陳謀 王核 張曉宇 閆慶賀 高昊

1. 中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640

2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049

近幾年來，航空、航天、碳中和、新能源汽車和核工業(yè)等戰(zhàn)略性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對(duì)稀有金屬原材料的需求激增。以鋰為例，我國鋰礦儲(chǔ)量位居世界前列，同時(shí)也是全世界鋰的最大消費(fèi)國，占全球消費(fèi)量的40%，其中我國進(jìn)口的鋰礦原料占消費(fèi)量的74%，對(duì)外依存度接近80%(許志琴等, 2020)。因此，為了保障我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展，開展新一輪的稀有金屬礦產(chǎn)勘查工作刻不容緩。在我國喜馬拉雅地區(qū)，秦克章等(2021)和趙俊興等(2021)首次報(bào)道了在卓奧友峰西側(cè)普士拉山口的瓊嘉崗一帶存在數(shù)十條鋰輝石偉晶巖脈，其估算鋰資源量超過100萬t，伴生鈹資源量約3.98萬t，鉭資源量約2358t，鈮資源量約7074t，同時(shí)也提出了“向更遠(yuǎn)端、更高處找鋰”的找礦理念。同時(shí)，王核等(2017)在新疆和田縣白龍山發(fā)現(xiàn)了超大型偉晶巖型鋰多金屬礦床，預(yù)測334資源量Li2O約為345.8萬t，Rb2O約為17.7萬t。圍繞著大紅柳灘-白龍山一帶的花崗巖體，目前已經(jīng)開啟了新一輪稀有金屬資源勘查和研究工作(Fanetal., 2020; Wangetal., 2020; Xingetal., 2020;王核等, 2020, 2021; Zhangetal., 2021; Zhouetal., 2021; Yanetal., 2022)。Caoetal. (2021)通過對(duì)大紅柳灘鋰礦的研究，提出了以大紅柳灘巖體為核心向外延伸分布的偉晶巖，也具有“無礦-富鈹-富鋰”的分布特征。

康西瓦鉛銀礦區(qū)的無礦偉晶巖位于葉城縣康西瓦達(dá)坂南6km，距大紅柳灘兵站60km，海拔4200m，礦區(qū)最高海拔5025m。康西瓦無礦偉晶巖處于甜水海地體北部的大紅柳灘巖體西緣，前人研究表明，大紅柳灘巖體形成于晚三疊世(魏小鵬等, 2017; Yanetal., 2018;丁坤等, 2020; Qiaoetal., 2021)，目前已經(jīng)在大紅柳灘地區(qū)發(fā)現(xiàn)有多個(gè)稀有金屬礦床，通過對(duì)其含稀有金屬偉晶巖中的鋯石、鈮鉭鐵礦、錫石和獨(dú)居石等定年手段，確認(rèn)形成于晚三疊世(Yanetal., 2018, 2022; 李侃等, 2019; Wangetal., 2020; 譚克彬等, 2021)。張澤等(2019)研究表明，康西瓦含綠柱石的白云母偉晶巖也形成于晚三疊世(209.2±4.4Ma)。但是無礦偉晶巖的研究程度較低，對(duì)于無礦偉晶巖的形成時(shí)代，及其與大紅柳灘巖體以及稀有金屬成礦偉晶巖之間是否有成因聯(lián)系，目前尚不明確。本文以秦克章等(2021)的找礦理念為基礎(chǔ)，根據(jù)大紅柳灘鋰礦的含稀有金屬偉晶巖分布特征，結(jié)合張澤等(2019)在康西瓦地區(qū)發(fā)現(xiàn)的含綠柱石白云母偉晶巖形成的鈹?shù)V，首次對(duì)康西瓦鉛銀礦區(qū)的無礦偉晶巖進(jìn)行巖石學(xué)、元素和同位素地球化學(xué)及同位素年代學(xué)綜合研究，旨在探究康西瓦無礦偉晶巖的成因和構(gòu)造背景，及其與大紅柳灘巖體，大紅柳灘含稀有金屬偉晶巖之間的關(guān)系，進(jìn)而探討下一步稀有金屬礦產(chǎn)勘查方向。

