喜马拉雅稀有金属成矿作用研究的新突破*

吴福元 王汝成 刘小驰 谢磊

1.中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室，北京 100029 2.中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 100049 3.南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室，南京大学地球科学与工程学院，南京 210023

今期《岩石学报》发表喜马拉雅地区锂成矿作用研究的最新进展，其成果令人振奋！秦克章等(2021a)和赵俊兴等(2021)首次报道在卓奥友峰西侧普士拉山口的琼嘉岗一带存在数十条锂辉石伟晶岩脉，其估算锂资源量超过100万t，伴生的铍资源量1.5万t，这是喜马拉雅地区稀有金属成矿作用研究的重大突破。与此同时，刘小驰等(2021)报道上述位置北东方向约20km热曲地区的锂辉石伟晶岩，且该伟晶岩呈透镜状赋存在浅变质的肉切村群内部。刘晨等(2021)报道珠峰前进沟地区，淡色花岗岩及相关伟晶岩中发育锂电气石和锂云母。此外，周起凤等(2021)报道喜马拉雅东段库曲岩体的锂铍矿化。结合前阶段喜马拉雅山东段错那洞超大型Be-W-Sn矿床的发现(李光明等,2017)，我们可以相信，喜马拉雅地区稀有金属资源远景巨大，一个新的稀有金属资源接替基地已初见端倪。

1 喜马拉雅稀有金属成矿作用的早期研究

20世纪70～80年代，国内外学者曾在喜马拉雅多个地点的淡色花岗岩-伟晶岩中发现绿柱石、金绿宝石、锂电气石和锂辉石等矿物(表1)。在英文文献中，Heron (1922)就报道过珠峰地区存在粉红色电气石(应为锂电气石)和绿柱石，但具体地点不明。Heim和Gansser 在1936年考察喜马拉雅时，曾在印度西北部Gangotri岩体南的Bhagat Kharak冰川一带发现锂辉石伟晶岩(Heim and Gansser,1939)。传统的岩石学观点认为(Le Fortetal.,1987)，喜马拉雅淡色花岗岩是高喜马拉雅结晶岩系在变质作用晚期原地深熔作用的产物，而这种类型的岩石是较少伴有稀有金属成矿作用的。因此，尽管Scailletetal.(1990)曾提出过喜马拉雅淡色花岗岩可能为高分异成因的认识，但此观点从未得到学术界的重视，与此相关的喜马拉雅稀有金属成矿作用长期被学术界所忽略。

表1 喜马拉雅淡色花岗岩相关稀有金属矿物发现情况Table 1 Historical discoveries of rare-metal minerals in the Himalayan leucogranites and associated rocks

2 喜马拉雅淡色花岗岩高度结晶分异成因观点的提出

2009年，吴福元带领科研团队考察亚东北部的告乌岩体时，发现该地的淡色花岗岩不仅质地均匀(图1a)，而且发育少见的、显示岩浆流动的条带状构造(图1b)。结合当时中国地质大学(武汉)张宏飞教授发表的不同类型淡色花岗岩的稀土成分特征(图1c,Zhangetal.,2004)，当时在野外就提出喜马拉雅淡色花岗岩很可能是一种高度分异花岗岩的设想，并安排团队的研究生刘志超以此作为她的博士学位论文选题。首次明确论述喜马拉雅淡色花岗岩为高度结晶分异成因的文章由刘志超发表(Liuetal.,2014)，当时她工作的对象是仁布北部的然巴岩体(又称曲珍岩体)。该论文在送审时，曾得到评审专家的高度评价。为及时向国内学者介绍这一研究情况，吴福元等(2015)在《岩石学报》著文，全面系统地介绍了这一观点赖以产生的各项证据，并对这一成因模式可能隐含的科学意义作了充分阐述。随后，吴福元等(2017)在《中国科学：地球科学》发文，全面阐述了高分异花岗岩的识别标志与研究意义。

图1 亚东告乌淡色花岗岩体外貌(a，据吴福元等,2015)及条带状构造(b，据Wu et al.,2020)和喜马拉雅淡色花岗岩稀土配分样式(c，资料据Zhang et al.,2004)Fig.1 Yadong leucogranite (a,afte Wu et al.,2015)and its layering structure (b,after Wu et al.,2020),REE patterns of the Himalayan leucogranites (c,data from Zhang et al.,2004)

在提出喜马拉雅淡色花岗岩可能为高分异成因观点的同时，我们一直在思考其它几个方面的重要问题：1)与淡色花岗岩相对应的堆晶岩在哪里，其原始岩浆的成分又是什么？2)它为什么会发生如此强烈的结晶分异作用？3)淡色花岗岩为什么在喜马拉雅如此发育，以致其成为世界上著名的一种特有类型花岗岩而被写进各类岩石学教科书，它的形成与喜马拉雅造山作用的关系究竟如何？4)既然是高分异成因，那是否应该存在与高分异花岗岩经常伴生的稀有金属成矿作用？

