新疆北部可可托海地區(qū)偉晶巖脈LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡、地球化學(xué)、Lu-Hf 同位素特征及其地質(zhì)意義

藺新望 ，王星 ，張亞峰 ，趙端昌 ，趙江林 ，劉坤

（1.陜西省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710068；2.陜西省地質(zhì)調(diào)查院，陜西 西安 710054）

阿爾泰造山帶位于中亞造山帶的西南部，呈北西-南東向橫跨中、俄、哈、蒙四國(guó)疆域，是中亞造山帶 的 重 要 組 成 部 分（Seng?r et al.，1993；Xiao et al.，2004）。在古亞洲洋擴(kuò)張、洋殼俯沖、大洋閉合、大陸碰撞/俯沖、山脈形成和垮塌等構(gòu)造演化過(guò)程中，阿爾泰造山帶伴隨有不同程度的巖漿活動(dòng)，形成了大量的巖漿巖和與巖漿活動(dòng)有關(guān)的礦產(chǎn)資源，并以偉晶巖型稀有金屬礦產(chǎn)聞名于世，與之相關(guān)的巖漿作用，一直是阿爾泰造山帶研究的焦點(diǎn)（王登紅等，2001，2003；鄒天人等，2006；朱永峰，2007；任寶琴等，2011；劉鋒等，2012，2014；周起鳳等，2013；彭素霞等，2015；張亞峰等，2015，2017；王星等，2016，2019，2022；藺新望等，2017，2019，2020，2021）。中國(guó)阿爾泰造山帶內(nèi)分布著數(shù)以萬(wàn)條的偉晶巖脈，這些偉晶巖脈主要分布于38個(gè)偉晶巖田內(nèi)，蘊(yùn)藏著豐富的后碰撞-后造山花崗偉晶巖型稀有金屬鋰鈹鈮鉭礦、白云母、長(zhǎng)石和寶玉石等礦產(chǎn)資源（王登紅等，2003；鄒天人等，2006；計(jì)文化等，2022；張照偉等，2022；孔會(huì)磊等，2023）。世界著名的典型偉晶巖型稀有金屬礦床-可可托海3 號(hào)偉晶巖礦床，因產(chǎn)出巨晶礦物、清晰的礦物結(jié)構(gòu)分帶及稀有金屬順序礦化等特征，被國(guó)內(nèi)外礦業(yè)界和地學(xué)界廣泛關(guān)注（Windley et al.，2002；Xiao et al.，2004；Wang et al.，2006）。近年來(lái)，有學(xué)者研究認(rèn)為，阿爾泰造山帶偉晶巖型稀有金屬礦產(chǎn)主要形成于印支期，稀有金屬的成礦作用與同期巖漿-熱液活動(dòng)關(guān)系密切（朱永峰，2007；任寶琴等，2011；藺新望等，2017）。

新疆北部可可托海地區(qū)出露的阿拉爾巖體，位于可可托海3 號(hào)礦坑以北15 km 處，與偉晶巖脈獨(dú)特的、密切的時(shí)空伴生關(guān)系，使其成為重要的研究載體。前人運(yùn)用不同的測(cè)試方法獲得其年齡為210～248.8 Ma 之間，并認(rèn)為舉世聞名的可可托海3 號(hào)偉晶巖脈與阿拉爾巖體存在成因上的聯(lián)系（Zhu et al.，2006；鄒天人等，2006；Wang et al.，2007，2008；Lü et al.，2012；劉鋒等，2012；張亞峰等，2015）；但也有學(xué)者認(rèn)為兩者之間并無(wú)相關(guān)性，阿拉爾巖體即不是或者不可能是3號(hào)脈的母巖，而且兩者的源區(qū)也有所不同，二者并不存在演化關(guān)系（陳劍鋒等，2011；劉文政，2014；張輝等，2014）。鑒于前人對(duì)阿拉爾巖體與周圍偉晶巖脈及其相關(guān)礦化的是否存在成因關(guān)系一直存在爭(zhēng)議，且對(duì)偉晶巖脈的研究主要集中在形成時(shí)代上，巖漿成因以及源區(qū)研究相對(duì)較少，很難給出全面解釋，故筆者以阿拉爾花崗巖體西部的含綠柱石偉晶巖脈群為研究對(duì)象，詳細(xì)研究偉晶巖脈的地質(zhì)特征、LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡、巖石地球化學(xué)和Lu-Hf 同位素，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料探討含礦偉晶巖脈與阿拉爾巖體的關(guān)系，以期為可可托海地區(qū)偉晶巖型稀有金屬礦產(chǎn)成礦規(guī)律研究提供有力支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

