西藏雅拉香波穹窿淡色花岗岩-伟晶岩矿物学特征：对稀有金属成矿指示意义*

赵俊兴 何畅通, 2 施睿哲, 2 秦克章, 2 余可龙, 2 邱骏挺 李真真 周起凤

1. 中国科学院矿产资源研究重点实验室，中国科学院地质与地球物理研究所，北京 100029

2. 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 100049

3. 遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室，核工业北京地质研究院，北京 100029

4. 防灾科技学院，三河 065201

5. 中国冶金地质总局矿产资源研究院，北京 101300

近年来，基于中国科学院地质与地球物理研究所吴福元院士研究群体提出的喜马拉雅淡色花岗岩高度结晶分异成因理论的突破(Liuetal., 2014; 吴福元等, 2015)和稀有金属成矿潜力的判断(吴福元等, 2017; 王汝成等, 2017)，经过野外不断探索，目前查验出20余处具有稀有金属矿化的淡色花岗岩体和伟晶岩(Wuetal., 2020)。稀有金属矿物包括有绿柱石、锡石、铌铁矿族矿物、烧绿石-细晶石、重钽铁矿、黑钨矿、锂辉石等(王汝成等, 2017; 秦克章等, 2021a; 谢磊等, 2021)，且南北两带所呈现出的稀有金属组合有明显差异(秦克章等, 2021a)，其中特提斯喜马拉雅带(北带)稀有金属组合以Be-Nb-Ta(W-Sn)为主，以错那洞大型钨-锡-铍矿床为代表，主要为矽卡岩-伟晶岩型铍矿和脉状锡-铍矿(李光明等, 2017; 何畅通等, 2020; Xieetal., 2020)；高喜马拉雅地区和特提斯喜马拉雅地区南侧(南带)金属组合则以Li-Be-Nb-Ta为主，包括热曲、普士拉、拉隆和库曲地区 (Liu et al., 2020; Wu et al., 2020; 刘小驰等, 2021；周起凤等, 2021)报道的锂辉石矿物，珠峰地区发现的锂云母和锂电气石(刘晨等，2021)，以及穷家岗地区报道的琼嘉岗伟晶岩型锂矿(秦克章等，2021a, b；赵俊兴等，2021)。喜马拉雅淡色花岗岩带“北铍南锂”的金属分带特征初见端倪。

本研究聚焦于喜马拉雅北带东段的雅拉香波穹窿内发现的含绿柱石伟晶岩，结合矿物结构、电子探针和激光剥蚀等离子质谱方法获得淡色花岗岩-伟晶岩中长石、云母、电气石和绿柱石的矿物结构和组成，综合判定雅拉香波淡色花岗岩-伟晶岩的岩浆演化分异程度及其稀有金属成矿潜力。

1 喜马拉雅淡色花岗岩-伟晶岩与稀有金属成矿概况

图1 喜马拉雅淡色花岗岩分布示意图(据潘桂棠, 2004; 刘志超等, 2020)Fig.1 Distribution map of the Himalayan leucogranite (modified after Pan, 2004; Liu et al., 2020)

喜马拉雅新生代淡色花岗岩，在空间上由北侧的特提斯喜马拉雅花岗岩带与南侧的高喜马拉雅花岗岩带构成(图1, Le Fortetal., 1987; Guillot and Le Fort, 1995; Harrisonetal., 1998; Searleetal., 2009; 吴福元等, 2015)。时间上可分为始喜马拉雅阶段(44～26Ma)、新喜马拉雅阶段(26～13Ma)和后喜马拉雅阶段(13～7Ma)三个阶段(吴福元等, 2015)。北带特提斯喜马拉雅淡色花岗岩以二云母花岗岩为主，少数有电气石淡色花岗岩和石榴石淡色花岗岩，其产状多为独立岩体产出在片麻岩穹隆的核部地区(如雅拉香波地区岩体，Zengetal., 2011; 拉轨岗日岩体, Heetal., 2021)；南带高喜马拉雅淡色花岗岩以电气石淡色花岗岩和二云母花岗岩为主，以岩席或岩墙形式沿藏南拆离系(STDS)产出(如Manaslu岩体，Harrisonetal., 1999；普士拉岩体，Liuetal., 2020)。与淡色花岗岩伴生的伟晶岩可产出于穹窿淡色花岗岩周围或变质岩地层中，呈岩脉穿插淡色花岗岩中(Liuetal., 2016; 王汝成等, 2017; 高利娥等, 2019)，或透镜体/囊状体独立产出在地层中(刘志超等, 2020; 刘小驰等, 2021; 谢磊等, 2021; 赵俊兴等, 2021)，或产出于大理岩、矽卡岩与岩体接触带内(李光明等, 2017; 何畅通等, 2020)，或与淡色花岗岩呈渐变过渡(周起凤等, 2021)。