关于这些问题，我们在2020年的Lithos文章中进行了仔细的论述(Wuetal.,2020)。下面介绍研究过程中的一些细节，供感兴趣的读者参考。其一是关于岩浆分异的原因，本团队早期考虑较多的是岩浆的温度和挥发份。喜马拉雅淡色花岗岩结晶的温度并不高，我们推测这是岩浆分异到晚期温度逐渐降低的结果。据此，我们进一步推测，低的结晶温度可能暗示岩浆含有较多的挥发份，否则低温的岩浆由于具有高的粘度会无法流动。因此，团队那几年一直在寻找淡色花岗岩H2O、F、B含量高的证据，如萤石、黄玉等，但几无进展，只发现这些花岗岩普遍发育含B的电气石。后来我们认识到，广布的喜马拉雅拆离断层对岩浆的运移和高度分异也起了关键作用(吴福元等,2017)，其具体机理目前仍在进一步研究中。

3 喜马拉雅淡色花岗岩的稀有金属成矿作用

那几年，吴福元率领的团队有较多的机会与中国地质科学院地质研究所的曾令森研究员交流，他那时正带领团队对喜马拉雅淡色花岗岩进行全面的岩石学与地球化学工作。有一次，他谈及在萨嘎县夏如岩体和吉隆县佩枯错岩体的淡色花岗岩中分别挑选出铌钽铁矿和锡石，我们当即请研究所的李秋立研究员来核实这一发现。尽管未得到证实，但它启发作者应当重视喜马拉雅淡色花岗岩的成矿问题。由于在当时的1:25万区域地质调查报告中没有任何稀有金属副矿物存在的信息，我们当时首先想到的是喜马拉雅的Sb-Au-Pb-Zn-矿，因为当时我们拜读了聂凤军和侯增谦两个团队的文章(聂凤军等,2005;杨竹森等,2006)。中国地质科学院矿产资源所有很多矿床方面的专家，但作者相对熟悉上述两位专家，因而读后印象较为深刻。另一方面，本文第一作者在学生时代就被长春地质学院地质宫博物馆展示的湖南锡矿山辉锑矿样品所深深吸引。工作后慢慢认识到，该矿床与华南大面积W-Sn成矿作用及相关的花岗岩在时空上关系密切，尽管同时代的花岗岩在地表并未见及。基于同样理由，作者猜测喜马拉雅地区大量发育的Sb-Au-Pb-Zn矿也应是这种成因。实际上，聂凤军团队还做过西部马莜木金矿及相关岩体的研究工作(江思宏等,2006)，那是一个与淡色花岗岩很不一样的含角闪石的花岗岩，而该花岗岩的特殊性很可能为我们研究淡色花岗岩的堆晶岩或原生岩浆问题提供思路。

无论如何，那时我们已考虑喜马拉雅淡色花岗岩与华南花岗岩的对比了(吴福元等,2015,2017)，因为华南的绝大部分花岗岩是高分异的，且很多高分异花岗岩与W-Sn-Nb-Ta成矿作用关系密切(陈骏等,2008)。由于个人知识的缺陷，第一作者对花岗岩成矿问题一窍不通，只能求助于矿床学家。当时首先就近请求研究所的秦克章研究员参与成矿研究工作，但他那时承担较多的科研任务，实在抽不出时间来与我们一起工作。我们转而求助南京大学地球科学与工程学院王汝成教授，因为他是华南花岗岩成岩成矿研究方面的专家。经过缜密的讨论，2016年7～8月，中国科学院地质与地球物理研究所与南京大学地球科学与工程学院组建了喜马拉雅稀有金属成矿作用联合考察队。2016年7月28日是联合考察队喜马拉雅考察的第一天。我们一早从仁布县城出发，上午考察了然巴岩体南部的甲玛伟晶岩脉，中午前后抵达了然巴岩体。简单的野外午餐之后，大家请教王汝成如何在淡色花岗岩中寻找稀有金属矿物，他回答说伟晶岩是寻找稀有金属矿物的理想岩石，因为它粒度粗，稀有金属矿物易于辨认。大家似乎恍然大悟，因为我们以前很少在野外观看伟晶岩，因为伟晶岩粒度太粗，难以获得花岗岩的岩石学全貌。也由于这一原因，我们以前在泽当南部的雅拉香波岩体工作时，曾经一度为采集不到花岗岩样品而一筹莫展，因为那个岩体主要以发育伟晶岩为特征。听完他的话，第一作者立刻起身走向一块从山顶崩塌下来的伟晶岩(图2a)，在大约一米见方的平面上，见到粗粒的长石和石英，以及电气石、白云母和少量的石榴石(图2b)。突然间，一个淡绿色的矿物进入眼帘，经谢磊和王汝成两位教授的确认，该矿物就是绿柱石(图2c)。顷刻间，我们在这块伟晶岩上发现多颗绿柱石。转到另一个原位的伟晶岩岩石露头上，更大颗粒的绿柱石瞬间被发现(Wuetal.,2020)。然巴岩体是刘志超博士论文的工作对象，作为她的导师，第一作者也多次到此岩体考察过。然而，以前每次来，从未想过要好好看看伟晶岩。想到这，第一作者为自己知识的贫乏感到羞愧，也为能请到南京大学的专家而倍感高兴。

图2 然巴淡色花岗岩(a)及伟晶岩(b)中产出的绿柱石(c)Fig.2 Ramba leucogranite (a),pegmatite (b)and occurrence of beryl (aquamarine)(c)