阿爾泰造山帶位于橫跨中-俄-哈-蒙4 國(guó)疆域，北鄰西薩彥嶺島弧帶，南以額爾齊斯斷裂與準(zhǔn)噶爾地塊相接，是中亞造山帶的重要組成部分（圖1a）。阿爾泰造山帶呈北西-南東向展布，全長(zhǎng)約為2 000 km，中國(guó)阿爾泰位于中亞造山帶的西南緣，境內(nèi)的部分約為500 km，大地構(gòu)造位置屬西伯利亞板塊南部大陸邊緣增生區(qū)，屬古亞洲洋域的北帶（何國(guó)琦等，1990；Windley et al.，2002）。以紅山嘴-諾爾特?cái)嗔押桶蛯m-庫(kù)爾提斷裂為界，可將阿爾泰造山帶由北向南依次劃分為：北阿爾泰、中阿爾泰和南阿爾泰3 個(gè)構(gòu)造帶（圖1b） （Xiao et al.，2004；Li et al.，2003）。北阿爾泰構(gòu)造帶主要由震旦系—寒武系、上泥盆統(tǒng)—下石炭統(tǒng)火山-沉積巖組成；中阿爾泰構(gòu)造帶主要由震旦系—下古生界深變質(zhì)巖系和奧陶紀(jì)—侏羅紀(jì)侵入巖組成，花崗巖在該區(qū)最為發(fā)育；南阿爾泰構(gòu)造帶主要由元古宇片麻巖和泥盆紀(jì)火山-沉積巖系組成。阿拉爾巖體及其西部的含綠柱石偉晶巖脈分布區(qū)，位于紅山嘴斷裂的南側(cè)，屬中阿爾泰構(gòu)造帶的組成部分。

圖1 阿爾泰造山帶構(gòu)造位置圖（a）（據(jù)何國(guó)琦等，1990）和構(gòu)造分區(qū)圖（b）（據(jù)Windley et al.，2002）Fig.1 (a) Tectonic position and (b) division maps of Altay orogenic belt

2 脈體及巖石學(xué)特征

阿拉爾花崗巖體西側(cè)發(fā)現(xiàn)的偉晶脈體（圖2），主要產(chǎn)于蘇普特巖群和泥盆紀(jì)侵入體中，規(guī)模普遍較大，形態(tài)較復(fù)雜，多呈簡(jiǎn)單脈狀、彎曲脈狀、網(wǎng)脈狀、不規(guī)則脈狀、條帶狀等（圖3a～圖3f）。其中，發(fā)育于蘇普特巖群中的偉晶巖脈，與圍巖侵入關(guān)系清楚，或順中深變質(zhì)巖的片麻理發(fā)育（圖3a、圖3b），或與地層產(chǎn)狀斜交（圖3c），圍巖蝕變清楚；分布于侵入巖中的偉晶巖脈，多沿巖體中節(jié)理、裂隙貫入（圖3d、圖3e），受局部拉張作用形成的張性節(jié)理控制，脈體邊界不平整（圖3f）；尤其是侵入阿拉爾巖體中的偉晶巖脈，與巖體之間的界線較為模糊，具有漸變過(guò)渡的特征（圖3g），指示兩者形成時(shí)代相近。

圖2 阿拉爾地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2 Simplified geological map of the Aral area

圖3 偉晶巖脈野外宏觀照片F(xiàn)ig.3 Outcrop photographs of the pegmatite vein

該地區(qū)發(fā)育的含綠柱石偉晶巖脈，走向一般為300°～340°，其次為270°～290°，以北東傾為主，部分南傾，傾角為40°～65°。脈體一般長(zhǎng)為50～200 m，部分長(zhǎng)為300～400 m；一般寬約為0.5～5 m，少數(shù)寬為5～8 m，小范圍內(nèi)常成群出露。偉晶巖中可見白云母帶、細(xì)粒偉晶巖帶、文象-準(zhǔn)文象帶、細(xì)粒鈉長(zhǎng)石帶、塊體石英帶，同一條偉晶巖脈中往往只出現(xiàn)其中二到三種結(jié)構(gòu)帶。稀有金屬礦化以鈹?shù)V化為主，主要呈條帶狀富集，分布在石英-白云母帶、細(xì)粒鈉長(zhǎng)石帶中，其他零星分散產(chǎn)于中粗粒結(jié)構(gòu)、石英核接觸處和星散礦化的含鈹石英脈中，少部分呈礦條狀或巢狀礦產(chǎn)于含鈹花崗巖中，以含綠柱石等礦物為特征（圖3h）。基巖露頭中，可見六方柱狀綠柱石呈雜亂分布，顏色以淺藍(lán)色、草綠色為主，中等透明度，少部分可達(dá)水藍(lán)等寶石級(jí)別，綠柱石，柱徑為0.3～5 cm，柱長(zhǎng)為0.5～8 cm。

