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近年来，阿尔金地区锂铍稀有金属找矿取得了重大进展，已先后勘查发现有瓦石峡南、吐格曼、阿亚克、库木萨依和塔什达坂等十余处中-大型花岗伟晶岩型锂铍稀有金属矿床（图1a、b）（张朋等，2024；王敬国等，2024），显示该地区具有稀有金属成矿的巨大潜力。前人已对阿尔金稀有金属成矿带的地质特征、伟晶岩分布规律、成矿条件、形成时代和构造背景（伍跃中等，2017；徐兴旺等，2019；李杭等，2020；2022；Gao et al.，2021；华克强等，2024；杨智全，2024）等进行了较多研究，并取得了一定成果。瓦石峡南（亦称砂锂沟、托盖勒克）是该成矿带的典型矿床之一，发现于2017年前后，由于研究时间短，且野外工作条件艰苦，仅有部分学者报道了其基本地质特征，认为矿区东部花岗岩体可能是含矿伟晶岩的母岩体，矿化发生于加里东期（涂其军等，2019；班宜红等，2020；王登红等，2022；张焕等，2022；代鸿章等，2023；张朋等，2024），对该矿床花岗伟晶岩的分类、成因、形成时代及构造背景、伟晶岩和花岗岩岩体的关系、伟晶岩中稀有金属沉淀富集机制等尚未开展研究。本文拟通过瓦石峡南矿区的含矿花岗伟晶岩的全岩地球化学和铌钽铁矿U-Pb年代学研究，详细分析含矿伟晶岩的地球化学特征和成矿机制，精确厘定成岩成矿时限，并结合区域构造演化，探讨成矿构造背景。1区域地质背景
阿尔金造山带位于塔里木地块与柴达木地块之间，其北缘、西缘分别以红柳沟—拉配泉断裂带（或称北缘断裂带）和西北缘断裂带为界，与敦煌地块和塔里木地块分隔，东南则以南缘断裂带为界，与柴达木地块、祁连构造带和东昆仑构造带毗邻（伍跃中等，2017），由北至南划分为5个构造单元，分别为阿北地块、红柳沟—拉配泉蛇绿混杂岩带、阿中地块、江嘎萨依—巴什瓦克高压带和阿帕—芒崖蛇绿混杂岩带（Gao et al.，2021）。
新疆瓦石峡南锂铍稀有金属矿床地处阿尔金造山带西段北部、阿中地块西部（图1a）。区域构造复杂，断裂活动既有NE向、NEE向断裂，又有NW向、EW向断裂，其中，NE向、NEE向断裂规模宏大，NW向、EW向断裂次之。区域地层经历了多期造山运动，构造混杂岩比较发育，由于强烈的构造作用，在伸展滑脱、逆冲和走滑剪切等作用下，岩石遭受了强烈的变形、变质作用改造。区域岩浆活动比较强烈，侵入岩以中酸性侵入岩为主，新元古代、早古生代、中生代等均有规模不等的侵入，多沿阿尔金山呈北东向带状展布（图1b）。在岩浆-构造作用下，区域岩石类型复杂、成因较多、来源多样，充分反映了造山带花岗岩丰富多样的特点（班宜红等，2020）。
2矿区地质特征矿区出露地层有中元古界阿尔金岩群、蓟县系金雁山组和第四系。阿尔金岩群是区内最主要的地层单元，总体可分为片岩段与片麻岩段，片岩段的主要岩性有黑云母石英片岩、含石榴子石二云母石英片岩、十字石二云母石英片岩及少量石英岩（王成辉等，2022），含矿花岗伟晶岩脉主要产出于片岩段中。金雁山岩组为一套大理岩-白云质大理岩组合，与阿尔金岩群呈断层接触。区内断裂构造发育，主要为NW向和NE向，前者（F1、F2断裂）为工作区主断裂构造，是阿尔金岩群与金雁山组的分界断裂，后者为导矿-控矿构造。研究区覆盖较强，目前尚未发现出露的花岗岩岩体，仅见花岗质伟晶岩脉和基性岩脉等（图2）。
矿区已发现花岗伟晶岩脉20余条，其中，含矿伟晶岩脉9条，含矿岩脉地表出露长50~700 m不等，宽1.5~32 m，主要产出于阿尔金岩群片岩段中，脉体规模大小不一，多呈透镜状、脉状延伸，地表矿物分带现象不明显。以托盖勒克萨依沟为界可分为2个矿化集中区（图2），南部以ρ3、ρ4、ρ5号伟晶岩脉为代表，一般走向近EW向，陡南倾，局部陡北倾，倾角在75°~85°；北部以ρ8、ρ9号伟晶岩脉为代表，主要呈NE-SW走向，倾向NW，倾角±60°。南部花岗伟晶岩脉出露高于北部。
ρ9号伟晶岩脉为一形态相对简单的大脉状，基本无分枝复合现象，总体走向NE-SW，倾向NW，倾角40°~50°，长约650 m，宽1.5~15 m，延深70 m。伟晶岩内部分带结构不明显，主要为锂辉石花岗伟晶岩和少量白云母花岗伟晶岩，其中，锂辉石花岗伟晶岩呈灰白色，伟晶结构，块状构造（图3a），主要矿物为石英（20%~30%）、钠长石（5%~10%）、微斜长石（10%~15%）、白云母（10%~20%）、锂辉石（20%~40%）（图3c、d），次要矿物有磷锂铝石、绿柱石，副矿物为磷灰石、锆石和铌钽铁矿等。伟晶岩脉即为锂矿体，Li2O品位0.02%~0.93%，BeO品位0.018%~0.087%，Ta2O5品位0.0040%~0.0179%（新疆地质矿产开发局第三地质大队，2020）。
ρ3号伟晶岩脉为矿区最大矿脉，走向近EW，总体陡南倾，地表局部陡北倾，形态为相对简单的大脉状，东段有分枝复合现象，其中东段出露长约475 m，西段出露长约250 m，中部被第四系风积沙覆盖，推测总长度约1200 m，宽3~35 m，延深220 m。该伟晶岩内部分带结构不明显，主要岩性为锂云母花岗伟晶岩，浅粉白色，伟晶结构，块状构造（图3b），主要矿物组成为石英（20%~30%）、钠长石（25%~30%）、锂云母（25%~35%）、黄玉（3%~8%）（图3e、f），次要矿物有微斜长石、白云母、绿柱石等，副矿物为锆石、铌钽铁矿和细晶石等（代鸿章等，2023）。伟晶岩脉即为锂矿体，矿体Li2O品位0.503%~1.495%，BeO品位0.032%~0.126%，伴生Ta2O5品位0.0101%~0.0506%（新疆地质矿产开发局第三地质大队，2020）。
3样品采集及测试方法本次用于定年及主微量元素测试的样品主要采于瓦石峡南ρ9号和ρ3号岩脉，脉内各岩相带的矿物颗粒整体不大，粒径多在0.5~50 mm，极个别可达100 mm，且分布比较均匀，故本次采集岩石块样进行分析，并要求样品尽量新鲜。锂辉石花岗伟晶岩共采集1件测年样品（9-1）和3件地球化学样品（H9-1~3），锂云母花岗伟晶岩共采集1件测年样品（3-1）和5件地球化学样品（H3-1~5）。样品破碎及铌钽铁矿挑选、制靶、抛光等由河北省廊坊市尚艺岩矿检测技术服务公司完成，其他所有测试均在长安大学成矿作用及成矿动力学实验室完成。
全岩主量元素检测方法依据为GB/T 14506.28-2010，测试仪器为日本岛津1800型X荧光光谱仪，分析误差小于2%；微量、稀土元素检测方法依据为GB/T 14506.30-2010，测试仪器为安捷伦7900型电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）分析误差小于2%。
铌钽铁矿主要成分测试在JEOL JXA-iHP200F型电子探针上完成，其工作条件为：加速电压20 kV，电子束流10 nA，束斑直径1 μm。实验室使用的标样为国内标样：Fe（Fe3O4）、Mn（MnTiO2）、Ti（MnTiO2）、Zr（ZrO2）、Sn（SnO2）、Nb（Nb）、Ta（Ta）、Hf（Hf）、W（W）、Sc（Sc）。测试数据进行ZAF校正，主元素分析误差小于1%。
铌钽铁矿U-Pb定年所采用的仪器为配备了Analyte Excite 193 nm激光剥蚀系统的Agilent 7700E电感耦合等离子质谱仪，具体分析步骤参考（Che et al.，2015）。激光剥蚀条件为：束斑35 μm，强度约4.02 J/cm2，频率5 Hz，每个分析点背景采集时间30 s，信号采集时间60 s。每测定7个未知样品点，分析2个铌铁矿标样（Coltan139）。采用软件ICPMSData 10.2对数据进行分馏和校正处理（Liu et al.，2008）。处理后利用IsoplotR对U-Pb同位素年龄进行计算和作图（Ludwig，2003）。
4测试结果4.1主、微量元素分析结果花岗伟晶岩主量元素测试结果及相关参数见表1，分析结果显示2类花岗伟晶岩均具有高硅（68.22%~75.09%）、高铝（15.62%~17.19%）、低钙（0.62%~2.04%）、相对富碱（4.06%~7.90%）和高分异指数（DI=85.44~94.34）的特征。相对锂辉石花岗伟晶岩，锂云母花岗伟晶岩相对贫硅（72.47%~75.09%、68.22%~72.03%）、贫磷（1.09%~1.35%、0.03%~0.07%）、富钾（0.69%~1.22%、2.34%~4.27%）和富钙（0.62%~0.77%、0.63%~2.04%）。在TAS图解（图4a）中，样品均落在花岗岩-花岗闪长岩范围。在SiO2-K2O图（图4b）中，锂辉石花岗伟晶岩样品落在低钾（拉斑）系列，锂云母花岗伟晶岩样品主要落在高钾钙碱性系列，少部分为钙碱性系列，这与新疆卡鲁安伟晶岩从低钾拉斑玄武岩至高钾钙碱性系列都有分布非常相似，可能是不同位置产出的伟晶岩熔体受运移路径及物理化学条件影响而导致的分异程度差异造成的（张玉洁，2019）。伟晶岩A/NK值为1.99~4.20，A/CNK值为1.81~3.65，明显大于1.1，A/NK-A/CNK图（图4c）中所有样品均表现出强过铝质特征。