2016年野外期间，我们对喜马拉雅地区的15个淡色花岗岩体进行了实地野外考察，发现其中12个岩体具有稀有金属成矿作用的痕迹(打拉、苯堆和马拉山3个岩体未发现)。野外回来后，王汝成和谢磊立即投入喜马拉雅淡色花岗岩及伟晶岩稀有金属矿物的鉴定工作。野外鉴定的稀有金属矿物基本都得到了室内的验证。通过整理，喜马拉雅稀有金属矿物可分为含铍、含铌钽和含锡三类，其中含铍矿物有绿柱石，含铌钽矿物有铌铁矿、铌铁金红石、烧绿石-细晶石、褐钇铌矿、重钽铁矿等；含锡矿物为锡石。2017年1月，联合考察的初步研究结果提交给《中国科学：地球科学》审查，当年8月发表 (王汝成等,2017)，引起了国内学者的广泛关注(李建康等,2019;毛景文等,2019;李建威等,2019;许志琴等,2021)。该文明确提出：“喜马拉雅淡色花岗岩的稀有金属成矿范围广，具有良好的稀有金属成矿潜力，可成为中国重要的稀有金属成矿带，未来需要尽快加强该地区的稀有金属成矿调查和研究工作，为中国稀有金属矿产资源接替基地的找寻提供理论依据”。通过近几年的联合考察，我们对以前得出的结论更有信心，并向国内外学者详细论述了喜马拉雅淡色花岗岩高分异成因与稀有金属成矿作用问题(Wuetal.,2020)。从最新的发现来看(图3)，几乎所有的喜马拉雅淡色花岗岩都具有稀有金属矿化的痕迹。除较早确定的铍和铌钽矿化外，我们在库曲、珠峰、热曲、普士拉等地还发现了很好的锂矿化线索(后述)。

图3 喜马拉雅淡色花岗岩分布及稀有金属矿物发现点(据Wu et al.,2020)Fig.3 Distribution of the Himalayan leucogranites and the rare-metal mineral locations (after Wu et al.,2020)

4 错那洞铍-锡超大型矿床的发现及北喜马拉雅稀有金属成矿

错那洞是喜马拉雅地区发现较早的大规模锡钨铍矿床(李光明等,2017)。尽管本团队的刘小驰2015年考察过该岩体，但对其稀有金属成矿作用并未给予足够的注意。2016年8月，联合考察队在成都地调中心李光明团队成员(董随亮工程师)的带领下，考察了错那洞岩体及其北的扎西康矿区。我们发现，错那洞岩体岩性复杂，并发育大量规模和粒度不等的伟晶岩，部分伟晶岩中见及浅蓝色绿柱石。后来研究发现，该地绿柱石裂隙发育，尚不具备成为优质宝石的条件(胡志康,2019(1)胡志康.2019.藏南绿柱石的包裹体研究及成因探讨.中国地质大学(北京)硕士学位论文.69)。另外，西藏地质局曾经在该岩体发现过绿柱石、锂辉石等矿物，并厘定出纳定伟晶岩型稀有金属矿化点，但深部伟晶岩中的锂辉石还没有得到成分分析的确认(西藏地质矿产勘查开发局区域地质调查大队,2017(2)西藏地质矿产勘查开发局区域地质调查大队.2017.西藏扎西康地区六幅区域地质矿产调查.305)。

实际上，李光明团队2015年就报道过绿柱石在该岩体的存在(赖杨等,2015;吴建阳等,2015;Xieetal.,2015)，并一直关注该岩体周缘W-Sn成矿作用以及岩体与扎西康Pb-Zn-Sb矿的关系。2017年，该团队加强了铍资源的寻找，并获得突破。2017年5月，李光明向《矿床地质》提交了最新研究成果并很快得到发表(李光明等，2017)。该成果估计，错那洞地区的钨锡资源量大于30万t，铍资源量大于50万t。如果该估计可靠的话，错那洞将成为我国最大规模的铍矿床。而该矿床的开发利用，将彻底改变我国铍资源过度依赖进口而受制于人的局面。因此，该矿床被报道后，受到国内学者们的高度关注，目前发表的有关该岩体及成矿作用的各类文献超过50篇。在这一发现的鼓舞下，洛扎境内的拉隆岩体也发现良好的矽卡岩化，并具有较好的成矿远景(黄勇等,2019;付建刚等,2020,2021)。2017年6月联合野外考察时，正值武警黄金部队在洛扎地区执行区测和矿产勘查任务。在他们的帮助下，我们考察了拉隆岩体边部的Cu-Pb-Zn矿化，但同时发现该岩体发育较多的钠长花岗岩，并在岩体边部的伟晶岩中发现有底面宽>6cm的六方柱状绿柱石(Wuetal.,2020)，这是我们迄今在喜马拉雅野外发现的最大的绿柱石晶体。我们当即建议黄金部队调整策略，以加强此地稀有金属的找矿工作。

根据目前的研究结果，错那洞矿床铍资源主要位于周边矽卡岩化的地层当中，早期曾认为铍主要赋存矿物为硅铍石和羟硅铍石。但后来的工作发现，此地矽卡岩中硅铍石并不发育，铍主要赋存在符山石、方柱石和晚期热液改造的石榴子石等矽卡岩矿物之中(何畅通等,2020)。从选矿技术角度来看，上述矽卡岩矿物中的铍元素目前还难以被充分利用。李光明团队近来的研究发现，错那洞的围岩矽卡岩中存在多条似层状锡石硫化物型锡铍钨矿体，矿体不仅规模大，品位高，而且矿石的利用性能佳(李光明等,2021)，表明该区铍资源的寻找和利用已进入一个新的阶段。

