張立平，李 鵬，黃志飚，劉 翔，李建康，黃小強(qiáng)，蘇俊男，周芳春，曾 樂(lè)，陳 虎，姜鵬飛

（1湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三一一大隊(duì)，湖南長(zhǎng)沙 410100；2中國(guó)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(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037；3湖南省生態(tài)環(huán)境事務(wù)中心，湖南長(zhǎng)沙 410014；4中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，北京 100083）

仁里稀有金屬礦田位于湘東北幕阜山巖體西南部—巖體外接觸帶偉晶巖密集區(qū)，在礦田內(nèi)分布有仁里超大型鈮鉭礦床、傳梓源中型鋰鈮鉭礦床及5個(gè)小型礦床（點(diǎn)）（圖1），是近年華南地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的重要鈮鉭等稀有金屬資源基地。礦田內(nèi)稀有金屬礦形成于區(qū)域后造山環(huán)境，受大型層狀構(gòu)造與燕山期巖漿巖聯(lián)合控礦，總體具有北鈮鉭、南鋰的特征。圍繞幕阜山巖體，偉晶巖從低分異的微斜長(zhǎng)石類向高分異的鈉長(zhǎng)石類、鋰輝石類演化，并對(duì)應(yīng)形成了Be→Nb、Ta→Li較為完整的稀有金屬演化序列(劉翔等,2019;張立平等,2020)；經(jīng)過(guò)對(duì)偉晶巖礦物學(xué)、巖石地球化學(xué)、成礦年代學(xué)、同位素等初步研究，顯示區(qū)內(nèi)稀有金屬礦床形成于燕山期大規(guī)模成礦作用，偉晶巖表現(xiàn)出相對(duì)富堿、過(guò)鋁質(zhì)特征，稀有金屬成礦發(fā)生在巖漿活動(dòng)的晚期，并經(jīng)歷了巖漿-熱液兩階段成礦作用(李鵬春,2006;李鵬等,2017;2019;周芳春等,2019;Li et al.,2020;Xiong et al.,2020)。

前人主要以仁里鈮鉭礦床為研究對(duì)象，對(duì)礦床成礦地質(zhì)特征，典型偉晶巖脈（5號(hào)脈）礦物學(xué)、地球化學(xué)、成礦年齡等進(jìn)行過(guò)研究（李鵬等,2019;劉翔等,2018;2019;王臻等,2019;周芳春等,2019;Li et al.,2020;Xiong et al.,2020），初步構(gòu)建了仁里礦床模型(李鵬,2017;周芳春等,2019)；但對(duì)礦田內(nèi)鋰礦成礦研究相對(duì)較少，特別是對(duì)礦田內(nèi)傳梓源礦床中規(guī)模最大的206號(hào)鋰輝石偉晶巖脈尚未開(kāi)展細(xì)致的研究工作，其次稀有金屬成礦作用中鈮、鉭、鋰等稀有元素富集過(guò)程研究相對(duì)匱乏，稀有金屬成礦時(shí)代、期次也有待厘定，對(duì)稀有金屬成礦與燕山期多期次巖漿活動(dòng)的關(guān)系尚不清楚。本文擬對(duì)206號(hào)鋰輝石偉晶巖脈進(jìn)行全巖地球化學(xué)及白云母Ar-Ar年代學(xué)研究，分析鋰輝石偉晶巖地球化學(xué)特征，厘定鋰輝石偉晶巖形成時(shí)代，并對(duì)幕阜山復(fù)式花崗巖體及偉晶巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征等統(tǒng)計(jì)、對(duì)比分析，以進(jìn)一步探討稀有金屬成礦作用元素富集變化過(guò)程及偉晶巖與花崗巖的關(guān)系，劃分稀有金屬成礦期次，為礦田稀有金屬找礦工作提供指導(dǎo)。

1 區(qū)域及礦床地質(zhì)特征

湘東北幕阜山地區(qū)位于揚(yáng)子陸塊東南緣江南新元古代造山帶中段北緣，區(qū)域經(jīng)歷了多期構(gòu)造事件，特別是中侏羅世—白堊紀(jì)的古太平洋板塊與歐亞大陸斜俯沖運(yùn)動(dòng)(毛景文等,2004;孫衛(wèi)東等,2008;劉凱等,2016)，發(fā)生了大規(guī)模的巖漿侵入活動(dòng)，為稀有金屬成礦提供了有利的地質(zhì)條件。區(qū)域大規(guī)模出露新元古界冷家溪群變質(zhì)基底，由沉積韻律特別發(fā)育的一套巨厚的碎屑巖、泥質(zhì)巖和凝灰?guī)r等巖石組成，普遍淺變質(zhì)；該地層是本區(qū)最重要的基底礦源層，同時(shí)也是稀有金屬偉晶巖脈的圍巖。區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，多期構(gòu)造事件形成了以東西向構(gòu)造為基礎(chǔ)、北（北）東向構(gòu)造為主、北西（西）向構(gòu)造為次的構(gòu)造格局(許德如等,2017;劉翔等,2019)，主要深大斷裂具有北西早、北東晚，且存在長(zhǎng)時(shí)間多期復(fù)合特征(崔志強(qiáng)等,2016)。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，存在2個(gè)時(shí)期侵入巖：①以梅仙、三墩等巖體為代表的新元古代花崗巖，巖體規(guī)模小，地表多呈近等軸圓形或北西向延長(zhǎng)狀，總體呈北西向排布，該期巖體為殼幔成因I型花崗巖，形成于大陸火山弧構(gòu)造背景(馬鐵球等,2009;黃志飚等,2018)；②以幕阜山巖體為代表的晚侏羅世—白堊紀(jì)花崗巖，巖體呈巨大舌狀巖基產(chǎn)出，為中生代構(gòu)造-巖漿活動(dòng)形成的多期次復(fù)式巖體，巖漿持續(xù)活動(dòng)多期次侵入，從早到晚依次生成了花崗閃長(zhǎng)巖、黑云母二長(zhǎng)花崗巖、二云母二長(zhǎng)花崗巖、白云母二長(zhǎng)花崗巖，并在巖漿活動(dòng)晚期發(fā)育了大量偉晶巖。