1 地質(zhì)背景和巖石學(xué)特征

西昆侖造山帶位于青藏高原北緣，毗鄰塔里木盆地。它是古亞洲構(gòu)造域和特提斯構(gòu)造域的結(jié)合部位(潘裕生, 1990, 1994; 肖文交等, 2000; Wang, 2004; 張傳林等, 2007；圖1a)，在特提斯運(yùn)動(dòng)演化過程中，受其影響逐漸發(fā)展為歐亞大陸重要的鐵、銅、鉛鋅、稀有金屬富集區(qū)之一(王核等, 2017; 張傳林等, 2019; 韓春明等, 2021)。西昆侖地區(qū)從北到南，以奧依塔格-庫地縫合帶、麻扎-康西瓦縫合帶、紅山湖-喬爾天山縫合帶為分界，自北向南劃分為四個(gè)構(gòu)造單元：北昆侖地體、南昆侖地體、甜水海地體和喀喇昆侖地體(潘裕生, 1990, 1994; 潘裕生等, 1994; Panetal., 1996; Matteetal., 1996; 丁道桂等, 1996; Mattern and Schneider, 2000; Yuanetal., 2002; Wang, 2004；張傳林等, 2019；圖1b)?？滴魍咩U銀礦區(qū)的無礦偉晶巖位于甜水海地體北部，康西瓦斷裂南側(cè)，大紅柳灘巖體西緣(圖1b)。偉晶巖的圍巖是康西瓦巖群?？滴魍邘r群是邊小衛(wèi)等(2015)從前人所劃的三疊系克勒青河群中新解體出來的，認(rèn)為其屬于古元古代，但是Zhangetal. (2017)通過對(duì)地層中的碎屑鋯石定年認(rèn)為康西瓦巖群應(yīng)該是晚石炭世到晚二疊世之間形成的(307～245Ma)?？滴魍邘r群總體為一套深變質(zhì)、強(qiáng)變形地層，巖性主要有黑云斜長石英片巖、黑云斜長片麻巖、黑云斜長變粒巖、大理巖等(邊小衛(wèi)等, 2015)。麻扎-康西瓦縫合帶被認(rèn)為是古特提斯洋閉合形成的，其南北兩側(cè)的地層、構(gòu)造、巖漿活動(dòng)和礦產(chǎn)資源均有差異。目前已在麻扎-康西瓦縫合帶附近發(fā)現(xiàn)了蛇綠巖套、高壓麻粒巖以及孔茲巖系(肖序常和王軍, 2004; 李博秦等, 2007; 許志琴等, 2007; 劉文平等, 2013)。

圖1 西昆侖造山帶區(qū)域構(gòu)造圖(a，據(jù)潘桂棠等, 2004; Xiao et al., 2005修改)及西昆侖造山帶簡化地質(zhì)圖(b，據(jù)黃朝陽等, 2014; Yan et al., 2018; Wang et al., 2020修改)Fig.1 Regional tectonic map showing the location of the Western Kunlun Orogenic Belt (a, modified after Pan et al., 2004; Xiao et al., 2005) and simplified geological map of the Western Kunlun Orogenic Belt (b, modified after Huang et al., 2014; Yan et al., 2018; Wang et al., 2020)

康西瓦鉛銀礦區(qū)主要出露康西瓦群和第四系地層，共查明鉛銀礦體4條，本次研究的偉晶巖樣品(KXW-ZK1-1～5)采自康西瓦鉛銀礦Ⅰ號(hào)礦脈中的鉆孔 (圖2)。在礦區(qū)中產(chǎn)于黑云斜長片巖中的偉晶巖均呈脈狀、串珠狀順層產(chǎn)出，長度一般為5～200m，寬約0.5～30m；礦區(qū)南部出露的偉晶巖呈寬帶狀，近東西向延伸，長約1500m，東延出礦區(qū)，寬約300m，最寬處可達(dá)450m。偉晶巖巖體以灰白色為主，巨粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物特征為：斜長石呈他形不規(guī)則狀，發(fā)育聚片雙晶，約占55%～60%；石英呈他形粒狀產(chǎn)出，半透明，具波狀消光，局部發(fā)生韌性變形呈定向排列，約占25%～30%；白云母半自形-他形，片狀，呈定向排列，約占5%～10%。次要礦物：石榴石、少量電氣石，其晶形均不完整，裂痕發(fā)育明顯(圖3)。偉晶巖主要原生結(jié)構(gòu)有：細(xì)粒偉晶結(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)，次要的有中粗粒結(jié)構(gòu)、中粗粒準(zhǔn)文象結(jié)構(gòu)、塊體結(jié)構(gòu)。后生結(jié)構(gòu)有：石英、白云母交代集合體。脈巖與片巖接觸蝕變有白云母化、電氣石化、絹云母化、黑云母化。礦區(qū)往南約1km處出露有大紅柳灘花崗巖巖體，巖性主要為二長花崗巖，侵位于康西瓦群地層中。二長花崗巖的礦物主要由斜長石、鉀長石、石英、黑云母和白云母組成；副礦物為磁鐵礦、鋯石、磷灰石、電氣石和石榴子石等；次生礦物可見絹云母、高嶺土、伊利石、綠泥石和硅質(zhì)等(喬耿彪等, 2015)。此處的花崗巖巖體類型與大紅柳灘稀有金屬礦區(qū)花崗巖類型相同，均為二長花崗巖(Yanetal., 2018)。