2 喜马拉雅东段雅拉香波穹窿地质概况

雅拉香波穹隆位于特提斯喜马拉雅淡色花岗岩带东段(图1)，由亚堆、达拉和确当三部分组成(图2)。达拉和确当部分主要为始新世(ca.44～43Ma)二云母花岗岩侵入于中级变质岩中和沉积岩系中(Aikmanetal., 2008; Zengetal., 2011)。亚堆穹隆则具有核幔边结构特征，主要组成单元包括核部的侵入于高级变质岩系的二云母花岗岩和淡色花岗岩、幔部侵入于中级变质岩系的淡色花岗岩和伟晶岩以及边部浅变质-未变质特提斯海相沉积岩系(图2)。核部高级变质岩包括角闪岩相含石榴石的花岗质片麻岩、含石榴石和夕线石的片麻岩以及石榴石角闪岩等，中级变质岩为石榴石二云母片岩、石榴石二云母石英片岩等(张进江等, 2007; 高利娥等, 2009)。核部花岗质片麻岩和石榴角闪岩主要记录发生在47.6±1.8Ma和45.0±1.0Ma与地壳增厚相关的变质作用(Gaoetal., 2012)，而幔部变质岩主要记录发生在18～17Ma蓝晶石型巴罗式变质作用(650±30℃，0.9±0.1MPa，Wangetal., 2018)。穹隆三个单元之间由上拆离断层(核-幔)和下拆离断层(幔-边)分割。而构造分析和变质岩研究表明下拆离断层为韧性剪切带，它初始活动时间早于14.5Ma且其形成与藏南拆离系(STDS)有一定成因联系(Zhangetal., 2012; Wangetal., 2018)。

图2 喜马拉雅雅拉香波穹窿地质简图(据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)

图3 雅拉香波二云母花岗岩(a、b)、花岗伟晶岩(c)和含绿柱石花岗伟晶岩(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

图4 雅拉香波二云母花岗岩、花岗伟晶岩和含绿柱石花岗伟晶岩显微照片(a)二云母花岗岩中典型的花岗结构(正交偏光)；(b)花岗伟晶岩中微斜长石中出溶钠长石(正交偏光)；(c)花岗伟晶岩中白云母与石英、钠长石共生(正交偏光)；(d)花岗伟晶岩聚片双晶钠长石与钾长石共生(正交偏光)；(e)花岗伟晶岩中放射状电气石与钾长石、石英共生(单偏光)；(f)含绿柱石花岗伟晶岩中绿柱石与钾长石、钠长石、石英和白云母共生(单偏光).Ab-钠长石；Bio-黑云母；Brl-绿柱石；Kf-钾长石；Mc-微斜长石；Mus-白云母；Qtz-石英；Tur-电气石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

亚堆穹隆的花岗质岩浆作用主要包括有核部中央发育的始新世高Sr/Y的二云母花岗岩(43Ma，Zengetal., 2011)和中新世二云母花岗岩(13.5～12.8Ma，张进江等, 2007)、核部北侧早渐新世淡色花岗岩(～35Ma，高利娥等, 2009; 曾令森等, 2009)、核部北侧和东侧中新世二云母花岗岩(18～17Ma，Gaoetal., 2021)、以及核部西侧中新世二云母花岗岩和含石榴石花岗岩(～20Ma，曾令森等, 2019)。这些二云母花岗岩和淡色花岗岩以岩脉或岩墙的方式侵入到含石榴石片岩或片麻岩中(图3a)，矿物组合为钾长石、钠长石、石英、白云母和黑云母，少量电气石和石榴石，副矿物为锆石、磷灰石和独居石，矿物粒径多为中细粒(图3b、图4a和图5a)。穹窿核部广泛分布有呈囊状体侵入于花岗质片麻岩和含石榴石片麻岩中的花岗伟晶岩(图2、图3c)。大部分伟晶岩的内部分带性较差，主要矿物组合为石英、钾长石(微斜长石)、斜长石、黑云母、白云母和电气石(图4b-e)，少量石榴石，副矿物主要为锆石、磷灰石、独居石等。