仁里稀有金屬礦田位于幕阜山復(fù)式花崗巖體西南緣—巖體內(nèi)外接觸帶偉晶巖密集區(qū)。沿巖體外接觸帶大范圍出露云母片巖，構(gòu)成了近10 km寬的片巖帶，帶內(nèi)片理發(fā)育，為偉晶巖脈侵入提供了空間。礦田位于區(qū)域楓林-漿市斷裂（F76）與九雞頭-蘇姑尖斷裂（F51）夾持區(qū)，構(gòu)造以NE(或NNE)向構(gòu)造為主,復(fù)合改造NW向及近EW向構(gòu)造，呈現(xiàn)立交橋式的構(gòu)造格局(劉翔等,2019)，其中，片巖帶內(nèi)發(fā)育的北西向斷裂與北西向片理組合構(gòu)成層狀構(gòu)造，控制了平行密集分布的偉晶巖脈產(chǎn)出。礦田內(nèi)偉晶巖十分發(fā)育，總體分布于巖體內(nèi)外接觸帶附近15 km范圍內(nèi)（圖1），主要沿?cái)嗔选⒐?jié)理、層理或在花崗巖與圍巖接觸面侵入，形成脈狀、透鏡狀、囊狀等形態(tài)不一的巖脈,以北西向、北東向?yàn)橹?；圍繞舌狀巖基，偉晶巖成群成帶產(chǎn)出，具水平分帶特征：從花崗巖體內(nèi)向外依次可劃分出微斜長(zhǎng)石偉晶巖帶(Ⅰ)→二云母微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石偉晶巖帶(Ⅱ)→白云母微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石偉晶巖帶(Ⅲ)→白云母鈉長(zhǎng)石偉晶巖帶(Ⅳ)→鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖帶(Ⅴ)；不同分帶偉晶巖礦物組合及地球化學(xué)特征有一定差異，對(duì)應(yīng)形成了較完整的稀有金屬演化序：Be→Be+Nb→Be+Nb+Ta→Be+Nb+Ta+Li+Cs(劉翔等,2019;張立平等,2020)。

圖1 仁里礦田地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)劉翔等,2019改)1—第四系；2—白堊系；3—寒武系—震旦系；4—冷家溪群；5—燕山晚期第4次侵入體（細(xì)粒二云母二長(zhǎng)花崗巖）；6—燕山晚期第2次侵入體（中細(xì)粒二云母二長(zhǎng)花崗巖）；7—燕山晚期第1次侵入體粗(黑云母二長(zhǎng)花崗巖)；8—新元古代花崗巖體(中細(xì)粒黑云母斜長(zhǎng)花崗巖)；9—偉晶巖及編號(hào)；10—石英脈；11—地質(zhì)界線；12—區(qū)域斷裂及編號(hào)；13—次級(jí)斷裂及編號(hào)；14—巖相界線；15—偉晶巖分帶及編號(hào)；16—取樣位置Ⅰ—微斜長(zhǎng)石偉晶巖帶；Ⅱ—二云母微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石偉晶巖帶；Ⅲ—白云母微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石偉晶巖帶；Ⅳ—白云母鈉長(zhǎng)石偉晶巖帶；Ⅴ—鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖帶Fig.1 Simplified geologic map of the Renliore field(modified after Liu et al.,2019)1—Quaternary;2—Cretaceous;3—Cambrian—Sinian;4—Lengjiaxi Group;5—Thefourth phaseintrusion of the Late Yanshanian(fine-grained two mica monzogranite);6—The second phase intrusion of the Late Yanshanian(medium-fine-grained two mica monzogranite);7—The first phase intrusion of the Late Yanshanian(biotite monzogranite);8—Neoproterozoic granitoids(mid-fine-grained biotite plagiogranite);9—Pegmatite and numbering;10—Quartz veins;11—Geological boundaries;12—Regional fault structureand numbering;13—Secondary fault structure and numbering;14—Lithofaciesboundaries;15—Thetypeand number of pegmatite;16—Theposition of samplesⅠ—Microcline pegmatitezone;Ⅱ—Two micamicrocline albitepegmatitezone;Ⅲ—Muscovitemicroclinealbitepegmatitezone;Ⅳ—Muscovite albite pegmatite zone;Ⅴ—Spodumene albite pegmatite zone