圖2 康西瓦鉛銀礦區(qū)地質(zhì)簡圖1-第四系沉積物; 2-石英閃長巖; 3-大理巖; 4-偉晶巖; 5-片巖; 6-逆斷層; 7-正斷層; 8-鉛銀礦體; 9-采樣位置Fig.2 Geological map of Kangxiwa Pb-Ag deposit1-Quaternary sediments; 2-quartz diorite; 3-marble; 4-pegmatite; 5-schist; 6-reverse fault; 7-normal fault; 8-Pb-Ag deposit; 9-sampling location

圖3 康西瓦偉晶巖巖芯及顯微照片(a) ZK1中的偉晶巖巖芯; (b)偉晶巖中的石榴石; (c)偉晶巖中的白云母-石英-長石; (d)偉晶巖中的電氣石. Qtz-石英; Ms-白云母; Pl-斜長石; Gr-石榴石; Tur-電氣石Fig.3 Photo of the drill-core and micrographs of Kangxiwa pegmatites(a) ZK1 pegmatite core; (b) the garnet in pegmatite; (c) the muscovite, quartz, plagioclase in pegmatite; (d) the tourmaline in pegmatite. Qtz-quartz; Ms-muscovite; Pl- plagioclase; Gr-garnet; Tur-tourmaline

圖4 康西瓦偉晶巖K2O-SiO2圖解(a, 據(jù)Peccerillo and Taylor, 1976)和A/NK-A/CNK圖解(b, 據(jù)Maniar and Piccoli, 1989)Fig.4 The K2O vs. SiO2 diagram (a, after Peccerillo and Taylor, 1976) and A/NK vs. A/CNK diagram (b, after Maniar and Piccoli, 1989) of the pegmatites in the Kangxiwa

2 樣品及分析方法

本次研究的偉晶巖樣品主要采集于康西瓦鉛銀礦區(qū)的鉆孔巖芯，樣品新鮮無明顯蝕變，采樣位置詳見圖2。鋯石U-Pb年齡測定在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，Hf同位素以及全巖主微量元素分析測試在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

2.1 LA-ICP-MS 鋯石U-Pb定年

用于鋯石U-Pb年代學(xué)測試的樣品經(jīng)過人工破碎成約80目，將粉末用清水淘洗，得到重砂部分，再經(jīng)過電磁選分離出鋯石，在雙目鏡下挑選出顆粒完整、無裂隙、透明度好的鋯石，粘于環(huán)氧樹脂表面，固化后打磨拋光至露出一個(gè)光潔平面然后進(jìn)行透反射和陰極發(fā)光(CL)照像，結(jié)合這些圖像選擇適宜的測試點(diǎn)位及進(jìn)行合理的數(shù)據(jù)解釋。鋯石的微區(qū)原位U-Pb 定年和微量元素分析在廣州地球化學(xué)研究所同位素室國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜(LA-ICP-MS)完成。儀器采用美國Resonetics公司生產(chǎn)的RESOlution M-50激光剝蝕系統(tǒng)和Agilent 7500a型的ICP-MS聯(lián)機(jī)。用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣。用美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院人工合成硅酸鹽玻璃標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)NIST610進(jìn)行儀器最佳化，使儀器達(dá)到最佳的靈敏度、最小的氧化物產(chǎn)率(CeO/Ce<3%)和最低的背景值。實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEMORA (Blacketal., 2003)作為測年外標(biāo)，所測元素激光斑束直徑為31μm，頻率為8Hz。相關(guān)分析方法詳見(涂湘林等, 2011)。數(shù)據(jù)處理使用軟件ICPMSDataCal 10.1 (Liuetal., 2010)。鋯石的諧和年齡圖繪制和年齡計(jì)算采用軟件Isoplot3.0 (Ludwig, 2003)。

2.2 巖石主微量元素分析

將采集的5件樣品無污染粉碎至200 目用于地球化學(xué)分析測試。使用Rigaku ZSX100e X射線熒光(XRF)光譜儀在熔融玻璃上測定主量元素，SiO2的準(zhǔn)確度約為1%，MnO和P2O5的準(zhǔn)確度約為5%，其他主量元素的準(zhǔn)確度約為2%(Lietal., 2003a, b)。按照Lietal. (2002)概述的程序，使用Perkin-Elmerciex ELAN DRC-e型ICP-MS測量微量元素，分析精度通常優(yōu)于5% (Lietal., 2002)。具體分析方法和過程參照劉穎等(1996)和梁細(xì)榮等(2000)。

