大興安嶺南段海流特高分異花崗巖鋯石U-Pb年代學(xué)、地球化學(xué)及成礦意義

章培春，彭 勃，趙金忠，張占飛，趙 靜，郭廣飛，左玉山，賀 吉，王 鑫

(1. 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； 2. 內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查研究院 內(nèi)蒙古自治區(qū)巖漿活動(dòng)成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020； 3. 內(nèi)蒙古礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

大興安嶺南段位于中亞造山帶東段，關(guān)于其中生代地球動(dòng)力學(xué)背景及成礦作用一直以來(lái)是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究和討論的熱點(diǎn)(毛景文等， 2005； 許文良等， 2013； Wangetal.， 2015)。已有研究表明， 大興安嶺南段在晚侏羅世-早白堊世期間集中爆發(fā)有多期巖漿活動(dòng)， 包括有雙峰式火山巖、A型花崗巖及I型花崗巖， 形成了諸如五十家子、北大山、海流特、小烏蘭溝等大型花崗質(zhì)巖基及白音查干東山、維拉斯托、黃崗、毛登-小孤山、石灰窯等成礦巖體(周振華等， 2010a, 2010b； 翟德高等， 2012； 孫艷等， 2015； 劉新等， 2017； 姚磊等， 2017； 季根源等， 2021； 武廣等， 2021； 尚永明等， 2022； 章培春等， 2022)， 這些巖體多數(shù)具有高硅、富堿、富含揮發(fā)分、Eu負(fù)異常顯著等特點(diǎn)， 與鎢錫、稀有金屬、螢石等礦產(chǎn)密切相關(guān)。武廣等(2021)與張?zhí)旄５?2019)對(duì)維拉斯托巖體進(jìn)行了研究， 探討了巖漿演化與成礦的關(guān)系， 建立了維拉斯托稀有金屬-錫多金屬礦床成礦模式。然而，該區(qū)域其他巖體，尤其是具有一定鎢錫及稀有金屬礦化線索的巖體，包括海流特、小烏蘭溝、五十家子等，還缺乏巖石成因與成礦作用聯(lián)系的探討，這在一定程度上制約了大興安嶺南段稀有金屬、鎢錫等礦產(chǎn)的找礦突破及成礦規(guī)律總結(jié)。

海流特巖體位于大興安嶺南段南西側(cè)，北東距北大山-維拉斯托巖體約60 km，南西20 km處為石灰窯巖體，在空間位置上，三者同屬大興安嶺南段北東向構(gòu)造-巖漿巖帶，可能具有相似的構(gòu)造背景及成巖成礦作用。目前，維拉斯托巖體已形成大型稀有金屬-錫多金屬礦床，石灰窯巖體形成大型稀有金屬礦床，海流特巖體也發(fā)現(xiàn)有Rb、Be、W、Sn、Bi等元素地球化學(xué)異常及與石英脈、偉晶巖脈密切相關(guān)的鎢錫、鋰銣、鈮鉭、螢石礦化，指示海流特巖體具有一定成礦潛力。

本次工作選取海流特巖體為研究對(duì)象，在詳盡的野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，開展巖相學(xué)、鋯石LA-ICP-MS U-Pb年代學(xué)和全巖地球化學(xué)研究，并結(jié)合區(qū)域中生代構(gòu)造演化及成礦規(guī)律，對(duì)海流特巖體的成巖時(shí)代、巖石成因、巖漿演化及其成礦意義提供約束，以期為大興安嶺南段中生代成巖成礦作用研究提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大興安嶺南段大地構(gòu)造位置處于西伯利亞克拉通與華北克拉通之間(圖1a)，北西以二連-賀根山-黑河斷裂為界，南至索倫-西拉沐倫斷裂，東臨嫩江-白城斷裂，并以大興安嶺主脊斷裂為界，劃分為西坡、主峰及東坡3部分(圖1b)。

