新疆阿爾泰別也薩麻斯稀有金屬礦床含礦偉晶巖與花崗巖圍巖成因關(guān)系

丁建剛，楊成棟，楊富全，李 強

(1. 新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七〇一隊，新疆 昌吉 831100； 2. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037)

0 引 言

阿爾泰造山帶呈NW—SE向橫貫于中國、俄羅斯、哈薩克斯坦、蒙古四國，是中亞造山帶的重要組成部分,是重要的花崗偉晶巖型稀有金屬成礦帶之一。新疆阿爾泰在9個偉晶巖型礦集區(qū)發(fā)育超過100 000條偉晶巖脈[1]，產(chǎn)出星羅棋布、礦化類型復(fù)雜多樣的稀有金屬礦床(點)，包括稀土元素-鈮型、工業(yè)白云母-少量鈹鈮型、鈹(-鈮-鉭)型、鋰(-鈮-鉭)型和鋰鈹鈮鉭銫多種稀有金屬型等[2]。新疆阿爾泰以紅山嘴斷裂、阿巴宮斷裂、克茲加爾斷裂和額爾齊斯斷裂為界，劃分為北阿爾泰、中阿爾泰、南阿爾泰和額爾齊斯帶(圖1)。已發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大的稀有金屬礦床主要分布于中阿爾泰和南阿爾泰，如可可托海3號脈超大型鋰鈹鈮鉭銫礦床、柯魯木特大型鋰鈹鈮鉭銫礦床、卡魯安—庫卡拉蓋大型鋰礦床、那森恰大型白云母礦床、阿斯喀爾特中型鈹鈮鉬礦床和大喀拉蘇中型鈹鈮鉭礦床等。其中，僅卡魯安—庫卡拉蓋礦床是以Li礦化為主的礦床類型。

相較于中阿爾泰和南阿爾泰，北阿爾泰礦床報道極少，但近年來該地區(qū)的找礦工作取得了重大突破，新發(fā)現(xiàn)且正在勘查的有紅山嘴造山型金礦床、庫馬蘇VMS型鉛鋅礦床、小土爾根斑巖型銅礦床和別也薩麻斯花崗偉晶巖型鋰鈮鉭礦床。別也薩麻斯稀有金屬礦床位于新疆維吾爾自治區(qū)富蘊縣東北約80 km處，2006～2008年由新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七〇一隊進行預(yù)查和普查工作。該礦床位于著名的可可托海稀有金屬礦床北部，礦區(qū)發(fā)育以Li為主的Li-Nb-Ta礦化和Nb-Ta礦化，目前通過有限的地質(zhì)勘查工作探明Li資源量已達中型，若進一步投入勘查，有望達到大型，可有效緩解可可托海的資源困境。分布于北阿爾泰的稀有金屬礦床特別是鋰礦床的形成背景、成礦特征等是尚未解決的科學(xué)問題，別也薩麻斯稀有金屬礦床正是開展該研究工作的理想對象。

傳統(tǒng)礦床學(xué)觀點認(rèn)為，花崗偉晶巖型稀有金屬礦床在成因和空間上都與花崗巖侵入體有關(guān)[3]。但近年來稀有金屬礦床與花崗巖圍巖的成因聯(lián)系成為國內(nèi)外偉晶巖研究中頗有爭議的問題。本文選取別也薩麻斯稀有金屬礦床為研究對象，以系統(tǒng)的野外地質(zhì)特征調(diào)查(包括野外露頭和鉆孔巖芯賦礦巖系、礦化特征、蝕變類型等的詳細觀察)為基礎(chǔ)，開展了含礦偉晶巖和賦礦花崗巖的年代學(xué)研究，并結(jié)合兩者的Hf同位素特征，探討兩者之間的成因聯(lián)系，以期有助于拓寬新疆阿爾泰乃至中國花崗偉晶巖型鋰礦床的找礦思路，豐富該類型鋰礦床的成礦理論。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