稀土元素组成上（表1），锂辉石花岗伟晶岩的稀土元素总量（ΣREE）为0.97×10-6~2.70×10-6，平均值2.04×10-6，稀土元素总量极低，轻、重稀土元素比值（LREE/HREE）为0.66~2.32，平均值1.32，（La/Yb）N为0.36~1.11，平均值0.69，δEu为0.10~0.33，平均值0.20；锂云母花岗伟晶岩的稀土元素总量为6.20×10-6~14.08×10-6，平均值9.76×10-6，稀土元素总量较低，轻、重稀土元素比值（LREE/HREE）介于1.59~2.28，平均值1.89，（La/Yb）N为0.54~0.80，平均0.66，δEu为0.04~0.21，平均值0.11。在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图（图5a）中，样品曲线形态相似，为明显的M型，轻、重稀土元素分馏不明显，Eu具强烈负异常。根据Irber（1999）给出的四分组量化公式，锂云母花岗伟晶岩样品的t1（除1个数据为0.99外）、t3、t4值均大于1，且t3>t4>t1，具有明显的四分组效应（TE1,3为1.20~1.29）；锂辉石花岗伟晶岩样品的t3值均大于1，其他值则不太稳定，四分组效应强弱不均。
微量元素分析结果（表1）及原始地幔标准化微量元素蛛网图（图5b）显示，2类花岗伟晶岩的微量元素配分模式一致，均富集大离子亲石元素Rb、U和高场强元素Ta、P、Hf，相对亏损Ba、Nd、Eu和Ti，暗示岩浆分异演化程度较高。锂辉石花岗伟晶岩较锂云母花岗伟晶岩明显具有更高含量的P、更低含量的K、Rb、Cs等元素，这可能和它们的矿物组合有关：锂辉石花岗伟晶岩中含有大量的磷锂铝石、磷灰石等富P矿物，因此，其P含量明显较高；稀有元素Rb和Cs、K具有正相关的变化趋势（图6a、b），表明它们之间具有相似的地球化学行为，Rb、Cs主要以类质同像的形式赋存于白云母、微斜长石等富钾矿物中（邹天人等，1975），锂云母花岗伟晶岩中含有较多的锂云母，故具有较高含量的K、Rb、Cs等元素。
4.2铌钽铁矿化学成分和U-Pb年龄样品9-1中（锂辉石花岗伟晶岩）铌钽铁矿物为黑色，半透明-不透明，自形-半自形柱状，长200~500 µm，宽150~300 µm，背散射图像显示其内部环带比较发育（图7a），颜色亮暗相间，指示铌钽铁矿物形成过程中成分有变化，颗粒内裂隙较发育，局部含有锡石、锆石、斜长石和磷灰石等显微包体。用于定年的铌钽铁矿的电子探针数据见表2，样品中w（Nb2O5）（25.32%~67.68%）、w（Ta2O5）（11.41%~55.34%）变化较大，而w（FeO）（3.18%~11.75%）、w（MnO）（8.39%~14.77%）变化较小。此外，铌钽铁矿物中还含有少量的WO3（0.10%~1.06%）、TiO2（0.02%~0.36%）、SnO2（0.07%~0.43%）、Sc2O3（0.02%~0.26%）、ZrO2（<0.15%）和HfO2（<0.16%）等。Ta/（Ta+Nb）和Mn/（Mn+Fe）值分别变化于0.09~0.57和0.42~0.82，表明多数矿物为铌锰矿，次为铌铁矿，钽锰矿少见（图8）。样品3-1（锂云母花岗伟晶岩）中的铌钽铁矿物为黑色-黑红色，半透明-不透明，自形-半自形柱状、不规则状，粒度较小，长100~350 µm，宽80~200 µm，内部结构较简单，环带不太发育（图7b），反映其化学成分比较均匀，颗粒内裂隙不太发育，偶见锡石、锆石等显微包体。该样品中用于定年的铌钽铁矿的电子探针数据见表3，结果显示矿物成分变化比较微弱，其中，w（Nb2O5）为52.63%~66.02%，w（Ta2O5）为13.97%~25.97%，w（MnO）为18.10%~19.97%，w（FeO）很低，介于0.03%~0.70%。另外，还有少量w（WO3）（0.09%~1.19%）、w（TiO2）（<0.72%）、w（SnO2）（<0.18%）、w（Sc2O3）（0.05%~0.13%）、w（ZrO2）（<0.16%）和w（HfO2）（<0.29%）等。Ta/（Ta+Nb）和Mn/（Mn+Fe）值变化分别为0.11~0.23和0.97~1.00，表明所测矿物均为铌锰矿（图8）。2类伟晶岩中铌钽铁矿的生长环带和化学成分有明显差异，但Feng等（2020）研究认为，Nb-Ta、Fe-Mn的分异对U-Pb测年没有影响，因此，可以用来进行U-Pb年龄测试。
铌钽铁矿的LA-ICP-MS U-Pb年龄数据采用单点剥蚀模式获得，详细定年结果见表4。9-1样品共计测得17个有效数据点，它们的测试年龄可分为2组：其中，3个测点的206Pb/238U年龄整体较小，分散变化于410.4~423.5 Ma，可能为晚期岩浆叠加年龄；其他14个测点显示较大的年龄值（441.5~462.9 Ma），其协和年龄为（450.6±5.6）Ma（图7c，MSWD=2.9），这些分析点均分布于谐和线上或其附近，表明几乎没有U或Pb的丢失或加入，年龄数据能够代表铌钽铁矿的结晶年龄。3-1样品共计测得17个有效数据点，它们均分布于谐和线上，协和年龄为（413.2±4.9）Ma（图7d，MSWD=3.1）。测年结果表明，锂辉石花岗伟晶岩和锂云母花岗伟晶岩的形成年龄分别为（450.6±5.6）Ma和（413.2±4.9）Ma，前者在后期发生过热液改造，改造时间与后者同期。总的来看，矿区至少发生过2期稀有金属成矿作用。
5讨论5.1成岩成矿年龄和构造环境前人对阿尔金一带花岗伟晶岩的成岩成矿时代已做了部分研究工作（图9）。Gao等（2021）指出吐格曼矿区伟晶岩锆石、铌钽铁矿的U-Pb年龄主要为（472±8）Ma，少部分介于438~412 Ma；Li等（2023）则进一步补充了该区伟晶岩的锆石U-Pb年龄为485.3~471.0 Ma和450.8 Ma，结合前人成果，总结土格曼矿区伟晶岩经历了3期成岩成矿作用（485~470 Ma、460~450 Ma和438~412 Ma）。吐格曼北多条伟晶岩的锡石、锆石和铌钽铁矿U-Pb年龄，也指出矿区存在有3期成矿作用：468~454 Ma、436~434.6 Ma与415.4~414.7 Ma（李杭等，2020；2022）。塔什萨依矿区伟晶岩的锆石、独居石和铌钽矿物U-Pb年龄再次证实区内至少发生过3期（486~471 Ma、441~439 Ma、416.3 Ma）岩浆热液活动（Hong et al.，2021；Ma et al.，2024）。此外，塔什达坂、塔木切矿区在458~441 Ma发生过稀有金属矿化后，均叠加了一次后期岩浆热液活动（418~417 Ma）（Kang et al.，2024a；2024b）。总的来看，阿中地块稀有金属伟晶岩的成矿时间主要集中在奥陶世—早泥盆世，并可明显地分为3个主要成矿阶段（图9）：第一阶段，成矿时间为488~458 Ma，该期矿化主要在土格曼、土格曼北、塔什萨依等矿区有所体现；第二阶段（458~430 Ma）和第三阶段（430~405 Ma）成矿作用则在阿尔金中段大部分稀有金属伟晶岩矿区都有记录。此外，库木萨依矿区还获得了（345.8±3.5）Ma和（236.7±1.6）Ma两期花岗伟晶岩年龄（本项目团队未发表数据），表明阿尔金造山带稀有金属成矿作用经历了一个漫长的过程。前人对瓦石峡南矿区花岗伟晶岩的年龄也开展了部分研究，Kang等（2024b）得到锂云母花岗伟晶岩、锂辉石花岗伟晶岩的铌钽矿物和锡石U-Pb年龄为447~445 Ma，王登红等（2022）报道了该区锂云母花岗伟晶岩的白云母40Ar/39Ar年龄（405~402 Ma），结合本次研究得到的瓦石峡南矿区锂辉石花岗伟晶岩和锂云母花岗伟晶岩的LA-ICP-MS铌钽铁矿U-Pb年龄，分别为（450.6±5.6）Ma和（413.2±4.9）Ma，可知区内2条伟晶岩脉的形成年龄与区域伟晶岩成岩成矿事件基本一致，表明瓦石峡南矿区至少存在有2期岩浆热液成矿事件，至于其他期次的岩浆成矿活动是否存在，尚需后期深入研究。
