變質(zhì)改造型關(guān)鍵金屬礦
——富集Li-Rb-Cs-Tl-Ga的云母片巖

高利娥,曾令森,趙令浩,嚴(yán)立龍,李廣旭,邸英龍, 徐 倩,王亞瑩, 王海濤, 田怡紅

(1. 中國地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)研究所, 北京 100037； 2. 中國地質(zhì)科學(xué)院 國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心, 北京 100037； 3. 天津師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 天津 300387)

關(guān)鍵金屬包括稀有(鋰、鈹、銣、銫、鈮、鉭、鋯、鉿、鎢、錫)、稀土及稀散(鎵、鍺、硒、鎘、銦、碲、錸、鉈)及稀貴金屬(毛景文等, 2019a; 王登紅, 2019)，對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)(如航空航天、軍事、芯片和新能源等)的發(fā)展至關(guān)重要(翟明國等, 2019; 蔣少涌等, 2020; 侯增謙等, 2020)。但是，關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)是國際上最近提出的資源概念，針對此類礦床的專門研究剛剛起步，認(rèn)知程度較低(侯增謙等, 2020),關(guān)鍵金屬的富集和成礦機(jī)制是目前國際礦床學(xué)研究的熱點(diǎn)(毛景文等， 2019b)。

最近5年的研究發(fā)現(xiàn)，藏南喜馬拉雅新生代淡色花崗巖形成過程中伴隨著稀有金屬元素(Nb、Ta、Sn、Be、Li等)的富集，在拿日雍錯(cuò)(也叫錯(cuò)那洞)發(fā)現(xiàn)了超大型的Be-W-Sn礦床(李光明等, 2017)，在珠峰地區(qū)發(fā)現(xiàn)了數(shù)十條鋰輝石偉晶巖脈(吳福元等, 2021; 秦克章等, 2021)。這些發(fā)現(xiàn)表明喜馬拉雅造山帶稀有金屬成礦潛力大，是未來礦產(chǎn)勘探的重要靶區(qū)，很可能成為我國新的重要稀有金屬成礦帶(Wangetal., 2017; Wuetal., 2020; 李光明等, 2017, 2021;曾令森等, 2017; 高利娥等, 2021;吳福元等, 2021; 秦克章等, 2021)。吳福元等(2021)提出，未來需要盡快加強(qiáng)喜馬拉雅地區(qū)的稀有金屬成礦調(diào)查和研究工作，為中國稀有金屬礦產(chǎn)資源接替基地的找尋提供理論依據(jù)。我們團(tuán)隊(duì)曾在吉隆和亞東地區(qū)發(fā)現(xiàn)侵入到藏南拆離系的淡色花崗巖含有較高的Sn、Cs、Tl、Be、W、B、Li、Bi等關(guān)鍵金屬元素(高利娥等, 2021)，但在喜馬拉雅淡色花崗巖關(guān)鍵金屬富集和成礦機(jī)理、影響因素、成礦背景等方面有待深入研究，以形成新認(rèn)識，揭示成礦潛力高的勘探靶區(qū)。

世界上鋰礦床成因類型目前主要有鹵水型、花崗偉晶巖及花崗巖型、沉積型3種(王登紅等, 2022)。最近，我們團(tuán)隊(duì)在洛扎地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一種新的鋰礦成因類型：變質(zhì)改造型，本文對洛扎地區(qū)富集Li-Rb-Cs-Tl-Ga的云母片巖進(jìn)行了測年、全巖化學(xué)分析和單礦物成分分析，并在此基礎(chǔ)上初步探討了云母片巖富集關(guān)鍵金屬的過程，這可以為建立喜馬拉雅造山帶關(guān)鍵金屬的成礦模型提供新的思路。

1 地質(zhì)背景與樣品

喜馬拉雅造山帶呈E-W向弧形展布，自北向南依次為特提斯喜馬拉雅帶、高喜馬拉雅結(jié)晶帶、低喜馬拉雅帶和次喜馬拉雅帶，它們之間的界限分別為藏南拆離系(STDS)、主中央逆沖斷層(MCT)、主邊界逆沖斷層(MFT)(圖1)。