大興安嶺南段出露的地層主要包括古元古界，古生界石炭系、二疊系，中生界侏羅系、白堊系及新生界第四系(圖1b)，其中以古生界二疊系及中生界侏羅系、白堊系分布最為廣泛。古元古界主要包括錫林浩特巖群，變質(zhì)程度為綠片巖相-角閃巖相，巖石類型包括黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、黑云片巖、二云片巖、斜長(zhǎng)角閃巖及變粒巖等。古生界主要包括石炭系、二疊系，其中石炭系為一套連續(xù)沉積的碎屑巖、碳酸鹽巖及火山巖組合； 而二疊系包括上下兩部分，下部總體為一套淺海-濱海相連續(xù)沉積建造，局部為深海-海陸交互相沉積，上部為一套陸相湖相沉積建造，局部夾有中-中酸性火山巖。中生界主要包括侏羅系、白堊系，兩者形成了規(guī)模較大的火山-沉積蓋層，底部以酸性、中酸性火山碎屑巖、熔巖為主，頂部為中基性熔巖蓋層。新生界主要為第四系阿巴嘎組玄武巖及湖積、沖洪積、沖積、風(fēng)積等松散堆積物，集中分布于溝谷與平緩?fù)莸刂小?/p>

圖1 大興安嶺南段大地構(gòu)造圖(a， 據(jù)Tang et al., 2016)和區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b， 據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查研究院， 2018(1)內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查研究院. 2018. 內(nèi)蒙古自治區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)圖.修改)

大興安嶺南段巖漿巖主要以中酸性侵入巖為主，形成時(shí)代多為燕山期，次為印支期、華力西期，其中燕山期侵入巖主要包括花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖、堿性花崗巖及花崗偉晶巖等，巖石類型主要以A型、I型為主，εHf(t)為正值(周振華等， 2010a, 2010b; 劉新等， 2017； 姚磊等， 2017； Ouyangetal., 2015; 武廣等， 2021； 尚永明等， 2022； 季根源等， 2022； 章培春等， 2022)。

大興安嶺南段構(gòu)造格架整體以北東向?yàn)橹?，次為東西、北西及南北向，其中北東、東西向構(gòu)造多為區(qū)域性深大斷裂，具有長(zhǎng)期性、反復(fù)性，對(duì)區(qū)域地層、巖漿巖的分布具有一定控制作用。

2 巖體特征及樣品采集

海流特巖體位于大興安嶺南段南西側(cè)(圖1b)，主要呈巖基狀沿北東-南西向分布，巖石類型主要為中粒二長(zhǎng)花崗巖及細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖，二者為相變接觸關(guān)系。其中中粒二長(zhǎng)花崗巖分布于巖基內(nèi)側(cè)，其間見有大量石英脈穿切，局部伴有鎢、鈮鉭礦化； 細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖分布于巖基外側(cè)，其間不僅見有石英脈穿切，還見有大量偉晶巖脈貫入，脈巖方向以北東向?yàn)橹?，北西向次?圖2)。

本次用于進(jìn)行年代學(xué)、地球化學(xué)測(cè)試的樣品為中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖及花崗偉晶巖，具體采樣位置見圖2。中粒二長(zhǎng)花崗巖(HLT-Z-1)(E116°46′52″， N43°55′16″)，具中粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖3a)，主要包括斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英及黑云母，其中鉀長(zhǎng)石呈半自形粒狀，條紋構(gòu)造發(fā)育，粒徑2～3 mm，約占40%(體積分?jǐn)?shù))；斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，聚片雙晶發(fā)育，粒徑1～2 mm，約占35%；石英呈他形粒狀，粒徑2 mm左右，約占23%；黑云母深棕褐色，呈鱗片狀，具鎂鐵質(zhì)特征，粒徑1～2 mm，約占2%(圖3d)。細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖(HLT-X-2)(E116°52′20″， N43°57′44″)，具細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖3b)，主要由鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英及少量黑云母組成，其中鉀長(zhǎng)石呈半自形粒狀，粒徑0.5～1.5 mm，約占35%；斜長(zhǎng)石呈半自形粒狀，局部見聚片雙晶，粒徑0.5～1 mm，約占40%；石英呈他形不規(guī)則狀，粒徑0.5～1 mm，約占21%；黑云母深棕褐色，呈片狀，具鎂鐵質(zhì)特征，粒徑0.5～1 mm，約占4%(圖3e)?；◢弬ゾr(HLT-W-3)(E116°53′01″， N43°57′05″)，具花崗偉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，粒徑4～8 cm，少數(shù)可達(dá)10 cm(圖3c)，斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，發(fā)育聚片雙晶，干凈無(wú)蝕變，約占40%；鉀長(zhǎng)石呈半自形粒狀-半自形板狀，為條紋長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石和正長(zhǎng)石，約占20%；石英呈他形粒狀，約占39%；黑云母呈片狀，約占1%(圖3f)。