偉晶巖脈：灰白色，偉晶結(jié)構(gòu)，脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。巖石主要由石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石（鈉長(zhǎng)石）、白云母、綠柱石，及石榴子石、電氣石等礦物組成，礦物顆粒大小差異較大，巖石具脈狀構(gòu)造。石英顆粒緊密鑲嵌，變形拉長(zhǎng)，邊緣呈鋸齒狀鑲嵌，顆粒具碎裂，表面裂紋分布；石英脈裂隙間充填鈉長(zhǎng)石細(xì)脈，鈉長(zhǎng)石表面干凈，發(fā)育聚片雙晶和卡鈉復(fù)合雙晶；鈉長(zhǎng)石為熱液交代變質(zhì)分異作用形成，脈狀分布；白云母不均勻分布，局部見解理縫中鐵質(zhì)析出（圖4）。

圖4 偉晶巖脈顯微巖相照片F(xiàn)ig.4 Thin section microphotographs of the pegmatite vein

3 LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 同位素特征

本次在阿拉爾花崗巖體西部的阿熱散一帶，采集了含綠柱石偉晶巖脈測(cè)年樣品，進(jìn)行LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 同位素定年，樣品編號(hào)為DP01-4-3，采集地理坐標(biāo)為：N 47°31′53″、E 89°35′30″（圖2）。

3.1 數(shù)據(jù)處理

采集樣品約15 kg，在核工業(yè)二〇三研究所采用常規(guī)方法進(jìn)行粉碎，并用浮選和電磁選方法進(jìn)行分選，然后在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室雙目鏡下挑選出晶形和透明度較好的鋯石顆粒，將它們粘貼在環(huán)氧樹脂表面，待環(huán)氧樹脂充分固化后，再對(duì)其進(jìn)行拋光至鋯石內(nèi)部暴露。在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行反射光、透射光和陰極發(fā)光顯微照相，鋯石的CL 圖像分析在裝有英國(guó)Gatan 公司生產(chǎn)的Mono CL3+陰極發(fā)光裝置系統(tǒng)的電子顯微掃描電鏡上完成。通過(guò)對(duì)反射光、透射光和陰極發(fā)光圖像分析，選擇吸收程度均勻和形態(tài)明顯不同的區(qū)域進(jìn)行分析。鋯石微量元素分析在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的LA-ICP-MS 儀器上用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定程序進(jìn)行。分析儀器為美國(guó)Agilent 公司生產(chǎn)的Agilent7500a型四極桿質(zhì)譜儀和德國(guó)Microlas 公司生產(chǎn)的Geolas200M 型激光剝蝕系統(tǒng)，激光器為193 nm 深紫外ArF 準(zhǔn)分子激光器，激光波長(zhǎng)為193 nm，束斑為30μm，頻率為8 Hz，能量為70 mJ，采樣方式為單點(diǎn)剝蝕,每個(gè)分析點(diǎn)的氣體背景采集時(shí)間為30 s，信號(hào)采集時(shí)間為40 s；用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)人工合成硅酸鹽玻璃標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)NIST SRM 610 進(jìn)行儀器最佳化調(diào)試，數(shù)據(jù)采集選用質(zhì)量峰采點(diǎn)的跳峰方式，每完成6 個(gè)待測(cè)樣品測(cè)定，插入測(cè)標(biāo)樣一次。鋯石年齡計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500 作為外標(biāo)，元素含量采用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)局人工合成硅酸鹽玻璃NIST SRM 610 作為外標(biāo)，29Si作為內(nèi)標(biāo)元素進(jìn)行校正。數(shù)據(jù)采集處理采用GLITTER（Version4.0，Mcquaire University），并采用Andersen 軟件對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行普通鉛校正，年齡計(jì)算及諧和圖繪制采用ISOPLOT（3.0 版）軟件（Ludwig，2001）完成。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)原理和流程及儀器參見Yuan 等（2004）。

