西藏雅拉香波穹窿淡色花崗巖-偉晶巖礦物學特征：對稀有金屬成礦指示意義*

趙俊興 何暢通, 2 施睿哲, 2 秦克章, 2 余可龍, 2 邱駿挺 李真真 周起鳳

1. 中國科學院礦產資源研究重點實驗室，中國科學院地質與地球物理研究所，北京 100029

2. 中國科學院大學地球與行星科學學院，北京 100049

3. 遙感信息與圖像分析技術國家級重點實驗室，核工業北京地質研究院，北京 100029

4. 防災科技學院，三河 065201

5. 中國冶金地質總局礦產資源研究院，北京 101300

近年來，基于中國科學院地質與地球物理研究所吳福元院士研究群體提出的喜馬拉雅淡色花崗巖高度結晶分異成因理論的突破(Liuetal., 2014; 吳福元等, 2015)和稀有金屬成礦潛力的判斷(吳福元等, 2017; 王汝成等, 2017)，經過野外不斷探索，目前查驗出20余處具有稀有金屬礦化的淡色花崗巖體和偉晶巖(Wuetal., 2020)。稀有金屬礦物包括有綠柱石、錫石、鈮鐵礦族礦物、燒綠石-細晶石、重鉭鐵礦、黑鎢礦、鋰輝石等(王汝成等, 2017; 秦克章等, 2021a; 謝磊等, 2021)，且南北兩帶所呈現出的稀有金屬組合有明顯差異(秦克章等, 2021a)，其中特提斯喜馬拉雅帶(北帶)稀有金屬組合以Be-Nb-Ta(W-Sn)為主，以錯那洞大型鎢-錫-鈹礦床為代表，主要為矽卡巖-偉晶巖型鈹礦和脈狀錫-鈹礦(李光明等, 2017; 何暢通等, 2020; Xieetal., 2020)；高喜馬拉雅地區和特提斯喜馬拉雅地區南側(南帶)金屬組合則以Li-Be-Nb-Ta為主，包括熱曲、普士拉、拉隆和庫曲地區 (Liu et al., 2020; Wu et al., 2020; 劉小馳等, 2021；周起鳳等, 2021)報道的鋰輝石礦物，珠峰地區發現的鋰云母和鋰電氣石(劉晨等，2021)，以及窮家崗地區報道的瓊嘉崗偉晶巖型鋰礦(秦克章等，2021a, b；趙俊興等，2021)。喜馬拉雅淡色花崗巖帶“北鈹南鋰”的金屬分帶特征初見端倪。

本研究聚焦于喜馬拉雅北帶東段的雅拉香波穹窿內發現的含綠柱石偉晶巖，結合礦物結構、電子探針和激光剝蝕等離子質譜方法獲得淡色花崗巖-偉晶巖中長石、云母、電氣石和綠柱石的礦物結構和組成，綜合判定雅拉香波淡色花崗巖-偉晶巖的巖漿演化分異程度及其稀有金屬成礦潛力。

1 喜馬拉雅淡色花崗巖-偉晶巖與稀有金屬成礦概況

圖1 喜馬拉雅淡色花崗巖分布示意圖(據潘桂棠, 2004; 劉志超等, 2020)Fig.1 Distribution map of the Himalayan leucogranite (modified after Pan, 2004; Liu et al., 2020)

喜馬拉雅新生代淡色花崗巖，在空間上由北側的特提斯喜馬拉雅花崗巖帶與南側的高喜馬拉雅花崗巖帶構成(圖1, Le Fortetal., 1987; Guillot and Le Fort, 1995; Harrisonetal., 1998; Searleetal., 2009; 吳福元等, 2015)。時間上可分為始喜馬拉雅階段(44～26Ma)、新喜馬拉雅階段(26～13Ma)和后喜馬拉雅階段(13～7Ma)三個階段(吳福元等, 2015)。北帶特提斯喜馬拉雅淡色花崗巖以二云母花崗巖為主，少數有電氣石淡色花崗巖和石榴石淡色花崗巖，其產狀多為獨立巖體產出在片麻巖穹隆的核部地區(如雅拉香波地區巖體，Zengetal., 2011; 拉軌崗日巖體, Heetal., 2021)；南帶高喜馬拉雅淡色花崗巖以電氣石淡色花崗巖和二云母花崗巖為主，以巖席或巖墻形式沿藏南拆離系(STDS)產出(如Manaslu巖體，Harrisonetal., 1999；普士拉巖體，Liuetal., 2020)。與淡色花崗巖伴生的偉晶巖可產出于穹窿淡色花崗巖周圍或變質巖地層中，呈巖脈穿插淡色花崗巖中(Liuetal., 2016; 王汝成等, 2017; 高利娥等, 2019)，或透鏡體/囊狀體獨立產出在地層中(劉志超等, 2020; 劉小馳等, 2021; 謝磊等, 2021; 趙俊興等, 2021)，或產出于大理巖、矽卡巖與巖體接觸帶內(李光明等, 2017; 何暢通等, 2020)，或與淡色花崗巖呈漸變過渡(周起鳳等, 2021)。