圖2 大興安嶺南段海流特地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查研究院， 2018(3)內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查研究院. 2018. 內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟錫林浩特等四幅1∶5萬(wàn)地質(zhì)礦產(chǎn)圖.修改)

3 分析方法

主量、微量元素分析由內(nèi)蒙古自治區(qū)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所完成，其中FeO采用重鉻酸鉀滴定的容量法，其余主量元素測(cè)試選用XRF玻璃熔片法，分析精度、準(zhǔn)確度優(yōu)于5%；微量元素測(cè)試首先采用HF+HNO3密封溶解，其次加入Rh內(nèi)標(biāo)溶液轉(zhuǎn)為1% HNO3介質(zhì)，最終選用ICP-MS測(cè)定，分析精度、準(zhǔn)確度優(yōu)于10%。

鋯石挑選由內(nèi)蒙古自治區(qū)巖漿活動(dòng)成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，首先將樣品粉碎、淘洗，并利用電磁、重液分選，然后在雙目鏡下進(jìn)行優(yōu)選、提純。鋯石制靶、陰極發(fā)光(CL)照相由北京鋯年領(lǐng)航科技有限責(zé)任公司完成，首先將鋯石顆粒置于環(huán)氧樹脂之中，拋光后進(jìn)行顯微(反射光、透射光)及陰極發(fā)光(CL)照相，為鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年選點(diǎn)提供依據(jù)。

鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析由內(nèi)蒙古自治區(qū)巖漿活動(dòng)成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，儀器為FinnnignNeptune型MC-ICP-MS及與之配套的NewwaveUP213激光剝蝕系統(tǒng)。激光剝蝕孔徑為32 μm，頻率為10 Hz，能量密度約為2.5 J/cm2，以He為載氣。鋯石U-Pb年齡的測(cè)定采用GJ-1為外標(biāo)的校正方法，每隔10個(gè)樣品分析點(diǎn)測(cè)1次標(biāo)樣，并以Si作為標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定鋯石中U、Pb和Th的含量。數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDataCal程序，鋯石年齡諧和圖用Isoplot3.0程序完成。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程參考侯可軍等(2009)。

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb定年

海流特中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖、花崗偉晶巖樣品中鋯石多呈透明狀，無(wú)色或淺黃，金剛光澤，四方柱狀，震蕩環(huán)帶明顯，韻律清晰，粒徑以60～180 μm為主，長(zhǎng)寬比多介于1.5∶1～2.5∶1之間，少數(shù)達(dá)4∶1(圖4)。此外，鋯石U含量為139×10-6～2 161×10-6，Th含量為104×10-6～1 099×10-6，Th/U值介于0.46～1.35之間，大于0.1(表1)，指示樣品中鋯石均為巖漿鋯石。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，選取裂紋少、環(huán)帶生長(zhǎng)明顯的鋯石開展LA-ICP-MS U-Pb測(cè)試，共測(cè)28點(diǎn)，獲中粒二長(zhǎng)花崗巖(HLT-Z-1)206Pb/238U年齡為137.7～145.8 Ma，加權(quán)平均年齡為142.0±0.7 Ma，MSWD為2.9；細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖(HLT-X-2)206Pb/238U年齡為137.3～143.2 Ma，加權(quán)平均年齡為141.2±1.1 Ma，MSWD為1.3；花崗偉晶巖(HLT-W-3)206Pb/238U年齡為136.4～142.8 Ma，加權(quán)平均年齡為139.7±2.4 Ma，MSWD為2.3。