前人对阿尔金早古生代构造演化已进行了比较深入地研究，综合分析认为阿尔金南缘的构造-岩浆演化过程可划分为洋壳俯冲阶段（≥500 Ma）、陆壳深俯冲阶段（504~472 Ma）、俯冲陆壳发生板片断离并开始折返（469~451 Ma）和碰撞后伸展阶段（426~385 Ma）（刘良等，2015；李琦等，2020）。北阿尔金地区洋壳俯冲可能发生在514.3~443.0 Ma（陈宣华等，2003；Meng et al.，2017），446.0~427.3 Ma为同碰撞构造环境（Wu et al.，2009；孟令通等，2016；吴玉等，2021），此后碰撞挤压环境向伸展环境转变（425~422 Ma）（Yu et al.，2018；郑坤等，2019），419.9~404.7 Ma为造山后伸展垮塌阶段（吴玉等，2021）。刘春花（2014）和徐兴旺等（2024）通过对比阿北、阿中及阿南地块花岗岩类的地球化学特征，认为阿中地块花岗岩在455 Ma之前与阿南地块花岗岩相似，如520~500 Ma的瓦石峡乡花岗岩为弧花岗岩特征，490~458 Ma的瓦石峡乡花岗岩、吐格曼花岗岩、塔什萨依和塔什达坂西花岗岩具同碰撞花岗岩特征（Liu et al.，2016；Hong et al.，2021；Li et al.，2023；王令全等，2024）；450~435 Ma为过渡期，受阿南和阿北地块的共同陆陆碰撞作用，阿中地块地壳加厚并伴生下地壳发生大规模熔融（Yu et al.，2018；吴玉等，2021），生成大量花岗质岩浆，随后岩浆发生分异形成库木达坂、塔特布拉克等同碰撞黑云母花岗岩（康磊等，2013；Liu et al.，2016；Kang et al.，2024a）；435 Ma以后与阿北地块花岗岩相似，进入碰撞后伸展阶段。综上所述，笔者提出瓦石峡南锂辉石花岗伟晶岩（450.6±5.6 Ma）可能形成于挤压碰撞向碰撞后伸展转换阶段，而锂云母花岗伟晶岩（413.2±4.9 Ma）则形成于碰撞后伸展阶段。
5.2成矿机制花岗岩浆分异作用过程中Rb与K紧密相关，伟晶岩中Rb主要呈分散状态存在于含钾矿物中而不形成单矿物，具有成因关系的花岗岩系列，它们的K/Rb比值稳定且变化不大，具有较为一致的线性变化趋势（张立平等，2021）。瓦石峡南锂辉石花岗伟晶岩和锂云母花岗伟晶岩的K/Rb比值（9.83~23.00）低且相对集中,在Rb-K关系图（图6b）中，K、Rb含量具有一定线性关系。此外，Zr-Hf关系图中，样品也具正相关关系（图6c），2类花岗伟晶岩的Al2O3、MgO、CaO/Al2O3与SiO2具有线性关系（图6d~f），伟晶岩样品的稀土、微量元素含量总体上有相同的变化趋势（图5a、b），均表明它们具有成因联系（张良等，2021；徐恒等，2022）。但2类伟晶岩之间相当长的成岩时间跨度，难以用不同矿物封闭温度不同或岩浆长期冷却来解释（朱文斌等，2024），推测是多期岩浆作用造成的，而非同一岩浆逐渐结晶的产物（Ma et al.，2024）。
岩浆分异指数（DI）和固结指数（SI）能有效反映岩浆的分异程度和基性程度，通常DI值越大，岩浆分异程度越强，SI值越小，岩浆酸性程度越高（李善平等，2021；徐恒等，2022）。矿区锂辉石花岗伟晶岩和锂云母花岗伟晶岩的DI值（86.78~94.34、85.44~91.47）高、SI值（1.16~2.49、1.26~1.98）低，指示岩浆分异强、酸性程度高。2类伟晶岩中钾长石均为微斜长石，斜长石多为钠长石，且富含Li、F、P等矿物，如锂辉石花岗伟晶岩中含有锂辉石和磷锂铝石，锂云母花岗伟晶岩中含有锂云母、锂辉石、黄玉、细晶石和萤石等，矿物组合上具高分异的特征（吴福元等，2017；杨飞，2019），且相较于锂辉石和磷锂铝石，锂云母和细晶石的出现可能指示岩体经历了更高程度的分异作用（刘晨等，2021；Yang et al.，2022；汪辉等，2024）。2类伟晶岩稀土元素总量低、轻重稀土元素比值小和负Eu异常明显等特征，则可能与磷灰石、褐帘石、独居石等矿物的分离结晶以及流体活动有关（付小方等，2017；于志琪等，2023）。2类伟晶岩的Zr/Hf值（5.90~10.83）均较低且集中，明显低于球粒陨石和壳源花岗岩值（33~40，Green，1995）；Nb/Ta值介于0.74~1.89，明显小于球粒陨石和大陆壳的值（17.5和约11）。Nb-Ta、Zr-Hf具有相同电价和相似的离子半径，也具有非常相似的地球化学行为，前人研究认为，Nb/Ta值的极度降低可能主要是早期富铌矿物结晶或流体分异、矿化流体加入所造成的（Černý，1992；Dostal et al.，2000；张辉等，2001；何蕾等，2023），Zr-Hf分异则要受控于锆石的分离结晶（于志琪等，2023）。此外，研究区花岗伟晶岩稀土元素具有显著的四分组效应，据研究，这是由经历过高度分离结晶之后的熔体与流体相互作用形成的结果（赵振华等，1999；吴福元等，2017），因此，综合分析认为区内伟晶岩可能受到了高分异演化熔体和富挥发分流体共同作用的制约（聂晓亮等，2022）。
稀有元素伟晶岩的形成主要有2种成因过程：花岗质岩浆高度分异作用（London et al.，2002；Roda-Robles et.，2018；Yan et al.，2020）和富含稀有元素的源岩部分熔融作用（Shaw et al.，2016；Chen et al.，2020；Liu et al.，2023）。目前，已有部分学者对区内稀有金属花岗伟晶岩的成因进行了研究。Li等（2023）通过综合分析花岗岩和花岗伟晶岩的空间产状、形成年龄、同位素和全岩地球化学等特征，认为土格曼花岗岩是地壳变质岩和变质玄武岩部分熔融而成，花岗伟晶岩形成于花岗质岩浆结晶分异演化的不同阶段，并指出与高分异花岗岩有关的伟晶岩更有利于Li、Be矿化。Kang等（2024a）论证了塔什达坂含锂花岗伟晶岩是库木达坂花岗岩高度结晶分异的结果，库木达坂岩体为高钾钙碱性S型花岗岩。Hong等（2021）结合年代学、电气石和石英的微量元素及石英氧同位素数据，认为塔什萨依含金绿宝石花岗伟晶岩（490~486 Ma）是花岗岩熔体分异结晶形成的；但Ma等（2024）研究发现塔什萨依矿区发生过3次岩浆成矿作用，它们是不同岩浆事件造成的，而非岩浆逐渐结晶演化的结果，岩浆活动及其相关的锂矿化可能与古元古代至中元古代变质杂砂岩中黑云母脱水熔融有关，花岗质伟晶岩经历过高度结晶分异作用。瓦石峡南矿床因切割深、覆盖厚，工区内暂未见到花岗岩体，但徐兴旺等（2024）、Kang等（2024b）在工区东侧瓦石峡水库南侧发现了一处黑云母花岗岩体（水库南岩体），他们分析认为水库南花岗岩的年龄为451~445 Ma，与锂辉石伟晶岩的形成年龄接近，且锂云母伟晶岩脉带位于锂辉石伟晶岩脉带的南侧、位于花岗岩-伟晶岩系统的最外侧，岩体和含矿伟晶岩之间具有密切的时空关系。结合区域同类型花岗伟晶岩的成因研究，及矿区内未发现混合岩化，伟晶岩中也未发现蓝晶石、绿泥石等变质矿物等特征，笔者初步推测瓦石峡南含矿花岗伟晶岩应为花岗质岩浆脉动式多期次上涌并发生高度分异而成，同时伴有富挥发分流体的共同作用。水库南花岗岩体是否是伟晶岩的母体岩浆尚有待进一步研究。
6结论（1）瓦石峡南矿区广泛发育花岗伟晶岩，以托盖勒克萨依沟为界可分为2个矿化集中区，其中，北部以ρ9号伟晶岩脉为代表，主要岩石类型为锂辉石花岗伟晶岩；南部以ρ3号伟晶岩脉为代表，主要岩石类型为锂云母花岗伟晶岩。
（2）锂辉石花岗伟晶岩和锂云母花岗伟晶岩的LA-ICP-MS铌钽铁矿U-Pb年龄分别为（450.6±5.6）Ma和（413.2±4.9）Ma，反映至少存在2期成岩成矿活动；前者可能形成于挤压碰撞向碰撞后伸展的转换阶段，而后者形成于碰撞后伸展阶段。
（3）2类花岗伟晶岩脉均具有高硅、高铝、低钙和相对富碱的特征，前者属低钾（拉斑）系列，后者为钙碱性-高钾钙碱性系列。样品微量元素相对富集Rb、U、Ta、P、Hf，相对亏损Ba、Eu和Ti等元素。稀土元素总量较低，轻重稀土元素分馏不明显，负Eu异常明显，具较明显的四分组效应。
（4）研究区2类花岗伟晶岩分异演化程度均较高，且具有一定成因联系，推测其应为花岗质岩浆脉动式多期次上涌并发生高度分异而成，同时伴有富挥发分流体的共同制约。
致谢匿名审稿专家和编辑对本文提出了许多的建设性修改意见，在此表示由衷的感谢！
表1瓦石峡南花岗岩伟晶岩全岩主量元素（w(B)/%）、微量元素及稀土元素（w(B)/10-6）分析结果Table 1 Whole-rock major(w(B)/%), trace and rare earth elements(w(B)/10-6) analytical results of rock samples from the southern Washixia granitic pegmatites组分