淡色花岗岩穹窿在北喜马拉雅大量出现。尽管这些穹窿中的淡色花岗岩分异程度总体上要低于高喜马拉雅，但雅拉香波、然巴、康巴、夏如、佩枯错、纳木那尼、翁波等岩体岩浆分异程度较高。雅拉香波岩体日前发现有大颗粒绿柱石的存在，岩体西侧发育明显的矽卡岩化，表明铍的矿化具有一定的远景；而夏如岩体已经发现存在明显的铌钽矿化(谢磊等,2021)。萨迦和麻布加穹窿尽管发现稀有金属成矿的痕迹，但我们开展的工作很少，留待进一步注意。另一个值得关注的是康马穹窿。到目前为止，我们仍未在该穹窿中发现大规模的新生代侵入体，但仍可在大规模分布的早古生代花岗片麻岩中看见数厘米宽的淡色花岗岩脉(图4a)，岩性主要为电气石-石榴石花岗岩(图4b)。2016年联合野外考察时，我们发现这些花岗片麻岩中的细脉含有较多绿柱石(图4c)，室内工作发现烧绿石、铌金红石、褐钇铌矿及重钽铁矿等系列铌钽矿物(图4d,王汝成等,2017)。年代学测试证明，康马岩体至少发育38Ma、26Ma和16Ma三个时代的新生代淡色花岗岩(刘小驰，未刊资料)，但只有最新一期的脉岩发育稀有金属矿化。另外一个不被人注意的是位于西部的翁波岩体。该岩体呈南北向延伸，其东侧的拆离断层向东缓倾。我国科学家20世纪80年代就在该岩体中发现了绿柱石和金绿宝石(周云生和张魁武,1981;涂光炽等,1982)。由于交通的原因，我们未能观察到原地的岩石露头，但从转石上绿柱石的发育来看，该岩体稀有金属矿化较强，值得以后注意。总之，北喜马拉雅穹窿的稀有金属成矿问题非常值得进一步的关注。同时，这些穹窿的构造-地层格架是否可与高喜马拉雅地区对比，也是目前需要深入研究的课题。

图4 康马岩体中的石榴石伟晶岩脉(a)、电气石伟晶岩脉(b)及石榴石伟晶岩中产出的绿柱石 (c)和重钽铁矿(d)Fig.4 Leucogranitic dyke (a)and occurrence of tourmaline crystals (b),beryl crystal (c)and tapiolite (d)within the pegmatite in the Kangmar dome

另一方面，北喜马拉雅部分淡色花岗岩呈单独的岩体存在，如打拉、马拉山、锁作、曲布桑、恰足翁、昌果、扎达等。这些岩体的分异程度更弱，可能代表了早期侵入的淡色花岗岩。它们与周边特提斯喜马拉雅地层的侵入关系比较清楚，但对它们周边的接触变质带目前还少有研究。这些接触变质带，甚至更远的围岩，是否存在稀有金属矿化，值得未来给予一定的关注。

5 喜马拉雅锂成矿作用及琼嘉岗超大型锂矿床的发现

2016年野外工作期间，我们发现部分伟晶岩中可能存在锂电气石，但室内工作未能予以证实，因而在王汝成等(2017)的文章中，我们并没有过多地谈论喜马拉雅的锂成矿作用。也就是说，喜马拉雅地区的锂矿化问题没有得到很好的回答。我们从文献得知，卓奥友峰附近的普士拉一带有锂辉石和透锂长石伟晶岩的产出(Visonà and Zantedeschi,1994)。2016年9月，我们给意大利的Dario Visona博士写信，询问普士拉一带含锂伟晶岩的具体地点，Visona博士很快回复邮件，并告诉了GPS具体位置(28°12′55.58″N、86°34′23.62″E)。2017年夏天联合考察时，我们很顺利地找到了该位置(普士拉山口北侧路旁，图5)，并安排南京大学的刘晨将此点作为他博士论文研究的重点。该地点与应思淮(1973)报道绿柱石产出的加布拉可能属同一地点，但由于村庄搬迁，Liuetal.(2020)将其命名为卓莫古含锂伟晶岩，该地点西侧的山岗即为后面将要介绍的琼嘉岗(穷家岗)。Liuetal.(2020)通过进一步工作发现，该点宽度不等的锂辉石伟晶岩脉至少有15条。除以前报道的锂辉石和透锂长石外，该点的伟晶岩中还有大量绿柱石、铌钽铁矿、铌金红石、锡石和尼日利亚石的产出。2018年夏天，联合考察队第二次考察普士拉一带的淡色花岗岩，并在普士拉西南错热村附近公路西侧的山坡上发现了数块含锂辉石的伟晶岩转石。Liuetal.(2020)将其命名为错热含锂伟晶岩，并发现它的锂含量(Li=8460×10-6，相当于Li2O=1.9%)已达工业品位。尽管在该点还没发现原生的含锂辉石伟晶岩露头，但大量锂辉石伟晶岩转石的存在表明，普士拉山口南一带含锂伟晶岩应该具有较大的分布范围。因此，Liuetal.(2020)认为，普士拉是喜马拉雅淡色花岗岩带重要的锂成矿地点(an important site of Li mineralization in the Himalayan leucogranite belt)。