圖4 海流特地區(qū)中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖及花崗偉晶巖鋯石陰極發(fā)光圖像及U-Pb年齡諧和圖

表1 海流特中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖和花崗偉晶巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡

4.2 地球化學(xué)特征

4.2.1 主量元素

海流特巖體主量元素組成見表2。其中SiO2含量較高，介于72.80%～76.06%之間，Al2O3含量為12.42%～15.22%，鋁飽和指數(shù)A/CNK除HLT-W-3-2(1.181)以外，其余均介于1.0～1.11之間，K2O含量為5.13%～7.50%，Na2O含量為1.98%～3.62%，相對(duì)富鉀貧鈉(K2O/Na2O=1.44～3.77)，MgO=0.096%～0.300%，含量較低，其中花崗偉晶巖相對(duì)于中粒二長(zhǎng)花崗巖及細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖更加富堿，分異指數(shù)更高(DI花崗偉晶巖=96.2～96.8；DI中、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖=92.3～95.4)。在QAP圖解中(圖5a)，樣品基本落入二長(zhǎng)花崗巖區(qū)域，在A/NK-A/CNK圖解中，樣品基本落入弱過(guò)鋁質(zhì)巖石系列中(圖5b)。綜上，海流特巖體整體屬相對(duì)富鉀弱過(guò)鋁質(zhì)花崗巖類。

表2 海流特中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖、花崗偉晶巖主量元素(wB/%)、微量元素(wB/10-6)含量

圖5 海流特中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖及花崗偉晶巖QAP圖(a， 據(jù)Le Maitre et al., 2004) 和A/NK-A/CNK圖(b， 據(jù)Maniar et al., 1989)

4.2.2 微量元素

海流特巖體微量元素組成見表2，樣品稀土總量介于10.63×10-6～147.30×10-6之間，(La/Yb)N值為0.22～3.87，LREE/HREE值為0.41～8.62，負(fù)Eu異常明顯(δEu=0.012～0.04)。在稀土元素配分曲線上，花崗偉晶巖輕稀土元素含量相對(duì)較少，重稀土元素相對(duì)富集，呈現(xiàn)左傾特征；而中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖輕稀土元素相對(duì)富集，重稀土元素相對(duì)平坦，呈現(xiàn)略微右傾“海鷗”型特征(圖6a)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖上，樣品明顯富集Rb、Th、K等大離子親石元素(LILE)，而虧損Ba、Sr、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)(圖6b)，Zr+Nb+Ce+Y值介于38.25×10-6～258.2×10-6之間，遠(yuǎn)小于350×10-6。

圖6 海流特中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖及花崗偉晶巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土模式配分圖(a，標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton, 1984)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)

5 討論

5.1 成巖時(shí)代

已有研究表明，在晚侏羅世—早白堊世期間，大興安嶺南段集中爆發(fā)有多期巖漿活動(dòng)，成巖時(shí)限為153.3～136.7 Ma(周振華等， 2010a, 2010b； 劉新等， 2017； 姚磊等， 2017； 季根源等， 2021； 武廣等， 2021； 尚永明等， 2022； 章培春等， 2022)(圖1b)。海流特巖體位于大興安嶺南段南西側(cè)，本文共獲得3組鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡，分別為142.0±0.7 Ma、141.2±1.1 Ma、139.7±2.4 Ma，與區(qū)域上北大山巖體、小烏蘭溝巖體、五十家子巖體以及維拉斯托、黃崗、毛登-小孤山、白音查干東山等礦床成礦巖體所獲得的鋯石U-Pb年齡基本一致，指示在142.0～139.7 Ma期間，海流特地區(qū)與區(qū)域同時(shí)發(fā)生了早白堊世花崗巖類的侵位。此外，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為大興安嶺南段早白堊世巖漿巖鋯石εHf(t)值多介于-0.80～+14.20之間，且多具有年輕的二階段模式年齡(<1.0 Ga)(Ouyangetal., 2015)，指示大興安嶺南段早白堊世巖漿巖包括海流特巖體在內(nèi)，其源區(qū)可能同為新生下地殼。