2 喜馬拉雅東段雅拉香波穹窿地質概況

雅拉香波穹隆位于特提斯喜馬拉雅淡色花崗巖帶東段(圖1)，由亞堆、達拉和確當三部分組成(圖2)。達拉和確當部分主要為始新世(ca.44～43Ma)二云母花崗巖侵入于中級變質巖中和沉積巖系中(Aikmanetal., 2008; Zengetal., 2011)。亞堆穹隆則具有核幔邊結構特征，主要組成單元包括核部的侵入于高級變質巖系的二云母花崗巖和淡色花崗巖、幔部侵入于中級變質巖系的淡色花崗巖和偉晶巖以及邊部淺變質-未變質特提斯海相沉積巖系(圖2)。核部高級變質巖包括角閃巖相含石榴石的花崗質片麻巖、含石榴石和夕線石的片麻巖以及石榴石角閃巖等，中級變質巖為石榴石二云母片巖、石榴石二云母石英片巖等(張進江等, 2007; 高利娥等, 2009)。核部花崗質片麻巖和石榴角閃巖主要記錄發生在47.6±1.8Ma和45.0±1.0Ma與地殼增厚相關的變質作用(Gaoetal., 2012)，而幔部變質巖主要記錄發生在18～17Ma藍晶石型巴羅式變質作用(650±30℃，0.9±0.1MPa，Wangetal., 2018)。穹隆三個單元之間由上拆離斷層(核-幔)和下拆離斷層(幔-邊)分割。而構造分析和變質巖研究表明下拆離斷層為韌性剪切帶，它初始活動時間早于14.5Ma且其形成與藏南拆離系(STDS)有一定成因聯系(Zhangetal., 2012; Wangetal., 2018)。

圖2 喜馬拉雅雅拉香波穹窿地質簡圖(據Zeng et al., 2011; Wang et al., 2018修改)Fig.2 Simplified geological map of the Yalaxiangbo Gneiss dome, Himalaya, Tibet (modified after Zeng et al., 2011; Wang et al., 2018)

圖3 雅拉香波二云母花崗巖(a、b)、花崗偉晶巖(c)和含綠柱石花崗偉晶巖(d-f)野外照片Fig.3 Photographs of the Yalaxiangbo two-mica granite (a, b), granitic pegmatite (c) and beryl-bearing pegmatite (d-f) in the field

圖4 雅拉香波二云母花崗巖、花崗偉晶巖和含綠柱石花崗偉晶巖顯微照片(a)二云母花崗巖中典型的花崗結構(正交偏光)；(b)花崗偉晶巖中微斜長石中出溶鈉長石(正交偏光)；(c)花崗偉晶巖中白云母與石英、鈉長石共生(正交偏光)；(d)花崗偉晶巖聚片雙晶鈉長石與鉀長石共生(正交偏光)；(e)花崗偉晶巖中放射狀電氣石與鉀長石、石英共生(單偏光)；(f)含綠柱石花崗偉晶巖中綠柱石與鉀長石、鈉長石、石英和白云母共生(單偏光).Ab-鈉長石；Bio-黑云母；Brl-綠柱石；Kf-鉀長石；Mc-微斜長石；Mus-白云母；Qtz-石英；Tur-電氣石Fig.4 Microphotographs showing textural features of the two-mica granite, granitic pegmatite and beryl-bearing pegmatite(a) granitic textures in the two-mica granite (XPL); (b) albite exsolved from microline in the granitic pegmatite (XPL); (c) anhedral muscovite coexisted with quartz and albite in the granitic pegmatite (XPL); (d) exsolved polysynthetic albite and microline in the granitic pegmatite (XPL); (e) a radial cluster of tourmaline coexisted with K-feldspar and quartz in the granitic pegmatite (PPL); (f) euhedral beryl coexisted with K-feldspar, albite, quartz and muscovite in the beryl-bearing pegmatite (PPL). XPL-crossed polarized light; PPL-plane polarized light. Ab-albite; Bio-biotite; Brl-beryl; Kf-K-feldspar; Mc-Microline; Mus-muscovite; Qtz-quartz; Tur-tourmaline

