新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约.pdf

书书书 （）：岩石学报 ：佘贵民，刘，周晋捷等 新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约 岩石学报，（）：，：新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约佘贵民，刘，周晋捷，吕正航 张辉 ，中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压实验室，贵阳 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 ，收稿，改回 ，（）：，：，（），），（，），；摘要新疆阿尔泰盛产稀有金属伟晶岩，但缺乏数量上相当的高分异花岗岩。将军山天河石花岗岩是阿尔泰目前发现的唯一富 花岗岩，但其岩石成因、的赋存状态及其与周边伟晶岩的关系尚不清楚，从而制约了对 富集机理和成矿潜力的认识。据此，本文对将军山天河石花岗岩和伟晶岩开展了全岩组成、年代学、同位素和矿物学研究。结果显示，阿尔泰将军山天河石花岗岩为高分异的 型花岗岩，独居石 年龄为 ，表明形成于早二叠世。独居石 同位素组成（）为 ，二阶段模式年龄 为 ）显示亏损的源区特征，表明源自新生地壳或有幔源物质的参与。天河石花岗岩与周边的天河石伟晶岩具有空间、时间和成分上的联系，表明二者具有分异演化上的成因关系。将军山本文受第三次新疆综合科学考察项目（）和国家自然科学基金项目（）联合资助第一作者简介：佘贵民，男，年生，硕士生，地球化学专业，：通讯作者：吕正航，男，年生，副研究员，硕士生导师，主要从事伟晶岩及相关的稀有金属矿床研究，：天河石花岗岩类型以及天河石伟晶岩矿物组合指示伟晶岩属于 族（富 、）。天河石花岗岩与伟晶岩都显示出 的矿化，矿石矿物主要为天河石和多硅白云母。从花岗岩到伟晶岩，天河石和云母中的 逐步富集。岩浆高度分异是天河石花岗岩 富集的主要机制，但新生地壳物源或幔源物质的加入从源区上限制了 的矿化程度。除天河石花岗岩以外，阿尔泰未来的 资源勘查应同时关注稀有金属伟晶岩中的钾长石和云母类矿物。关键词天河石；花岗岩；伟晶岩；岩石成因；阿尔泰中图法分类号 ；铷（）是重要的稀有金属矿产之一，由于极低的地壳丰度、独立矿石矿物极其稀少且难以识别，因此 矿床的形成条件极其苛刻，并且矿产勘查难度较大。天河石花岗岩是产出 矿的重要岩石类型之一，然而目前对 在其中的富集机理仍不完全清楚（吴昌志等，）。作为强不相容元素，倾向于在岩浆演化晚期的残余相中富集，尤其是晚期晶出的矿物相，如铯沸石、锂云母、铷微斜长石和铁锂云母等矿物，其中的 含量可高达百分含量级。如可可托海号伟晶岩带中锂云母的 含量高达 （周起凤，）。岩浆的高度分异演化是形成 的重要途径之一（，），然而物源对 成矿的贡献，目前研究较少。新疆阿尔泰以盛产花岗岩和伟晶岩而闻名，但目前已探明或开采的稀有金属矿主要产自于伟晶岩中。阿尔泰的花岗岩出露面积占全域 以上（吴柏青和邹天人，），但目前已识别出的高分异花岗岩（又称稀有金属花岗岩）几乎没有。高分异花岗岩的缺失给伟晶岩成因研究带来了诸多困惑。此外，阿尔泰的伟晶岩主要产出 和 等稀有金属资源，且主要集中在富 、的 伟晶岩中，如可可托海 号伟晶岩和 号伟晶岩，以及柯鲁木特 号伟晶岩等（，；，；，；，）。相较而言，目前对阿尔泰花岗岩和伟晶岩型 矿的成因及成矿远景等研究极其有限。将军山地区出露有新疆阿尔泰唯一的天河石花岗岩，其以富 特征明显区别于与琼库尔地体中的其他花岗岩（如康布铁堡、阿苇滩和大喀拉苏等岩体）。周边同时出露有天河石伟晶岩，显示出一定的 成矿潜力，但天河石花岗岩成因及其与伟晶岩的成因关系尚不清楚。前人研究认为该天河石花岗岩形成于燕山期（任刚，；吴家林，），不同于最近研究得出的二叠纪年龄（，）。此外，除已知的 矿石矿物天河石外，岩石中的云母类型及其 的富集程度也尚不清楚，不同学者将其归类为白云母（任刚，）或铁锂云母（，）。