北阿爾泰位于紅山嘴斷裂以北，區(qū)域內(nèi)出露的地層單元有下泥盆統(tǒng)諾爾特組、上泥盆統(tǒng)忙代恰組、上泥盆統(tǒng)庫馬蘇組和下石炭統(tǒng)紅山嘴組(圖2)。諾爾特組巖性為安山巖、英安巖、絹云綠泥千枚巖、凝灰?guī)r和石英巖屑砂巖；忙代恰組巖性為細砂巖、粉砂巖、千枚巖，底部為中性夾酸性火山沉積巖；庫馬蘇組為長石巖屑砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，夾砂礫巖和結(jié)晶灰?guī)r；紅山嘴組為一套陸源碎屑和酸性及中酸性火山巖建造，下部主要是泥質(zhì)板巖、粉砂巖、砂巖、泥巖夾生物灰?guī)r，上部則以中酸性火山碎屑巖為主。

圖件引自文獻[4]，有所修改圖1 新疆阿爾泰區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological Sketch Map of Altay in Xinjiang

圖件引自文獻[5]，有所修改圖2 新疆北阿爾泰區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological Sketch Map of North Altay in Xinjiang

圖件引自文獻[6]，有所修改圖3 別也薩麻斯鋰鈮鉭礦區(qū)地質(zhì)簡圖及地表礦體分布Fig.3 Geological Sketch Map and Distribution of Orebodies from the Surface of Bieyesamasi Li-Nb-Ta Mining Area

區(qū)域內(nèi)發(fā)育多組走向的斷裂構(gòu)造(圖2)，規(guī)模最大的是紅山嘴斷裂。該斷裂總體呈NW—SE向展布，斷裂活動使北側(cè)晚古生代地層發(fā)生大規(guī)模沉降，形成位于北阿爾泰的諾爾特火山-沉積盆地，而南側(cè)發(fā)生大規(guī)模抬升，出露中阿爾泰的震旦系—寒武系深變質(zhì)巖及花崗巖巖基。

區(qū)域內(nèi)巖漿活動頻繁，侵入巖主要有二云母(二長)花崗巖、黑云母花崗巖和花崗斑巖(圖2)，也有少量石英斑巖、閃長巖、環(huán)斑花崗巖、英云閃長巖等。LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年數(shù)據(jù)表明，小土爾根斑巖型銅礦區(qū)含礦花崗閃長斑巖、石英斑巖、黑云母二長花崗巖、花崗斑巖、花崗斑巖脈年齡分別為405、400、398、397和370 Ma[5]。偉晶巖脈在區(qū)域內(nèi)廣泛分布，主要呈NE、NW向展布，脈寬幾厘米至數(shù)十米，延長數(shù)米至上千米不等。區(qū)內(nèi)大部分偉晶巖脈分布于花崗巖體中，是形成白云母和稀有金屬礦床的主要礦源。

2 礦床地質(zhì)特征

別也薩麻斯鋰鈮鉭礦區(qū)大面積出露二云母二長花崗巖，未見老地層，僅可見第四系冰川堆積以及殘坡積和沖積物覆蓋[圖3(a)]。礦區(qū)構(gòu)造相對比較簡單，除花崗巖體的原生層節(jié)理比較發(fā)育外，其余斷裂、褶皺不多。二云母二長花崗巖呈NWW向延伸，呈巨大巖基狀產(chǎn)出，是含礦偉晶巖脈群的直接圍巖，可分為中粗粒和中細粒兩個巖相帶，兩者之間無明顯界線，呈逐漸過渡關(guān)系。

礦區(qū)內(nèi)地表共圈定17條偉晶巖脈，其中7條具稀有金屬礦化[圖3(b)]；礦區(qū)深部由鉆探工程揭露13條隱伏偉晶巖脈，其中9條具稀有金屬礦化[6]。偉晶巖脈走向總體呈NW向，傾向以SW向為主，傾角35°～45°，長50～600 m，寬0.5～20.0 m。含礦偉晶巖主要分布在中粗粒二云母二長花崗巖與中細粒二云母二長花崗巖的接觸界線附近，靠近中粗粒二云母二長花崗巖一側(cè)。這些含礦偉晶巖脈交代作用不甚發(fā)育，巖相分帶比較簡單，多數(shù)只有1、2個巖相帶，主要的ρ4號脈也僅可劃分出3個巖相帶，由邊緣向中心依次為石英-白云母帶、石英-鋰輝石帶和石英-葉鈉長石-鋰輝石帶。含礦偉晶巖脈的每個巖相帶都有不同程度的礦化，石英-白云母的邊緣帶中仍然含礦，只是含量略低、粒度略小。