2017年考察期间，我们还来到了珠穆朗玛峰跟前，这是2006年进藏以来作者第一次考察那儿的岩石与地层。在早上等待日出的时刻，我们在绒布寺前游人搭建帐篷空地的转石上就发现了绿柱石(图6a)。上午在前进沟考察期间，我们发现了多颗成色尚可的绿柱石(图6b)。吴福元和王汝成还戏称说，下次我们做的学术报告题目就叫“探珠峰奥秘，觅稀世珍宝”！那几天，我们不仅考察了珠峰附近的前进沟，也观看了珠峰大本营附近的绒布堆贡巴、绒布寺东山(秋哈拉沟)，以及更北侧的查雅山和岗嘎镇附近的热曲等。这几个地点是巨大的藏南拆离系及其两侧地层的出露地。能够在野外实地观察延伸达30余千米的断层，实在是一种享受！前进沟考察的重要发现是该地区存在锂云母，表明区内存在锂成矿作用(Wuetal.,2020)。最近又发现锂电气石，刘晨等(2021)在本期《岩石学报》对这一情况做了全面的报道。同时在钠长花岗岩的石榴石中发现有绿柱石和铌钽铁矿的包裹体，这表明石榴石在结晶时，岩浆已经达到Be-Nb-Ta的饱和，充分显示喜马拉雅淡色花岗岩较高的稀有金属成矿潜力。

岗嘎镇南的热曲是我们多次联合考察的地点，因为该地区发育良好的藏南拆离系剖面(Jessup and Cottle,2010)，它由下部北坳组钙硅酸盐和上部黄带层大理岩组成图(图6c)。刘晨在该剖面侵入钙硅酸岩的电气石花岗岩中发现有铌钽铁矿、细晶石、锡石等稀有金属矿物(图6d)。2020年夏天，我们第三次来此地考察。在剖面上部相当于肉切村群内部北坳组与黄带层接触层位附近，刘小驰等人发现了透镜状存在的锂辉石-透锂长石伟晶岩。刘小驰等(2021)还发现，这些透镜体分布密集，全岩Li2O含量为1.3%～2.2%，已达工业品位。至此，普士拉-珠峰一带发现卓莫古、错热、热曲和前进沟四个锂矿化点，其中错热和热曲的伟晶岩已达到硬岩锂资源开采的工业品位，显示了该地区锂成矿作用的良好远景。特别是在热曲剖面，锂辉石伟晶岩位于浅变质的肉切村群内部，大约相当于北坳组与黄带层之间的过渡部位，这对未来锂辉石伟晶岩的寻找提供了重要资料(后述)。

图6 绒布寺前的淡色花岗岩转石(a)、前进沟花岗伟晶岩中的绿柱石(b)、热曲剖面远景(c)及热曲浅变质钙硅酸岩中的变形与侵入的淡色花岗岩脉(d，镜头朝东北方向)Fig.6 Leucogranite in front of the Rongbuk Monastery (a),beryl crystal in the pegmatite of Qianjingou near the Mount Qomulangma (b),Requ profile (c)and the leucogranitic dyke within it (d)

然而，更惊喜的还在后头！2021年6月，在第二次青藏高原综合科学考察研究第八任务组(资源能源现状与远景评估)第二专题(稀有金属资源现状与远景评估)和国家自然科学基金委员“特提斯地球动力系统”重大研究计划项目的共同资助下，刘小驰组织了喜马拉雅淡色花岗岩岩浆分异与稀有金属富集成矿野外现场会。来自国内8家科研单位的20余名代表详细考察了普士拉、珠峰、泽当、隆子、错那等地的淡色花岗岩及其相伴的稀有金属成矿作用。会后，秦克章研究小组在普士拉一带继续工作。他们在先前卓莫古锂辉石伟晶岩出露点向更高海拔的琼嘉岗考察，终于发现了数十条锂辉石伟晶岩脉的集中产出(秦克章等,2021a;赵俊兴等,2021)。其中最大的伟晶岩宽可达百米，初步估算的锂资源量达百万吨以上，其伴生的BeO资源量也达到1.5万t，均为超大型规模。由于研究工作刚刚起步，目前还不能全面勾画出该区锂辉石伟晶岩的具体产状和分布范围。但从露头较好的热曲剖面来看，锂辉石伟晶岩应呈透镜状产出。由于肉切村群围岩呈低角度近水平分布，这有可能表明锂辉石伟晶岩在区内有大面积的展布。更为重要的是，尽管此地海拔较高，但它仍位于公路侧边，交通方便，易于开采。因此，我们可以预料，普士拉一带有可能将成为我国未来锂金属资源的重要基地。