ρ9号锂辉石花岗伟晶岩
ρ3号锂云母花岗伟晶岩
组分
ρ9号锂辉石花岗伟晶岩
ρ3号锂云母花岗伟晶岩
H9-2
H9-1
H9-3
H3-1
H3-2
H3-3
H3-4
H3-5
H9-2
H9-1
H9-3
H3-1
H3-2
H3-3
H3-4
H3-5
SiO2
72.47
75.09
73.92
68.22
68.85
69.81
72.03
70.79
Ba
6.00
4.84
0.93
9.09
22.1
22.2
70.5
19.3
TiO2
0.01
0.02
0.01
0.01
0.02
0.02
0.02
0.02
La
0.24
0.48
0.13
1.40
1.52
2.46
1.79
1.49
Al2O3
15.62
16.91
17.07
16.5
17.38
17.79
16.28
16.53
Ce
0.12
0.64
0.10
1.98
2.79
4.71
2.95
2.46
TFe2O3
0.14
0.13
0.15
0.32
0.31
0.31
0.29
0.33
Pr
0.05
0.09
0.01
0.18
0.31
0.50
0.31
0.28
MnO
0.04
0.03
0.03
0.09
0.13
0.31
0.22
0.19
Nd
0.34
0.39
0.06
0.49
0.97
1.49
0.85
0.86
MgO
0.09
0.1
0.1
0.13
0.09
0.12
0.12
0.13
Sm
0.20
0.28
0.17
0.22
0.64
0.75
0.44
0.53
CaO
0.77
0.69
0.62
2.04
1.21
0.91
0.64
0.63
Eu
0.03
0.01
0.01
0.005
0.02
0.01
0.03
0.02
Na2O
7.14
3.19
3.34
3.45
5.02
2.28
3.63
4.46
Gd
0.38
0.32
0.20
0.21
0.56
0.69
0.43
0.49
K2O
0.69
1.22
0.72
3.64
2.34
3.98
4.27
3.29
Tb
0.08
0.09
0.05
0.06
0.14
0.18
0.13
0.13
P2O5
1.35
1.21
1.09
0.06
0.05
0.03
0.07
0.03
Dy
0.48
0.31
0.17
0.40
0.85
1.15
0.93
1.02
LOI
0.71
0.90
0.83
2.71
2.47
2.93
1.86
2.04
Ho
0.09
0.02
0.01
0.07
0.13
0.19
0.16
0.12
总和
99.03
99.49
97.88
97.17
97.87
98.49
99.43
98.44
Er
0.25
0.04
0.03
0.26
0.45
0.62
0.57
0.52
A/NK
1.99
3.83
4.20
2.33
2.36
2.84
2.06
2.13
Tm
0.03
0.003
0.003
0.07
0.10
0.13
0.14
0.10
A/CNK
1.82
3.32
3.65
1.81
2.03
2.48
1.91
1.97
Yb
0.15
0.03
0.03
0.85
1.01
1.20
1.41
0.88
SI
1.16
2.28
2.49
1.88
1.26
1.98
1.55
1.72
Lu
0.02
0.003
0.002
0.14
0.16
0.19
0.23
0.14
DI
94.34
87.25
86.78
85.44
88.68
85.89
91.47
91.39
Hf
1.38
4.38
3.41
3.43
1.85
0.96
5.22
1.38
刚玉
3.19
10.48
11.13
4.80
4.73
3.51
4.73
8.52
Ta
109
105
152
144
60.5
26.4
90.7
48.9
Li
3092
10826
11847
8087
5518
7650
6785
7915
Pb
5.14
4.24
2.94
4.22
4.12
8.68
16.8
4.32
Be
445
425
452
145
315
656
211
188
Bi
0.38
0.68
0.22
0.83
0.49
3.26
1.56
0.29
Sc
0.23
0.19
0.13
1.00
0.37
0.71
0.36
0.47
Th
0.33
0.54
0.23
4.66
7.02
8.89
11.8
6.39
V
0.55
1.09
0.35
0.37
0.19
0.50
0.55
0.27
U
8.61
6.73
2.45
8.64
4.65
1.96
5.39
3.78
Cr
2.30
1.80
2.31
1.24
1.08
0.79
2.46
1.53
∑REE
2.44
2.70
0.97
6.20
9.49
14.08
10.14
8.09
Co
159
120
141
144
38.7
58.5
116
95.0
LREE/HREE
0.66
2.32
0.97
2.08
1.84
2.28
1.59
1.66
Ni
2.91
1.77
2.33
1.62
0.79
1.14
2.92
1.62
LaN/YbN
0.36
1.11
0.60
0.67
0.67
0.80
0.54
0.64
Cu
0.97
0.66
1.16
0.84
0.88
1.12
2.44
1.35
δEu
0.33
0.10
0.17
0.07
0.10
0.04
0.21
0.12
Zn
34.1
20.4
23.5
48.5
40.6
54.5
148.1
69.1
t1
0.37
0.78
0.35
0.99
1.06
1.10
1.07
1.01
Ga
11.7
13.1
19.9
19.1
30.2
16.6
33.9
39.2
t3
1.17
2.29
1.88
1.45
1.40
1.40
1.46
1.64
Rb
249
529
379
3073
1783
2798
2682
2454
t4
0.93
0.92
1.13
1.25
1.18
1.15
1.21
1.10
Sr
51.3
36.6
21.0
17.6
140
85.3
177
59.9
t1*t3
0.43
1.78
0.66
1.44
1.48
1.55
1.55
1.66
Y
3.40
1.00
0.57
4.80
6.20
10.4
8.78
5.38
TE1,3
0.66
1.34
0.81
1.20
1.22
1.24
1.25
1.29
Zr
13.9
47.4
28.2
29.8
15.7
10.4
42.5
8.14
Rb/Sr
4.85
14.45
18.05
174.60
12.74
32.80
15.15
40.97
Nb
188
198
212
123
56.7
45.3
67.3
61.7
K/Rb
23.00
19.15
15.77
9.83
10.89
11.81
13.22
11.13
Mo
0.04
0.02
0.15
0.06
0.03
0.002
0.16
0.07
Zr/Hf
10.07
10.82
8.27
8.69
8.49
10.83
8.14
5.90
Cd
0.06
0.05
0.06
0.03
0.01
0.01
0.03
0.01
Nb/Ta
1.72
1.89
1.39
0.85
0.94
1.72
0.74
1.26
In
0.33
0.36
0.40
0.30
0.17
0.28
0.28
0.22
Y/Ho
37.78
50.00
57.00
68.57
47.69
54.74
54.88
44.83
Cs
46.7
70.9
88.8
747
362
660
610
433
注：A/NK=Al2O3/（Na2O+K2O）；A/CNK=Al2O3/（CaO+Na2O+K2O）；DI，分异指数；SI，固结指数；δEu=SmN/((SmN+GdN)/2)；t1、t3、t4和TE1,3量化公式参照文献Irber（1999）；比值单位为1。表2瓦石峡南ρ9号锂辉石花岗伟晶岩铌钽铁矿电子探针数据（w(B)/%）Table 2 EPMA data(w(B)/%) of columbotantalite from theρ9 granitic pegmatite vein in the southern Washixia deposit组分
9-1-1
9-1-2
9-1-3
9-1-4
9-1-5
9-1-6
9-1-7
9-1-8