5.2 巖石成因

已有研究表明，典型S型花崗巖通常具有強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)，且含有白云母、堇青石等富鋁礦物，而海流特巖體A/CNK值除HLT-W-3-2外，其余均處于1.00～1.11之間(1.024～1.094)，指示海流特巖體不可能為S型花崗巖。對(duì)于A型與高分異I型花崗巖，一般來(lái)說(shuō)，兩者具有相似的地球化學(xué)特征，但Zr+Nb+Ce+Y含量、鋯飽和溫度以及10 000 Ga/Al值等具有一定的區(qū)別(Whalenetal., 1987； Kingetal., 1997)。海流特巖體Zr+Nb+Ce+Y值介于38.25×10-6～258.2×10-6之間，遠(yuǎn)小于A型花崗巖Zr+Nb+Ce+Y下限值350×10-6，鋯飽和溫度為723～778℃，平均753℃，也低于A型花崗巖的平均鋯飽和溫度839℃(Kingetal., 1997)。盡管巖體中10 000 Ga/Al值較高，為2.23～5.46，平均3.85，大于A型花崗巖10 000 Ga/Al下限值2.6，但巖體中不含有典型堿性暗色礦物。因此，海流特巖體也不可能為A型花崗巖。

海流特巖體整體表現(xiàn)為高硅、富堿、貧鎂、貧鈣、弱過(guò)鋁質(zhì)，富集高場(chǎng)強(qiáng)元素U、Th及大離子親石元素K、Rb，虧損Sr、Ba、Ti、Eu(圖6a，6b)，具有I型花崗巖地球化學(xué)特征。此外， ① 巖體中Zr含量由中、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖到花崗偉晶巖逐漸降低(71.2×10-6～132×10-6→12.3×10-6～16×10-6)，指示巖漿可能存在分異演化，致使Zr含量逐步由不飽和向飽和過(guò)渡(Watson and Harrison，1983，1984)； ② 巖體中Rb/Sr值為3.0～295.8，平均75.9，指示巖體在形成過(guò)程中，斜長(zhǎng)石、鈦鐵礦、磷灰石等發(fā)生了分離結(jié)晶作用； ③ 巖體中分異指數(shù)DI介于92.3～96.8之間，顯示高分異特征； ④ 巖體中花崗偉晶巖表現(xiàn)出重稀土元素富集(圖6a)，一般來(lái)說(shuō)，REE等高場(chǎng)強(qiáng)元素在早期分異過(guò)程中易進(jìn)入難熔礦物(如鋯石、獨(dú)居石及Fe-Ti氧化物)，致使其在殘余熔體中含量較低，但若巖體中有大量F存在時(shí)，REE等高場(chǎng)強(qiáng)元素便有利于在殘余熔體中富集，且隨F含量的不斷增加，磷灰石中從LaPO4到GdPO4再到Y(jié)bPO4溶解度也急劇增加(張德會(huì)等， 2004)，海流特巖體中P2O5含量由中、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖(0.036%～0.099%)到花崗偉晶巖(0.15%～0.17%)明顯增加，且重稀土元素富集，指示海流特巖體可能由富含揮發(fā)分F而發(fā)生高度結(jié)晶分異所致，從而引起重稀土元素的富集； ⑤ 在Zr-(10 000 Ga/Al)、(FeOT/MgO)-(Zr+Nb+Ce+Y)、(10 000 Ga/Al)-(Zr+Nb+Ce+Y)及(K2O+Na2O/CaO)-(Zr+Nb+Ce+Y)圖解中，樣品基本落入高分異花崗巖區(qū)域(圖7a～7d)。因此，海流特巖體更可能為高分異I型花崗巖。