2.3 鋯石Hf同位素分析

鋯石Hf同位素原位分析是在美國resonetic公司生產(chǎn)的Neptune Plus型多接受等離子質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)和RESOlution M-50的激光燒蝕系統(tǒng)(Resonetics)上進(jìn)行的。Lu-Hf同位素測量是在之前用于U-Pb分析的相同點(diǎn)上進(jìn)行的。這兩種儀器的詳細(xì)說明見Zhangetal. (2014)。激光參數(shù)設(shè)置如下：分析時(shí)激光束斑直徑為45μm；重復(fù)頻率，6Hz；能量密度，～4J/cm-2。每次分析包括300個(gè)周期，每個(gè)周期的積分時(shí)間為0.131s。前20s用于在激光束關(guān)閉的情況下檢測氣體空白，然后30s激光燒蝕用于在激光束打開的情況下采集樣品信號(hào)。173Yb和175Lu用于校正176Yb和176Lu對(duì)176Hf的等壓干擾。校正中使用的176Yb/173Yb和176Lu/175Lu的自然比值分別為0.79381 (Segaletal., 2003)和0.02656 (Wuetal., 2006)。根據(jù)測量的173Yb/171Yb和1.13268的自然比計(jì)算Yb的質(zhì)量偏差系數(shù)。176Hf/177Hf的質(zhì)量偏差按照指數(shù)規(guī)律標(biāo)準(zhǔn)化為179Hf/177Hf=0.7325。Zhangetal. (2015)報(bào)告了詳細(xì)的數(shù)據(jù)簡化程序。在本研究過程中，對(duì)Ple?ovice鋯石的40次分析得出的加權(quán)平均值為176Hf/177Hf=0.282483±0.000035，與Slámaetal. (2008)中的報(bào)告值在誤差范圍內(nèi)。εHf(t)和Hf模式年齡計(jì)算中采用的球粒隕石和虧損地幔的176Hf/177Hf比值分別為0.282772 (Blichert-Toft and Albarède, 1997)和0.28325 (Griffinetal., 2002)，二階段模式年齡計(jì)算中采用平均地殼的fcc為-0.55 (Griffinetal., 2002)。

3 測試結(jié)果

3.1 主量元素和微量元素

主量元素分析結(jié)果顯示，偉晶巖含有高SiO2(72.37%～75.08%，平均為74.21%)和低Al2O3(13.66%～15.76%，平均為14.87%)的特征(表1)?？倝A含量范圍為6.42%～9.37%(平均為8.27%)，K2O/Na2O比率為0.33～1.82(平均為0.92)。主要為過鋁質(zhì)，其鋁飽和指數(shù)(A/CNK)值(Al2O3/(CaO+Na2O+K2O))為1.16～1.99，并且含有低的TiO2(≤0.01%)、MgO(0.06%～0.14%)和P2O5(0.16%～0.23%)。由于偉晶巖中礦物粒度大，礦物分布不均一，導(dǎo)致不同樣品測定出的主元素含量變化較大，所有樣品在K2O與SiO2圖解(圖4a)中主要分類為高鉀鈣堿性，在A/NK(Al2O3/(Na2O+K2O))與A/CNK圖解(圖4b; 表1)中主要為弱過鋁質(zhì)，與典型的A型花崗巖相比(Zr+Nb+Ce+Y≥350×10-6，Whalenetal., 1987; 鋯石飽和溫度>800℃，Kingetal., 1997)， 它含有較低的 (Zr+Nb+Ce+Y) 濃度 (21×10-6～159×10-6)和鋯石飽和溫度(557～770℃)。

在微量元素組成上，所有偉晶巖樣品具有相似的REE分布模式，稀土總量相對(duì)較低(∑REE為4.21×10-6～26.98×10-6)，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素分布模式顯示為輕稀土富集型，(La/Yb)N從1.92變化到6.1，明顯的負(fù)Eu異常(Eu/Eu*為0.04～0.61)(圖5a)。在微量元素蛛網(wǎng)圖中，富集大離子親石元素(LILE，如Rb、U和K)，虧損Nb、La和Zr，嚴(yán)重虧損Ba、Ti和Sr(圖5b)。此外，含有相對(duì)較高的Rb/Sr值(7.9～37.94，平均為22.58)和較低的K/Rb值(49～359，平均為176.2)(表1)。

表1 康西瓦偉晶巖主量元素(wt%)和微量元素(×10-6)分析結(jié)果Table 1 Analytical results of major elements (wt%) and trace elements (×10-6) compositions of samples from the Kangxiwa pegmatites