本次研究分别在亚堆穹隆核部的东南(图2始新世花岗岩岩体边部)和西侧以及穹隆幔部北侧发现(19YLXB15-1-2和19YLXB15-3-1)含绿柱石花岗伟晶岩(图2)。而核部含绿柱石伟晶岩主要产出在侵入于二云母花岗岩中的伟晶岩脉(19YLXB5-2-1和21YLXB11-6)以及侵入于高级变质岩中的伟晶岩体(19YLXB21-7，图2)。幔部北侧含绿柱石伟晶岩(图2、图3d-f)，该点绿柱石伟晶岩呈囊状体与二云母花岗岩侵入于石榴石二云母片岩中。整个绿柱石伟晶岩露头分带性不明显，矿物组合主要为石英、钾长石、微斜长石、白云母和绿柱石，副矿物包括锆石、磷灰石、独居石和晶质铀矿等(图4f、图5e-g)。其中绿柱石呈长柱状、浅绿色，常与白云母和钠长石共生。本次研究样品的矿物组合信息见表1。根据微斜长石和钠长石矿物相对含量(表1)，雅拉香波伟晶岩属于微斜长石-钠长石伟晶岩。鉴于其中发现有绿柱石，本文简化为花岗伟晶岩和含绿柱石花岗伟晶岩。

3 测试方法

本研究选择雅拉香波淡色花岗岩和伟晶岩中的长石、云母、电气石和绿柱石作为研究对象，探讨雅拉香波淡色花岗岩-伟晶岩中稀有金属矿化的矿物化学指示标志，采样位置详见图2。矿物主量元素在中国地质科学院矿产资源研究所使用JXA-iHP200F Hyper Probe(长石、云母和绿柱石)与防灾科技学院使用JEOL-JXA8100(电气石)完成。本次测试工作条件为加速电压15kV，束流10～20nA，探针束斑大小为5～10μm。所有数据均采用ZAF进行校正。对于电子探针测试中标样的选择为：K-铌酸钾；Ca-磷灰石；Ti-金红石；Na-硬玉；Si-石英；Mg-镁橄榄石；Al-蓝晶石；Cr-氧化铬；Fe-磁铁矿；Mn-红钛锰矿；F-金云母；Cl-石盐；P-磷灰石；Ba-重晶石。

矿物微量元素在北京科荟测试技术有限公司开展，测试使用Plasma Quant MS(Jena, 德国)和Resolution 193nm激光剥蚀器(澳大利亚)，激光能量密度约为6.0J/cm2，6～8Hz，束斑直径32～44μm，根据矿物大小和结构特征而定。采用氦气作为载气，每个分析点背景气体采集时间为20s，样品剥蚀时间为50s。本次研究使用NIST SRM612标准玻璃作为标样，NIST SRM610和BCR-2G进行监控，对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正以及元素含量计算)采用软件ICPMSDataCal(Liuetal., 2008)完成，测试结果准确度优于±10%，其中对于Li和Be含量，监控玻璃样品NIST SRM610测试值为(473±45)×10-6(2SD，n=22)和(460±41)×10-6(2SD，n=22)，BCR-2G为(9.5±0.9)×10-6和(2.1±0.6)×10-6(2SD，n=19)，与参考值在误差范围内一致。测试结果和计算值代表性数据列于表2-表5中。

4 测试结果

4.1 长石矿物结构与元素组成

雅拉香波穹窿中二云母花岗岩(样品19YLXB15-5和19YLXB5-4)中斜长石成分总体富集Ab(表2、图6a)，Ab值多数为87.1～89.6，An值集中于9.0～11.6，Or值为0.8～1.5；钾长石主量元素组成变化范围较窄，Or值为90.0～95.8，Ab值为4.2～10.0。