亞堆穹隆的花崗質巖漿作用主要包括有核部中央發育的始新世高Sr/Y的二云母花崗巖(43Ma，Zengetal., 2011)和中新世二云母花崗巖(13.5～12.8Ma，張進江等, 2007)、核部北側早漸新世淡色花崗巖(～35Ma，高利娥等, 2009; 曾令森等, 2009)、核部北側和東側中新世二云母花崗巖(18～17Ma，Gaoetal., 2021)、以及核部西側中新世二云母花崗巖和含石榴石花崗巖(～20Ma，曾令森等, 2019)。這些二云母花崗巖和淡色花崗巖以巖脈或巖墻的方式侵入到含石榴石片巖或片麻巖中(圖3a)，礦物組合為鉀長石、鈉長石、石英、白云母和黑云母，少量電氣石和石榴石，副礦物為鋯石、磷灰石和獨居石，礦物粒徑多為中細粒(圖3b、圖4a和圖5a)。穹窿核部廣泛分布有呈囊狀體侵入于花崗質片麻巖和含石榴石片麻巖中的花崗偉晶巖(圖2、圖3c)。大部分偉晶巖的內部分帶性較差，主要礦物組合為石英、鉀長石(微斜長石)、斜長石、黑云母、白云母和電氣石(圖4b-e)，少量石榴石，副礦物主要為鋯石、磷灰石、獨居石等。

本次研究分別在亞堆穹隆核部的東南(圖2始新世花崗巖巖體邊部)和西側以及穹隆幔部北側發現(19YLXB15-1-2和19YLXB15-3-1)含綠柱石花崗偉晶巖(圖2)。而核部含綠柱石偉晶巖主要產出在侵入于二云母花崗巖中的偉晶巖脈(19YLXB5-2-1和21YLXB11-6)以及侵入于高級變質巖中的偉晶巖體(19YLXB21-7，圖2)。幔部北側含綠柱石偉晶巖(圖2、圖3d-f)，該點綠柱石偉晶巖呈囊狀體與二云母花崗巖侵入于石榴石二云母片巖中。整個綠柱石偉晶巖露頭分帶性不明顯，礦物組合主要為石英、鉀長石、微斜長石、白云母和綠柱石，副礦物包括鋯石、磷灰石、獨居石和晶質鈾礦等(圖4f、圖5e-g)。其中綠柱石呈長柱狀、淺綠色，常與白云母和鈉長石共生。本次研究樣品的礦物組合信息見表1。根據微斜長石和鈉長石礦物相對含量(表1)，雅拉香波偉晶巖屬于微斜長石-鈉長石偉晶巖。鑒于其中發現有綠柱石，本文簡化為花崗偉晶巖和含綠柱石花崗偉晶巖。

3 測試方法

本研究選擇雅拉香波淡色花崗巖和偉晶巖中的長石、云母、電氣石和綠柱石作為研究對象，探討雅拉香波淡色花崗巖-偉晶巖中稀有金屬礦化的礦物化學指示標志，采樣位置詳見圖2。礦物主量元素在中國地質科學院礦產資源研究所使用JXA-iHP200F Hyper Probe(長石、云母和綠柱石)與防災科技學院使用JEOL-JXA8100(電氣石)完成。本次測試工作條件為加速電壓15kV，束流10～20nA，探針束斑大小為5～10μm。所有數據均采用ZAF進行校正。對于電子探針測試中標樣的選擇為：K-鈮酸鉀；Ca-磷灰石；Ti-金紅石；Na-硬玉；Si-石英；Mg-鎂橄欖石；Al-藍晶石；Cr-氧化鉻；Fe-磁鐵礦；Mn-紅鈦錳礦；F-金云母；Cl-石鹽；P-磷灰石；Ba-重晶石。

礦物微量元素在北京科薈測試技術有限公司開展，測試使用Plasma Quant MS(Jena, 德國)和Resolution 193nm激光剝蝕器(澳大利亞)，激光能量密度約為6.0J/cm2，6～8Hz，束斑直徑32～44μm，根據礦物大小和結構特征而定。采用氦氣作為載氣，每個分析點背景氣體采集時間為20s，樣品剝蝕時間為50s。本次研究使用NIST SRM612標準玻璃作為標樣，NIST SRM610和BCR-2G進行監控，對分析數據的離線處理(包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正以及元素含量計算)采用軟件ICPMSDataCal(Liuetal., 2008)完成，測試結果準確度優于±10%，其中對于Li和Be含量，監控玻璃樣品NIST SRM610測試值為(473±45)×10-6(2SD，n=22)和(460±41)×10-6(2SD，n=22)，BCR-2G為(9.5±0.9)×10-6和(2.1±0.6)×10-6(2SD，n=19)，與參考值在誤差范圍內一致。測試結果和計算值代表性數據列于表2-表5中。

4 測試結果

4.1 長石礦物結構與元素組成

雅拉香波穹窿中二云母花崗巖(樣品19YLXB15-5和19YLXB5-4)中斜長石成分總體富集Ab(表2、圖6a)，Ab值多數為87.1～89.6，An值集中于9.0～11.6，Or值為0.8～1.5；鉀長石主量元素組成變化范圍較窄，Or值為90.0～95.8，Ab值為4.2～10.0。