206號(hào)脈為仁里礦田傳梓源礦床內(nèi)規(guī)模最大的1條鋰輝石偉晶巖脈，脈體位于巖體外接觸帶的鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖帶（V）中（圖2a～e），地表出露長(zhǎng)約2.3 km，寬約14～25 m，走向北西，傾向南西，傾角約47°～81°，脈體斜切片理產(chǎn)出（圖2a、b）。206號(hào)脈結(jié)構(gòu)分帶簡(jiǎn)單，可分為鋰輝石鈉長(zhǎng)石結(jié)構(gòu)帶及白云母鈉長(zhǎng)石結(jié)構(gòu)帶，以前者為主，占脈體面積＞80%，分布于脈體中部，巖性為鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖，帶中鋰輝石定向排列（圖2c），地表及淺部因鋰流失，多變?yōu)楦囕x石，但仍保持定向排列結(jié)構(gòu)（圖2d）；白云母鈉長(zhǎng)石結(jié)構(gòu)帶分布于脈體兩側(cè)或一側(cè)（圖2e），占脈體面積＜20%，巖性為白云母鈉長(zhǎng)石偉晶巖。206號(hào)脈偉晶巖主要礦物為鈉長(zhǎng)石、石英、鋰輝石、白云母，微斜長(zhǎng)石，次要礦物為石榴子石、鋰云母、綠柱石、鋯石等，具偉晶作用“Na-Li”階段礦物組合特征(鄒天人等,1975)。

圖2 206號(hào)脈露頭及素描圖a、b.206號(hào)脈地表露頭（局部）；c.定向排列鋰輝石；d.地表腐鋰輝石；e.206號(hào)脈素描圖1—浮土；2—云母片巖；3—白云母鈉長(zhǎng)石結(jié)構(gòu)帶；4—鋰輝石鈉長(zhǎng)石結(jié)構(gòu)帶；5—白云母測(cè)年取樣位置；6—全巖樣取樣位置及編號(hào)Fig.2 Outcrops and the sketch map of the No.206 pegmatite veina,b.No.206 pegmatite vein outcrops(local);c.Oriented array of spodumene;d.Surface spodumene;e.Sketch of the No.206 vein 1—Top soil;2—Mica schist;3—Muscovite albite pegmatite zone;4—Spodumene albite pegmatite zone;5—The position of sampling for muscovitedating;6—Samplelocation and number of wholerock

白云母鈉長(zhǎng)石偉晶巖，主要由粒徑0.3～4.5 mm的板條狀鈉長(zhǎng)石、他形變晶粒狀石英、不規(guī)則片狀白云母、粒狀石榴子石構(gòu)成細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖3a）。其中，鈉長(zhǎng)石（36%～53%）晶體大小不一（圖3e），粒徑0.3～6.8 mm，板條狀、板柱狀，具明顯的鈉長(zhǎng)石律聚片雙晶（圖3f），集合體略顯定向排列；石英（15%～30%）他形晶粒狀集合體，粒徑0.3～4.5 mm粒狀，一級(jí)亮白干涉色，與鈉長(zhǎng)石互嵌，部分晶體受應(yīng)力作用略顯波狀消光；白云母（15%～22%）不規(guī)則片狀集合體狀，干涉色鮮艷，集合體顯定向排列，分布長(zhǎng)英質(zhì)粒間，部分變質(zhì)過(guò)渡為絹云母、伊利水云母；石榴子石（5%～10%），他形粒狀，正高突起，晶體多發(fā)育裂紋，均質(zhì)，分散分布。

鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖具偉晶結(jié)構(gòu)，局部呈不等粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)。主要由鈉長(zhǎng)石(35%～42%)、石英(20%～32%)、鋰輝 石(10%～20%)、鉀 長(zhǎng)石(10%～15%)和少量白云母(6%～10%)、鋰云母（＜5%）組成。其中，手標(biāo)本中鋰輝石顯白色、綠色、赭紅色，呈薄板狀、毛發(fā)狀定向排列（圖3b、c），柱狀晶體粒徑較大，可達(dá)100 mm，鏡下鋰輝石晶體具近于垂直的解理（圖3g），一級(jí)干涉色，正高突起，分布具有一定的定向性，可見(jiàn)聚片雙晶，蝕變強(qiáng)烈，局部發(fā)育絹云母化、鋰綠泥石化、硅化，僅殘留少量晶體（圖3h）；石英，他形粒狀，粒徑0.5～5.5 mm，一級(jí)亮白干涉色，與鈉長(zhǎng)石互嵌；鈉長(zhǎng)石，板片狀、葉片狀，板柱狀，晶體大小不一，粒徑0.5～6 mm，具鈉長(zhǎng)石律聚片雙晶；白云母顆粒較小，不規(guī)則片狀集合體狀，干涉色鮮艷，分布長(zhǎng)英質(zhì)粒間；鋰云母沿裂隙分布（圖3d），為淡紫色，顆粒較小，多呈一向延長(zhǎng)的形狀，完全節(jié)理明顯，干涉色可達(dá)二級(jí)（圖3i）；鉀長(zhǎng)石顆粒較大，可見(jiàn)格子雙晶(圖3i)。