综上，本次研究以将军山天河石花岗岩和伟晶岩为研究对象，开展全岩地球化学、年代学、同位素和矿物学研究，以期揭示该花岗岩的岩石成因及其 的富集机理，为阿尔泰未来的 矿勘查提供思路。地质背景 区域地质中国新疆阿尔泰地区位于中亚造山带西部中段，西邻哈萨克斯坦，北接俄罗斯，东邻蒙古国。前人根据其地层、变质作用、变形方式和岩浆活动，将阿尔泰分为北阿尔泰、中阿尔泰、琼库尔和南阿尔泰地体四个地体（图 ；，）。北阿尔泰地体（单元）位于红山嘴 诺尔特断裂以北，泥盆系 下石炭统变火山岩和变沉积岩在本区广泛出露（，）。火成岩主要由泥盆纪花岗斑岩和 型花岗岩组成（吕正航等，；秦纪华等，）。中阿尔泰地体（单元）位于红山嘴 诺尔特断裂以南和阿巴宫 库尔提断裂之间，作为中国阿尔泰的主体，由厚层的哈巴河群浊积岩和火山碎屑岩序列、上奥陶统东锡勒克组和白哈巴组火山磨拉石和陆源碎屑岩序列以及中 上志留统库鲁木提组变质砂岩组成（，）。花岗岩类广泛出露，主要由早 中古生代的（）型和 型花岗岩（，；，；，；，；王涛等，；马占龙等，）和少量的中生代花岗岩（）组成（，；刘文政，；陈有?等，），泥盆纪的镁铁质岩在可可托海地区局部出露（，）。琼库尔地体（单元）位于阿巴宫 库尔提断裂和富蕴 锡泊渡断裂之间，主要由早泥盆世康布铁堡组和中泥盆世阿尔泰组碎屑岩和火山岩组成（，）。区内出露的火成岩主要为中 晚古生代 型花岗岩（，；，）、晚古生代 型花岗岩（，；，）、二叠纪镁铁质岩脉（，；，；，）。南阿尔泰地体（单元）位于富蕴锡泊渡断裂与南额尔齐斯断裂之间。该域西北部大部分被第四纪沉积物覆盖。东南部主要为泥盆纪康布铁堡组，上覆晚石炭世地层（，）。区域出露少量石炭二叠纪花岗岩（，）。最近的研究表明，中国阿尔泰是在中寒武世至早二叠世活动大陆边缘发育的多次俯冲 增生过程形成的岩浆弧。中寒武世时期，中国阿尔泰构造背景由被动大陆边缘转变为主动大陆边缘。随后，中国阿尔泰在泥盆纪期间经历了以洋脊俯冲、大规模花岗质岩浆活动和高温变质作用为标志的从奥陶纪到石炭纪漫长的俯冲过程。随着古亚洲洋板块的持续 岩石学报 ，（）：图 中国阿尔泰地质简图（据 ，；，）北阿尔泰地体；中阿尔泰地体；琼库尔地体；南阿尔泰地体 （，；，）；俯冲，中国阿尔泰在二叠纪期间与东、西准噶尔古岛弧连续汇聚。西伯利亚和塔里木克拉通拼合后，中国阿尔泰在三叠纪进入后造山阶段（，）。将军山岩体地质特征将军山岩体位于阿尔泰造山带中部琼库尔地体中，处于哈龙 青河复背斜带，乌恰 阿巴宫大断裂与富蕴 也留曼大断裂之间，区内主要构造走向为 （刘云龙，）。围岩为泥盆系阿尔泰组黑云母 石英片岩和大理岩（张前锋等，）。将军山岩体共识别出 种主要岩相：二云母碱长花岗岩、天河石花岗岩和天河石伟晶岩（任刚，及本次研究）。该岩体附近分布有 个辉长岩岩体，且辉长岩体均被天河石花岗岩脉和天河石伟晶岩脉切割。其中 个侵位于泥盆系黑云母 石英片岩中，另 个侵位于将军山岩体中部（图 ）。二云母碱长花岗岩二云母碱长花岗岩是将军山岩体的主要部分，呈近圆形岩株状侵位于阿勒泰组黑云母 石英片岩中（图），出露直径约 。岩体组成矿物主要为石英、钾长石、钠长石、斜长石、黑云母、白云母及少量萤石、磷灰石等，中粒，等粒结构。岩体无变形变质，但 向断裂较为发育，多为伟晶岩脉、石英脉和电气石脉所侵位（图 ）。前人地球化学研究认为该岩体为 型花岗岩（，）。天河石花岗岩天河石花岗岩呈不规则岩舌和岩脉状出露于二云母碱长花岗岩岩体的西侧、中部和西南侧（图），中 细粒，主要由钠长石、石英、钾长石（天河石）和云母组成（图 ，），局部具 、矿化，矿石矿物为铌铁矿和独居石，副矿物包括电气石、锆石、钍石和萤石等。天河石伟晶岩天河石伟晶岩呈不规则脉状分布于天河石花岗岩内或周边其他岩石中（图 ），其主要由天河石（）、石英（）、云母（）和钠长石（）组成（图 ），在手标本中偶见浅绿色的绿柱石（图 ），部分伟晶岩脉中出现电气石集合体和电气石脉（宽 ）。粗晶结构，最大晶体粒径为 。