表1 本次研究主要樣品和主要礦物組合Table 1 Sample descriptions and mineral assemblages in this study

圖5 雅拉香波二云母花崗巖和偉晶巖巖石結構和典型礦物BSE和CL顯微圖像(a)二云母花崗巖中典型花崗結構；(b)花崗偉晶巖中鈉長石條帶出溶于微斜長石；(c)花崗偉晶巖中鈉長石包裹他形鉀長石和白云母；(d)含綠柱石花崗偉晶巖中與白云母共生的綠柱石，BSE結構均一；(e)花崗偉晶巖中他形、BSE均一結構電氣石與鈉長石、鉀長石共生，其中鉀長石包裹白云母和石英；(f)二云母花崗巖和含綠柱石花崗偉晶巖中磷灰石陰極發光CL圖像；(g)含綠柱石花崗偉晶巖中晶質鈾礦BSE圖像(晶質鈾礦由能譜確定).Ap-磷灰石；Ur-晶質鈾礦Fig.5 Representative BSE and cathodoluminescence (CL) images of the igneous textures and minerals from the Yalaxiangbo two-mica granite and pegmatite(a) typical granitic texture in the two-mica granite; (b) the exsolution of albite lamellae within microline in the granitic pegmatite; (c) anhedral K-feldspar and muscovite enclosed within albite; (d) BSE-homogeneous beryl occurred with muscovite in the beryl-bearing pegmatite; (e) anhedral tourmaline coexisted with albite and K-feldspar, and muscovite and quartz included in K-feldspar; (f) CL-homogeneous textures in the apatite grains from two-mica granite and beryl-bearing pegmatite; (g) BSE images of the uranitite with the K-feldspar inclusions, and uranitite is determined by the EDS-SEM method. Ap-apatite; Ur-uraninite

圖6 雅拉香波二云母花崗巖(a)和偉晶巖(b)中長石An-Ab-Or三元圖解Fig.6 Feldspar An-Ab-Or diagram of the Yalaxiangbo two-mica granite (a) and pegmatite (b)

雅拉香波偉晶巖脈中產出的長石主要為堿性長石，即鉀長石-鈉長石系列，部分鉀長石與石英和少量云母呈文象結構產出、或呈白色塊體產出；鈉長石主要呈白色細粒自形-半自形粒狀結構產出，或呈條紋狀產出于條紋長石中(圖4b、圖5b)?；◢弬ゾr(19YLXB19-2-3，未見有綠柱石)中堿性長石多為富Or組分的鉀長石，Or值為91.8～93.7，Ab值為6.3～8.2；鈉長石An值為5.4～6.0，Ab值為92.8～93.6，Or值為1.0～1.2；微斜長石中出溶的鈉長石條紋的Ab值多數為96.2～98.6，An值集中于0.5～2.9，Or值為0.7～2.0(圖6b)。含綠柱石花崗偉晶巖(19YLXB5-2-1和19YLXB21-7)中堿性長石Or值在88.0～97.3之間，Ab值為2.7～12.0；鈉長石組成中An值在1.2～7.1之間，Ab值為91.9～98.0，Or值為0.6～1.0(圖6b)。

鉀長石微量元素結果(圖7a-i)顯示：淡色花崗巖較偉晶巖具有相似的Ga、Ge和Rb含量，但淡色花崗巖中鉀長石的Sr和Ba含量(圖7e, h)較高，Cs和Sn含量較低(圖7f, g)，淡色花崗巖中鈉長石具有低Li(圖7a)和高Ga、Rb的特征(圖7b, d)?；◢弬ゾr和含綠柱石花崗偉晶巖中鉀長石微量元素除Li和Pb外(圖7a, i)差別不大，鈉長石微量元素組成范圍較為相似。但對比兩個不同采樣位置的含綠柱石花崗偉晶巖(19YLXB5-2-1和19YLXB21-7)，其鉀長石在Li、Ga、Cs、Ba和Pb元素含量和鈉長石Ba含量中顯示出明顯差異(圖7)。

圖7 雅拉香波淡色花崗巖和偉晶巖中長石Na2O/K2O比值與微量元素協變圖解Fig.7 Feldspar Na2O/K2O ratio against trace elements diagrams of the Yalaxiangbo leucogranite and pegmatite

圖8 雅拉香波淡色花崗巖和偉晶巖中云母組成分類(a)黑云母分類圖解(Rieder et al., 1998)；(b)云母分類圖解(Tischendor et al., 1997)；(c) R2+-Al-Li三元圖(Monier and Robert, 1986)Fig.8 Compositional classification of mica minerals in the Yalaxiangbo leucogranite and pegmatite(a) biotite classification (Rieder et al., 1998), (b) mica classification (Tischendor et al., 1997); (c) R2+-Al-Li diagram (Monier and Robert, 1986)