9-1-9
9-1-10
9-1-11
9-1-12
9-1-13
9-1-14
9-1-15
9-1-16
9-1-17
Sc2O3
0.08
0.22
0.14
0.22
0.11
0.07
0.02
0.13
0.10
0.26
0.16
0.14
0.21
0.08
0.05
0.10
0.16
SnO2
0.23
0.36
0.07
0.11
0.16
0.13
0.20
0.09
0.15
0.19
0.12
0.14
0.43
0.13
0.10
0.14
0.13
Nb2O5
61.80
27.98
48.53
37.90
54.77
63.54
67.68
54.51
57.63
25.32
49.67
55.75
40.38
66.39
67.57
56.50
43.70
ZrO2
0.15
0.06
0.01
0.05
0.13
0.06
0.09
0.03
0.01
0.13
-
-
0.10
0.01
0.08
0.02
0.10
HfO2
0.10
-
-
0.16
0.09
-
-
-
0.07
0.02
-
0.08
0.14
0.01
-
-
-
Ta2O5
17.34
53.92
32.29
41.96
23.91
15.75
11.41
26.63
21.73
55.34
29.71
24.26
39.00
11.82
11.58
22.72
36.07
WO3
0.89
0.24
0.42
0.33
0.17
0.31
0.48
0.10
0.60
0.45
0.19
0.30
0.31
1.06
0.32
0.50
0.42
FeO
10.28
7.52
8.40
9.03
8.90
10.62
11.48
7.84
7.97
4.37
9.29
8.40
8.98
11.75
8.76
9.79
3.18
MnO
9.66
9.22
10.04
8.39
10.14
8.86
8.61
11.91
10.74
12.24
9.97
10.52
8.77
8.46
11.42
9.45
14.77
TiO2
0.36
0.13
0.07
0.22
0.03
0.19
0.33
0.02
0.15
0.17
0.11
0.16
0.11
0.28
0.31
0.13
0.03
总和
100.89
99.65
99.97
98.37
98.41
99.53
100.3
101.26
99.15
98.49
99.22
99.75
98.43
99.99
100.19
99.35
98.56
Nb5+
1.674
0.910
1.415
1.180
1.567
1.729
1.795
1.528
1.617
0.843
1.446
1.571
1.241
1.774
1.794
1.591
1.319
Ta5+
0.282
1.055
0.566
0.786
0.411
0.258
0.182
0.449
0.367
1.108
0.520
0.411
0.721
0.190
0.185
0.385
0.655
Fe2+
0.515
0.452
0.453
0.520
0.471
0.535
0.563
0.407
0.414
0.269
0.500
0.438
0.511
0.581
0.430
0.510
0.178
Mn2+
0.490
0.562
0.549
0.489
0.544
0.452
0.428
0.626
0.565
0.763
0.544
0.556
0.505
0.423
0.568
0.498
0.835
总和
2.961
2.979
2.983
2.975
2.993
2.974
2.968
3.01
2.963
2.983
3.01
2.976
2.978
2.968
2.977
2.984
2.987
Nb+Ta
1.956
1.965
1.981
1.966
1.978
1.987
1.977
1.977
1.984
1.951
1.966
1.982
1.962
1.964
1.979
1.976
1.974
Fe+Mn
1.005
1.014
1.002
1.009
1.015
0.987
0.991
1.033
0.979
1.032
1.044
0.994
1.016
1.004
0.998
1.008
1.013
Ta/(Ta+Nb)
0.144
0.537
0.286
0.400
0.208
0.130
0.092
0.227
0.185
0.568
0.264
0.207
0.367
0.097
0.093
0.195
0.332
Mn/(Mn+Fe)
0.488
0.554
0.548
0.485
0.536
0.458
0.432
0.606
0.577
0.739
0.521
0.559
0.497
0.421
0.569
0.494
0.824
注：“-”表示低于检测限；比值单位为1。表3瓦石峡南ρ3号锂云母花岗伟晶岩铌钽铁矿电子探针数据（w(B)/%）Table 3 EPMA data(w(B)/%) of columbotantalite from theρ3 granitic pegmatite vein in the southern Washixia deposit组分
3-1-1
3-1-2
3-1-3
3-1-4
3-1-5
3-1-6
3-1-7
3-1-8
3-1-9
3-1-10
3-1-11
3-1-12
3-1-13
3-1-14
3-1-15
3-1-16
3-1-17
Sc2O3
0.05
0.07
0.05
0.07
0.13
0.12
0.12
0.10
0.09
0.10
0.10
0.08
0.09
0.10
0.08
0.09
0.12
SnO2
-
0.10
0.15
0.16
0.11
0.04
0.05
0.16
0.18
0.06
0.05
0.01
0.08
0.09
0.08
0.16
0.04
Nb2O5
62.41
63.18
66.02
65.35
52.63
56.64
53.44
56.57
58.63
63.61
59.70
64.42
56.60
63.29
62.57
62.11
57.06
ZrO2
-
0.03
0.05
0.02
0.04
-
-
0.03
0.16
-
-
-
-
-
-
0.07
-
HfO2
-
0.11
0.08
0.07
0.29
-
-
-
0.10
-
0.01
-
0.12
-
-
-
-
Ta2O5
17.59
15.69
13.98
13.97
25.97
22.55
25.69
22.10
18.54
14.85
20.17
14.15
22.38
16.42
17.23
17.60
22.99
WO3
0.32
0.80
0.39
0.22
0.91
0.41
0.72
0.69
0.82
0.78
0.94
0.46
1.11
1.19
0.40
0.09
0.34
FeO
0.13
0.23
0.09
0.16
0.16
0.53
0.59
0.24
0.27
0.03
0.59
0.70
0.52
0.53
0.21
0.03
0.50
MnO
19.61
18.85
19.21
19.18
18.30
19.16
18.32
18.50
18.78
19.65
18.65
19.22
18.58
19.12
19.97
19.25
18.10
TiO2
0.09
-
0.02
0.02
0.72
0.27
0.23
0.22
0.03
0.46
0.08
-
0.30
0.52
0.02
-
0.31
总和
100.20
99.06
100.04
99.22
99.26
99.72
99.16
98.61
97.60
99.54
100.29
99.04
99.78
101.26
100.56
99.40
99.46
Nb5+
1.698
1.729
1.772
1.769
1.502
1.585
1.526
1.598
1.654
1.723
1.644
1.752
1.584
1.696
1.697
1.704
1.599
Ta5+
0.288
0.258
0.226
0.227
0.446
0.380
0.441
0.376
0.315
0.242
0.334
0.231
0.377
0.265
0.281
0.290
0.388
Fe2+
0.006
0.011
0.005
0.008
0.008
0.027
0.031
0.012
0.014
0.001
0.030
0.035
0.027
0.026
0.010
0.001
0.026
Mn2+