6 喜马拉雅稀有金属成矿机制与找矿模型

从2017年开始，喜马拉雅稀有金属成矿问题引起国内学者的极大关注。现在已很少有人怀疑喜马拉雅地区的成矿，只是如何找到更大和更富的矿床。要回答这一问题，加强成矿机制研究和建立合理的找矿与勘查模型是目前亟需解决的问题。喜马拉雅地区稀有金属矿床主要是两种类型，其一是伟晶岩型，以普士拉一带的铍-锂矿为代表；其二是热液蚀变型，以错那洞铍矿为代表。从目前的研究来看，这些稀有金属成矿模型的建立主要依赖于3方面的工作，即花岗岩、地层和构造。首先是花岗岩，结晶分异程度是花岗岩能否发生稀有金属成矿的首要条件。分异程度低的黑云母花岗岩-二云母花岗岩本身基本不会成矿，但不排除它演化的热液进入围岩而成矿；电气石-石榴石花岗岩由于分异程度明显增高，稀有金属成矿可能性加大，特别是钠长花岗岩是成矿作用存在的重要判据。与此相关的是，伟晶岩的发育程度也是岩浆分异作用的重要指标。未来应对喜马拉雅地区所有的淡色花岗岩体进行充分的岩石学与地球化学研究，以明确它们的岩石类型及分带特征，进而逐一判定它们的成矿潜力。根据目前的资料，普士拉一带锂辉石伟晶岩的出现似乎暗示花岗岩较高的分异结晶程度，因为锂辉石-透锂长石的结晶发生在岩浆体系Li2O含量达到～2%的饱和程度(Stewart,1978;约相当于Li含量为9000×10-6)，但前进沟锂电气石-锂云母伟晶岩的岩浆演化程度并不一定偏低，因为它们的结晶贯穿贫锂到富锂的整个岩浆演化过程(刘晨等,2021)。

喜马拉雅地区的地层一般可划分为下部的深变质岩系(高喜马拉雅)、中部的浅变质岩系(肉切村群或Everest岩系)和上部的未变质地层(特提斯喜马拉雅)(穆恩之等,1973;图7a)。在珠峰地区，中部的肉切村群又可被进一步划分为下部的北坳组和上部的黄带层(尹集祥和郭师曾,1978)。传统观点认为，上述3套地层之间为沉积接触(Gansser,1964)。中国地质学家创造性地提出，上述浅变质岩系实质上为一套构造岩系(常承法和郑锡澜,1973)。在此基础上，藏南拆离系的概念应运而生(Burgetal.,1984;Burchfieletal.,1992)。因此，目前国际上广为接受的喜马拉雅地区地质体的划分方案是北部特提斯喜马拉雅沉积岩系、南部高喜马拉雅高级变质岩系，以及位于两者之间的具有正断层性质的藏南拆离系(图7b)，即两者之间的肉切村群(包括尼泊尔境内的同性质地层)就是藏南拆离系的构造岩系。Searle (1999)通过多地的野外调查，进一步将藏南拆离系划分为上部的珠穆朗玛断层和下部的Lhotse断层，这一特征在珠峰等地的很多剖面上都有明确的显示(图8)，但肉切村群内部是否还存在分割黄带层和北坳组的拆离断层，目前仍需要进一步研究。

图7 喜马拉雅地层划分方案(a,地层剖面资料据穆恩之等，1973；尹集祥和郭师曾,1978;其他资料(3)河北省地质调查院.2005a.中华人民共和国区域地质调查报告:1:250000 (日新幅、札达县幅、姜叶马幅)河北省地质调查院.2005b.中华人民共和国区域地质调查报告:1:250000 (亚热幅、普兰县幅)河北省地质调查院,石家庄经济学院.2003.中华人民共和国区域地质调查报告:1:250000 (萨嘎县幅、吉隆县幅)成都地质矿产研究所.2002.中华人民共和国区域地质调查报告:1:250000 (聂拉木县幅)中国地质大学(武汉).2003.中华人民共和国区域地质调查报告:1:250000 (定结县幅、陈塘区幅)中国地质大学(北京).2005.中华人民共和国区域地质调查报告:1:250000 (江孜县幅、亚东县幅)云南省地质调查院.2004.中华人民共和国区域地质调查报告:1:250000 (隆子县幅))及南北向构造剖面示意图(b)Fig.7 Stratigraphic subdivisions of the Himalayas (a,after Mu et al.,1973;Yin and Guo,1978)and a north-south section showing the main geological units (b)STDS-South Tibetan Detachment System;MCT-Main Central Thrust;MBT-Main Boundary Thrust;MFT-Main Frontal Thrust;MHT-Main Himalayan Thrust

图8 喜马拉雅肉切村群剖面及相伴的淡色花岗岩图a底图来自Hodges (2016)；图b底图来自网络，与Searle et al. (2003)相似Fig.8 Rouqiecun Group profiles with occurrence of the intruded leucogranites