4.2 云母結構與元素組成

雅拉香波二云母花崗巖中黑云母與白云母，以及偉晶巖中白云母的主、微量元素組成結果列于表3，從BSE圖像中顯示云母礦物的成分較為均一，未表現出分帶特征，少數云母顯示變形特征。二云母花崗巖中黑云母主要屬于鐵葉云母(圖8)，二云母花崗巖、花崗偉晶巖和含綠柱石花崗偉晶巖中主要為白云母(圖8b, c)。二云母花崗巖中黑云母TiO2含量1.34%～2.14%，FeO含量23.73%～25.61%，MnO含量0.48%～0.54%，K2O含量8.77%～9.09%，F含量0.74%～0.96%。白云母的FeO含量2.68%～4.65%，MnO含量bdl～0.07%，F含量0.17%～0.36%。在花崗偉晶巖中白云母的FeO含量2.27%～2.83%，MnO含量bdl～0.03%，F含量0.07%～0.21%。含綠柱石花崗偉晶巖中白云母FeO含量1.26%～3.42%，MnO含量bdl～0.08%，F含量0.07%～0.51%。

二云母花崗巖中黑云母微量元素成分中，Li含量為2603×10-6～3291×10-6，Be含量2.27×10-6～3.24×10-6，B含量7.70×10-6～13.1×10-6，Zn含量1573×10-6～2416×10-6，Ga含量90.6×10-6～106×10-6，Rb含量1703×10-6～2434×10-6，Nb含量130×10-6～202×10-6，Ta含量12.5×10-6～27.0×10-6，Sn含量105×10-6～128×10-6，Ba含量44.9×10-6～66.3×10-6，W含量1.51×10-6～2.64×10-6，Sr含量變化范圍較大，為1.21×10-6～17.7×10-6，Cs含量變化范圍較大，為114×10-6～558×10-6；白云母的Li含量為457×10-6～525×10-6，Be含量47.8×10-6～96.4×10-6，B含量5.84×10-6～8.66×10-6，Zn含量154×10-6～181×10-6，Ga含量153×10-6～180×10-6，Rb含量807×10-6～1148×10-6，Sr含量6.26×10-6～15.6×10-6，Nb含量29.9×10-6～61.5×10-6，Ta含量0.57×10-6～4.20×10-6，Sn含量73.9×10-6～197×10-6，Cs含量為9.78×10-6～67.2×10-6，Ba含量85.0×10-6～153×10-6，W含量12.9×10-6～20.8×10-6，K/Rb比值在81.2～120之間，K/Cs比值在1335～9726之間，Nb/Ta比值在14.6～64.3之間。

花崗偉晶巖中白云母Li和Be含量較二云母花崗巖略有升高(圖9)，為674×10-6～764×10-6和26.2×10-6～32.2×10-6，B含量49.0×10-6～95.3×10-6，Zn含量170×10-6～300×10-6，Ga含量96.2×10-6～115×10-6，Rb含量較高，為724×10-6～1114×10-6，Sr含量10.5×10-6～15.1×10-6，Nb含量25.1×10-6～39.8×10-6，Ta含量0.74×10-6～1.80×10-6，Sn含量45.6×10-6～69.2×10-6，Cs含量為14.2×10-6～53.2×10-6，Ba含量較高361×10-6～1762×10-6，W含量2.71×10-6～3.95×10-6，K/Rb比值在82.9～126之間，K/Cs比值降低至1735～6443之間，Nb/Ta比值在18.7～39.3之間。含有綠柱石花崗偉晶巖中(圖9)白云母Li含量最高可達1216×110-6(450×10-6～1216×10-6)，Be含量為19.1×10-6～39.0×10-6，B含量42.5×10-6～132×10-6，Zn含量變化較不含綠柱石偉晶巖較大，為76.1×10-6～520×10-6，Ga含量85.2×10-6～148×10-6，Rb含量795×10-6～1372×10-6，Sr含量4.92×10-6～10.1×10-6，Nb和Ta含量變化范圍較大，為2.80×10-6～144×10-6和0.85×10-6～109×10-6，Sn含量最高可達309×10-6(48.3×10-6～309×10-6)，Cs含量16.7×10-6～347×10-6，Ba含量83.9×10-6～611×10-6，W含量2.64×10-6～20.5×10-6，K/Rb比值與不含礦偉晶巖相似(66.8～121)，K/Cs比值降低至287～5671之間，Nb/Ta比值在0.52～34.5之間。