3.2 LA-ICP-MS 鋯石U-Pb定年

本文對(duì)偉晶巖(KXW-ZK1-2和KXW-ZK1-4)中的鋯石進(jìn)行了U-Pb同位素分析，其結(jié)果見表2。

偉晶巖中的鋯石形狀不規(guī)則，多呈棱柱狀，由于熱液蝕變作用，顏色較暗。鋯石大小一般為80～220μm，長寬比為1:1～3:1。鋯石CL成像顯示大部分鋯石具有清晰的巖漿韻律環(huán)帶，不發(fā)育裂紋(圖6a, b)，表明為巖漿成因(Rubatto and Gebauer, 2000)。在分析的50個(gè)鋯石測點(diǎn)中，38個(gè)鋯石(12個(gè)不協(xié)調(diào)的鋯石被刪去)含有范圍廣泛的U (6114×10-6～24185×10-6)和Th (9.92×10-6～115×10-6)(Th/U比值=0.00116～0.00778; 平均值=0.00239)。偉晶巖鋯石的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為210.3±2.3Ma (MSWD=0.13) (KXW-ZK1-2)和208±5.5Ma (MSWD=0.039)(KXW-ZK1-4) (圖7a, b)。這些最新的三疊紀(jì)鋯石U-Pb年齡代表偉晶巖的侵位年齡。

表2 康西瓦偉晶巖LA-ICP-MS U-Pb同位素分析結(jié)果Table 2 Zircon LA-ICP-MS U-Pb age data for samples from the Kangxiwa pegmatite

表3 康西瓦偉晶巖的鋯石Lu-Hf同位素分析結(jié)果Table 3 Hf isotope data of zircon samples from the Kangxiwa pegmatite

圖5 康西瓦偉晶巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素分布模式(a)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and primitive mantle-normalized trace elements spidergrams (b) of the pegmatites from the Kangxiwa (normalizing values after Sun and McDonough, 1989)

圖6 康西瓦偉晶巖中代表性鋯石CL圖像、分析點(diǎn)位、年齡及εHf(t)值圖中圓圈內(nèi)的數(shù)字代表分析點(diǎn)位序號(hào)，其中紅色實(shí)心圓表示U-Pb年齡點(diǎn)位，黃色虛線圓表示Hf同位素點(diǎn)位Fig.6 Representative zircon CL images for the Kangxiwa pegmatitesThe numbers denote analysis numbers, U-Pb ages and εHf(t) values, and the solid and dashed circles denote U-Pb and Hf analysis spots, respectively

圖7 康西瓦偉晶巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年諧和圖Fig.7 Zircon U-Pb concordia diagrams and weighted mean ages calculation for the Kangxiwa pegmatites

圖8 康西瓦偉晶巖鋯石原巖判別圖(底圖據(jù)Belousova et al., 2002)Fig.8 Protolith discrimination diagrams of zircon in pegmatites (base map after Belousova et al., 2002)

圖9 康西瓦偉晶巖鋯石成因判別圖(據(jù)Hoskin, 2005; Li et al., 2018)Fig.9 Genetic discrimination diagrams of zircon in pegmatites (after Hoskin, 2005; Li et al., 2018)(a) Zircon (Sm/La)N vs. La diagram; (b) Zircon LREE vs. ∑REE diagram

3.3 鋯石Hf同位素分析

樣品鋯石U-Pb年齡諧和度均大于90%,對(duì)代表巖漿結(jié)晶年齡的38個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行了原位鋯石Hf同位素分析(表3)。康西瓦偉晶巖鋯石的176Lu/177Hf值均很低，表明鋯石在形成后具有較低的放射性成因Hf積累，因而可以用初始176Lu/177Hf比值代表鋯石形成時(shí)的176Lu/177Hf比值(吳福元等, 2007b)。偉晶巖初始176Hu/177Hf為0.282524～ 0.282647，εHf(t)為-4.3～0，二階段模式年齡(tDM2)為1252～1523 Ma。