圖 1 藏南喜馬拉雅造山帶地質(zhì)簡圖Fig. 1 Simplified geologic map of the Himalayan orogenic belt， Southern TibetYTS—雅魯藏布江縫合帶; STDS—藏南拆離系; MCT—主中央逆沖推覆帶; MBT—主邊界逆沖推覆帶; MFT—主前緣逆沖推覆帶; TH—特提斯喜馬拉雅; HH—高喜馬拉雅; LH—低喜馬拉雅; SH—次喜馬拉雅 YTS—Yarlung Zangbo suture; STDS—Southern Tibet detachment system; MCT—main center thrust; MBT—main boundary thrust; MFT—main fronter thrust; TH—Tethyan Himalaya; HH—high Himalaya; LH—lower Himalaya; SH—sub-Himalaya

洛扎巖體位于喜馬拉雅帶東部，巖體規(guī)模巨大，分布于中國和不丹，境內(nèi)部分出露面積可達(dá) 1 780 km2(童勁松等, 2003)。該花崗巖體位于藏南拆離系附近，向北侵位于特提斯喜馬拉雅沉積巖系，向南侵入高喜馬拉雅結(jié)晶巖系，巖性主要為二云母花崗巖和含電氣石花崗巖，為變泥質(zhì)巖含水熔融作用和脫水熔融作用的產(chǎn)物(Huangetal., 2017)。已有的U-Pb年代學(xué)研究結(jié)果顯示該巖體為多期次的復(fù)式巖體，早期巖漿活動時(shí)代大約為20～15 Ma，在大約12 Ma 再次出現(xiàn)巖漿活動 (Edwards and Harrison, 1997; Huangetal., 2017)。在巖體東北側(cè)，寬約100 m、高約60 m的云母片巖被含電氣石淡色花崗巖捕虜(圖2)。云母片巖主要由金云母、綠泥石和少量黑云母組成(圖 3)。金云母具有兩種形態(tài)，大部分為淺黃色鱗片狀結(jié)合體(圖3a、3b)，少量為白色片狀，邊部蝕變成鱗片狀的綠泥石，核部殘留有黑云母(圖3c、 3d)。在云母片巖中可以看到淡色花崗巖侵入體(圖 3e、3f)。

圖 2 云母片巖的野外特征Fig. 2 Field occurrence of the mica schist

圖 3 云母片巖的顯微照片F(xiàn)ig. 3 Photomicrographs showing the texture and mineral assemblage of mica schist Bt—黑云母; Chl—綠泥石; Phl—金云母; Pl—斜長石; Qtz—石英； a、c、e 為單偏光; b、d、f 為正交偏光 Bt—biotite; Chl—chlorite; Phl—phlogopite; Pl—plagioclase; Qtz—quartz； a, c and e are taken under single polarized light; b, d and f are taken under orthogonal polarized light

2 分析方法

2.1 鋯石 U-Pb 定年

為了確定云母片巖的形成年代，從云母片巖樣品T1362中挑選出鋯石，經(jīng)過手工挑選、制靶和拋光，然后進(jìn)行陰極發(fā)光(CL)和掃描電鏡背散射(BSE)成像觀察，以揭示鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。陰極發(fā)光成像在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所北京離子探針中心進(jìn)行，BSE圖像和鋯石內(nèi)部包裹體的觀察在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所大陸構(gòu)造與動力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。通過對照陰極發(fā)光和BSE圖像，根據(jù)鋯石不同生長域差異特征選取鋯石U-Pb測試點(diǎn)。鋯石原位U-Pb 定年在國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心 LA-ICP-MS 實(shí)驗(yàn)室采用New Wave UP213Nd∶YAG激光器及Thermo-Finnigan ELEMENT XR 高分辨電感耦合等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行，該質(zhì)譜儀具有高靈敏度特征，更利于低含量元素的準(zhǔn)確測定。激光剝蝕斑束直徑 25 μm，光斑移動速度 1 μm/s，頻率 10 Hz，以 He 作為剝蝕物質(zhì)傳輸載氣。實(shí)驗(yàn)前剝蝕 NIST612 進(jìn)行儀器信號調(diào)諧，232Th 和238U 信號大于 2×105cps，氧化物產(chǎn)率( ThO+/Th+) <0.2%，同位素信號比值238U/232Th≈1，可降低分析過程中動態(tài)分餾作用的影響。單點(diǎn)分析包括氣體背景采集時(shí)間 20 s，激光剝蝕樣品信號采集時(shí)間 40 s ，剝蝕后吹掃時(shí)間 20 s。分析時(shí)所用外標(biāo)樣為SRM610鋯石，每分析 10 個(gè)未知樣品點(diǎn)插入分析標(biāo)準(zhǔn)91500樣品2 點(diǎn)和質(zhì)量監(jiān)控ple樣品 1 點(diǎn)，以便及時(shí)校正，保障測試精度。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(jì)算)采用軟件ICPMSDataCal完成，鋯石年齡諧和圖用 Isoplot 3.0 程序獲得。