圖3 206號(hào)脈手標(biāo)本及顯微鏡正交偏光照片a.白云母鈉長(zhǎng)石偉晶巖；b、c.鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖；d.產(chǎn)于裂隙中的鋰云母；e.白云母鈉長(zhǎng)石偉晶巖；f.鈉長(zhǎng)石律聚片雙晶；g、h.鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖；i.偉晶巖中鋰云母Kfs—鉀長(zhǎng)石；Ab—鈉長(zhǎng)石；Ms—白云母；Qz—石英；Grt—石榴子石；Spd—鋰輝石；Lpd—鋰云母Fig.3 Hand specimen photographs of the No.206 pegmatite vein and their microscopic characteristics(orthogonal polarization)a.Muscovite albite pegmatite;b,c.Spodumene albite pegmatite;d.Lithium mica in fractures;e.Muscovite albite pegmatite;f.Albite twns;g,h.Spodumene albite pegmatite;i.Lithium mica in pegmatite Kfs—Orthoclase;Ab—Albite;Ms—Muscovite;Qz—Quartz;Grt—Garnet;Spd—Spodumene;Lpd—Lepidolite

2 樣品采集及測(cè)試方法

本次研究選取206號(hào)鋰輝石脈地表新鮮露頭進(jìn)行連續(xù)刻槽取樣，單樣長(zhǎng)度1 m，共計(jì)采集全巖樣品20件，其中，鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖樣品16件（H01-H16），白云母鈉長(zhǎng)石偉晶巖樣品4件（H17-H20），并從鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖中挑選巖漿階段結(jié)晶的白云母進(jìn)行年齡測(cè)定，具體采樣位置見(jiàn)圖2e。

樣品主量、微量元素、稀土元素及氣體成分分析在國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行，其中，主量元素檢測(cè)方法依據(jù)為JY/T015-1996、GB/T 14506.20-2010、GB/T 14506.14-2010、LY/T 1253-1999，測(cè)試儀器為X射線熒光光譜儀（PW440）。微量、稀土元素檢測(cè)方法依據(jù)為GB/T 14506.30-2010，測(cè)試儀器為等離子質(zhì)譜儀（PE300D）。主量元素分析精度優(yōu)于2%；微量元素分析精度優(yōu)于3%。

40Ar/39Ar同位素定年測(cè)試分析在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所氬氬實(shí)驗(yàn)室完成。選純的白云母（純度＞99%）用超聲波清洗，清洗后的樣品被封存進(jìn)石英瓶中送核反應(yīng)堆中接受中子照射，照射工作是在中國(guó)原子能科學(xué)研究院的“游泳池堆”中進(jìn)行的。樣品升溫階段用石墨爐進(jìn)行加熱，每個(gè)階段加熱10分鐘，凈化20分鐘。質(zhì)譜分析是在多接收稀有氣體質(zhì)譜儀He‐lix MC上進(jìn)行的，每個(gè)峰值均采集20組數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)在回歸到時(shí)間零點(diǎn)值后再進(jìn)行質(zhì)量歧視校正、大氣氬校正、空白校正和干擾元素同位素校正。中子照射過(guò)程中所產(chǎn)生的干擾同位素校正系數(shù)通過(guò)分析照射過(guò)的K2SO4和CaF2來(lái)獲得。37Ar經(jīng)過(guò)放射性衰變校正，40K衰變常數(shù)λ=5.543×10-10a-1，用ISOPLOT程序計(jì)算坪年齡及正、反等時(shí)線，坪年齡誤差以2σ給出。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)流程參考陳文等，2011。

3 測(cè)試結(jié)果

3.1 全巖地球化學(xué)

偉晶巖主量、微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表1、表2，分析結(jié)果顯示206號(hào)脈不同結(jié)構(gòu)帶偉晶巖均具以下特征：高硅（w(SiO2)為70.97%～79.22%，平均75.39%）；高鋁（w(Al2O3)為12.55%～16.67%，平均14.93%）；低鈣（w(CaO)為0.06%～0.15%，平均0.1%）；相對(duì)富堿（w(Na2O+K2O)為5.26%～11.72%（H13樣品含量3.4%），平均7.77%）。偉晶巖A/CNK比值1.02～2.96，平均值1.44。在SiO2-K2O圖（圖4a）中，偉晶巖樣品多落在鈣堿性系列，部分為高鉀鈣堿性系列；A/CNK-A/NK圖（圖4b）中偉晶巖在A/CNK-A/NK圖解投影較有規(guī)律，表現(xiàn)出過(guò)鋁質(zhì)巖漿巖性質(zhì)。

圖4 206號(hào)脈偉晶巖SiO2-K 2O圖解(a，Peccerillo et al.,1976)和A/CNK-A/NK圖解(b，Piccoli,1989)Fig.4 SiO2-K 2O diagram(a,after Peccerillo et al.,1976)and A/CNK-A/NK diagram(b,after Piccoli,1989)of the No.206 pegmatite vein

表1 206號(hào)偉晶巖全巖主量元素（w(B)/%）分析結(jié)果Table1 Analysis results of the major elements(w(B)/%)of the whole rock samples from the No.206 pegmatite

表2 206號(hào)偉晶巖全巖微量元素分析結(jié)果（w(B)/10-6）Table2 Analysis results of the trace elements(w(B)/10-6)of the whole rock samples from the No.206 pegmatite