表1 本次研究主要样品和主要矿物组合Table 1 Sample descriptions and mineral assemblages in this study

图5 雅拉香波二云母花岗岩和伟晶岩岩石结构和典型矿物BSE和CL显微图像(a)二云母花岗岩中典型花岗结构；(b)花岗伟晶岩中钠长石条带出溶于微斜长石；(c)花岗伟晶岩中钠长石包裹他形钾长石和白云母；(d)含绿柱石花岗伟晶岩中与白云母共生的绿柱石，BSE结构均一；(e)花岗伟晶岩中他形、BSE均一结构电气石与钠长石、钾长石共生，其中钾长石包裹白云母和石英；(f)二云母花岗岩和含绿柱石花岗伟晶岩中磷灰石阴极发光CL图像；(g)含绿柱石花岗伟晶岩中晶质铀矿BSE图像(晶质铀矿由能谱确定).Ap-磷灰石；Ur-晶质铀矿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

图6 雅拉香波二云母花岗岩(a)和伟晶岩(b)中长石An-Ab-Or三元图解Fig.6 Feldspar An-Ab-Or diagram of the Yalaxiangbo two-mica granite (a) and pegmatite (b)

雅拉香波伟晶岩脉中产出的长石主要为碱性长石，即钾长石-钠长石系列，部分钾长石与石英和少量云母呈文象结构产出、或呈白色块体产出；钠长石主要呈白色细粒自形-半自形粒状结构产出，或呈条纹状产出于条纹长石中(图4b、图5b)。花岗伟晶岩(19YLXB19-2-3，未见有绿柱石)中碱性长石多为富Or组分的钾长石，Or值为91.8～93.7，Ab值为6.3～8.2；钠长石An值为5.4～6.0，Ab值为92.8～93.6，Or值为1.0～1.2；微斜长石中出溶的钠长石条纹的Ab值多数为96.2～98.6，An值集中于0.5～2.9，Or值为0.7～2.0(图6b)。含绿柱石花岗伟晶岩(19YLXB5-2-1和19YLXB21-7)中碱性长石Or值在88.0～97.3之间，Ab值为2.7～12.0；钠长石组成中An值在1.2～7.1之间，Ab值为91.9～98.0，Or值为0.6～1.0(图6b)。

钾长石微量元素结果(图7a-i)显示：淡色花岗岩较伟晶岩具有相似的Ga、Ge和Rb含量，但淡色花岗岩中钾长石的Sr和Ba含量(图7e, h)较高，Cs和Sn含量较低(图7f, g)，淡色花岗岩中钠长石具有低Li(图7a)和高Ga、Rb的特征(图7b, d)。花岗伟晶岩和含绿柱石花岗伟晶岩中钾长石微量元素除Li和Pb外(图7a, i)差别不大，钠长石微量元素组成范围较为相似。但对比两个不同采样位置的含绿柱石花岗伟晶岩(19YLXB5-2-1和19YLXB21-7)，其钾长石在Li、Ga、Cs、Ba和Pb元素含量和钠长石Ba含量中显示出明显差异(图7)。

图7 雅拉香波淡色花岗岩和伟晶岩中长石Na2O/K2O比值与微量元素协变图解Fig.7 Feldspar Na2O/K2O ratio against trace elements diagrams of the Yalaxiangbo leucogranite and pegmatite

图8 雅拉香波淡色花岗岩和伟晶岩中云母组成分类(a)黑云母分类图解(Rieder et al., 1998)；(b)云母分类图解(Tischendor et al., 1997)；(c) R2+-Al-Li三元图(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 云母结构与元素组成

雅拉香波二云母花岗岩中黑云母与白云母，以及伟晶岩中白云母的主、微量元素组成结果列于表3，从BSE图像中显示云母矿物的成分较为均一，未表现出分带特征，少数云母显示变形特征。二云母花岗岩中黑云母主要属于铁叶云母(图8)，二云母花岗岩、花岗伟晶岩和含绿柱石花岗伟晶岩中主要为白云母(图8b, c)。二云母花岗岩中黑云母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%。在花岗伟晶岩中白云母的FeO含量2.27%～2.83%，MnO含量bdl～0.03%，F含量0.07%～0.21%。含绿柱石花岗伟晶岩中白云母FeO含量1.26%～3.42%，MnO含量bdl～0.08%，F含量0.07%～0.51%。