礦區(qū)偉晶巖脈發(fā)育兩類礦化：一是以Li為主的Li-Nb-Ta礦化，規(guī)模一般較大；二是Nb-Ta礦化，規(guī)模稍小，但全脈Nb-Ta品位很高，且Ta含量遠高于Nb[6]。這兩類礦化呈現(xiàn)一定的空間分布規(guī)律，SE向礦脈富Li，NW向礦脈富Nb-Ta。礦區(qū)內(nèi)共圈定20條礦體，其中鋰鈮鉭礦體8條，鈮鉭礦體12條。地表出露的鋰鈮鉭礦體有5條，礦體編號分別為LiNbTa-1、LiNbTa-2、LiNbTa-3、LiNbTa-5和LiNbTa-8；地表出露的鈮鉭礦體有5條，礦體編號分別為NbTa-1、NbTa-2、NbTa-10、NbTa-11和NbTa-12[圖3(b)]；其余均為盲礦體。地表偉晶巖脈與礦體對應(yīng)關(guān)系見表1。其中，礦體LiNbTa-1是礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的礦體，其資源量(Li2O)占全礦區(qū)的76%以上。礦體呈扁透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，地表長約為200 m，控制最大斜深為143.03 m，平均厚度為4.69 m，總體走向135°～315°，傾向225°，傾角38°～42°。礦體Li2O平均品位為1.970%，(Nb，Ta)2O5平均品位為0.031%[6]。礦石中礦物有鋰輝石、鋰霞石、鈮鉭鐵礦、鈮鉭礦、鈮鐵礦、鉭鐵礦、綠柱石、石英、白云母、微斜長石、葉鈉長石、電氣石、磷灰石等。近礦圍巖蝕變較強，主要為綠泥石化、綠簾石化、褐鐵礦化等，且愈近礦體蝕變愈強，遠離礦體蝕變漸弱。

3 樣品特征及分析方法

3.1 樣品特征

本次選取新疆阿爾泰別也薩麻斯鋰鈮鉭礦區(qū)內(nèi)分帶最好的ρ4號脈進行研究工作。采樣點位于一露天采坑處，坐標(biāo)為(47°30′55″N,90°9′29.5″E)，采坑處可見含礦偉晶巖脈與花崗巖圍巖(二云母二長花崗巖)接觸。該含礦偉晶巖脈可劃分為石英-白云母帶、石英-鋰輝石帶和石英-葉鈉長石-鋰輝石帶，除主要的鋰輝石礦化外，也見大量Nb-Ta礦化。在石英-鋰輝石帶和二云母二長花崗巖中分別采集一件樣品(樣品BYSMS16-15和BYSMS16-27)進行鋯石U-Pb定年(圖4)；等年齡測定后，再在這兩件樣品的原位置用多接受電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICPMS)進行Lu-Hf同位素分析。

圖4 定年樣品野外地質(zhì)特征Fig.4 Field Geological Characteristics of Dating Samples

石英-鋰輝石帶中含礦偉晶巖的主要礦物為石英(體積分?jǐn)?shù)約60%)和鋰輝石(約30%)，也含少量鈮鉭礦物(約10%)。石英呈半自形粒狀，粒徑為0.05～16.20 mm，手標(biāo)本中呈無色透明，粒徑粗大，少量粒徑細小者包裹于粒徑粗大者中，表面多裂紋，呈格架狀分布；鋰輝石呈半自形柱狀，直徑為1.85～4.70 mm，手標(biāo)本中呈白色—粉紅色，分布于石英邊緣，多碎裂；鈮鉭礦物呈他形粒狀，粒徑較小，手標(biāo)本中呈黑色，零星分布。