偉晶巖稀土元素總量（ΣREE）0.27×10-6～1.59×10-6，平均值0.78×10-6，稀土元素總量低，表現(xiàn)為輕稀土元素，重稀土元素分析結(jié)果均低于檢測(cè)下限。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖5）中，各結(jié)構(gòu)帶偉晶巖微量元素含量總體上有相同的變化趨勢(shì)，均富集Cs、Rb、U、Ta、Nb、Zr、Hf，相對(duì)虧損Ba、Ti。微量元素變化圖（圖6）中：從白云母鈉長(zhǎng)石偉晶巖到鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖，隨分異演化程度升高，稀有金屬Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs的含量總體增加，其中，鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖中w(Li)（57×10-6～10197×10-6，平均w(Li)1514.9×10-6）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于白云母鈉長(zhǎng)石偉晶巖中w(Li)（53.8×10-6～421×10-6，平均w(Li)148.3×10-6）。稀有元素Nb與Ta，Rb與Cs具有基本相同的變化趨勢(shì)，即Nb-Ta、Rb-Cs具有較強(qiáng)相關(guān)性，與兩者之間相似的地球化學(xué)行為有關(guān)；A/CNK與Li含量呈正相關(guān)，與Rb/Cs比值呈負(fù)相關(guān)，這可能與偉晶作用“鈉-鋰”階段鋰輝石為主要的富鋰礦物，Rb、Cs主要以類質(zhì)同像的形式分布于白云母、微斜長(zhǎng)石等鉀礦物中有關(guān)(鄒天人等,1975)；Zr/Hf與Nb/Ta呈正相關(guān)，這種地球化學(xué)行為的高度一致性與離子本身特性有直接關(guān)系(劉英俊,1984)。

圖5 206號(hào)脈偉晶巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（原始地幔標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)Sun et al.,1989）Fig.5 Primitive mantle normalized trace elements spider dia‐gram of the No.206 pegmatite vein(normalization values of primitive mantle after Sun et al.,1989)

圖6 206號(hào)鋰輝石脈巖石化學(xué)指數(shù)變化趨勢(shì)圖a.206號(hào)脈稀有金屬微量元素變化圖；b.206號(hào)脈A/CNK、Rb/Cs、Zr/Hf、Nb/Ta變化Fig.6 Variation trend charts of petrochemical index of the No.206 pegmatite veina.Changediagram of raremetal traceelementsof the No.206 vein;b.Thechangediagram of A/CNK,Rb/CS,Zr/Hf,Nb/Taof the No.206 vein

3.2 白云母40Ar-39Ar同位素定年

白云母同位素定年樣品的階段加熱40Ar-39Ar同位素分析結(jié)果列于表3，相應(yīng)的表觀年齡譜及反等時(shí)線年齡見(jiàn)圖7。

表3 仁里礦田206號(hào)偉晶巖白云母40Ar-39Ar階段升溫測(cè)年數(shù)據(jù)Table3 40Ar-39Ar stepwise heating analytical result of muscovitein the No.206 pegmatite from the Renliore field

206號(hào)脈白云母樣品共13個(gè)加熱階段，溫度變化區(qū)間700～1400℃，樣品總氣體年齡135.5 Ma。其中在800～1180℃的11個(gè)加熱階段析出的39Ar占總量的99.38%，區(qū)間內(nèi)各加熱階段給出的年齡變化于134.9～137.3 Ma，構(gòu)成了穩(wěn)定的年齡坪，為(135.4±1.4)Ma（圖7a）。在反等時(shí)線圖（圖7b）上，各數(shù)據(jù)相關(guān)性好，等值線年齡與坪年齡相一致，為(134.8±1.4)Ma（MSWD=1.17），初始40Ar/36Ar值為(317.0±10.8)Ma。

圖7 仁里礦田206號(hào)脈白云母40Ar-39Ar坪年齡圖（a）及反等時(shí)線圖（b）Fig.7 40Ar-39Ar plateau age(a)and inverse isochron age(b)of muscovite in the No.206 vein from the Renli ore field

4 討 論

4.1 稀有元素的富集成礦作用

稀有金屬偉晶巖成巖成礦作用是復(fù)雜的，往往經(jīng)過(guò)巖漿、巖漿-熱液過(guò)渡、熱液多階段的作用(朱金初等,2000;張輝,2001;張愛(ài)鋮等,2004;Lüet al.,2012;呂正航等,2013;馬圣鈔等,2019)。對(duì)礦田內(nèi)5號(hào)偉晶巖脈的云母、長(zhǎng)石等礦物研究表明，鈮鉭等稀有金屬礦床經(jīng)歷了巖漿-熱液兩階段成礦作用(李鵬等,2019;王臻等,2019;楊晗等,2019)，這一成礦作用過(guò)程在宏觀上表現(xiàn)出以下幾點(diǎn)：①空間上礦田內(nèi)偉晶巖脈與熱液石英脈關(guān)系密切，通常在偉晶巖脈上部或者上盤近脈圍巖（一般位于偉晶巖脈10 m范圍內(nèi)）能發(fā)現(xiàn)與脈體產(chǎn)狀基本一致的石英脈；②在結(jié)構(gòu)分帶特征明顯的偉晶巖脈（仁里5號(hào)脈）核部出現(xiàn)熱液階段的鋰云母石英核；③在局部熱液蝕變偉晶巖中見(jiàn)輝鉬礦、方鉛礦、黃銅礦等后期熱液硫化礦物。