二云母花岗岩中黑云母微量元素成分中，Li含量为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含量变化范围较大，为1.21×10-6～17.7×10-6，Cs含量变化范围较大，为114×10-6～558×10-6；白云母的Li含量为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含量为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之间，K/Cs比值在1335～9726之间，Nb/Ta比值在14.6～64.3之间。

花岗伟晶岩中白云母Li和Be含量较二云母花岗岩略有升高(图9)，为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含量较高，为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含量为14.2×10-6～53.2×10-6，Ba含量较高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之间，K/Cs比值降低至1735～6443之间，Nb/Ta比值在18.7～39.3之间。含有绿柱石花岗伟晶岩中(图9)白云母Li含量最高可达1216×110-6(450×10-6～1216×10-6)，Be含量为19.1×10-6～39.0×10-6，B含量42.5×10-6～132×10-6，Zn含量变化较不含绿柱石伟晶岩较大，为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含量变化范围较大，为2.80×10-6～144×10-6和0.85×10-6～109×10-6，Sn含量最高可达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比值与不含矿伟晶岩相似(66.8～121)，K/Cs比值降低至287～5671之间，Nb/Ta比值在0.52～34.5之间。

4.3 电气石结构与元素组成

雅拉香波花岗岩伟晶岩中电气石主要呈团斑状和放射状产出。电气石在显微镜下显示不规则成分分带与环带特征，在BSE图像中除少部分具有成分分带特征，大部分BSE图像呈现均一的特征。总体上，电气石的FeOT和MgO含量变化较大，Al2O3、Na2O、K2O、CaO和TiO2含量变化较小，F含量在bdl～0.6%，绝大多数未检测出Cl含量，最高仅为0.03%(表4)。分子式中Fe2+、Mg、Mn变化在1.328～1.958apfu(atoms per formula unit)、0.259～1.054apfu和0.003～0.027apfu；Ca、Na和K变化于0.016～0.073apfu、0.536～0.713apfu和0.006～0.017apfu。依据电气石X位置阳离子的占位特征(Henryetal., 2011),雅拉香波电气石属于碱基电气石(图10a)，在Fe/(Mg+Fe)-X□/(Na+K+X□)二元图解中属于富Fe的黑电气石(图10b)。根据电气石成因判别图解中(Henry and Guidotti, 1985)，雅拉香波电气石形成于贫Li花岗岩和伟晶岩环境。利用LA-ICPMS测试得到雅拉香波电气石微量元素成分(表4)，这些伟晶岩电气石除Sc、Sr、Pb以外显示出相似的微量元素特征 (图11)。

表4 雅拉香波伟晶岩中代表性电气石EPMA (wt%)和LA-ICPMS(×10-6)测试结果Table 4 EPMA (wt%) and LA-ICPMS (×10-6) results of the typical tourmaline in the Yalaxiangbo pegmatites

表5 雅拉香波伟晶岩中绿柱石EPMA (wt%)和LA-ICPMS(×10-6)测试结果Table 5 EPMA (wt%) and LA-ICPMS (×10-6) results of the beryl in the Yalaxiangbo beryl-bearing pegmatites

图9 雅拉香波淡色花岗岩和伟晶岩中白云母元素二元图解Fig.9 Compositional variations of the muscovite in the Yalaxiangbo leucogranite and pegmatite

图10 雅拉香波伟晶岩中电气石分类图解(底图据Henry et al., 2011)(a)(Na+K)-Ca-X□三元图解；(b)Fe/(Mg+Fe)-X□/(Na+K+X□) 二元图解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

图11 雅拉香波伟晶岩中电气石微量元素图解Fig.11 Selected trace-element variations in studied tourmalines from the Yalaxiangbo pegmatite

图12 雅拉香波绿柱石主量-微量元素图解Fig.12 Major-trace elemental variation in the beryl at the Yalaxiangbo

图13 雅拉香波花岗岩和伟晶岩中白云母(a、b)、电气石(c-e)和绿柱石(f-h)元素替代机制图解图(a、b)替代关系向量来自Roda et al. (2007)和Vieira et al. (2011)，其中图a中适用于F含量小于1%的云母，且R2+=Fe+Mg+Mn；图(c-e)替代关系来自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