3.2 鋯石特征

本次挑選的鋯石顆粒相對(duì)均一，粒徑約為100 um，自形四方雙錐或四方柱狀，長(zhǎng)寬比近似1:1。陰極發(fā)光圖像顯示：大部分鋯石陰極發(fā)光較弱，內(nèi)部環(huán)帶退化顯著，局部發(fā)育有裂隙，呈斑雜結(jié)構(gòu)，表明鋯石發(fā)生了一定程度的蛻晶化；邊部不同程度的保留有蛻化前的韻律環(huán)帶，有些鋯石可見明顯的巖漿振蕩環(huán)帶，顯示典型巖漿鋯石的特征（圖5）（吳元保等，2004）。高的U、Th 含量造成了鋯石內(nèi)部顯著的蛻晶化和不同程度的重結(jié)晶作用，Th 含量為62.57×10—6～1 711.35×10—6，平均值為220.17×10—6；U 含量為2 417.34×10—6～54 382.46×10—6，平 均 值 為10 925.76×10—6，Th/U 值 為0.01～0.09，平均值為0.02。

圖5 偉晶巖脈鋯石陰極發(fā)光圖像及年齡值Fig.5 Representative zircon cathodoluminescence （CL） images and U-Pb ages of the pegmatite vein

3.3 鋯石U-Pb 年齡結(jié)果

本次對(duì)含綠柱石偉晶巖脈（DP01-4-3）進(jìn)行LAICP-MS 鋯石U-Pb 同位素年齡測(cè)試。所測(cè)24 個(gè)測(cè)點(diǎn)中14、15 號(hào)測(cè)點(diǎn)的諧和度較低，分別為75%和64%，故不參與年齡計(jì)算；19 號(hào)測(cè)點(diǎn)所獲得的年齡值，與其余21 個(gè)測(cè)點(diǎn)年齡值存在較大差異，可能代表了早期的巖漿結(jié)晶作用；剩下的21 個(gè)測(cè)點(diǎn)206Pb/238U 年齡值較為集中（表1），且206Pb/238U 和207Pb/235U 比較和諧，其206Pb/238U 加權(quán)平均年齡為（203.9±2.2）Ma（圖6），時(shí)代為晚三疊世晚期。測(cè)試樣品鋯石陰極發(fā)光圖像（圖5）顯示其為巖漿成因，所測(cè)年齡值代表了巖漿的結(jié)晶年齡，即該期偉晶巖脈的形成時(shí)間為晚三疊世晚期，屬印支晚期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

圖6 偉晶巖脈鋯石U-Pb 年齡諧和圖（a）和加權(quán)平均圖（b）Fig.6 (a) LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia diagrams and (b) weighted average diagrams of the pegmatite vein

4 地球化學(xué)特征

4.1 數(shù)據(jù)處理

地球化學(xué)數(shù)據(jù)檢測(cè)分析由核工業(yè)二〇三研究所分析測(cè)試中心完成。FeO 采用容量法分析，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T14506.14-2010；其余主量元素、TFe2O3和微量元素中P、Ba、V、Cr、Rb、Sr、Zr、Sc 均采用XRF 法分析，使用儀器為荷蘭帕納科公司制造的AxiosX 射線光譜儀，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T14506.28-2010；所有稀土元素及微量元素中Co、Ni、Nb、Hf、Ta、Th、U 采用ICP-MS 法分析，使用儀器為Thermo Fisher Scientific 公司制造的XSERIES2 型ICP-MS，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T14506.30-2010；Fe2O3*值通過(guò)計(jì)算得出，計(jì)算公式為Fe2O3*＝TFe2O3-FeO×1.111 3。巖石主量、稀土、微量元素化學(xué)成分及特征值見表2。

表2 含綠柱石偉晶巖脈（DP01-4-3）主量元素（%）、稀土元素（10—6）和微量元素（10—6）分析結(jié)果表Tab.2 Major element (%), REE (10—6) and trace element (10—6) dataes of the beryl bearing pegmatite vein (DP01-4-3)