1.000
0.966
0.966
0.973
0.979
1.005
0.980
0.979
0.992
0.997
0.962
0.979
0.974
0.960
1.015
0.989
0.950
总和
2.992
2.964
2.969
2.977
2.935
2.997
2.978
2.965
2.975
2.963
2.970
2.997
2.962
2.947
3.003
2.984
2.963
Nb+Ta
1.986
1.987
1.998
1.996
1.948
1.965
1.967
1.974
1.969
1.965
1.978
1.983
1.961
1.961
1.978
1.994
1.987
Fe+Mn
1.006
0.977
0.971
0.981
0.987
1.032
1.011
0.991
1.006
0.998
0.992
1.014
1.001
0.986
1.025
0.990
0.976
Ta/(Ta+Nb)
0.145
0.130
0.113
0.114
0.229
0.193
0.224
0.190
0.160
0.123
0.169
0.116
0.192
0.135
0.142
0.145
0.195
Mn/(Mn+Fe)
0.994
0.989
0.995
0.992
0.992
0.974
0.969
0.988
0.986
0.999
0.970
0.965
0.973
0.974
0.990
0.999
0.973
注：“-”表示低于检测限；比值单位为1。表4瓦石峡南花岗伟晶岩铌钽铁矿U-Pb年代学数据Table 4 U-Pb age data of columbotantalite from the southern Washixia granitic pegmatites编号及岩性
测点号
同位素比值
年龄/Ma
207Pb/235U
±1σ
206Pb/238U
±1σ
rho
207Pb/235U
±1σ
206Pb/238U
±1σ
9-1锂辉石花岗伟晶岩
9-1-1
0.59810
0.03032
0.07443
0.00144
0.38119
476.0
19.3
462.8
8.6
9-1-2
0.56961
0.03847
0.07297
0.00193
0.39204
457.8
24.9
454.0
11.6
9-1-3
0.54592
0.02528
0.07147
0.00108
0.32636
442.3
16.6
445.0
6.5
9-1-4
0.65060
0.05513
0.07188
0.00204
0.33500
508.8
33.9
447.5
12.3
9-1-5
0.67260
0.05762
0.07367
0.00288
0.45607
522.3
35.0
458.2
17.3
9-1-6
0.54765
0.08676
0.07088
0.00300
0.26744
443.5
56.9
441.5
18.1
9-1-7
0.49399
0.04120
0.06573
0.00147
0.26723
407.6
28.0
410.4
8.9
9-1-8
0.51505
0.07066
0.06790
0.00272
0.29238
421.8
47.4
423.5
16.4
9-1-9
0.61990
0.05337
0.07323
0.00222
0.35188
489.8
33.5
455.6
13.3
9-1-10
0.65608
0.04637
0.07429
0.00255
0.48570
512.2
28.4
461.9
15.3
9-1-11
0.55951
0.05277
0.06729
0.00170
0.26817
451.2
34.4
419.8
10.3
9-1-12
0.54294
0.05216
0.07197
0.00274
0.39574
440.4
34.3
448.0
16.5
9-1-13
0.52679
0.05587
0.07112
0.00225
0.29835
429.7
37.2
442.9
13.5
9-1-14
0.60418
0.04712
0.07444
0.00283
0.48799
479.9
29.8
462.9
17.0
9-1-15
0.55302
0.02763
0.07171
0.00126
0.35094
447.0
18.1
446.5
7.6
9-1-16
0.56579
0.04080
0.07191
0.00151
0.29039
455.3
26.5
447.7
9.1
9-1-17
0.55092
0.03196
0.07237
0.00144
0.34236
445.6
20.9
450.4
8.6
3-1锂云母花岗伟晶岩
3-1-1
0.45255
0.06587
0.06434
0.00266
0.38119
379.1
46.0
402.0
16.1
3-1-2
0.52742
0.05472
0.06772
0.00210
0.39204
430.1
36.4
422.4
12.7
3-1-3
0.48812
0.04805
0.06709
0.00174
0.32636
403.6
32.8
418.6
10.5
3-1-4
0.48776
0.05126
0.06578
0.00183
0.33500
403.4
35.0
410.7
11.1
3-1-5
0.51302
0.03357
0.06714
0.00129
0.45607
420.5
22.5
418.9
7.8
3-1-6
0.51520
0.05591
0.06802
0.00241
0.26744
421.9
37.5
424.2
14.6
3-1-7
0.50211
0.04831
0.06588
0.00181
0.26723
413.1
32.7
411.3
11.0
3-1-8
0.52485
0.02015
0.06673
0.00082
0.29238
428.4
13.4
416.4
5.0
3-1-9
0.48669
0.03507
0.06447
0.00142
0.35188
402.7
24.0
402.7
8.6
3-1-10
0.48805
0.03950
0.06449
0.00150
0.48570
403.6
27.0
402.9
9.1
3-1-11
0.55813
0.06993
0.06741
0.00255
0.26817
450.3
45.6
420.5
15.4
3-1-12
0.60169
0.07454
0.06883
0.00287
0.39574
478.3
47.3
429.1
17.3
3-1-13
0.60122
0.08270
0.06664
0.00314
0.29835
478.0
52.4
415.9
19.0
3-1-14
0.58044
0.05679
0.06759
0.00179
0.48799
464.7
36.5
421.6
10.8
3-1-15
0.52714
0.06054
0.06110
0.00267
0.35094
429.9
40.3
382.3
16.2
3-1-16
0.59402
0.06053
0.06742
0.00202
0.29039
473.4
38.6
420.6
12.2
3-1-17
0.58175
0.06420
0.06550
0.00209
0.34236
465.6
41.2
409.0
12.7
图1阿尔金大地构造位置图（a）及区域地质图（b）（据Gao et al.，2021修改） 1—新生代；2—侏罗纪砾岩砂岩砂质泥岩；3—泥盆纪—二叠纪中酸性侵入岩；4—奥陶纪中基性火山岩、火山碎屑岩和细粒碎屑岩；5—寒武 纪—志留纪酸性侵入岩；6—寒武纪基性岩；7—寒武纪中-基性火山岩、碳酸盐岩和砂岩；8—新元古代海相碎屑岩、细粒碎屑岩及火山碎屑岩； 9—中-新元古代片麻质花岗岩；10—中元古代碳酸盐岩和碎屑岩；11—中元古代变质碎屑岩、碳酸盐岩和基性火山岩；12—古元古代 角闪岩相变质碎屑岩、碳酸盐岩和火山碎屑岩；13—断层；14—锂铍矿