表1 地表偉晶巖脈地質(zhì)特征

注：表格引自文獻[6]。

二云母二長花崗巖中主要礦物為斜長石(體積分?jǐn)?shù)為25%～30%)、鉀長石(15%～25%)、石英(35%～45%)，次為云母(白云母和黑云母約為10%，粒徑為0.03～2.15 mm)，金屬礦物微量，可見電氣石和磷灰石微粒。斜長石呈半自形板狀，粒徑為0.06～4.20 mm，具泥化，部分斜長石內(nèi)部被云母交代；鉀長石呈半自形板狀，粒徑為0.2～4.2 mm，為微斜長石，具泥化；石英呈半自形粒狀，粒徑為0.05～7.20 mm，與長石相間分布，部分粒徑細小者分布于長石粒間；白云母和黑云母呈片狀，分布于長石、石英粒間或長石中；電氣石呈半自形粒狀，包裹于石英中；磷灰石呈半自形粒狀，分布于長石、石英粒間；金屬礦物為他形粒狀，零星分布。

3.2 分析方法

首先完成所采集樣品的鋯石分選工作。先用水將樣品表面清洗、晾干，并粉碎至80目，然后經(jīng)過用水粗淘、強磁分選、電磁分選和酒精細淘之后，在顯微鏡下手工挑選出鋯石。該項工作在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實驗室完成。

在顯微鏡下挑選裂隙相對少、表面盡量潔凈、透明度相對較高的鋯石制作環(huán)氧樹脂樣品靶，經(jīng)過打磨和拋光后，拍攝鋯石反射光、透射光、陰極發(fā)光(CL)圖像。鋯石樣品靶的制作和鋯石陰極發(fā)光圖像采集在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。

鋯石U-Pb定年在北京科薈測試技術(shù)有限公司完成。所用儀器為Analytikjena PlasmaQuant MS Elite ICP-MS，配套的激光剝蝕系統(tǒng)為ESI NWR 193 nm。激光剝蝕過程中，采用氦氣作載氣、氬氣為補償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進入ICP之前通過一個Y型接頭混合。激光剝蝕所用束斑直徑為25 μm，每個時間分辨分析數(shù)據(jù)包括15～20 s的空白信號和45 s的樣品信號。采用鋯石標(biāo)樣GJ-1作為外標(biāo)進行同位素分餾校正，每測試5～10個分析點，分析2次鋯石標(biāo)樣GJ-1。對于與分析時間有關(guān)的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用鋯石標(biāo)樣GJ-1的變化，采用線性內(nèi)插的方式進行校正[7]。對分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計算)采用軟件ICPMSDataCal[7-8]完成。鋯石樣品的U-Pb年齡諧和曲線和年齡分布均采用Isoplot 3.00程序完成。

樣品的Lu-Hf同位素分析在鋯石U-Pb定年的原位置進行，測試在北京科薈測試技術(shù)有限公司Neptune MC-ICPMS儀上進行。實驗過程中，-采用氦氣作為剝蝕物質(zhì)載氣，測定時使用鋯石標(biāo)樣GJ-1作為參考物質(zhì)，分析點與U-Pb定年分析點為同一顆鋯石的同一位置。分析過程中鋯石標(biāo)樣GJ-1的176Hf/177Hf加權(quán)平均值為0.282 003±0.000 020(誤差類型為2σ，分析點為8個)，與候可軍等的報道值[9-10]在誤差范圍內(nèi)一致。

4 結(jié)果分析

4.1 鋯石U-Pb年齡

鋯石陰極發(fā)光圖像顯示，含礦偉晶巖樣品BYSMS16-15中鋯石為較粗的半自形—自形不規(guī)則顆粒，長為100～150 μm，寬為50～100 μm。多數(shù)呈黑色模糊海綿狀，少數(shù)可見巖漿環(huán)帶的殘留[圖5(a)]，表明其為巖漿成因鋯石，但由于高U含量或殘余流體的作用，經(jīng)歷了不同程度的蛻晶化或重結(jié)晶作用[11-13]。通過綜合分析鋯石反射光、透射光和陰極發(fā)光圖像，選取不含礦物包裹體、無裂隙、具有殘余環(huán)帶以及陰極發(fā)光圖像雖不發(fā)光但反射光均一的微區(qū)作為激光剝蝕點。