在喜马拉雅地区，淡色花岗岩侵入的围岩并不是一个很容易回答的问题。在少数地区，淡色花岗岩明显地侵入到特提斯喜马拉雅地层当中，并使周围地层发生接触变质，如萨嘎的马拉山岩体和普兰的科迦寺岩体。但在珠峰地区，淡色花岗岩主要位于肉切村群和高喜马拉雅变质岩系之间(图8a-e)，并较多地出现在肉切村群内部，特别是其下部(图6d)。在大多数情况下，淡色花岗岩呈岩席状产出，并经受过不同程度变形作用的改造。野外构造学分析揭示，这些淡色花岗岩基本上是一个伴随藏南拆离系活动的同变形侵入体(图8f)。作者已经提出(吴福元等,2017;Wuetal.,2020)，沿藏南拆离系长距离的运移是喜马拉雅淡色花岗岩能够发生强烈结晶分异作用的重要原因。因此，淡色花岗岩的产出更多地与藏南拆离系相关。或者说，海拔较高的拆离断层部位，如喜马拉雅山主峰，是稀有金属成矿最有利的部位(图8b)，也是我们寻找锂-铍矿床的最佳地点(秦克章等,2021b)。从这一角度来看，高喜马拉雅地区稀有金属的成矿潜力总体上应该好于特提斯喜马拉雅。

沿拆离带侵位的淡色花岗岩在剖面上显示一定的成分和岩石类型的变化。根据普士拉一带的研究结果(Liuetal.,2020)，4300～4700m海拔为二云母花岗岩，4700～5100m海拔为白云母花岗岩，5100～5350m海拔则为钠长花岗岩和伟晶岩，而更高的海拔已不出现淡色花岗岩，取而代之的是肉切村群地层及顺层侵位其中的伟晶岩，显示自下而上岩浆分异程度逐渐增高、稀有金属成矿作用不断增强的演化趋势。未来应对喜马拉雅，特别是珠峰地区出露良好的剖面(图8)，开展系统的淡色花岗岩特征及其岩石成因研究，以明确花岗岩浆的结晶分异过程，以及与之相伴的稀有金属元素超常富集机理。

淡色花岗岩侵入的浅变质肉切村群不仅变形强烈，而且上下岩性明显区分。下部北坳组以灰黑色千枚岩为主，见少量大理岩；上部岩石以黄色的大理岩为主(俗称黄带层)，夹少量千枚岩。肉切村群内部存在自下而上变质程度逐渐降低的现象(刘秉光和张洪波,1979;Jessupetal.,2008;Jessup and Cottle,2010;Cottleetal.,2011)。特征的是，肉切村群岩石中存在大量指示热接触变质的矿物，如符山石、方柱石、透辉石等，以至于在早期的喜马拉雅研究中，肉切村群被认为是接触变质作用的产物(尹集祥,1974)。从含矿岩石的具体产出部位来看，普士拉和热曲等地发现的锂辉石伟晶岩都位于肉切村群内部。普士拉地区，锂辉石伟晶岩的直接围岩为大理岩(Liuetal.,2020)；而在热曲地区，锂辉石伟晶岩明确地发育在质地较强的钙硅酸岩和质地相对较弱的大理岩之间，非常可能是黄带层和北坳组间的接触部位(刘小驰等,2021)。因此，肉切村群，特别是下部北坳组与上部黄带层之间的接触部位，是寻找伟晶岩型锂矿床的重要部位。定日岗嘎以南热曲-普士拉-卓奥友峰一带的肉切村群分布广泛(图9)，且具有倾角较缓的地层产状，但由于高寒和第四纪与冰雪的覆盖，图中展示的肉切村群分布范围有很大的不确定性。新填制的1:25万聂拉木地质图(成都地质矿产研究所,贵州省地质调查研究院,2002(4)成都地质矿产研究所,贵州省地质调查研究院.2002.中华人民共和国地质图1:250000(聂拉木县幅))，与前人发表的结果就存在较大不同(尹集祥和郭师曾,1978;Searleetal.,2003)。建议未来对普士拉和珠峰之间肉切村群的分布、岩性、层序、构造特征等展开重点考察，绘制大比例尺地质图件，同时对侵位其中的伟晶岩开展详细调查，以明确区内稀有金属矿产资源的分布与潜力情况。另一方面，在注意淡色花岗岩体内部稀有金属成矿的基础上，调查肉切村群岩石是否存在矽卡岩型矿化。最后，根据花岗岩体稀有金属成矿的分带规律，调查与淡色花岗岩接触的肉切村群是否存在自下而上由铍矿化向铌钽矿化、甚至锂铯矿化的转变，揭示可能存在的稀有金属成矿类型的变化。

图9 珠峰地区肉切村群分布图及目前发现的锂辉石伟晶岩产地Fig.9 Distribution of the Rouqiecun Group and locations of the spodumene-bearing pegmatite

7 喜马拉雅淡色花岗岩与南岭稀有金属成矿花岗岩的对比

在考虑喜马拉雅淡色花岗岩及稀有金属成矿作用的过程中，我们偶然发现图10所示的全国地球化学图(谢学锦等,2012)。该图展示出，喜马拉雅地区较全国其它地区具有明显的Li、Be丰度高的特点。特别是西部的卓奥友峰和东部的错那一带是锂丰度的高值区，分别对应本文介绍的普士拉和库曲锂辉石伟晶岩的发现区。因此，未来应加大对上述两地区锂矿化研究的力度。

图10 全国Li、Be地球化学图(据谢学锦等,2012)Fig.10 Li,Be geochemical maps of China (after Xie et al.,2012)

从另一方面看，喜马拉雅地区铍的丰度与华南、大兴安岭和川西地区基本相当，锂的丰度与华南和川西类似。这一资料给予的重要启示是，应该大力开展喜马拉雅与华南、川西、大兴安岭等地区花岗岩成岩与成矿作用的对比研究。特别是华南的南岭地区，它是我国最重要的稀有金属基地，那儿的花岗岩有丰富的研究成果，对喜马拉雅地区的研究具有重要参考价值。