2.2 全巖主量及微量元素含量

全巖主量及微量元素的測試在國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心進(jìn)行。全巖主量元素通過 XRF (X熒光光譜儀3080E)方法測試，分析精度為 5%。全巖微量元素和稀土元素(REE)通過等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS-Excell)分析，含量大于 10×10-6的元素的測試精度為 5%，小于 10×10-6的元素精度為 10%，個(gè)別含量低的元素測試誤差大于 10%。

2.3 單礦物主量和微量元素含量

云母和綠泥石的主量元素分析在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所進(jìn)行，所用儀器為日本電子JEOL公司的JXA-8100電子探針顯微分析儀，加速電壓15 kV，束流2×10-8A，攝譜時(shí)間10 s，束斑5 μm，ZAF校正，SPI組合標(biāo)樣校正。云母和綠泥石的微區(qū)原位微量元素分析在國家地質(zhì)測試分析研究中心的Finnigan ELEMENT 2 ICP-MS上進(jìn)行，激光剝蝕系統(tǒng)為新浪UP-213 nm激光器，激光剝蝕孔徑為44 μm, 激光脈沖頻率為10 Hz, 能量為90 mJ，詳細(xì)的分析方法和流程同胡明月等(2008)。數(shù)據(jù)處理過程中選擇Ca作為內(nèi)標(biāo)元素、國際標(biāo)準(zhǔn)玻璃NIST610 用于外標(biāo)校正，絕大部分微量元素分析的準(zhǔn)確度優(yōu)于10%, Be、P、Ni、Zn、Ga和Yb的準(zhǔn)確度優(yōu)于20%。云母中的Li含量可以通過LA-ICP-MS進(jìn)行精確的測定,也可以通過電子探針數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，本文采用LA-ICP-MS原位測定了片狀金云母的Li含量，同時(shí)利用電子探針數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算了云母的Li2O含量。

3 數(shù)據(jù)及結(jié)果

3.1 云母片巖的形成時(shí)代

陰極發(fā)光圖像顯示大部分鋯石為渾圓狀(圖4a)，粒徑30～80 μm，為碎屑鋯石。部分鋯石具核-邊結(jié)構(gòu)，核部見微弱振蕩環(huán)帶，邊部呈均一化的灰白色。鋯石中Th和U含量變化較大，分別為13×10-6～536×10-6和60×10-6～1 598×10-6，206Pb/238U年齡分布范圍很廣， 2 629.5～8.6 Ma，主要集中于約800 Ma、約500 Ma 和18～12 Ma (圖4b、表 1)。年齡為約800 Ma的鋯石多具有微弱的震蕩環(huán)帶，其年齡記錄的是一期巖漿事件；年齡為約500 Ma的鋯石呈現(xiàn)均一化的灰白色，其年齡記錄的是一期變質(zhì)事件；年齡為18～12 Ma的新生代鋯石呈現(xiàn)均一化的灰白色，未見巖漿鋯石典型的振蕩環(huán)帶，Th和U含量較低，為13×10-6～55×10-6和143×10-6～535×10-6，Th/U=0.06～0.2，206Pb/238U年齡又集中于13.5～ 12.1 Ma和18.4～16.0 Ma兩階段(圖4c)，其年齡代表了巖石的變質(zhì)時(shí)間。