含礦偉晶巖樣品BYSMS16-15的鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果見表2。從表2可以看出，其鋯石U含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)為(5 076～32 920)×10-6，Th含量為(19～365)×10-6，Th/U值為0.003～0.012。17個有效鋯石分析點的206Pb/238U年齡在154～146 Ma連續(xù)分布，在誤差范圍內(nèi)有較一致的207Pb/235U值和206Pb/238U值，分析點基本上成群集中分布在年齡諧和曲線上及附近[圖6(a)]，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(151.0±1.8)Ma(平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差(MSWD)為0.25)[圖6(b)]，代表該含礦偉晶巖的形成年齡。

鋯石陰極發(fā)光圖像顯示，二云母二長花崗巖樣品BYSMS16-27的鋯石大小和形態(tài)明顯不同于上述含礦偉晶巖樣品。二云母二長花崗巖樣品的鋯石多為半自形—自形橢圓狀和長柱狀顆粒，長為80～200 μm，寬為35～60 μm。大部分鋯石都具有較強的陰極發(fā)光特征，發(fā)育清晰的巖漿振蕩環(huán)帶，屬典型的巖漿成因鋯石[13][圖5(b)]。激光剝蝕點參照鋯石反射光、透射光和陰極發(fā)光圖像，選取不含礦物包裹體、無裂隙且具陰極發(fā)光和振蕩環(huán)帶的部位。

二云母二長花崗巖樣品BYSMS16-27的鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果見表2。從表2可以看出，其鋯石U含量為(222～2 625)×10-6，Th含量為(51～351)×10-6，Th/U值為0.112～0.640。19個鋯石有效分析點的206Pb/238U表面年齡比較集中，為455～429 Ma，在誤差范圍內(nèi)有較一致的207Pb/235U值和206Pb/238U值，分析點基本上成群集中分布在年齡諧和曲線上及附近[圖6(c)]，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(449.0±4.2)Ma(MSWD值為0.40)[圖6(d)]，代表該二云母二長花崗巖的侵位年齡。

4.2 Lu-Hf同位素特征

含礦偉晶巖和二云母二長花崗巖樣品的鋯石Lu-Hf同位素組成見表3。

含礦偉晶巖樣品BYSMS16-15的15個分析點給出了較一致的初始176Hf/177Hf值，為0.282 696～0.282 716，平均為0.282 705。根據(jù)各分析點已測得的鋯石結(jié)晶年齡計算出的εHf(t)值為0.62～1.30，平均為0.93，一階段Hf模式年齡為767～739 Ma，平均為756 Ma，二階段Hf模式年齡為1 161～1 118 Ma，平均為1 143 Ma。

二云母二長花崗巖樣品BYSMS16-27的17個分析點給出了較一致的初始176Hf/177Hf值，為0.282 541～0.282 693，平均為0.282 616。根據(jù)各分析點已測得的鋯石結(jié)晶年齡計算出的εHf(t)值為1.35～6.07，平均為3.74，一階段Hf模式年齡為1 017～834 Ma，平均為927 Ma，二階段Hf模式年齡為1 345～1 037 Ma，平均為1 191 Ma。

5 討 論

5.1 含礦偉晶巖與花崗巖圍巖形成時代對比

本文獲得新疆阿爾泰別也薩麻斯鋰鈮鉭礦區(qū)石英-鋰輝石帶含礦偉晶巖和二云母二長花崗巖的鋯石U-Pb年齡分別為(151.0±1.8)Ma和(449.0±4.2)Ma。含礦偉晶巖形成于晚侏羅世，不同于新疆阿爾泰眾多稀有金屬礦床的成礦集中期(276～180 Ma)[1]，晚侏羅世代表了新疆阿爾泰稀有金屬成礦作用的尾聲。二云母二長花崗巖則形成于晚奧陶世，屬于新疆阿爾泰廣泛發(fā)育的侵入巖中時代較老的巖體[14-15]。盡管在空間上二云母二長花崗巖是含礦偉晶巖的直接圍巖，但相差如此懸殊的年齡表明兩者在成因上并無關(guān)聯(lián)。