4.2 主量元素特征

巖石中SiO2含量為73.01%～79.11%，平均值為75.82%； TiO2含 量≤0.2%， Al2O3含 量 為11.65%～14.91%，平均值為13.36%，Na2O 含量為2.68%～7.88%，平均值為4.98%，K2O 含量為1.48%～7.53%，平均值為3.81%。巖石具有高Si、低Ti、富Al、富堿的特征。在K2O-SiO2圖解（圖7）中，樣品主要落入中鉀鈣堿性、高鉀鈣堿性系列。樣品A/CNK 值為0.95～1.24，平均值為1.08，介于準(zhǔn)鋁質(zhì)和過(guò)鋁質(zhì)之間，在A/CNKA/NK 圖解中（圖8），樣品集中投影在偏鋁質(zhì)-過(guò)鋁質(zhì)巖石系列過(guò)渡區(qū)域。鎂值（Mg#）在22.05～47.96，平均值為31.87，固結(jié)指數(shù)（SI）值為1.76～2.45，平均值為2.05，反映出巖漿結(jié)晶分異程度較高的特征。

圖8 A/CNK-A/NK 圖（據(jù)Rickwood，1989）Fig.8 A/CNK-A/NK diagram

4.3 稀土元素特征

稀土總量較低，∑REE 值為2.82×10—6～16.23×10—6，均值為9.45×10—6，（La/Yb）N值為1.10～13.51，均值為6.49，（La/Sm）N值為2.22～4.61，（Gd/Yb）N值為0.21～2.03，表明輕稀土元素富集和輕、重稀土元素分餾明顯。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線圖（圖9），顯示輕稀土元素富集規(guī)律一致，重稀土元素分布特征各異。巖石樣品δEu 值變化較大，為0.31～2.88，可能與斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用導(dǎo)致的局部富集有關(guān)。

圖9 球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)稀土配分圖（標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Taylor et al.，1985）Fig.9 Chondrite-normalized REE patterns

4.4 微量元素特征

微量元素含量及微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖10）表明，巖體富集大離子親石元素Cs、Rb、U和高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Zr、Hf，虧損Ba、Th、Sr、Ti，具有低Ba、Sr 的特征，表明其可能是殼源物質(zhì)低程度部分熔融的產(chǎn)物。Nb、Ta、Zr、Hf 的富集可能與稀有元素在后期巖漿中的富集有關(guān)，Ba、Sr、Ti 的虧損可能與斜長(zhǎng)石、鈦鐵礦的分離結(jié)晶作用有關(guān)。

圖10 原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun et al.，1989）Fig.10 Primitive mantle-normalized trace element spidergrams

5 鋯石Hf 同位素特征

偉晶巖脈鋯石U-Pb 年齡與其他同位素定年體系獲得的年齡值相結(jié)合，能夠限定偉晶巖形成時(shí)代和演化時(shí)限。以阿爾泰地區(qū)研究程度最高的可可托海3號(hào)礦脈為例，獲得不同相帶的鋯石U-Pb 年齡、白云母及全巖Rb-Sr 年齡、輝鉬礦Re-Os 年齡分別為212～220 Ma、（218.4±5.8）Ma、（209.9±1.3）Ma（Zhu et al.，2006；Wang et al.，2007；陳劍鋒，2011；劉文政等，2014），表明各相帶的形成時(shí)間為209～220 Ma，演化時(shí)限約為10 Myr。Lü等（2012）獲得3 號(hào)偉晶巖脈中鋯石εHf（t）值為+1.25～+2.39 間，TDM值為1 102～1 174 Ma，阿拉爾花崗巖體中鋯石εHf（t）值為+1～+4，TDM值為1 007～1 196 Ma。這與本次獲得的晚三疊世Be 礦化偉晶巖脈及其成礦母巖，即阿拉爾復(fù)式巖體Hf 同位素特征基本一致，指示中生代巖漿活動(dòng)產(chǎn)生的巖體及礦體起源于相同的源區(qū)，均為前寒武紀(jì)微陸塊的殼源物質(zhì)部分熔融的產(chǎn)物。