圖 4 云母片巖中鋯石的陰極發(fā)光照片(a)和U-Pb 定年諧和圖(b、c)Fig. 4 Cathodoluminescence (CL) showing the texture, spot, and respective age of zircon U-Pb dating (a) and U-Pb concordia diagrams (b, c) for the mica schist

表 1 云母片巖中鋯石 U-Pb 定年數(shù)據(jù)Table 1 zircon U-Pb isotopic data for the mica schist

續(xù)表 1.Continued Table 1

3.2 全巖元素地球化學(xué)特征

云母片巖的全巖化學(xué)分析結(jié)果列在表2中。從表2中可見，云母片巖的Al2O3(13.38%～14.32%)、K2O (6.09%～9.66%)、FeOT(27.11%～30.09%)、MgO (15.25%～17.21%)、TiO2(0.09%～0.26%)含量較高， SiO2(38.11%～39.89%)、CaO(≤1.60%)、Na2O(≤0.01%)含量較低。

表 2 云母片巖的主量元素(wB/%)和微量元素(wB/10-6)地球化學(xué)特征Table 2 Major element (wB/%) and trace element (wB/10-6) data for the mica schist

微量元素方面，云母片巖具有較高的Rb 含量(1 649×10-6～2 773×10-6)，Zr/Hf=19.66～29.77，Nb/Ta=4.77～7.99(表2)。大部分云母片巖稀土元素含量非常低，∑REE< 2.5×10-6。

關(guān)鍵金屬元素方面，云母片巖富集Li(650×10-6～1 031×10-6)、Rb(1 649×10-6～2 773×10-6)、Cs(98×10-6～229×10-6)、Tl(5.7×10-6～12.1×10-6)、Ga(121×10-6～148×10-6)，但Nb(≤30.5×10-6)、Ta(≤5.82×10-6)、Be(≤1.59×10-6)、B(≤4.35×10-6)、W(≤0.23×10-6)、Sn(≤5.82×10-6)含量很低(圖5、表2)。

圖 5 云母片巖、洛扎淡色花崗巖(數(shù)據(jù)未發(fā)表)和金云母中關(guān)鍵金屬Li-Rb-Cs-Tl-Ga 的富集特征Fig. 5 The characteristics of critical elements Li-Rb-Cs-Tl-Ga enrichment in the mica schist， leucogranites (unpublished data) and phlogopite in the Luozha area

3.3 金云母的主、微量元素地球化學(xué)特征

云母和綠泥石單礦物主量元素電子探針分析結(jié)果見表3。從云母的形態(tài)和主量元素地球化學(xué)成分來看，云母片巖中含有兩類金云母，在此將鱗片狀金云母命名為Phl-Ⅰ，片狀金云母命名為Phl-Ⅱ。兩類金云母都含有較高含量的Al2O3(10.953%～17.188%)、K2O (7.448%～9.874%)、TiO2(0.010%～0.793%)，但較低含量的SiO2(36.649%～44.726%)、CaO(<0.1%)、Na2O(<1.6%)。不同的是，Phl-Ⅰ含有較高的FeO(11.753%～18.014%)，較低的MgO(13.853%～18.933%)，而Phl-Ⅱ含有較高的MgO(25.480%～26.596%)和低的FeO (<1.4%)(圖6)。Tindle 和Webb (1990) 發(fā)現(xiàn)三八面體型云母中 SiO2與 Li2O 含量呈正比，云母的Li2O含量可以使用下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：Li2O=0.287 SiO2-9.552。利用這個(gè)公式對本文金云母進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果得到兩類金云母都含有較高含量的Li2O(0.97%～3.28%)。

表 3 單礦物的主量元素地球化學(xué)特征wB/%Table 3 Major element data for the minerals

續(xù)表 3-2.Continued Table 3-2

續(xù)表 3-3.Continued Table 3-3

圖 6 金云母的背散射圖像(a、b)和礦物成分特征(c、d)Fig. 6 BSE images(a, b) and composition of phlogopite (c, d)Phl—金云母；Chl—綠泥石Phl—phlogopite; Chl—chlorite