4 討論

4.1 偉晶巖鋯石類型及成巖年齡

從偉晶巖中挑選出來的鋯石在CL圖像中部分發(fā)光，內(nèi)部結(jié)構(gòu)多為斑狀，可見振蕩環(huán)帶(圖6)，這些特征與巖漿鋯石一致。由于鋯石的封閉溫度較高，在其結(jié)晶過程中可以很好地保存鋯石的各種微量元素特征，這些特征在后期的地質(zhì)演化過程中也基本保持不變(Belousovaetal., 2002)。除鋯石CL圖像外，其微區(qū)的微量元素組成也可為鑒定和判斷鋯石類型提供重要信息(表4)。具有低Th/U值(通常< 0.1)的鋯石通常被認(rèn)為是變質(zhì)成因的(Williams and Claesson, 1987; Schitteetal., 1988; Kinnyetal., 1990)。然而，這些來自康西瓦偉晶巖的鋯石不太可能是變質(zhì)成因的，因?yàn)閺腃L圖像中可以看到部分鋯石具有清晰的振蕩分帶，并產(chǎn)生了相同的一致的U-Pb年齡。事實(shí)上，具有低Th/U的火成巖鋯石已經(jīng)有過研究，特別是在高度分餾的巖漿侵入體中(Hidakaetal., 2002; Cliffordetal., 2004; Kirklandetal., 2015; Liuetal., 2016)。相對(duì)低溫的分餾巖漿中的鋯石生長可能發(fā)生在非平衡條件下，導(dǎo)致Th相對(duì)于U的不相容性更大(Kirklandetal., 2015)。實(shí)驗(yàn)和結(jié)晶學(xué)研究表明，由于鋯石晶體結(jié)構(gòu)的控制，從輕稀土到重稀土原子半徑逐漸減小，Zr4+離子半徑與重稀土離子半徑非常接近，鋯石結(jié)晶生長過程更能容納更多的重稀土，并對(duì)Hf、Y、P有較強(qiáng)的親和力，而對(duì)LREE恰好相反，因此鋯石的稀土配分模式通常都是左傾型。輕稀土中的變價(jià)元素Ce有Ce3+和Ce4+兩種價(jià)態(tài)，其中Ce4+的離子半徑接近Lu，與重稀土性質(zhì)接近，因而Ce元素一般表現(xiàn)為正異常。本文的研究結(jié)果顯示，鋯石中Ce元素的豐度值小于Belousovaetal. (2002)研究的鋯石，但是Ce正異常明顯，導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因是本文所測的鋯石元素La的豐度過小。在Belousovaetal. (2002)鋯石原巖判別圖解中，可以看到來自康西瓦偉晶巖中的鋯石原巖主要是花崗巖(圖8)。鋯石中的Eu負(fù)異常的原因有兩種：一是體系本身缺乏Eu；二是長石和鋯石同時(shí)結(jié)晶，長石帶走了鋯石里的Eu。本文中的鋯石Eu負(fù)異常可能是鋯石和長石同時(shí)生長造成的。在晚三疊世，研究區(qū)巖漿在伸展背景(見下文)下發(fā)生冷卻結(jié)晶，Eu大量富集在長石中，使得鋯石Eu含量減小，在稀土配分模式上就具有較強(qiáng)的負(fù)Eu異常。在(Sm/La)N-La和LREE-σREE的熱液鋯石與巖漿鋯石判別圖中(圖9)，偉晶巖的鋯石與Hoskin (2005)和Lietal. (2018)研究的巖漿鋯石相似，但與熱液鋯石明顯不同。張澤等(2019)對(duì)康西瓦綠柱石富鈹偉晶巖中的鋯石進(jìn)行了研究，其鋯石CL圖像顯示大多數(shù)呈柱狀自行晶，長約60～110μm，長寬比約為1:1 ～ 1:2。根據(jù)微量元素特征分為三類：典型的巖漿鋯石、黑色的熱液鋯石以及變質(zhì)鋯石。其中的巖漿鋯石具有震蕩環(huán)帶以及扇形結(jié)構(gòu)，鋯石微量元素表現(xiàn)為重稀土富集，低Th、高U，δEu負(fù)異常等特征，在(Sm/La)N-La圖解中也表現(xiàn)出巖漿鋯石特征。綜上所述，康西瓦無礦偉晶巖中的鋯石與康西瓦含鈹偉晶巖中的巖漿鋯石具有相似特征，結(jié)合文中的數(shù)據(jù)分析，本次采樣的無礦偉晶巖中的鋯石是典型的巖漿鋯石。

鋯石U-Pb測年表明，206Pb/238U偉晶巖鋯石的年齡范圍為207.5～218.1Ma，這些數(shù)據(jù)具有相似的一致性，并且整個(gè)鋯石測點(diǎn)在U-Pb年齡諧和圖里集中分布。利用本文新的偉晶巖年齡數(shù)據(jù)，結(jié)合康西瓦附近大紅柳灘巖體的已公布年齡數(shù)據(jù)可知，大紅柳灘巖體有含稀有金屬偉晶巖(218～212Ma, Yanetal., 2018; 213.8～210.3Ma, Wangetal., 2020; 206.3±1.8Ma, 207.4±0.6Ma, Yanetal., 2022)、黑云母二長花崗巖(214±1.8Ma, 丁坤等, 2020)、二長花崗巖(220±2.2Ma～217.4±2.2Ma, 喬耿彪等, 2015; 213±2.1Ma, 李侃等, 2019)、二云母花崗巖(209.6±1.5Ma, 魏小鵬等, 2017)、含綠柱石的白云母偉晶巖(209±4.4Ma, 張澤等, 2019)以及二云母二長花崗巖(208.8±1.7Ma, 譚克彬等, 2021)組成。本次研究發(fā)現(xiàn)的康西瓦偉晶巖(210.3±2.3Ma, 208.8±5.5Ma)與大紅柳灘巖體均屬于同時(shí)代(圖7、表5)。因此，偉晶巖中巖漿鋯石的年齡可以大致代表偉晶巖的結(jié)晶年齡。