4.3 電氣石結構與元素組成

雅拉香波花崗巖偉晶巖中電氣石主要呈團斑狀和放射狀產出。電氣石在顯微鏡下顯示不規則成分分帶與環帶特征，在BSE圖像中除少部分具有成分分帶特征，大部分BSE圖像呈現均一的特征?？傮w上，電氣石的FeOT和MgO含量變化較大，Al2O3、Na2O、K2O、CaO和TiO2含量變化較小，F含量在bdl～0.6%，絕大多數未檢測出Cl含量，最高僅為0.03%(表4)。分子式中Fe2+、Mg、Mn變化在1.328～1.958apfu(atoms per formula unit)、0.259～1.054apfu和0.003～0.027apfu；Ca、Na和K變化于0.016～0.073apfu、0.536～0.713apfu和0.006～0.017apfu。依據電氣石X位置陽離子的占位特征(Henryetal., 2011),雅拉香波電氣石屬于堿基電氣石(圖10a)，在Fe/(Mg+Fe)-X□/(Na+K+X□)二元圖解中屬于富Fe的黑電氣石(圖10b)。根據電氣石成因判別圖解中(Henry and Guidotti, 1985)，雅拉香波電氣石形成于貧Li花崗巖和偉晶巖環境。利用LA-ICPMS測試得到雅拉香波電氣石微量元素成分(表4)，這些偉晶巖電氣石除Sc、Sr、Pb以外顯示出相似的微量元素特征 (圖11)。

表4 雅拉香波偉晶巖中代表性電氣石EPMA (wt%)和LA-ICPMS(×10-6)測試結果Table 4 EPMA (wt%) and LA-ICPMS (×10-6) results of the typical tourmaline in the Yalaxiangbo pegmatites

表5 雅拉香波偉晶巖中綠柱石EPMA (wt%)和LA-ICPMS(×10-6)測試結果Table 5 EPMA (wt%) and LA-ICPMS (×10-6) results of the beryl in the Yalaxiangbo beryl-bearing pegmatites

圖9 雅拉香波淡色花崗巖和偉晶巖中白云母元素二元圖解Fig.9 Compositional variations of the muscovite in the Yalaxiangbo leucogranite and pegmatite

圖10 雅拉香波偉晶巖中電氣石分類圖解(底圖據Henry et al., 2011)(a)(Na+K)-Ca-X□三元圖解；(b)Fe/(Mg+Fe)-X□/(Na+K+X□) 二元圖解Fig.10 Compositional classification of the tourmaline minerals in the Yalaxiangbo leucogranite and pegmatite (base map after Henry et al., 2011)(a) (Na+K)-Ca-X□ diagram; (b) Fe/(Mg+Fe)-X□/(Na+K+X□) diagram

圖11 雅拉香波偉晶巖中電氣石微量元素圖解Fig.11 Selected trace-element variations in studied tourmalines from the Yalaxiangbo pegmatite

圖12 雅拉香波綠柱石主量-微量元素圖解Fig.12 Major-trace elemental variation in the beryl at the Yalaxiangbo

圖13 雅拉香波花崗巖和偉晶巖中白云母(a、b)、電氣石(c-e)和綠柱石(f-h)元素替代機制圖解圖(a、b)替代關系向量來自Roda et al. (2007)和Vieira et al. (2011)，其中圖a中適用于F含量小于1%的云母，且R2+=Fe+Mg+Mn；圖(c-e)替代關系來自Henry and Guidotti (1985) 和Henry et al. (2011)Fig.13 Substitution mechanism of muscovite (a, b), tourmaline (c-e) and beryl (f-h) from the leucogranite and pegmatite at YalaxiangboThe arrows in figure a-b are labeled with the exchange vectors represent the direction of the vector that reflects the evolutionary trend of the micas (Roda et al., 2007; Vieira et al., 2011), and the arrows in figure c-e are cited from Henry and Guidotti (1985) and Henry et al. (2011). The Fig13.a is suitable for the mica with the fluorine contents less than 1% and R2+=Fe+Mg+Mn