Fig. 1 Tectonic setting (a) and regional geological map (b) of the Altun region (modified from Gao et al., 2021) 1—Cenozoic undifferentiated; 2—Jurassic conglomerate, sandstone & sandy mudstone; 3—Devonian to Permian intermediate to felsic intrusions; 4—Ordovician intermediate to mafic volcanics, pyroclastics & fine-grained clastics; 5—Cambrian to Silurian acidic intrusive rocks; 6—Cambrian basic igneous rocks; 7—Cambrian intermediate to basic volcanics, carbonate & sandstone; 8—Neoproterozoic marine clastics, fine-grained clastics & volcaniclastics; 9—Meso- to Neoproterozoic gneissic granitic rocks; 10—Mesoproterozoic carbonate & clastic rocks; 11—Mesoproterozoic metamorphic clastics, carbonate, and basic volcanics; 12—Palaeoproterozoic amphibolite facies meta-clastics, carbonate & volcaniclastics; 13—Fault; 14—Li-Be deposit
图2瓦石峡南矿区地质图（据新疆地质矿产开发局第三地质大队，2020修编） 1—第四系冲洪积砾石砂土；2—第四系风积砂土；3—蓟县系金雁山组：大理岩；4—古元古界阿尔金岩群片岩组：石英岩；5—古元古界阿尔金岩群片岩组：（含石榴子石）云母石英片岩；6—古元古界阿尔金岩群片岩组：十字石二云母石英片岩；7—古元古界阿尔金岩群片岩组：黑云母石英片岩；8—古元古界阿尔金岩群片岩组：斜长角闪岩；9—伟晶岩脉及编号；10—含矿伟晶岩脉及编号；11—推测含矿伟晶岩脉；12—辉长岩脉；13—辉绿岩脉；14—地质界线；15—岩相界线；16—断层；17—解译/推断断层
Fig. 2 Geological map of the southern Washixia deposit (modified from the Third Geological Branch of Xinjiang Geological and Mineral Bureau, 2020) 1—Quaternary alluvial gravel sandy soil; 2—Quaternary aeolian sandy soil; 3—Jinyanshan Formation of Jixianian System: marble; 4—Paleoproterozoic Altun Group schist Formation: quartzite; 5—Paleoproterozoic Altun Group schist Formation: ( garnet-bearing) mica quartz schist; 6—Paleoproterozoic Altun Group schist Formation: staurolite two-mica quartz schist; 7—Paleoproterozoic Altun Group schist Formation: biotite quartz schist; 8—Paleoproterozoic Altun Group schist Formation: amphibolite; 9—Pegmatite dykes and numbers; 10—Mineralized pegmatite dykes and numbers; 11—Inferred mineralized pegmatite dykes; 12—Gabbro dykes; 13—Diabase dykes; 14—Geological boundary; 15—Lithofacies boundary; 16—Faults; 17—Interpreted/inferred faults
图3瓦石峡南花岗伟晶岩手标本照片及岩石显微镜下照片 a.锂辉石花岗伟晶岩中锂辉石；b.锂云母花岗伟晶岩中锂云母；c.锂辉石花岗伟晶岩中锂辉石和磷锂铝石（正交）；d.锂辉石花岗伟晶岩中磷锂铝石（正交）；e.锂云母花岗伟晶岩中锂云母和黄玉（正交）；f.锂云母花岗伟晶岩中锂云母（正交） Spd—锂辉石；Lpd—锂云母；Amb—磷锂铝石；Q—石英；Ab—钠长石；Ms—白云母；Kfs—微斜长石；Toz—黄玉
Fig. 3 Photos of hand specimens and micrographs of the granitic pegmatite from the southern Washixia a. Spodumene in spodumene granitic pegmatite; b. Lepidolite in lepidolite granitic pegmatite; c. Spodumene and amblygonite in spodumene granitic pegmatite (under cross-polarized light); d. Amblygonite in spodumene granitic pegmatite (under cross-polarized light); e. Lepidolite and topaz in lepidolite granitic pegmatite (under cross-polarized light); f. Lepidolite in lepidolite granitic pegmatite (under cross-polarized light) Spd—Spodumene; Lpd—Lepidolite; Amb—Amblygonite; Q—Quartz; Ab—Albite; Ms—Muscovite; Kfs—K-feldspar; Toz—Topaz
图4瓦石峡南花岗伟晶岩主量元素地球化学图解 a. TAS图解（底图据Middlemost，1994）；b.w(SiO2)-w(K2O)图解（底图据Peccerillo et al.，1976)；c. A/NK-A/CNK图解（底图据Maniar et al.，1989) 1—橄榄辉长岩；2a—碱性辉长岩，2b—亚碱性辉长岩；3—辉长闪长岩；4—闪长岩；5—花岗闪长岩；6—花岗岩；7—硅英岩；8—二长辉长岩； 9—二长闪长岩；10—二长岩；11—石英二长岩；12—正长岩；13—副长石辉长岩；14—副长石二长闪长岩；15—副长石二长正长岩； 16—副长正长岩；17—副长深成岩；18—霓方钠岩/磷霞岩/粗白榴岩
Fig. 4 Major element diagrams of granitic pegmatites from the southern Washixia a. TAS diagram (base map after Middlemost, 1994); b.w(SiO2)-w(K2O) diagram (base map after Peccerillo et al., 1976); c. A/NK-A/CNK diagram (base map after Maniar et al., 1989) 1—Olivine gabbro; 2a—Alkalic gabbro, 2b—Sub-alkalic gabbro; 3—Gabbroic diorite; 4—Diorite; 5—Granodiorite; 6—Granite; 7—Quantzolite; 8—Monzogabbro; 9—Monzodiorite; 10—Monzonite; 11—Quartz monzonite;12—Syenite; 13—Feldspathoid gabbro; 14—Feldspathoid monzodiorite; 15—Feldspathoid monzosyenite; 16—Feldspathoid syenite; 17—Feldspathoid plutonic rock; 18—Aegirine-Sodalitic rock/urtite/italite