表5 大紅柳灘巖體成巖年齡與Hf同位素組成Table 5 Compilcation of Dahongliutan igneous ages and Hf isotopic compositions of magmatic rock

4.2 偉晶巖的類型及成因

Dill (2017)根據(jù)礦物成分將偉晶巖分為無礦偉晶巖和含稀有金屬偉晶巖。無礦偉晶巖的礦物組成相對(duì)簡單，僅由長石、石英和云母組成，康西瓦偉晶巖與這些特征相似。含稀有金屬偉晶巖則不同，它們通常含有大量的副礦物及稀有元素，如Li、Nb、Ta、Be、Cs、B、P、F、REE、Sc、U、Th、Sn、W、Zr、Bi等。在康西瓦偉晶巖中，這些稀有元素的含量較低，稀土總量只有4.21×10-6～26.98×10-6。因此，本文認(rèn)為康西瓦偉晶巖為無礦偉晶巖。

圖11 大紅柳灘偉晶巖巖脈與稀有金屬礦區(qū)地質(zhì)圖(a)及大紅柳灘稀有金屬礦床成礦模式示意圖(b)(據(jù)Yan et al., 2018; Cao et al., 2021)1-大紅柳灘花崗巖; 2-第四系沉積物; 3-巴顏喀拉山群; 4-喀拉喀什河; 5-前寒武基底; 6-無礦偉晶巖; 7-富鈹偉晶巖; 8-富鋰偉晶巖Fig.11 Geological map of pegmatite dike and rare metal mining district in Dahongliutan (a) and Dahongliutan rare metal deposit metallogenic model diagram (b)(after Yan et al., 2018; Cao et al., 2021)1-Dahongliutan granite; 2-Quaternary sediments; 3-Bayankala mountain group; 4-Kalakashi river; 5-Precambrian basement; 6-non-mineral pegmatite; 7-beryllium-rich pegmatite; 8-lithium-rich pegmatite

圖12 康西瓦找礦方向預(yù)測圖1-大紅柳灘花崗巖; 2-第四系沉積物; 3-康西瓦群; 4-喀拉喀什河; 5-無礦偉晶巖; 6-富鈹偉晶巖; 7-含鋰異常; 8-康西瓦鉛銀礦及采樣位置; 9-二云母花崗巖位置; 10-海拔高度; 11-卡皮達(dá)蘭溝; 12-找礦方向Fig.12 Prediction map of prospecting direction in Kangxiwa area1-Dahongliutan granite; 2-Quaternary sediments; 3-Kangxiwa Group; 4-Kalakashi river; 5-non-mineral pegmatite; 6-beryllium-rich pegmatite; 7-lithium abnormal; 8-Kangxiwa Pb-Ag deposit and sampling location; 9-monzogranite location; 10-altitude; 11-Kapidalan ditch; 12-prospecting direction