圖7 海流特中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖及花崗偉晶巖成因類型判別圖解(a據(jù)吳福元等， 2017； b、c、d 據(jù)Whalen et al., 1987)

5.3 巖漿起源與演化

5.3.1 巖漿源區(qū)

目前，關(guān)于I型花崗巖的形成主要有以下幾種模式，包括幔源玄武質(zhì)巖漿的強(qiáng)烈分離結(jié)晶模式(Beard and Lofgren， 1991)、下地殼變質(zhì)基性巖的部分熔融模式(Chappell and White， 1974)以及幔源巖漿與長(zhǎng)英質(zhì)巖漿混合發(fā)生分離結(jié)晶模式等(邱檢生等， 2008)。一般來(lái)說(shuō)，幔源巖漿直接分異產(chǎn)生花崗質(zhì)巖漿需其9倍體積的鎂鐵質(zhì)巖漿，而海流特巖體附近并未發(fā)現(xiàn)如此大規(guī)模的鎂鐵質(zhì)巖漿活動(dòng)證據(jù)(Turneretal., 1992； 王楠等， 2020)，因此該巖體不大可能通過(guò)幔源巖漿的分異演化而來(lái)。另一方面，幔源巖漿與殼源巖漿混合一般會(huì)產(chǎn)生鐵鎂質(zhì)包體，但在海流特巖體的調(diào)查中并未發(fā)現(xiàn)暗色包體，指示該巖漿源區(qū)相對(duì)均一，并非幔源巖漿與長(zhǎng)英質(zhì)巖漿的混合。目前的研究表明，大興安嶺南段大多數(shù)顯生宙花崗巖均具有較高的εHf(t)、εNd(t)值以及較低的Hf、Nd同位素模式年齡，指示該區(qū)域顯生宙花崗巖多起源于新元古代新生地殼物質(zhì)(吳福元等， 1999； Jahnetal., 2000； Wuetal., 2000， 2002； 季根源等, 2022)， 海流特巖體位于大興安嶺南段南西側(cè)，與區(qū)域上北大山、維拉斯托、毛登-小孤山、白音查干東山、小烏蘭溝等巖體具有相似的成巖年齡及地球化學(xué)特征，因此，海流特巖體很可能與區(qū)域上同期的巖體具有相似的起源，為新生的下地殼變基性巖的部分熔融(姚磊等， 2017； 劉新等， 2017； Feietal., 2018； 武廣等， 2021； 季根源等， 2022)。

