greizenes képződmé
nyek rendszerint a gránit-, vagy granodiorit-intruziók szegélyzónájában helyezked
nek el. A C seh-Szász Érchegységben (Cinovec = Zinnwald) a fő Li ásványa zinnwaldit (vas-litium csillámféleség).
GINSZBURG és BERKHIN (1953) feltételezik, hogy a pegmatitos kőzetekben muszkovitból és biotitból metaszomatikus hatásra lepidolit képződhet. Ha a meta- szomatózisnál a helyettesítés nem tökéletes, akkor az előbb említett csillámok és a lepidolit heterogén keveréke állhat elő. M. D. FOSTER ( 1960) a Li-csillámok be
ható tanulmányozásakor az A1 —> Li és a Fe^+—> Li helyettesítések alapján a musz
kovitból, illetve a sziderofillitből (a flogopit-biotit sor nagyobb Fe - és kisebb Mg - tartalmú tagja) vezeti le a lepidolitot, a vas--litium csillámokat és a zinnwalditot.
A két helyettesítési sort FOSTER a 8. sz. ábrán bemutatott módon szemléltet
te. A muszkovitból, illetve a sziderofillitből kiinduló izomorf sorok közös ideális szélső tagja a politionit.
A sorban a 3,3 %-nál kisebb LÍ2O tartalmú tagok muszkovit szerkezetűek, mig 3,4-4,0 % Li90 tartalom felett lepidolitszerkezet lép fel. A sorozat végén, az elmé
letileg maximális Li tartalmú tagban a LÍ2O mennyisége 7,7 %.
FOSTER kristálykémiai vizsgálataihoz mintegy 80 aluminium-litium csillám és 45 vas-litium csillám elemzési adatát gyűjtötte össze az irodalomból. Ezek az elem
zési adatok nemcsak az izomorf sorok felismeréséhez segítették hozzá, hanem ezek alapján bizonyos geokémiai korrelációkat is felismert.
A mi szempontunkból ezek a korrelációk igen lényegesek, mert ez a Li-csillámok felkutatásához is segítségül szolgálhat. A csillám-elemzésekben általánosan meg
figyelhető, hogy a Li^O növekedésével a F tartalom is nő, mig a SÍO2 és az A^O^
tartalom csökken. A fluortartaiom és az OH tartalom között fordított arány mutatko
zik. Ezek az összefüggések azonban inkább csak korrelációknak mondhatók, mint arányoknak, vagy függvényeknek, mert több feltűnő kivétel is akad. Geokémiailag a Li-nak a F-ral való korrelációja a legfontosabb, mert alátámasztja azt a feltevést, hogy a pegmatitos-pneumatolitos folyamatokban együtt (LiF-ként) migrálnak.
8 . á b r a .