根据我们掌握的资料(表2)，喜马拉雅淡色花岗岩的岩浆分异程度明显高于南岭地区的中生代花岗岩，这无疑暗示出喜马拉雅具有寻找更多、更大花岗岩有关稀有金属矿床的潜力。另一方面，在南岭地区，尽管目前较多的研究赞成区内的稀有金属成矿与花岗岩经历过强烈的结晶分异作用关系密切(地质部南岭项目花岗岩专题组,1989;李献华等,2007;陈骏等,2008;Yinetal.,1995)，但对这一作用发生的原因和机制还认识相当有限。总体看来，南岭中生代稀有金属成矿花岗岩主要有两种表现形式。一种是成矿花岗岩体岩性变化较大，但各岩石类型间渐进变化，缺乏明显的侵入关系，稀有金属成矿主要与演化晚期分异程度高的花岗岩有关，似乎暗示原地的岩浆结晶分异作用；另一种是晚期或分异的岩石与早期岩石之间呈现明显的侵入关系，一般以“补体”和“主体”来对此予以概括。关于这类花岗岩的演化涉及两个方面的重要问题：主体和补体是大多数学者认为的同源岩浆结晶分异产物，还是属于不同的成因类型。如不少研究者就认为，南岭中生代花岗岩演化晚期的岩石应为A型花岗岩。正如我们以前强调的那样(吴福元等,2007,2017)，尽管演化晚期花岗岩的部分地球化学特征与A型花岗岩类似，但A型花岗岩的主要特征是高温。岩浆的结晶分异作用一般是从高温向低温进行的，它的演化不可能在晚期形成A型花岗岩。根据目前的研究，南岭地区的绝大多数晚期或补体花岗岩均是低温的，例外的是湘南九嶷山的西山岩体，而该A型花岗岩基本不伴有稀有金属成矿。

表2 南岭地区中生代花岗岩与喜马拉雅新生代淡色花岗岩地质特征对比Table 2 Comparisons of the Mesozoic granites in Nanling and the Cenozoic leucogranites in Himalaya

另一个问题是，如果承认补体是主体花岗岩分离结晶产物，那必须解释为何它与主体岩石之间具有明显的侵入关系。或者说，为何晚期结晶的低温花岗岩仍具有上侵能力。其可能的原因包括大型岩浆房中矿物结晶放热导致的岩浆活化、外来高温岩浆的加热、外来挥发分加入导致岩浆房的压力升高和构造导致的岩浆房压力释放等。由于资料有限，目前还难以对上述各种可能性予以准确评价。但在喜马拉雅地区，岩浆结晶分异作用主要受伸展构造控制，原地岩浆分离结晶作用相对有限(刘志超等,2020)。因此，喜马拉雅淡色花岗岩资料对华南内陆花岗岩的成岩与成矿作用研究也具有重要的借鉴意义。甚至说，华南和喜马拉雅的联合研究对构建新的花岗岩稀有金属成矿理论具有重要学术价值。

8 结语

2006年10月，第一作者在中国科学院青藏高原研究所李金祥博士陪同下第一次进藏，开启了心仪已久的青藏高原地质研究。过去的15年间，地质地球所吴福元团队的研究主要集中在新特提斯洋的开启与蛇绿岩的成因、冈底斯岩基的形成与地壳演化，以及喜马拉雅淡色花岗岩的成因与造山作用三个方面。在淡色花岗岩领域，团队首先突破的是传统的原地部分熔融观点，提出淡色花岗岩为高分异成因的认识。既然是高分异成因，那这些花岗岩是否存在稀有金属成矿作用，是我们必须要考虑的问题。正是在这种理论思想指导下，地质地球所与南京大学联合组成考察队，开启了喜马拉雅淡色花岗岩稀有金属成矿作用的研究。尽管这项工作开展的时间不长，但喜马拉雅淡色花岗岩相关的稀有金属成矿作用已取得多项重要突破。

地质背景资料已经显示，喜马拉雅淡色花岗岩具有与世界其它地区很不相同的特点与成因模式。伸展性质的藏南拆离系造就了喜马拉雅山的隆起，而该断层的活动可能就是由淡色花岗岩驱动的(Wuetal.,2020)。也就是说，喜马拉雅淡色花岗岩的形成与演化与世界上最高山脉的形成密切相关。另一方面，淡色花岗岩沿断层向上的运移无疑会由于上盘的冷却而发生结晶，而持续、长距离的向上运移又会使结晶的矿物发生充分的分离，从而促使岩浆的高度分异演化与成矿，这完全是一个未知或者以前学术界较少讨论的理论问题。因此，喜马拉雅淡色花岗岩成因及稀有金属成矿作用肯定会酝酿认知上的原创理论突破。反过来，这些新的认识，又会极大地促进区内稀有金属矿产资源发现与开发的步伐。因此，我们充分相信，未来喜马拉雅稀有金属成矿作用还会迎来更多研究上的重大进展与突破。

致谢感谢徐兴旺研究员及另一位匿名学者对本文的评审及提出的建设性意见。