5.3.2 巖漿演化

通常認(rèn)為，花崗巖在演化過(guò)程中，Zr含量逐漸由不飽和向飽和過(guò)渡(Watson and Harrison，1983，1984)。海流特巖體中Zr含量由中、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖向花崗偉晶巖逐漸降低，且隨著Zr含量的降低，F(xiàn)eOT、TiO2、Sr以及Zr/Hf、Nb/Ta、Ba/Sr值也逐漸降低(圖8)。研究表明，Sr易進(jìn)入斜長(zhǎng)石，隨著斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶，殘余巖漿中Sr含量逐漸降低(圖8d)；而Ba易進(jìn)入鉀長(zhǎng)石，隨著鉀長(zhǎng)石的分離結(jié)晶，殘余巖漿中Ba含量及Ba/Sr值逐漸降低(圖8g， Lietal., 2007a， 2007b)；TiO2的降低表明巖體在演化過(guò)程中可能發(fā)生了富鈦礦物鈦鐵礦或金紅石的結(jié)晶分異(圖8b)；對(duì)于Zr/Hf值的降低，很可能是由于鋯石的分離結(jié)晶所造成(圖8e)；而Nb/Ta值的降低多由黑云母的分離結(jié)晶所引起(Stepanovetal., 2014)，F(xiàn)eOT的變化也表明巖體在演化過(guò)程中鎂鐵礦物分離結(jié)晶作用較為明顯(圖8a、8f)。Gualda 和 Ghiorso(2015)認(rèn)為MELTS軟件可模擬一定條件下巖漿的分離結(jié)晶過(guò)程，故選取中、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖作為初始巖漿成分，分離結(jié)晶溫度按鋯石飽和溫度設(shè)置在700～800℃之間，壓力、氧逸度參照海流特巖體北西側(cè)具有相似成巖年齡、地球化學(xué)特征的斑狀二長(zhǎng)花崗巖，設(shè)置為198 MPa及△NNO-0.5(季根源等， 2021)。模擬結(jié)果顯示，當(dāng)溫度在710℃時(shí)，液相基本消失，分離相為Ⅰ類長(zhǎng)石14.85%、Ⅱ類長(zhǎng)石42.99%、石英33.12%、石榴子石4.21%、尖晶石0.05%、氧化物0.27%，分離相基本與花崗偉晶巖礦物組成相似，同時(shí)也與微量元素定量模擬圖解一致(圖9)，指示海流特巖體由中、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖到花崗偉晶巖發(fā)生了較為明顯的鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石等分離結(jié)晶作用。Bau(1996)認(rèn)為部分微量元素的含量及關(guān)鍵元素比值可用來(lái)判斷花崗巖的分離結(jié)晶程度。全巖微量元素表明，海流特巖體中花崗偉晶巖相對(duì)于中、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖具有更高的Rb含量以及更明顯的Eu負(fù)異常，其中Rb含量由中、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖到花崗偉晶巖平均值為452×10-6增至830.5×10-6，指示海流特巖體花崗偉晶巖具有更高的分異演化程度(Chenetal., 2016)。另一方面，Nb/Ta值會(huì)隨著巖漿的分異演化而明顯減小，圖8f顯示，海流特巖體中、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖Nb/Ta值平均約14.44，而花崗偉晶巖Nb/Ta值平均約7.10，由中、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖到花崗偉晶巖Nb/Ta值縮小到二分之一，也指示海流特巖體由中、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖到花崗偉晶巖經(jīng)歷了更高程度的分異演化(Bau，1996； Ballouardetal., 2016)。

圖8 海流特中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖及花崗偉晶巖Zr含量對(duì)FeOT、TiO2、Rb、Sr、Zr/Hf、Nb/Ta及Ba/Sr相關(guān)性圖解

圖9 海流特中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖及花崗偉晶巖微量元素定量模擬圖解(據(jù)Xu et al., 2015和武廣等， 2021修改)

圖10 海流特花崗巖演化程度判別圖(北大山、維拉斯托數(shù)據(jù)源自武廣等， 2021)

綜上所述，海流特巖體可能起源于年輕的下地殼變基性巖的部分熔融，隨后經(jīng)歷了相對(duì)高程度的分異演化，發(fā)生了斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石等礦物的分離結(jié)晶，并在晚期出現(xiàn)熔-流體相互作用。