206號(hào)脈分布于鋰輝石鈉長(zhǎng)石帶（Ⅴ）內(nèi)，空間上位于偉晶巖水平分帶最外側(cè)，距巖體距離最遠(yuǎn)；脈體具有較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)分帶，未見(jiàn)明顯的熱液特征礦物出現(xiàn)。206號(hào)脈偉晶巖Zr/Hf比值一般為9.66～17.02(平均12.44)，Nb/Ta比值一般為0.85～3.55(平均2.16)，與仁里礦田5號(hào)白云母微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石偉晶巖脈相比，Zr/Hf、Nb/Ta比值低且相對(duì)集中，這可能是鋰輝石偉晶巖一般為稀有金屬成礦演化過(guò)程后期產(chǎn)物，巖漿在就位時(shí)即具有較高的分異演化程度，無(wú)需經(jīng)歷連續(xù)的分異演化過(guò)程就形成了結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的偉晶巖，這與國(guó)內(nèi)典型的鋰輝石偉晶巖地化特征表現(xiàn)一致(王春龍等,2015;秦克章等,2019;周起鳳等,2019)，這些互為耦合的地質(zhì)、礦物及地球化學(xué)等特征說(shuō)明，礦田內(nèi)206號(hào)鋰輝石偉晶巖為巖漿階段末期結(jié)晶分異形成，未經(jīng)后期熱液作用過(guò)程。

對(duì)不同類型偉晶巖巖漿熱液過(guò)程中稀有元素含量變化分析（圖8）：巖漿作用階段隨Zr/Hf比值降低，巖漿分異演化程度的升高，稀有金屬Be、Nb、Ta、Li、Rb、Cs含量總體呈上升趨勢(shì)，其中，Rb、Cs表現(xiàn)出先降后升的規(guī)律；除鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖（Ⅴ）具有相對(duì)較低且較為集中的Zr/Hf比值外，其他分帶偉晶巖Zr/Hf比值范圍在40到5之間，分布較連續(xù)；巖漿階段稀有金屬元素的富集多發(fā)生于晚期，這一時(shí)期Zr/Hf為低值區(qū)，比值約8～15。從巖漿階段晚期到熱液階段，稀有金屬Be呈降低，Nb含量變化較穩(wěn)定，Ta、Li、Rb、Cs含量升高，這與5號(hào)脈從巖漿階段到熱液階段云母礦物內(nèi)Li、Rb、Cs含量出現(xiàn)突表現(xiàn)一致(王臻等,2019)，暗示了熱液作用可以使Ta、Li、Rb、Cs再次富集；巖漿分異疊加熱液也是仁里礦床形成富礦的重要原因。

圖8 仁里礦田不同類型偉晶巖全巖Zr/Hf與w(Be)（a）、w(Nb)（b）、w(Ta)（c）、w(Li)（d）、w(Rb)（e）、w(Cs)（f）關(guān)系圖解Fig.8 Zr/Hf verses w(Be)（a）,w(Nb)（b）,w(Ta)（c）,w(Li)（d）,w(Rb)（e）and w(Cs)（f）for whole rock samples of different types of pegmatite from the Renli Ore field

本次測(cè)定仁里礦田內(nèi)206號(hào)鋰輝石脈白云母Ar-Ar年齡(135.4±1.4)Ma，劉翔等（2019）對(duì)礦田內(nèi)106號(hào)鋰輝石脈白云母Ar-Ar定年為(130.8±0.9)Ma，Li等（2020）測(cè)得礦田內(nèi)5號(hào)偉晶巖脈中鈮鉭鐵礦U-Pb定年(133.0±2.6)Ma，這些測(cè)年礦物為成巖階段形成，集中在135.4～130.8 Ma，可能代表了礦田內(nèi)稀有金屬成礦過(guò)程巖漿階段結(jié)晶分異成礦年齡。周芳春等（2020）測(cè)定了仁里5號(hào)脈中輝鉬礦Re-Os年齡為(130.5±1.1)Ma,李鵬等（2019）測(cè)得仁里5號(hào)偉晶巖脈鋰云母Ar-Ar年齡為(125.0±1.4)Ma，這些偉晶巖中熱液礦物年齡集中于130.5～125.0 Ma,代表了巖漿演化晚期的熱液階段（富流體階段），富流體環(huán)境下稀有金屬元素富集成礦的時(shí)代。結(jié)合前文所述，仁里礦田稀有金屬礦床主要形成于135.4～125.0 Ma燕山晚期稀有金屬成礦作用期，該期稀有金屬成礦作用巖漿階段時(shí)限約135.4～130.8 Ma，后期熱液作用大致發(fā)生于130.5～125.0 Ma，這與阿爾泰3號(hào)偉晶巖、泰柯魯木特112號(hào)偉晶巖等偉晶巖巖漿演化時(shí)間跨度接近(Lü et al.,2012;Zhou et al.,2015)，反映了本區(qū)巖漿結(jié)晶分析疊加后期熱液成巖成礦的較為緩慢變化過(guò)程。