偉晶巖通常被認(rèn)為是在適當(dāng)條件下由高分異和易揮發(fā)的花崗巖殘余巖漿緩慢結(jié)晶而成的(Jahns and Burnham, 1969)。康西瓦偉晶巖的特征是富硅、鋁、貧鐵和鎂，富集大離子親石元素，虧損高場強(qiáng)元素，顯示出明顯的殼源屬性(Rudnick and Gao, 2014)。Ba和Sr的虧損應(yīng)與斜長石的分離和結(jié)晶相關(guān)，這對(duì)應(yīng)于Eu的負(fù)異常，也反映出它可能是地殼衍生物質(zhì)的低程度部分熔融的產(chǎn)物(Harris and Inger, 1992)。由于偉晶巖的特殊性和高度分異，僅通過全巖地球化學(xué)很難判斷源區(qū)的性質(zhì)，而鋯石Hf同位素在追蹤巖漿巖源區(qū)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)(吳福元等, 2007a)?？滴魍邆ゾr的鋯石εHf(t)值相對(duì)集中, 范圍為-4.3～0,tDM2為1252～1523Ma，與大紅柳灘二云母花崗巖(εHf(t)為-9.49～-4.47，tDM2為1532～1849 Ma)、黑云母二長花崗巖(εHf(t)為-1.86～2.16，tDM2為1113～1369Ma)的Lu-Hf同位素組成相似(圖10; 表5)。負(fù)的εHf(t) 值和兩階段Hf同位素模式年齡表明其源區(qū)為古地殼物質(zhì)的熔融。εHf(t)值的集中分布表明偉晶巖的源區(qū)相對(duì)單一。鋯石U-Pb年代學(xué)研究表明，康西瓦偉晶巖的形成時(shí)代與大紅柳灘花崗巖以及成礦偉晶巖相似，屬于同一時(shí)期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。在空間上，它的地理位置處在大紅柳灘巖體西緣。因此推測康西瓦偉晶巖的成因可能是由于晚三疊世巖漿冷卻結(jié)晶，殘余巖漿結(jié)晶分異程度增加，成巖介質(zhì)由巖漿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊嵋汗泊骟w系，富含熱液的殘余巖漿注入康西瓦地區(qū)，然后逐漸結(jié)晶，形成分異程度高的偉晶巖。

4.3 找礦方向預(yù)測

綜上所述，康西瓦偉晶巖與大紅柳灘巖體屬于同一時(shí)期，同一巖漿來源形成的。近年來，從康西瓦延伸至大紅柳灘的偉晶巖中發(fā)現(xiàn)的鋰-鈹稀有金屬偉晶巖礦床(Caoetal., 2021)，就形成于晚三疊世，是典型的LCT型偉晶巖。受分異結(jié)晶作用和巖漿熱液作用，區(qū)域分帶明顯，其成礦模式為靠近巖體的偉晶巖無礦化，往外延伸經(jīng)過富鈹?shù)膮^(qū)段，再到鋰發(fā)育良好的外圍邊緣。對(duì)應(yīng)的偉晶巖類型為石榴石-電氣石-微斜長石偉晶巖、含綠柱石-電氣石-白云母偉晶巖以及含鋰輝石-鈉長石偉晶巖，以母體花崗巖體為核心，具有近母體花崗巖不含礦-遠(yuǎn)離巖體富鈹-更遠(yuǎn)則富鋰的稀有金屬成礦特征(圖11a, b)。在我國新疆阿爾泰、秦嶺地區(qū)的花崗巖和稀有金屬也具有“近母體花崗巖富鈹，遠(yuǎn)離母體花崗巖體富鋰”的巖漿演化與稀有金屬分帶特點(diǎn)(秦克章等, 2019)，在該理論的指導(dǎo)下，秦克章等(2021)提出“向更遠(yuǎn)端、更高處找鋰”的找礦理念，并在喜馬拉雅瓊嘉崗地區(qū)發(fā)現(xiàn)了超大型偉晶巖型鋰礦。張澤等(2019)對(duì)康西瓦發(fā)現(xiàn)的含綠柱石的白云母偉晶巖形成的鈹?shù)V進(jìn)行了相關(guān)研究，結(jié)合本次研究中的無礦偉晶巖，本文推測在康西瓦區(qū)域也具有與大紅柳灘鋰-鈹?shù)V床相似的成礦特征。如圖12所示，在康西瓦鉛銀礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的偉晶巖靠近大紅柳灘巖體為不含礦偉晶巖，往北發(fā)現(xiàn)的有含綠柱石的白云母偉晶巖鈹?shù)V，再往北的喀拉喀什河覆蓋區(qū)可能找到含有鋰輝石的偉晶巖。同時(shí)，在康西瓦鉛銀礦區(qū)東側(cè)靠近大紅柳灘巖體的高海拔區(qū)域，通過遙感勘探已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有鋰異常，也將是下一步稀有金屬礦產(chǎn)勘查的有利地段(圖12)。

5 結(jié)論

(1)康西瓦鉛銀礦區(qū)的偉晶巖為無礦偉晶巖，偉晶巖中的鋯石為巖漿鋯石，其結(jié)晶年齡為208.8～210.3Ma，形成時(shí)代為晚三疊世。

(2)康西瓦無礦偉晶巖與其東部的大紅柳灘巖體及稀有金屬成礦偉晶巖的形成時(shí)代一致，Hf同位素特征相似，表明均為同一期構(gòu)造巖漿事件的產(chǎn)物。

(3)康西瓦含綠柱石白云母偉晶巖以北的喀拉喀什河覆蓋區(qū)以及康西瓦鉛銀礦東部的高海拔地段，是下一步鋰礦勘查的有利地段。