利用 LA-ICP-MS對Phl-Ⅱ進(jìn)行的微量元素分析結(jié)果(表4)與全巖中關(guān)鍵金屬含量相似，Phl-Ⅱ富集Li(643.01×10-6～2 069.74×10-6)、Rb(1 577.08×10-6～2 825.58×10-6)、Cs(77.08×10-6～292.84×10-6)、Ga(120.58×10-6～171.72×10-6)(圖5)，但Nb(≤35.48×10-6)、Ta(≤7.04×10-6)、Be(≤41.61×10-6)、B(≤37.24×10-6)、W(≤0.81×10-6)、Sn(≤20.0×10-6)含量很低。原位測試的Li含量換算成Li2O為0.14% ～0.44%。通過實(shí)際測量和公式計(jì)算結(jié)果的對比可以得出，公式計(jì)算的Li2O含量(2.16%～2.78%)偏高，不可信。

表 4 云母的微量元素地球化學(xué)分析結(jié)果wB/10-6Table 4 Trace element data for the mica

根據(jù)云母族礦物分類圖解(圖7c、7d)，Phl-Ⅱ?qū)儆诮鹪颇?。在Fe+Mg+Ti-AlⅥ和(Mg-Li)的關(guān)系圖解(圖7b)中，Phl-Ⅰ落入富鎂黑云母區(qū)域中，但考慮到大部分Phl-Ⅰ中Mg∶Fe*>2(圖7a)，而且公式計(jì)算的Li含量偏高，所以Phl-Ⅰ也應(yīng)該屬于金云母。

圖 7 云母族礦物分類圖(b據(jù)Tischendorf et al., 1997; c據(jù)Rieder et al., 1997; d據(jù)Monier and Robert, 1986)Fig. 7 Classification of mica(b after Tischendorf et al., 1997; c after Rieder et al., 1997; d after Monier and Robert, 1986)

4 討論

從上文地球化學(xué)數(shù)據(jù)可以看出，云母片巖具有含量較高的Al2O3、K2O、FeOT、MgO和TiO2，富集關(guān)鍵金屬Li-Rb-Cs-Tl-Ga。稀有金屬，包括鋰(Li)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈹(Be)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鎢(W)、錫(Sn) 等。鋰為親石元素，地殼豐度為20×10-6(1)本文所有元素的地殼豐度來自于Kenneth B. Periodic Table of Elements. Environmental Chemistry.com. 1995～2022.。隨著近10年來新能源汽車產(chǎn)業(yè)“超?！?的快速發(fā)展，國內(nèi)外對于鋰礦的關(guān)注度異乎尋常，鋰被稱為“白色石油”、“21 世紀(jì)能源金屬”等(王登紅等, 2022)。經(jīng)過10年來的勘查實(shí)踐與理論研究，中國鋰礦的研究成果豐碩，成礦區(qū)帶從 12 個(gè)增加到 16 個(gè)。銣為親石分散元素，地殼豐度為90×10-6。除應(yīng)用于軍工部門和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域外，銣還應(yīng)用于眾多民用領(lǐng)域，比如光學(xué)技術(shù)、合成催化和特殊玻璃陶瓷業(yè)。除個(gè)別獨(dú)立礦物外，銣主要分散在鋰云母、鐵鋰云母、銫榴石、鹽礦層和礦泉中(趙振華等, 2020)。我國銣資源主要賦存于鋰云母和鹽湖鹵水中，鋰云母中銣含量占全國銣資源儲量的55%，以江西宜春儲量最為豐富，是我國銣礦產(chǎn)品的主要來源。銣還可以與鉀呈類質(zhì)同象形式賦存于天河石、鉀鹽和光鹵石等含鉀礦物中。孫艷(2013)提出，在勘查開發(fā)中應(yīng)以尋找高品位云母型銣礦為勘查重點(diǎn)。銫為親石分散元素，地殼豐度為3×10-6。銫在離子半徑等地球化學(xué)性質(zhì)上與鉀和鉈接近，故常存在于富鉀礦物中，特別是在長石和云母等含鉀礦物中以類質(zhì)同像形式存在。在花崗偉晶巖中，含銫礦物常與鋰輝石、鋰云母、電氣石以及鈮鉭礦物共生。銫含量一般隨著巖漿分異程度增強(qiáng)而增加，容易富集于巖漿晚期階段的堿性巖和花崗偉晶巖中。