图5瓦石峡南花岗伟晶岩稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图（a）（球粒陨石数据据Sun et al.，1989）和微量元素原始地幔标准化蛛网图（b）（原始地幔数据据McDonough et al.，1995） 表1瓦石峡南花岗岩伟晶岩全岩主量元素（w(B)/%）、微量元素及稀土元素（w(B)/10-6）分析结果 注：A/NK=Al2O3/（Na2O+K2O）；A/CNK=Al2O3/（CaO+Na2O+K2O）；DI，分异指数；SI，固结指数；δEu=SmN/((SmN+GdN)/2)；t1、t3、t4和TE1,3量化公式参照文献Irber（1999）；比值单位为1。
Fig. 5 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) (chondrite data after Sun et al., 1989) and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams (b) (primitive mantle data after McDonough et al., 1995) of granitic pegmatites from the southern Washixia Table 1 Whole-rock major(w(B)/%), trace and rare earth elements(w(B)/10-6) analytical results of rock samples from the southern Washixia granitic pegmatites
图6瓦石峡南花岗伟晶岩特征元素相关图
Fig. 6 Correlation diagrams of element characteristics of granitic pegmatites from the southern Washixia
图7瓦石峡南花岗伟晶岩中铌钽铁矿背散射（a、b）和U-Pb年龄协和图（c、d） 表2瓦石峡南ρ9号锂辉石花岗伟晶岩铌钽铁矿电子探针数据（w(B)/%） 注：“-”表示低于检测限；比值单位为1。
Fig. 7 BSE images (a, b) and U-Pb condordia diagrams (c, d) of columbite-group minerals in granitic pegmatites from the southern Washixia Table 2 EPMA data(w(B)/%) of columbotantalite from theρ9 granitic pegmatite vein in the southern Washixia deposit
图8瓦石峡南花岗伟晶岩铌钽铁矿元素比值分类图解（据Černý et al.，1985）
Fig. 8 Quadrilateral diagramsof columbite-group minerals in granitic pegmatites from the southern Washixia (after Černý et al., 1985)
图9阿尔金稀有金属花岗伟晶岩形成年龄（数据来自李杭等，2020；2022；Gao et al.，2021；Hong et al.，2021；Kang et al.，2024a；2024b；Ma et al.，2024）
Fig. 9 Compilation of geochronological data for the main rare metal pegmatites from the Altun region (data cited after Li et al., 2020; 2022; Gao et al., 2021；Hong et al., 2021; Kang et al., 2024a; 2024b; Ma et al., 2024)
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参考文献
摘要
新疆阿尔金地区瓦石峡南锂铍矿是近年来新发现的一个大型花岗伟晶岩型稀有金属矿床。为了揭示含矿伟晶岩脉的年龄、地球动力学背景和成矿机制，文章以ρ3号锂辉石伟晶岩脉和ρ9号锂云母伟晶岩脉为研究对象，开展了全岩地球化学和铌钽铁矿U-Pb年代学研究。结果显示，锂辉石花岗伟晶岩和锂云母花岗伟晶岩的铌钽铁矿U-Pb年龄分别为（450.6±5.6）Ma和（413.2±4.9）Ma。结合区域研究成果，笔者认为矿区存在2期稀有金属成矿作用，前者可能形成于挤压碰撞向碰撞后伸展转换阶段，而后者形成于伸展阶段。2类伟晶岩均具有高硅（68.22%~75.09%）、高铝（15.62%~17.19%）、低钙（0.62%~2.04%）和相对富碱（4.06%~7.90%）的特征。地球化学特征显示，二者分异演化程度均较高，且具一定成因联系，推测应为花岗质岩浆脉动式多期次上涌并发生高度分异而形成。
Abstract
The southern Washixia is a newly discovered large-sized granitic pegmatite type rare metal (lithium-berylium) deposit in the Altun region, Xinjiang. In order to reveal the metallogenic mechanism, age, and geodynamic background of the ore-bearing pegmatite dikes at the southern Washixia, in this contribution, we focused on two representative pegmatite dikes (namely the ρ3 spodumene pegmatite and the ρ9 lepidolite pegmatite dikes), and investigated their whole-rock geochemistry and columbite U-Pb geochronology. The columbite U-Pb ages of the spodumene granitic pegmatite and lepidolite granitic pegmatite are (450.6±5.6)Ma and (413.2±4.9)Ma, respectively, which shows that there exist two stages of metallogenesis of rare metals in the southern Washixia area. Combined with regional tectonic evolution, the age data suggest that the spodumene pegmatite may have formed during the transition stage from compressive collision to extension, whereas the lepidolite pegmatite may have formed at the extensional stage. Spodumene granitic pegmatite and lepidolite granitic pegmatite are both characterized by high SiO2 (68.22%~75.09%), high Al2O3 (15.62%~17.19%), low CaO (0.62%~2.04%), and relative alkali enrichment (4.06%~7.90%). The high differentiation index (DI=85.44~94.34), mineralogical and geochemical characteristics of the samples all indicate that the two pegmatites, closely related to each other, are formed by multi-stage upwelling of granitic magma and highly crystallization differentiation.