图14 雅拉香波长石、云母、电气石和绿柱石元素组成与典型稀有金属伟晶岩对应矿物组成对比图解雅拉香波长石(a)和云母(b)K/Rb-Cs二元图解，各类稀有金属伟晶岩矿床中长石和云母微量元素：其中不含矿、Li-Be(-Ta)和Li-Cs-Be-Ta来自西班牙Cap de Creus伟晶岩区(Alfonso et al., 2003)，Be-Nb-Ta来自阿根廷Totoral伟晶岩区(Oyarzábal et al., 2009)，Li-Cs-Ta来自加拿大Tanco伟晶岩矿床(Goad and , 1981)，Li来自纳米比亚Karibib伟晶岩带(Roda et al., 2007)，可可托海三号脉中铍矿化带的组成范围来自周起凤等(2013)；(c)黑电气石中Pb-Ge图解，其中Be(-Nb-Ta)矿化伟晶岩和复杂伟晶岩中黑电气石成分范围来自周起凤(2018)，幕阜山含绿柱石伟晶岩中黑电气石成分来自李乐广等(2019)；(d)绿柱石微量元素Li-Cs图解，其中喜马拉雅淡色花岗岩-伟晶岩(红色五角星)中绿柱石化学组成来自陶湘媛等(2020)和周起凤等(2021)，可可托海伟晶岩(黄色五角星)中绿柱石来自Zhou et al. (2015)，文献数据使用矿物组成平均值投图，Li和Cs含量均为LA-ICPMS测得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

其中电气石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 绿柱石结构与元素组成

雅拉香波伟晶岩中产出的绿柱石在BSE图像下不发育成分分带，呈现均一结构(图5d)。雅拉香波岩体代表性绿柱石的电子探针和LA-ICPMS分析结果见表5。绿柱石边部为石英-白云母-钠长石矿物组合，所观察绿柱石无蚀变边结构发育。雅拉香波绿柱石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含量较低，bdl～0.05%，Na2O含量在0.26%～0.93%，K2O含量bdl～0.09%，计算获得的BeO含量12.91%～13.75%。微量元素中测试获得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之间，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普遍低于检出限。从微量元素图解(图12)中可见位于穹窿西部的伟晶岩中绿柱石较北部和东部伟晶岩中绿柱石，常具有较高Li含量(图12b)、Zn含量(图12c)和Rb含量(图12d)。

5 讨论

5.1 伟晶岩矿物替代机制和形成环境

雅拉香波伟晶岩中大部分电气石具有均一结构特征，并具有高Fe/(Mg+Fe)比值和Al含量，与典型岩浆环境下结晶的电气石特征较为一致(van Hinsbergetal., 2011; Zhaoetal., 2019)。在电气石Mg-Fe图中(图13c)其Mg与Fe具有较好的负相关性特点，表明该样品Fe2+和Mg在Y位置的相互替代是电气石成分变化的重要因素。X□-Al图解上电气石组成呈现正相关关系(图13d)，说明Y位置上Al主要通过X□, Al(Na, R2+)-1替代方式进入电气石晶格。在X□-Fe图中(图13e)均显示X□, Al(Na, Mg)-1的替代特征。结合电气石的产出特征(与钠长石、钠长石、云母和石英共生)和无热液蚀变及脉体穿切，表明其形成过程中可能缺乏流体参与(Drivenesetal., 2015)。

5.2 岩浆分异演化程度和矿化指示标志

针对具有明显分带特征的伟晶岩中云母组成，周起凤等(2013)通过对比可可托海3号脉、世界典型稀有金属伟晶岩矿床及不含矿的伟晶岩中云母微量元素指出，云母的Cs含量随着演化程度增加升高，而K/Rb比值则逐渐降低，其中可可托海3号脉铍矿化带与Li-Cs-Be-Ta和Be-Nb-Ta型稀有金属矿床中云母组成相近(图14b)。对于雅拉香波穹窿中淡色花岗岩与伟晶岩(图14b)，其云母中K/Rb、K/Cs和Nb/Ta比值揭示出二云母花岗岩、花岗伟晶岩与含绿柱石花岗伟晶岩具有明显的演化趋势(图9a-c)，且绿柱石伟晶岩中云母的Li含量(图9d)和B含量较高，并具有高Cs低K/Rb特征(图14b)。与其他稀有金属伟晶岩相比，雅拉香波绿柱石伟晶岩中云母组成部分落于Be-Nb-Ta伟晶岩中(图14b)，其演化程度低于复杂伟晶岩的铍矿化带(可可托海，图14b)。