6 討論

6.1 Be 礦化偉晶巖脈的形成時(shí)代

中國(guó)阿爾泰造山帶內(nèi)分布有數(shù)以萬(wàn)條的偉晶巖脈，蘊(yùn)藏豐富的稀有金屬、白云母、長(zhǎng)石和寶玉石礦床，其形成時(shí)代與成礦作用一直是前人研究的焦點(diǎn)問(wèn)題。王登紅等（2000）研究證實(shí)阿爾泰地區(qū)偉晶巖具有多樣性，既有變質(zhì)成因偉晶巖脈，也有巖漿結(jié)晶分異偉晶巖脈；既可以形成于加里東期，也可以形成于華力西期，還可以形成于燕山期。根據(jù)阿爾泰西部的也拉曼大型含綠柱石白云母礦床（426±13）Ma、阿爾泰中部的那森恰大型含綠柱石白云母礦床（477±4）Ma及阿爾泰東部的青河拜興白云母?jìng)ゾr脈（436±5）Ma中獲得了可靠的加里東期成礦的同位素資料，從根本上打破了阿爾泰地區(qū)偉晶巖型礦床只形成于華力西期的傳統(tǒng)看法（王登紅等，2001）。近年來(lái)，隨著高精度LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 同位素定年方法的廣泛應(yīng)用，區(qū)域上已積累了大量的偉晶巖脈鋯石U-Pb 同位素年齡資料。任寶琴等（2011）通過(guò)對(duì)阿爾泰造山帶19 條偉晶巖脈進(jìn)行鋯石U-Pb 年代學(xué)研究，認(rèn)為阿爾泰偉晶巖可劃分為4 個(gè)主要形成時(shí)期：加里東期（約476 Ma）、華 力 西 晚 期（約260～280 Ma）、印 支 期（205～250Ma）、燕 山 期（180～200 Ma）。楊 富 全 等（2018）則將偉晶巖脈的形成時(shí)代劃分為奧陶紀(jì)—早志留世（476～436 Ma）、晚泥盆世（～370 Ma）、二疊紀(jì)（296～258 Ma）和三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)（250～151 Ma），并認(rèn)為三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)為主要成礦期。最新研究表明，三疊紀(jì)時(shí)期是新疆阿爾泰地區(qū)稀有金屬成礦的重要時(shí)期，已識(shí)別出的三疊紀(jì)稀有金屬礦床（秦克章等，2013；張輝等，2014，2019；Che et al.，2015；王春龍等，2015；楊富全等，2018），包括可可托海、阿斯喀爾特等超大型、大型礦床，構(gòu)成阿爾泰一條重要的三疊紀(jì)成礦帶（楊富全等，2020）。筆者在新疆北部可可托海地區(qū)阿拉爾花崗巖體西部阿熱散一帶獲得一組精度較高的含綠柱石偉晶巖脈LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡數(shù)據(jù)，其206Pb/238U 加權(quán)平均年齡為（203.9±2.2）Ma，時(shí)代為晚三疊世晚期。該年齡值代表了巖漿的結(jié)晶年齡，指示該Be 礦化偉晶巖脈的形成時(shí)間為晚三疊世晚期，屬印支晚期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，證實(shí)三疊紀(jì)是阿爾泰地區(qū)重要的稀有金屬成礦期。