表2 鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果Tab.2 Analysis Results of Zircon U-Pb Isotope

注：w(·)為元素含量；誤差類型為1σ；分析點以BYSMS16-15開頭的為含礦偉晶巖，以BYSMS16-27開頭的為二云母二長花崗巖。

圖6 鋯石U-Pb年齡諧和曲線和年齡分布Fig.6 Concordia Diagrams and Distributions of Zircon U-Pb Ages

傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，偉晶巖是具有侵入體規(guī)模的花崗質(zhì)巖漿演化晚期殘余巖漿固結(jié)的產(chǎn)物[16-18]。國外學(xué)者Baker指出，偉晶巖和母巖體的距離與偉晶巖分異程度成正比，即偉晶巖分異程度越高，兩者相距越遠，但偉晶巖與母巖體的距離不能超過10 km且母巖體不應(yīng)是小巖體[19]。近年來，學(xué)者們對不同花崗偉晶巖型稀有金屬礦床開展的年代學(xué)研究表明，一些礦床中含礦偉晶巖脈的近礦圍巖即為花崗巖母體。例如，位于新疆阿爾泰的阿斯喀爾特中型鈹鈮鉬礦床的偉晶巖(LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為221～218 Ma)與賦礦圍巖白云母鈉長花崗巖(LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為231～219 Ma)形成時代一致[20-21]，白云母鈉長花崗巖與稀有金屬偉晶巖關(guān)系密切。大喀拉蘇中型鈹鈮鉭礦床賦存于黑云母花崗巖中，最新的偉晶巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為240 Ma[22]，表明礦化與黑云母花崗巖(鋯石U-Pb年齡為261～248 Ma[23-24])存在成因關(guān)系。川西甲基卡超大型鋰礦床的含礦偉晶巖環(huán)繞二云母花崗巖成群、成組分布，二云母花崗巖被認(rèn)為是含礦偉晶巖的母體[25]，其Rb-Sr等時線年齡(215 Ma)[25]略早于含礦偉晶巖(白云母Ar-Ar法坪年齡為198～195 Ma[26])，含礦偉晶巖在成因上與巖漿作用關(guān)系密切。然而，同別也薩麻斯稀有金屬礦床一樣，仍然有許多富集稀有金屬的偉晶巖找不到花崗巖母體，其中就包括新疆阿爾泰規(guī)模最大的3個稀有金屬礦床，即可可托海3號脈超大型鋰鈹鈮鉭銫礦床、柯魯木特大型鋰鈹鈮鉭銫礦床和卡魯安—庫卡拉蓋大型鋰礦床。含礦偉晶巖與空間上的花崗巖圍巖之間并非以往認(rèn)為的單一關(guān)系。

世界聞名的可可托海3號脈超大型鋰鈹鈮鉭銫礦床廣泛出露巖漿巖，包括變輝長巖體和花崗巖體，多數(shù)偉晶巖脈產(chǎn)出于變輝長巖體中，是含礦偉晶巖的直接圍巖，其鋯石U-Pb年齡為409～394 Ma[27]。可可托海3號脈具有非常完善的巖相分帶，學(xué)者們運用多種方法針對多個巖相帶進行了年代學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)含礦偉晶巖年齡為220～182 Ma[11,28-31](表4)，含礦偉晶巖形成年齡晚于輝長巖，懸殊的年齡差表明含礦偉晶巖及稀有金屬礦床的形成與礦區(qū)巖漿侵入活動沒有關(guān)系。柯魯木特大型鋰鈹鈮鉭銫礦床賦存于吉得克巖體中，吉得克巖體的二云母花崗巖和黑云母花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為446 Ma和456 Ma[32]，而該礦床112號脈LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為238～188 Ma[12,32-33](表4)，含礦偉晶巖與花崗巖圍巖巨大的年齡差表明吉得克巖體與稀有金屬成礦同樣沒有關(guān)系?？敯病獛炜ɡw大型鋰礦床東側(cè)外圍出露哈龍花崗巖基，采自哈龍花崗巖基的片麻狀黑云母花崗巖和二云母花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為400 Ma和403 Ma[34]，而卡魯安含礦偉晶巖形成于225～192 Ma(鋯石U-Pb年齡)[34-35]，庫卡拉蓋650號脈含礦偉晶巖形成于228～208 Ma(鋯石U-Pb年齡)[33,39]，含礦偉晶巖與花崗巖圍巖的侵位時間相差甚遠。