一般来说，不同类型伟晶岩中电气石的Li含量越高，伟晶岩的演化程度越高(Tindleetal., 2002)。而电气石中Mn含量是否与高演化的富锂伟晶岩相关，目前还仍在商榷(Slivko, 1961; Sahamaetal., 1979; Jiangetal., 1997)。当伟晶岩中出现粉色或绿色锂电气石时，表明该伟晶岩形成于较低温度；而黑色电气石一般形成于较高温度结晶的无交代伟晶岩中(Hawthorne and Henry, 1977)。周起凤(2018)通过对比东秦岭、阿尔泰地区稀有金属伟晶岩电气石组成指出，黑电气石在复杂分带结构的稀有金属伟晶岩中，较简单分带结构的Be(-Nb-Ta)矿化伟晶岩拥有较高的Pb和Ge含量(图14c)。雅拉香波花岗伟晶岩中的电气石均属黑电气石，其Pb含量分布范围较大，但Ge含量低于简单分带结构的Be(-Nb-Ta)矿化伟晶岩，部分组成与幕阜山绿柱石伟晶岩中黑电气石组成相近(图14c, 李乐广等, 2019)，说明雅拉香波伟晶岩的演化程度较低。

此外，造岩矿物中Li元素含量能够对伟晶岩是否出现锂矿化有一定指示意义(Maneta and Baker, 2019)，如加拿大Moblan锂辉石伟晶岩中石英、碱性长石和白云母Li含量在30×10-6、40×10-6和500×10-6以上为重要的含锂矿物存在指示标志。Selwayetal. (2005)对加拿大苏必利尔地区稀有金属伟晶岩研究中指出白云母Li含量大于2000×10-6是重要的成矿指标。然而，雅拉香波含绿柱石花岗伟晶岩中钾长石和白云母的Li含量平均值为440×10-6和935×10-6，但目前尚未在伟晶岩中发现有含锂矿物，该方面指标需要在喜马拉雅区域研究上进行细化。

综上所述，长石、云母、电气石和绿柱石矿物的结构和组成信息表明岩浆结晶分异作用控制了雅拉香波穹窿中淡色花岗岩和伟晶岩中矿物组成及其演化，含绿柱石伟晶岩为简单铍矿化伟晶岩，其伟晶岩演化程度与典型Be-Nb-Ta矿化伟晶岩和复杂伟晶岩中Be矿化带相类似。

6 结论

(1)喜马拉雅东段雅拉香波淡色花岗岩-伟晶岩中稀有金属矿物主要为绿柱石，主要赋存在微斜长石-钠长石伟晶岩中。

(3)长石(Cs含量和钾长石K/Rb值)、云母(白云母Li-B-Cs含量和K/Rb比值)、电气石(黑电气石Ge-Pb含量)和绿柱石(Li-Cs含量和Cs/Na比值)矿物的结构和组成表明雅拉香波含绿柱石花岗伟晶岩为简单铍矿化伟晶岩，其伟晶岩演化程度与典型Be-Nb-Ta矿化伟晶岩和复杂伟晶岩中Be矿化带相类似。

致谢喜马拉雅地区稀有金属伟晶岩研究工作受益于与中国科学院地质与地球物理研究所吴福元院士的多次讨论与启发；区域野外工作得到李晓峰研究员、李光明、刘小驰、胡方泱副研究员和中国科学院青藏高原研究所李金祥研究员的大力协助；室内矿物原位元素分析得到陈小丹副研究员和李文君高级工程师的协助；与核工业北京地质研究院木红旭博士的讨论受益匪浅；在此一并致以诚挚的谢意。非常感谢张辉研究员和另一名审稿人的细致审稿，特别是张辉研究员的细致修改和中肯建议使本文质量有大幅度提升。