稀散金屬，包括鉈(Tl)、 鎵(Ga)等8種元素。稀散金屬對高科技和未來能源的發(fā)展具有舉足輕重的地位，被很多西方發(fā)達(dá)國家當(dāng)作21世紀(jì)的戰(zhàn)略物資。稀散金屬在地殼中豐度極低(多為10-9量級)，在巖石中極為分散，這一內(nèi)在特征決定了稀散金屬富集成礦需要特殊的成礦條件。目前，對稀散金屬成礦的研究還十分薄弱，極大地制約了稀散礦產(chǎn)資源的理論認(rèn)識和找礦突破(溫漢捷等, 2020)。鎵是一種低熔點(diǎn)高沸點(diǎn)的稀散金屬，被稱為“電子工業(yè)脊梁”，隨著鎵在太陽能電池行業(yè)應(yīng)用的快速發(fā)展，未來金屬鎵需求還將快速增長(Frenzeletal., 2016; 溫漢捷等, 2020)。 鎵的地殼豐度為18×10-6，很少形成獨(dú)立礦物，主要是以伴生金屬的形式存在。世界上富鎵礦床大致分為風(fēng)化-沉積型礦床、 熱液型礦床、偉晶巖型礦床和巖漿型礦床(溫漢捷等, 2020)。氧化條件下鎵地球化學(xué)性質(zhì)與鋁和鐵相似，具強(qiáng)親石性。在偉晶巖型礦床中，鎵賦存于鋰輝石、 鋰云母、 白云母、 長石等中，比如江西武功山附近的花崗偉晶巖。鉈在光導(dǎo)纖維、 輻射閃爍器、 光學(xué)透位、 輻射屏蔽材料、 催化劑和超導(dǎo)材料等方面具有不可替代性。鉈的地殼豐度為0.6×10-6, 巖漿過程中鉈主要呈類質(zhì)同象形式替代鉀、銣進(jìn)入云母和鉀長石(Raderetal., 2018)。目前為止鉈成礦的研究相對比較薄弱，尚無公認(rèn)的礦床類型，根據(jù)元素組合、賦存狀態(tài)和成礦條件等差異，溫漢捷等(2020)將鉈礦大致劃分出兩個(gè)具有工業(yè)意義的礦床類型, 即低溫?zé)嵋盒豌B礦床和塊狀硫化物型含鉈礦床。

世界上鋰礦床成因類型主要有鹵水型、花崗偉晶巖及花崗巖型、沉積型3種(王登紅等, 2022)。綜合以上稀有金屬Li-Rb-Cs和稀散金屬Tl-Ga的地球化學(xué)特征，可以看出Li-Rb-Cs-Tl-Ga都可以賦存于云母類中。可可托海三號脈中富鋰的云母礦物為鋰白云母(圖7c, Wangetal., 2007)，喜馬拉雅造山帶珠峰地區(qū)偉晶巖中富鋰的云母礦物為鐵鋰云母(圖7d, 劉晨等, 2021)，本文中的富鋰礦物為金云母，與花崗偉晶巖及花崗巖型不同。