表3 Hf同位素組成Tab.3 Hf Isotopic Compositions

注：誤差類型為2σ；εHf(t)為年齡t對應(yīng)的εHf值；TDM1為一階段Hf模式年齡；TDM2為二階段Hf模式年齡;fLu/Hf為Hf富集系數(shù)；用于計算表中數(shù)據(jù)的參數(shù)參考文獻[36]～[38]。

目前尚無確鑿證據(jù)證明以上稀有金屬礦床含礦偉晶巖的母體就不存在，花崗巖母體之所以難以找到，可能是偉晶巖遷移較遠，也可能是花崗巖母體埋藏較深尚未出露。但可以肯定的是，這些稀有金屬礦床的近礦花崗巖圍巖并非含礦偉晶巖脈的真正母體。

5.2 含礦偉晶巖與花崗巖圍巖形成物源和大地構(gòu)造環(huán)境對比

鋯石Lu-Hf同位素體系具有較高的封閉溫度[40]，能很好地揭示巖漿演化過程和源區(qū)性質(zhì)[41-42]。Hf為難熔的不相容性親石元素，因而當(dāng)寄主巖漿不斷發(fā)生部分熔融和結(jié)晶分異作用時，虧損地幔源區(qū)具有更高的176Hf/177Hf值，使得熔融物和寄主巖漿發(fā)生176Hf/177Hf值的解耦，即大陸地殼相對虧損地幔而言有著更低的176Hf/177Hf值和εHf(t)值[43]。正的εHf(t)值通常被認(rèn)為來自虧損地幔或從虧損地幔中新增生的年輕地殼物質(zhì)的部分熔融[44]，而負(fù)的εHf(t)值通常代表古老地殼成因[45]。對花崗質(zhì)巖石而言，Hf模式年齡與形成年齡的差值也可反映源區(qū)的性質(zhì)。例如，若Hf模式年齡遠大于其形成年齡，表明該巖石來源于地殼物質(zhì)的部分熔融，若Hf模式年齡與其形成年齡相近，則表明該巖石的地殼源區(qū)是新生的[45]。

表4 Hf同位素組成對比

別也薩麻斯稀有金屬礦床中含礦偉晶巖和二云母二長花崗巖的鋯石Hf同位素組成具有一定的差異性(圖7)。盡管兩者的εHf(t)值均為接近球粒隕石演化線的正值，但含礦偉晶巖εHf(t)值較二云母二長花崗巖εHf(t)值小得多；盡管兩者的二階段Hf模式年齡較為接近，但含礦偉晶巖二階段Hf模式年齡與形成年齡的差值較二云母二長花崗巖大得多。含礦偉晶巖和二云母二長花崗巖Hf同位素組成的差異表明兩者的成巖物質(zhì)來源有所不同。

圖7 含礦偉晶巖與二云母二長花崗巖Hf同位素對比Fig.7 Comparison of Hf Isotopic Compositions of Ore-bearing Pegmatite and Two-mica Monzogranite