圖14 雅拉香波長石、云母、電氣石和綠柱石元素組成與典型稀有金屬偉晶巖對應礦物組成對比圖解雅拉香波長石(a)和云母(b)K/Rb-Cs二元圖解，各類稀有金屬偉晶巖礦床中長石和云母微量元素：其中不含礦、Li-Be(-Ta)和Li-Cs-Be-Ta來自西班牙Cap de Creus偉晶巖區(Alfonso et al., 2003)，Be-Nb-Ta來自阿根廷Totoral偉晶巖區(Oyarzábal et al., 2009)，Li-Cs-Ta來自加拿大Tanco偉晶巖礦床(Goad and , 1981)，Li來自納米比亞Karibib偉晶巖帶(Roda et al., 2007)，可可托海三號脈中鈹礦化帶的組成范圍來自周起鳳等(2013)；(c)黑電氣石中Pb-Ge圖解，其中Be(-Nb-Ta)礦化偉晶巖和復雜偉晶巖中黑電氣石成分范圍來自周起鳳(2018)，幕阜山含綠柱石偉晶巖中黑電氣石成分來自李樂廣等(2019)；(d)綠柱石微量元素Li-Cs圖解，其中喜馬拉雅淡色花崗巖-偉晶巖(紅色五角星)中綠柱石化學組成來自陶湘媛等(2020)和周起鳳等(2021)，可可托海偉晶巖(黃色五角星)中綠柱石來自Zhou et al. (2015)，文獻數據使用礦物組成平均值投圖，Li和Cs含量均為LA-ICPMS測得Fig.14 Comparison of the feldspar, mica, tourmaline and beryl compositions at the Yalaxiangbo with the typical rare-metal pegmatites from the worldK/Rb-Cs plots for feldspar (a) and muscovite (b), and the regions of different types of the rare-metal mineralization, including barren, Li-Be(-Ta) and Li-Cs-Be-Ta refer to the Cap de Creus pegmatite field, Spain (Alfonso et al., 2003); Be-Nb-Ta refers to the Totoral pegmatite field, Argentina (Oyarzábal et al., 2009); Li-Cs-Ta refers to the Tanco deposit, Manitoba, Canada (Goad and , 1981); Li refers to the Karibib pegmatite field, Namibia (Roda et al., 2007); the beryl mineralization zones from Koktokay No.3 pegmatite from Zhou et al. (2013); (c) schorl Pb-Ge plots, and regions for the Be(-Nb-Ta) mineralization and complex-type pegmatites from Zhou (2018), and Mufushan beryl-bearing pegmatite from Li et al. (2019); (d) beryl Li-Cs plots, and regions for beryls in the Himalayan leucogranite-pegmatites (red stars for average values) from Tao et al. (2020) and Zhou et al. (2021), and beryls from different beryl-bearing zones (yellow stars for average values) at Koktokay No.3 pegmatite from Zhou et al. (2015), note that all Li and Cs contents are measured by LA-ICPMS

其中電氣石Li含量在59.5×10-6～248×10-6，Be含量在4.49×10-6～11.2×10-6，V含量在0.14×10-6～27.9×10-6，Pb含量在6.39×10-6～45.8×10-6。

4.4 綠柱石結構與元素組成

雅拉香波偉晶巖中產出的綠柱石在BSE圖像下不發育成分分帶，呈現均一結構(圖5d)。雅拉香波巖體代表性綠柱石的電子探針和LA-ICPMS分析結果見表5。綠柱石邊部為石英-白云母-鈉長石礦物組合，所觀察綠柱石無蝕變邊結構發育。雅拉香波綠柱石SiO2含量64.70%～66.76%，Al2O3含量16.48%～18.38%，FeO含量0.22%～0.62%，MnO含量bdl～0.62%，MgO含量bdl～0.10%，CaO含量較低，bdl～0.05%，Na2O含量在0.26%～0.93%，K2O含量bdl～0.09%，計算獲得的BeO含量12.91%～13.75%。微量元素中測試獲得BeO含量12.05%～13.30%，Li2O含量0.01%～0.35%，Cs2O含量0.02%～0.17%，Cs/Na比值(apfu比值)在0.01～0.12之間，Sc含量在0.12×10-6～5.04×10-6，V含量bdl～15.1×10-6，Zn含量在66.6×10-6～411×10-6，Ga含量在15.1×10-6～32.6×10-6，Rb含量在14.2×10-6～87.6×10-6，稀土元素REE普遍低于檢出限。從微量元素圖解(圖12)中可見位于穹窿西部的偉晶巖中綠柱石較北部和東部偉晶巖中綠柱石，常具有較高Li含量(圖12b)、Zn含量(圖12c)和Rb含量(圖12d)。

5 討論

5.1 偉晶巖礦物替代機制和形成環境

雅拉香波偉晶巖中大部分電氣石具有均一結構特征，并具有高Fe/(Mg+Fe)比值和Al含量，與典型巖漿環境下結晶的電氣石特征較為一致(van Hinsbergetal., 2011; Zhaoetal., 2019)。在電氣石Mg-Fe圖中(圖13c)其Mg與Fe具有較好的負相關性特點，表明該樣品Fe2+和Mg在Y位置的相互替代是電氣石成分變化的重要因素。X□-Al圖解上電氣石組成呈現正相關關系(圖13d)，說明Y位置上Al主要通過X□, Al(Na, R2+)-1替代方式進入電氣石晶格。在X□-Fe圖中(圖13e)均顯示X□, Al(Na, Mg)-1的替代特征。結合電氣石的產出特征(與鈉長石、鈉長石、云母和石英共生)和無熱液蝕變及脈體穿切，表明其形成過程中可能缺乏流體參與(Drivenesetal., 2015)。