6.2 Be 礦化偉晶巖脈的成因

前人研究表明，阿爾泰地區(qū)在中生代早期進(jìn)入后造 山 板 內(nèi) 演 化 階 段（Yakubchuk，2004；Glorie et al.，2012），區(qū)內(nèi)缺失沉積地層，只發(fā)育少量板內(nèi)巖漿侵入活動(dòng)，加厚地殼熔融形成的過(guò)鋁質(zhì)花崗巖與相關(guān)稀有金屬偉晶巖存在一定的成因關(guān)系。三疊紀(jì)作為阿爾泰造山帶稀有金屬礦主要成礦期，花崗偉晶巖型稀有礦產(chǎn)主要分布于中阿爾泰和南阿爾泰，成礦元素組合既有簡(jiǎn)單的Be 礦和Li 礦，也有復(fù)雜的Be-Nb-Mo 礦、Be-Nb-Ta 礦、Li-Be-Nb-Ta 礦和Li-Be-Nb-Ta-Rb-Cs-Hf 礦。在俄羅斯山區(qū)阿爾泰南部與中、哈、蒙等國(guó)接壤的地區(qū)已發(fā)現(xiàn)十多個(gè)早中生代花崗巖體都與稀有金屬礦有關(guān)，典型礦床如卡爾古特Mo-W-稀有金屬礦床，與成礦有關(guān)的淡色花崗巖、花崗斑巖脈年齡為218～228 Ma，Ⅰ階段成礦年齡為218～220 Ma；Ⅱ階段成礦與花崗斑巖和細(xì)?；◢弾r（213～215 Ma）有關(guān)，形成網(wǎng)脈狀Cu-Mo-W 云英巖型礦化，年齡為213～214 Ma；Ⅲ階段Mo-W-Bi-Be 礦化與巖脈有關(guān)，其時(shí)代為200～204 Ma（Berzina et al.，2003；Annikova et al.，2006）。Dobretsov 等（1995）、Potseluev 等（2006）研究認(rèn)為俄羅斯阿爾泰三疊紀(jì)花崗巖類和與西伯利亞超級(jí)地幔柱有關(guān)的幔源含礦巖漿活動(dòng)的時(shí)限基本一致，三疊紀(jì)花崗巖類及偉晶巖脈是地幔柱巖漿活動(dòng)演化最后階段的產(chǎn)物。王登紅等（2001）、楊富全等（2018）研究證實(shí)中國(guó)阿爾泰地區(qū)多數(shù)稀有金屬偉晶巖的圍巖為花崗巖類，但含礦偉晶巖和賦礦花崗巖年代學(xué)揭示出稀有金屬偉晶巖成礦與賦礦花崗巖之間的成因聯(lián)系比較復(fù)雜。近年的研究已經(jīng)證實(shí)，在中國(guó)阿爾泰山確實(shí)存在著中生代花崗巖及相關(guān)的稀有金屬礦床（韓寶福，2008）。王春龍等（2015）研究表明阿斯喀爾特Be-Nb-Mo 礦床賦存于白云母鈉長(zhǎng)花崗巖中，發(fā)育稀有金屬偉晶巖型和花崗巖型Be 礦化，后者產(chǎn)于白云母鈉長(zhǎng)花崗巖株頂部。獲得的輝鉬礦成礦年齡（215～229 Ma）與偉晶巖（218～221 Ma）和白云母鈉長(zhǎng)花崗（219～231 Ma）在誤差范圍內(nèi)一致，從而認(rèn)為白云母鈉長(zhǎng)花崗巖是稀有金屬偉晶巖的成礦母巖，Be-Nb-Mo 礦的形成與白云母鈉長(zhǎng)花崗巖的演化有關(guān)。大喀拉蘇Be-Nb-Ta 礦床的成礦年齡為232～273 Ma，與賦礦黑云母花崗巖形成時(shí)間一致，兩者也存在顯著的成因聯(lián)系。但關(guān)于三疊紀(jì)形成的可可托海稀有金屬礦床與時(shí)空關(guān)系密切的阿拉爾花崗巖是否存在成因聯(lián)系，目前還存在很大爭(zhēng)議：有學(xué)者研究認(rèn)為阿拉爾巖體中黑云母花崗巖、二云母花崗巖、黑云二長(zhǎng)花崗巖和黑云鉀長(zhǎng)花崗巖年齡為210～233 Ma，與可可托海稀有金屬成礦時(shí)間較一致（180～220 Ma），兩者之間存在時(shí)間、空間上的密切關(guān)系，即可可托海稀有金屬礦的形成與阿拉爾花崗巖體代表的巖漿活動(dòng)有關(guān)（Zhu et al.，2006；鄒天人等，2006；Wang et al.，2007；劉鋒等，2012；劉文政等，2015；張亞峰等，2015）；也有學(xué)者認(rèn)為阿拉爾花崗巖不屬于稀有金屬花崗巖，不可能是形成稀有金屬偉晶巖脈的母巖，與可可托海稀有金屬礦的形成沒(méi)有直接關(guān)系（陳劍鋒等，2018；劉宏，2013；劉文政，2014；張輝等，2014）。

楊富全等（2018）利用輝鉬礦Re-Os 年齡和LA-ICP-MS 鈮鉭礦U-Pb 年齡測(cè)定，限定可可托海稀有金屬礦床形成于209～218 Ma，本次調(diào)查研究證實(shí)阿拉爾巖體中粗粒似斑狀黑云母正長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒二云母正長(zhǎng)花崗巖與其西部發(fā)育的Be 礦化偉晶巖脈LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 同位素年齡分別為（217.3±3.8）Ma 和（216.5±6.3）Ma、（203.9±2.2）Ma，認(rèn) 為 阿 拉爾巖體與偉晶巖脈以及Be 礦化的形成時(shí)間在誤差范圍內(nèi)一致。阿拉爾巖體與偉晶巖脈主量元素均表現(xiàn)為高Si、低Ti、富Al、富堿的特征，A/CNK 值均介于準(zhǔn)鋁質(zhì)、過(guò)鋁質(zhì)之間；微量元素富集大離子親石元素Rb、Th、U 和稀土元素La、Ce、Nd、Sm，虧損Ba、Nb、Ta、Zr、Hf、Sr、P、Ti，屬于典型的低Ba、Sr 巖石，表明兩者均為殼源物質(zhì)低程度部分熔融的產(chǎn)物，兩者在成因上具有明顯的相關(guān)性。Be 礦化偉晶巖鋯石同位素176Hf/177Hf 值為0.282 714～0.282 749，εHf（t）值為+2.56～+3.65，tDMC 模式年齡為852～912 Ma。這與阿拉爾巖體中粗粒似斑狀黑云母正長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒二云母正長(zhǎng)花崗巖，在誤差范圍內(nèi)，具有十分相似的特征（另文發(fā)表）。因此，筆者認(rèn)為偉晶巖脈以及Be 礦化的形成與阿拉爾巖體代表的晚三疊紀(jì)晚期巖漿活動(dòng)具有成因上的密切聯(lián)系。