沉積型鋰礦的產(chǎn)出多與黏土巖、湖泊沉積物等有關(guān)(金中國等, 2022)。我國貴州鋁土礦資源豐富，并伴生大量的 Li、Ga等三稀元素(龍珍等, 2021)。特提斯喜馬拉雅沉積巖系是一套連續(xù)出露的淺變質(zhì)-不變質(zhì)海相碎屑巖和碳酸鹽巖沉積序列。新生代花崗巖中經(jīng)?？梢砸姷絿鷰r捕虜體，表明淡色花崗巖侵位過程中可以捕虜特提斯喜馬拉雅沉積巖系。從鋯石CL圖(圖4a)上可以看出，云母片巖中的鋯石粒度小，為渾圓狀，206Pb/238U年齡分布范圍很廣(圖4b)，屬于碎屑鋯石。18.4 ～16.0 Ma和13.5 ～12.1 Ma兩期變質(zhì)事件(圖4c)正好對應(yīng)于洛扎地區(qū)新生代的20～15 Ma和 12 Ma兩期巖漿活動(Edwards and Harrison, 1997; Huangetal., 2017)，所以可以認(rèn)為洛扎地區(qū)云母片巖的原巖為沉積巖，在淡色花崗巖侵位過程中該沉積巖被捕虜而發(fā)生了低級變質(zhì)作用。松潘-甘孜構(gòu)造帶東部可爾因地區(qū)變沉積巖圍巖中富鋰礦物為黑云母(圖7b,胡方泱等, 2022)，花崗-偉晶巖型鋰礦的圍巖變沉積巖富集鋰，是受到富鋰熔-流體的改造而成。而本文云母片巖中的Li-Rb-Cs-Tl-Ga以類質(zhì)同象形式替代K進(jìn)入金云母，與沉積型鋰礦的成因也不同，所以，我們認(rèn)為洛扎地區(qū)富集鋰等關(guān)鍵金屬元素的云母片巖是鋰礦成因的新類型： 變質(zhì)改造型。

我們團(tuán)隊(duì)曾在吉隆、亞東發(fā)現(xiàn)侵入到藏南拆離系的部分中新世淡色花崗巖富集關(guān)鍵金屬W、Sn、B、Be、Cs、Tl等，Sn、Cs、Tl、Be元素變化范圍分別為1.69×10-6～55.20×10-6、14.6×10-6～126.0×10-6、1.05×10-6～4.97×10-6和6.71×10-6～184×10-6(高利娥等, 2021)。與其相比，洛扎云母片巖中Cs(98×10-6～229×10-6)、Tl(5.7×10-6～12.1×10-6)富集程度更高，并且還富集Ga(121×10-6～148×10-6)、Li(650×10-6～1 031×10-6)、Rb(1 649×10-6～2 773×10-6)，可以形成關(guān)鍵金屬礦體。喜馬拉雅造山帶變沉積巖富集稀散金屬鉈和鎵，表明該地區(qū)除了稀有金屬元素，稀散金屬也有成礦潛力，是我國未來關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)勘探的又一重要方向。鑒于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展對于關(guān)鍵金屬資源的剛性需求，我們建議加強(qiáng)喜馬拉雅造山帶沉積巖和變沉積巖中Li-Cs-Tl-Rb-Ga等關(guān)鍵金屬的調(diào)查和研究。

5 結(jié)論與展望

洛扎地區(qū)被含電氣石淡色花崗巖捕虜?shù)脑颇钙瑤r富集關(guān)鍵金屬Li-Rb-Cs-Tl-Ga，其中金云母成礦作用是鋰礦成因的新類型：變質(zhì)改造型。喜馬拉雅造山帶洛扎云母片巖關(guān)鍵金屬的富集程度比淡色花崗巖中關(guān)鍵金屬元素富集程度更高，可以形成關(guān)鍵金屬礦體。喜馬拉雅造山帶變沉積巖富集稀散金屬鉈和鎵的發(fā)現(xiàn)，表明該地區(qū)是我國未來關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)勘探的又一重要靶區(qū)。本文為建立喜馬拉雅造山帶關(guān)鍵金屬的成礦模型提供了新的思路，未來需要加強(qiáng)該區(qū)和其他造山帶變沉積巖中關(guān)鍵金屬成礦潛力的調(diào)查和研究。

致謝成文過程中與中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所戚學(xué)祥研究員進(jìn)行了有益的探討，電子探針分析得到中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所毛小紅助理研究員的協(xié)助，董昕研究員和胡古月副研究員仔細(xì)審閱稿件，提出眾多建設(shè)性修改意見，在此一并表示衷心的感謝。