4.2 偉晶巖與花崗巖成因關(guān)系

偉晶巖通常與母質(zhì)巖漿具有密切的時(shí)空關(guān)系，湘東北幕阜山花崗巖為同源多期多次侵入形成的復(fù)式巖體，為長(zhǎng)期多階段結(jié)晶分異過(guò)程形成(李鵬等,2017；李樂(lè)廣等，2019)；仁里礦田北部出露的燕山晚期多階段侵入體，其成巖時(shí)代140.3～138.3 Ma(Li et al.,2020)，巖石均表現(xiàn)出高分異、過(guò)鋁質(zhì)特征，伴隨燕山晚期的巖漿活動(dòng)，在巖體內(nèi)外接觸帶發(fā)育了大量的偉晶巖脈，偉晶巖脈在空間上圍繞二云母二長(zhǎng)花崗巖成帶狀分布（圖1），其成礦時(shí)代為135.4～125.0 Ma，是燕山期多期次巖漿演化“共(源)巖漿補(bǔ)余分異”的結(jié)果。

從仁里礦田內(nèi)偉晶巖與花崗巖特征元素對(duì)比中發(fā)現(xiàn)（表4，圖9a），黑云母二長(zhǎng)花崗巖的Nb/Ta比值為6.39～18.00，Zr/Hf比值為32.52～40.16；二云母二長(zhǎng)花崗巖的Nb/Ta比值為5.31～14.70，Zr/Hf比值為26.50～34.33；白云母微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石偉晶巖（RL5）的Nb/Ta比值為0.49～8.47，Zr/Hf比值為7.07～38.56；鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖（YX206）的Nb/Ta比值為0.85～3.55，Zr/Hf比值為9.66～17.01。按照黑云母二長(zhǎng)花崗巖→二云母二長(zhǎng)花崗巖→白云母微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石偉晶巖（RL5）→鋰輝石鈉長(zhǎng)石偉晶巖（YX206）的順序，Nb/Ta、Zr/Hf等反映巖漿分異演化程度的特征元素比值逐漸減小（圖9a），巖漿結(jié)晶分異演化程度不斷升高(黃慧等,2009)，這一漸變過(guò)程暗示了從花崗巖到偉晶巖可能存在連續(xù)分異結(jié)晶過(guò)程，而隨著巖漿分異作用繼續(xù)，（二云母二長(zhǎng)）花崗巖類Nb/Ta比值開(kāi)始趨近于過(guò)鋁質(zhì)花崗巖正常結(jié)晶分異與巖漿-熱液相互作用的Nb/Ta分界值(Ballouard et al.,2016)，進(jìn)一步解釋了從巖漿作用到偉晶作用的連續(xù)過(guò)程?；◢弾r漿分異作用過(guò)程中Rb與K緊密相關(guān)，同源多期次侵入巖中Rb含量從早期到晚期升高，偉晶巖中Rb主要成分散狀態(tài)存在于鉀礦物中而不形成單礦物，具有成因關(guān)系的花崗巖系列中K/Rb比值穩(wěn)定變化不大；K/Rb關(guān)系圖（圖9b）中花崗巖、偉晶巖中K與Rb變化具有較為一致的線性變化趨勢(shì)：從黑云母二長(zhǎng)花崗巖到二云母二長(zhǎng)花崗巖，隨著K含量升高，Rb含量亦升高，從白云母微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石偉晶巖（RL5）到鋰輝石偉晶巖（YX206）隨著K含量降低，Rb含量亦降低；花崗巖類K-Rb趨勢(shì)線與偉晶巖類K-Rb趨勢(shì)線基本一致，且從花崗巖類到偉晶巖類趨勢(shì)線右移說(shuō)明從花崗巖到偉晶巖K、Rb含量同時(shí)遞增，其中，Rb含量增加更為迅速，這與Rb在巖漿晚期富集有關(guān)；K/Rb在巖漿演化過(guò)程中這種繼承關(guān)系，說(shuō)明仁里礦田內(nèi)稀有金屬偉晶巖與燕山晚期花崗巖可能為同一熔融事件巖漿連續(xù)演化形成。

圖9 幕阜山花崗巖及稀有金屬偉晶巖Nb/Ta與Zr/Hf關(guān)系圖解(a)及K與Rb關(guān)系圖解(b)Fig.9 Diagrams of Nb/Ta verses Zr/Hf(a)and K verses Rb of Mufushan granite and rare metals-bearing pegmatites of the Renli ore field(b)

表4 幕阜山花崗巖及偉晶巖（YX206,RL5）特征元素比值統(tǒng)計(jì)表Table4 Statistical table of characteristic element ratios of Mufushan granite and pegmatites(YX206 and RL5)

結(jié)合前文所述，礦田內(nèi)稀有金屬偉晶巖與二云母二長(zhǎng)花崗巖成巖、成礦時(shí)代接近，演化過(guò)程中地球化學(xué)特征表現(xiàn)出連續(xù)性，兩者具有內(nèi)在成因聯(lián)系，可解釋為同源巖漿連續(xù)結(jié)晶分異過(guò)程中不同階段的產(chǎn)物，燕山晚期二云母二長(zhǎng)花崗巖可能為燕山晚期稀有金屬偉晶巖的母巖。