5.2 巖漿分異演化程度和礦化指示標志

針對具有明顯分帶特征的偉晶巖中云母組成，周起鳳等(2013)通過對比可可托海3號脈、世界典型稀有金屬偉晶巖礦床及不含礦的偉晶巖中云母微量元素指出，云母的Cs含量隨著演化程度增加升高，而K/Rb比值則逐漸降低，其中可可托海3號脈鈹礦化帶與Li-Cs-Be-Ta和Be-Nb-Ta型稀有金屬礦床中云母組成相近(圖14b)。對于雅拉香波穹窿中淡色花崗巖與偉晶巖(圖14b)，其云母中K/Rb、K/Cs和Nb/Ta比值揭示出二云母花崗巖、花崗偉晶巖與含綠柱石花崗偉晶巖具有明顯的演化趨勢(圖9a-c)，且綠柱石偉晶巖中云母的Li含量(圖9d)和B含量較高，并具有高Cs低K/Rb特征(圖14b)。與其他稀有金屬偉晶巖相比，雅拉香波綠柱石偉晶巖中云母組成部分落于Be-Nb-Ta偉晶巖中(圖14b)，其演化程度低于復雜偉晶巖的鈹礦化帶(可可托海，圖14b)。

一般來說，不同類型偉晶巖中電氣石的Li含量越高，偉晶巖的演化程度越高(Tindleetal., 2002)。而電氣石中Mn含量是否與高演化的富鋰偉晶巖相關，目前還仍在商榷(Slivko, 1961; Sahamaetal., 1979; Jiangetal., 1997)。當偉晶巖中出現粉色或綠色鋰電氣石時，表明該偉晶巖形成于較低溫度；而黑色電氣石一般形成于較高溫度結晶的無交代偉晶巖中(Hawthorne and Henry, 1977)。周起鳳(2018)通過對比東秦嶺、阿爾泰地區稀有金屬偉晶巖電氣石組成指出，黑電氣石在復雜分帶結構的稀有金屬偉晶巖中，較簡單分帶結構的Be(-Nb-Ta)礦化偉晶巖擁有較高的Pb和Ge含量(圖14c)。雅拉香波花崗偉晶巖中的電氣石均屬黑電氣石，其Pb含量分布范圍較大，但Ge含量低于簡單分帶結構的Be(-Nb-Ta)礦化偉晶巖，部分組成與幕阜山綠柱石偉晶巖中黑電氣石組成相近(圖14c, 李樂廣等, 2019)，說明雅拉香波偉晶巖的演化程度較低。

此外，造巖礦物中Li元素含量能夠對偉晶巖是否出現鋰礦化有一定指示意義(Maneta and Baker, 2019)，如加拿大Moblan鋰輝石偉晶巖中石英、堿性長石和白云母Li含量在30×10-6、40×10-6和500×10-6以上為重要的含鋰礦物存在指示標志。Selwayetal. (2005)對加拿大蘇必利爾地區稀有金屬偉晶巖研究中指出白云母Li含量大于2000×10-6是重要的成礦指標。然而，雅拉香波含綠柱石花崗偉晶巖中鉀長石和白云母的Li含量平均值為440×10-6和935×10-6，但目前尚未在偉晶巖中發現有含鋰礦物，該方面指標需要在喜馬拉雅區域研究上進行細化。

綜上所述，長石、云母、電氣石和綠柱石礦物的結構和組成信息表明巖漿結晶分異作用控制了雅拉香波穹窿中淡色花崗巖和偉晶巖中礦物組成及其演化，含綠柱石偉晶巖為簡單鈹礦化偉晶巖，其偉晶巖演化程度與典型Be-Nb-Ta礦化偉晶巖和復雜偉晶巖中Be礦化帶相類似。

6 結論

(1)喜馬拉雅東段雅拉香波淡色花崗巖-偉晶巖中稀有金屬礦物主要為綠柱石，主要賦存在微斜長石-鈉長石偉晶巖中。

(3)長石(Cs含量和鉀長石K/Rb值)、云母(白云母Li-B-Cs含量和K/Rb比值)、電氣石(黑電氣石Ge-Pb含量)和綠柱石(Li-Cs含量和Cs/Na比值)礦物的結構和組成表明雅拉香波含綠柱石花崗偉晶巖為簡單鈹礦化偉晶巖，其偉晶巖演化程度與典型Be-Nb-Ta礦化偉晶巖和復雜偉晶巖中Be礦化帶相類似。

致謝喜馬拉雅地區稀有金屬偉晶巖研究工作受益于與中國科學院地質與地球物理研究所吳福元院士的多次討論與啟發；區域野外工作得到李曉峰研究員、李光明、劉小馳、胡方泱副研究員和中國科學院青藏高原研究所李金祥研究員的大力協助；室內礦物原位元素分析得到陳小丹副研究員和李文君高級工程師的協助；與核工業北京地質研究院木紅旭博士的討論受益匪淺；在此一并致以誠摯的謝意。非常感謝張輝研究員和另一名審稿人的細致審稿，特別是張輝研究員的細致修改和中肯建議使本文質量有大幅度提升。