Lü等（2012）獲 得3 號(hào) 偉 晶 巖 脈 中 鋯 石εHf（t）值為+1.25～+2.39，tDMC=1 102～1174 Ma，阿拉爾花崗巖中鋯石εHf（t）值為+1～+4，tDMC= 1 007～1 196 Ma，與本次獲得的有關(guān)中生代Be 礦化偉晶巖脈Hf 同位素特征基本一致。鄒天人等（1986）通過(guò)Sr、Pb 同位素研究，認(rèn)為3 號(hào)偉晶巖脈物質(zhì)來(lái)源為殼源物質(zhì)的重熔，且具有明顯的分異特征。王春龍等（2015）通過(guò)MCICP MS 獲得阿斯喀爾特礦區(qū)白云母鈉長(zhǎng)花崗巖、Be礦化白云母鈉長(zhǎng)花崗巖及偉晶巖鋯石εHf（t）值和tDMC模式年齡十分相近，分別為—0.72～+1.33、—0.36～+1.99、—0.45～+0.38 和1 169～1 298 Ma、1 130～1 279 Ma、1 229～1 282 Ma，與3 號(hào)礦脈的Hf 同位素特征相近。因此，阿爾泰造山帶發(fā)育的中生代稀有金屬偉晶巖脈可能與阿拉爾巖體具有類似的源區(qū)。

鄒天人等（2006）研究了3 號(hào)礦脈和阿斯喀爾特偉晶巖脈的氧、鍶同位素組成，偉晶巖高的δ18O 表明，這些偉晶巖脈皆為高度分異的巖漿在不同深度地質(zhì)環(huán)境中結(jié)晶結(jié)晶形成，而較高的87Sr/86Sr 初始值則表明中生代偉晶巖脈主要為殼源物質(zhì)重熔巖漿分異形成。阿爾泰造山帶發(fā)育的中生代偉晶巖脈與相關(guān)的花崗巖，可能起源于前寒武紀(jì)變質(zhì)砂巖及變質(zhì)泥巖等地殼物質(zhì)部分熔融，并發(fā)生了顯著地結(jié)晶分異作用，巖漿活動(dòng)具有明顯的繼承性。

7 結(jié)論

（1）新疆北部可可托海地區(qū)阿拉爾花崗巖體西部發(fā)育的Be 礦化偉晶巖脈，LA-ICP-MS 鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為（203.9±2.2）Ma，代表了巖漿的結(jié)晶年齡，指示該Be 礦化偉晶巖脈的形成時(shí)間為晚三疊世晚期，屬印支晚期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，證實(shí)三疊紀(jì)是阿爾泰地區(qū)重要稀有金屬成礦期。

（2）可可托海地區(qū)Be 礦化偉晶巖脈與阿拉爾巖體具有LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡、鈮鉭礦U-Pb年齡和輝鉬礦Re-Os 年齡的一致性，地球化學(xué)特征的相關(guān)性，鋯石同位素176Hf/177Hf 值與εHf（t）值的相似性，表明兩者具有密切的成因關(guān)系。中生代稀有金屬偉晶巖脈與阿拉爾巖體所代表的巖漿活動(dòng)可能均起源于前寒武紀(jì)變質(zhì)砂巖及變質(zhì)泥巖等地殼物質(zhì)部分熔融，并發(fā)生了顯著地結(jié)晶分異作用。

致謝：評(píng)審專家對(duì)文稿提出了建設(shè)性的修改意見，在此表示衷心的感謝！