4.3 稀有金屬礦成礦時(shí)代及成礦期次

華南是重要的稀有金屬、鎢、錫多金屬成礦帶，大量的研究表明華南地區(qū)中生代與花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)有關(guān)的多期大規(guī)模成礦作用主要發(fā)生燕山期，與華南和華北地塊后碰撞及太平洋板塊俯沖引起弧后多階段巖石圈伸展有關(guān)，至少存在170～150 Ma、140～125 Ma和110～80 Ma 3次大規(guī)模成礦作用（毛景文等，2000；2004；華仁民等，2005；孫衛(wèi)東等，2008；林偉等，2019），其中，燕山期有3期的稀有金屬礦化事件，分別為晚侏羅世（約160～150 Ma）、早白堊紀(jì)（約130 Ma）和晚白堊世（約90 Ma）（李建康等，2014；2017；2019；Che et al.,2019）。幕阜山稀有金屬成礦與燕山期構(gòu)造巖漿時(shí)空演化、構(gòu)造組合、特別是巖漿的分異程度密切相關(guān)，區(qū)內(nèi)稀有金屬偉晶巖年代學(xué)資料較為豐富（表5），幕阜山花崗巖及稀有金屬偉晶巖成巖成礦時(shí)代分布圖顯示（圖10），幕阜山花崗巖與稀有金屬偉晶巖成巖時(shí)代均為燕山期，巖漿活動(dòng)從燕山早期持續(xù)到燕山晚期，多期次侵入活動(dòng)并形成了花崗閃長(zhǎng)巖、黑云母花崗巖、二云母花崗巖、白云母花崗巖多期次復(fù)式巖體，而稀有金屬偉晶巖主要有兩期成巖成礦過(guò)程，并與燕山早期、晚期巖漿活動(dòng)密切相關(guān)。

圖10 幕阜山花崗巖及稀有金屬偉晶巖成巖成礦時(shí)代分布圖Fig.10 Metallogenic epoch distribution diagram of Mu‐fushan granite and rare metals-bearing pegmatites

表5 幕阜山巖體及稀有金屬偉晶巖成巖年齡統(tǒng)計(jì)表Table5 The age dating statistical table of Mufushan granite and rare metals-bearing pegmatites

第1期稀有金屬偉晶巖成礦時(shí)代約145 Ma，形成于燕山早期末，為晚侏羅世稀有金屬成礦事件。該期偉晶巖多以偉晶巖殼形式產(chǎn)于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體頂部，主要分布于公田、南江大橋?yàn)车葌ゾr密集區(qū)內(nèi)；部分以脈體形式產(chǎn)于花崗巖次生裂隙中，主要分布于虹橋長(zhǎng)慶偉晶巖密集區(qū)。稀有金屬偉晶巖以Be礦化為主，綠柱石為主要的稀有金屬礦物，礦化規(guī)模一般較小。

第2期稀有金屬偉晶巖成礦時(shí)代135～125 Ma，形成于燕山晚期，為早白堊世稀有金屬成礦事件，是幕阜山地區(qū)主要的稀有金屬成礦期。該期偉晶巖成巖事件始于在巖漿活動(dòng)（二云母二長(zhǎng)花崗巖）高峰期約135 Ma，并終止于125 Ma的巖漿寧?kù)o期(孫衛(wèi)東等,2008)，持續(xù)時(shí)間約10 Ma，是一個(gè)從巖漿到熱液連續(xù)演化的過(guò)程。充分的分異演化及巖漿熱液疊加作用為本區(qū)高分異偉晶巖形成及稀有元素富集成礦提供了良好的條件，在巖體內(nèi)外接觸帶內(nèi)形成了大范圍的偉晶巖密集區(qū)（帶）及多個(gè)（仁里、傳梓源等）稀有金屬礦床點(diǎn)。

5 結(jié) 論

（1）仁里礦田206號(hào)鋰輝石偉晶巖屬高分異稀有金屬偉晶巖，具高硅、高鋁、低鈣、相對(duì)富堿，鈣堿性及過(guò)鋁質(zhì)特征；稀土元素含量很低，以輕稀土元素為主；微量元素富集Cs、Rb、U、Ta、Nb、Zr、Hf，相對(duì)虧損Ba、Ti。

（2）仁里礦田206號(hào)鋰輝石偉晶巖白云母Ar-Ar年齡為(135.4±1.4)Ma，其成礦時(shí)代為早白堊世；礦田稀有金屬成礦時(shí)代為135.4～125.0 Ma，屬燕山晚期稀有金屬成礦，該期稀有金屬成礦經(jīng)歷了巖漿、熱液多階段作用，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；稀有金屬偉晶巖與燕山晚期二云母二長(zhǎng)花崗巖為同源巖漿連續(xù)結(jié)晶分異過(guò)程中不同階段的產(chǎn)物。

（3）幕阜山地區(qū)燕山期有2期稀有金屬成礦，第1期晚侏羅世稀有金屬成礦事件發(fā)生于145 Ma，第2期早白堊世稀有金屬成礦事件發(fā)生于135～125 Ma，為幕阜山地區(qū)稀有金屬成礦的主成礦期。

致 謝感謝審稿專家提出了寶貴的修改意見(jiàn)，感謝中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）許暢碩士在巖石礦物學(xué)方面提供幫助，在此一并表示誠(chéng)摯的謝意！