花崗巖廣泛分布在新疆阿爾泰的各個區(qū)域，但目前識別出的奧陶紀(jì)花崗巖為數(shù)不多，報道過的有切木切克巖體(年齡為(462±10)Ma)[47]、阿巴宮巖體((462.5±3.6)Ma和(457.8±3.1)Ma)[48]、鐵木爾特巖體((459.0±4.9)Ma)[49]、吉得克巖體((445.6±4.3)Ma和(455.6±5.4)Ma)[32]和布爾津巖體((453±5)Ma)[50]。長期以來，阿爾泰造山帶古生代的構(gòu)造演化模式一直存在著爭議。但近年來，隨著研究的不斷加深，越來越多的學(xué)者認(rèn)可阿爾泰的造山活動從早古生代就已經(jīng)開始，奧陶紀(jì)是俯沖-碰撞造山的早期階段，新疆阿爾泰在該時期處于初始的陸緣弧時期[14,47-58]。奧陶紀(jì)花崗巖的形成正是這種陸緣弧環(huán)境下由底侵的幔源物質(zhì)和地殼(包括洋殼和陸殼)沉積物共同作用的結(jié)果[49]，其中陸殼物質(zhì)的熔融占有較大的比例，因而其εHf(t)值體現(xiàn)出殼幔混合但偏向于地殼端元的特點。

阿爾泰造山帶經(jīng)歷了漫長的演化之后，從三疊紀(jì)開始進入陸內(nèi)(或板內(nèi))演化階段[1,51,59-60]。該時期巖漿活動明顯減弱，但大量的稀有金屬礦床在該階段形成，一直延續(xù)到晚侏羅世。別也薩麻斯稀有金屬礦床中含礦偉晶巖同可可托海、柯魯木特、卡魯安和阿斯喀爾特等典型稀有金屬礦床含礦偉晶巖脈類似，它們的Hf同位素組成以非常小的正εHf(t)值和遠大于含礦偉晶巖形成年齡的二階段Hf模式年齡為特征(表4)，表明這些含礦偉晶巖為陸-陸碰撞后伸展構(gòu)造背景下導(dǎo)致加厚地殼沉積物減壓熔融的產(chǎn)物[20,32,46]。同花崗巖圍巖相比，古老的殼源物質(zhì)在別也薩麻斯稀有金屬礦床含礦偉晶巖的形成中占據(jù)了更大的比例。

綜上所述，別也薩麻斯稀有金屬礦床含礦偉晶巖與花崗巖圍巖是阿爾泰造山帶在不同演化階段下的產(chǎn)物，不同的大地構(gòu)造背景與不同的形成物源再次表明兩者在成因上并無聯(lián)系。

6 結(jié) 語

(1)新疆阿爾泰別也薩麻斯稀有金屬礦床發(fā)育以Li為主的Li-Nb-Ta礦化和Nb-Ta礦化，二云母二長花崗巖體是含礦偉晶巖脈群的直接圍巖。含礦偉晶巖脈巖相分帶比較簡單，多數(shù)只有1、2個巖相帶，主要的ρ4號脈也僅可劃分出3個巖相帶。

(2)別也薩麻斯鋰鈮鉭礦區(qū)石英-鋰輝石帶含礦偉晶巖和二云母二長花崗巖的鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡分別為(151.0±1.8)Ma和(449.0±4.2)Ma，兩者的形成時代相差懸殊，近礦花崗巖圍巖并非含礦偉晶巖脈的真正母體。

(3)礦區(qū)石英-鋰輝石帶含礦偉晶巖與二云母二長花崗巖的εHf(t)值均為接近球粒隕石演化線的正值，但含礦偉晶巖的εHf(t)值較二云母二長花崗巖小得多，且含礦偉晶巖二階段Hf模式年齡與形成年齡的差值較二云母二長花崗巖大得多。結(jié)合區(qū)域資料，花崗巖主要形成于陸緣弧環(huán)境下陸殼物質(zhì)的熔融，含礦偉晶巖則為陸-陸碰撞后伸展構(gòu)造背景下導(dǎo)致加厚地殼沉積物減壓熔融的產(chǎn)物，兩者是阿爾泰造山帶在不同演化階段下的產(chǎn)物，不同的大地構(gòu)造背景與不同的形成物源再次表明兩者在成因上并無聯(lián)系。