5.4 成礦指示意義

目前，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，富F的高分異花崗巖與鎢、錫及稀有金屬礦床具有密切的聯(lián)系(Chenetal., 2014； Wangetal., 2014； Huangetal., 2018)。研究表明，巖漿中F在結(jié)晶分異過(guò)程中與不相容元素不斷富集，致使體系中固相線溫度不斷下降(Manning， 1981)，在物理化學(xué)條件適宜或與圍巖發(fā)生交代作用時(shí)，形成稀有金屬(如鈮鉭鐵礦)、錫石、螢石及白鎢礦等。大興安嶺南段尤其是錫林浩特-巴林左旗一帶晚侏羅世-早白堊世花崗巖，個(gè)別成礦作用明顯的巖體富含黃玉或F含量較高，如維拉斯托巖體在巖漿演化過(guò)程中產(chǎn)生黃玉(武廣等， 2021)，白音查干東山花崗斑巖中F含量平均0.69%，高者可達(dá)1.3%、2.27%(劉新等， 2017)，毛登巖體斑狀二長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖中磷灰石F含量平均達(dá)3.01%、3.53%，且?guī)r體中普遍發(fā)育螢石、黃玉等富F礦物(季根源等， 2022)；本次工作中，在巖體南東側(cè)局部云英巖化明顯處發(fā)現(xiàn)有細(xì)小螢石顆粒；區(qū)域上其余巖體個(gè)別與圍巖接觸部位或其內(nèi)部見有螢石礦床的出現(xiàn)。因此，大興安嶺南段在晚侏羅世—早白堊世期間形成有富F花崗巖，具有較好的鎢、錫及稀有金屬礦床的成礦潛力。

海流特巖體位于大興安嶺南段南西側(cè)，北東東距北大山-維拉斯托巖體約60 km，其間見有石英脈、偉晶巖脈穿切，局部伴有W、Sn、Nb、Ta及螢石礦化。對(duì)比北大山、維拉斯托巖體，三者具有相似的結(jié)晶年齡、巖石成因及構(gòu)造背景，而不同的是巖漿演化程度及熔-流體相互作用有所區(qū)別。張?zhí)旄５?2019)認(rèn)為維拉斯托巖體高程度的結(jié)晶分異控制了礦床Li、Rb、Nb、Ta等稀有金屬的富集，而熔-流體相互作用制約了Sn、Zn、Cu、Pb的形成，揮發(fā)分F、Cl的含量能夠有效地改變Li、Rb、Nb、Ta、Cu、Zn、Mo等元素在巖漿結(jié)晶分異過(guò)程中流體/熔體的分配系數(shù)(Keppler， 1993)，進(jìn)而制約巖體的成礦能力。海流特巖體相對(duì)于維拉斯托巖體熔-流體相互作用較弱，而較北大山巖體熔-流體相互作用較強(qiáng)(圖10)，在局部出溶富含Li、Rb、Nb、Ta等稀有元素或產(chǎn)出流體相W、Sn熱液，表現(xiàn)為偉晶巖型Li、Rb、Nb、Ta礦化或石英脈型W礦化、云英巖型Sn礦化等，經(jīng)化學(xué)樣分析，個(gè)別鎢礦化較強(qiáng)石英脈地段撿塊樣WO3含量達(dá)0.11%(圖11a、11b)；個(gè)別云英巖化較強(qiáng)地段撿塊樣Sn含量達(dá)0.38%(圖11c、11d)；個(gè)別稀有元素礦化較強(qiáng)地段撿塊樣Nb2O5含量達(dá)373×10-6、Ta2O5含量達(dá)25×10-6(作者未發(fā)表數(shù)據(jù)。圖11e、11f)，指示該區(qū)域具有一定成礦遠(yuǎn)景，但由于分異演化程度及熔-流體相互作用相對(duì)較弱，致使成礦潛力受限。

圖11 海流特鎢、錫及稀有元素礦化花崗巖手標(biāo)本照片

6 結(jié)論

(1) 海流特中粒二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖、花崗偉晶巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡分別為142.0±0.7 Ma、141.2±1.1 Ma、139.7±2.4 Ma，形成時(shí)代為早白堊世。

(2) 海流特巖體屬I型花崗巖，經(jīng)歷了較高程度的分異演化，發(fā)生了斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石等礦物的分離結(jié)晶，并在晚期出現(xiàn)熔-流體相互作用。

(3) 海流特巖體局部發(fā)現(xiàn)與石英脈、偉晶巖脈密切相關(guān)的鎢錫及稀有元素礦化，具有一定成礦潛力。

致謝感謝審稿專家對(duì)本文提出的寶貴意見。同時(shí)，感謝內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院錫林浩特礦調(diào)項(xiàng)目組在野外考察和樣品采集中的大力支持。