天河石伟晶岩结构佘贵民等：新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约图 新疆阿尔泰地区将军山岩体地质简图（据新疆地质矿产勘查开发局第六地质大队，），（，）分带性较差，整体以中 粗粒石英 天河石 云母的矿物组合为特征（图 ），脉体中心局部可见以石英 天河石或石英核的矿物组合。矿石矿物主要包括绿柱石、铌铁矿、铌钇矿、磷钇矿和独居石，副矿物以电气石、萤石和石榴子石为主。根据天河石（，）以及其他富 、和 的矿物组合（，），将军山天河石伟晶岩可归类为 型。各岩相间关系二云母碱长花岗岩与辉长岩呈侵入接触关系（图 ），两种岩性接触面未见明显的交代蚀变，推测辉长岩略早于二云母花岗岩侵位。天河石花岗岩多沿辉长岩与二云母花岗岩、和片岩与二云母花岗岩的岩性界面侵位，以云母化和电气石化为特征。围岩为大理岩时，可见碳酸盐化和矽卡岩化，蚀变范围有限。天河石伟晶岩常与天河石花岗岩伴生出现，二者呈渐变接触关系（图 ），或呈较小的脉状侵入二云母花岗岩中（图 ，），或呈较大的不规则脉状、豆荚状侵入片岩中（图 ）。样品采集及分析方法本次研究所用的 件天河石花岗岩和 件伟晶岩样品的采样位置如图 所示。其中，编号为 和 的 件样品采自位于岩体西南边的天河石花岗岩。出露的岩体呈灰白色，等粒结构，可见 左右的天河石均匀分布。编号为 和 的 件样品采自研究区南面的天河石花岗岩脉，脉体侵入阿勒泰组片岩中，长 不等，宽 ，整体显示等粒花岗结构，含电气石，局部可见粗晶（）天河石。编号为 和 的件样品采自研究区西南角的天河石花岗样品露头，样品 采自附近的天河石伟晶岩。件花岗岩样品均进行全岩主微量研究，此外，样品 （、）用于年代学研究，同时与样品 进行矿物学对比研究。所有的分析测试均在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室完成。全岩样品用玛瑙研钵研磨至 目以下，主量元素组成测试采用 型 荧光光谱仪分析，全岩微量元素组成经化学消减后采用 型等离子体质谱仪进行分析。天河石和云母矿物的主要成分采用 型电子探针进行分析，工作条件包括加速电压 ，束流 ，束斑 ，元素峰值和背景时间计数分别为 和 。采用天然矿物和人工合成氧化物作为标样计算元素含量，所有结 岩石学报 ，（）：图 阿尔泰将军山天河石花岗岩和伟晶岩野外露头、手标本及镜下照片（）天河石伟晶岩与二云母碱长花岗岩侵入接触关系；（）二云母碱长花岗岩与辉长岩侵入接触关系；（）天河石伟晶岩与黑云母 石英片岩的侵入接触关系；（）花岗岩中的暗色包体；（）天河石花岗岩与伟晶岩的渐变接触关系；（）天河石伟晶岩露头；（）含绿柱石的伟晶岩手标本；（、）天河石花岗岩显微镜正交偏光下的特征 钠长石；绿柱石；微斜长石；斜长石；石英；多硅白云母 ，（）；（）；（）；（）；（）；（）；（）；（，）；佘贵民等：新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约图 将军山天河石花岗岩主量元素特征图（）图解（，）；（）（）图解（，）（）（，）；（）（，）果均进行了 校正。独居石 定年采用激光剥蚀等离子质谱（）进行测试。激光剥蚀系统由 准分子激光器和 光学系统组成，再配备 型 质谱仪。本次分析的工作条件为激光束斑 和频率 。同位素定年采用哈佛大学独居石 标样（，）和标准物质 玻璃作外标分别进行同位素和微量元素分馏校正。每个数据的信号收集时间包括约 空白信号和 样品信号。样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及 同位素比值和年龄计算等数据处理采用软件 （，）完成。独居石的 年龄谐和图绘制和年龄加权平均计算采用 （，）完成。分析结果 全岩地球化学特征将军山岩体天河石花岗岩全岩地球化学组成结果显示（表 ），花岗岩具有较高且一致的 含量（），全碱含量 （）也较高，值为 ，表明岩石具有高硅、富碱、相对富 的特征。的含量较高（），铝饱和指数 （）介于 之间，在 判别图解（图 ）中，样品投点集中在过铝质岩石区域。天河石花岗岩具有较低的 （）、（）、（）和（）含量。里特曼指数（）均值为 ，小于 。在（）图解（图 ）中，主要落入碱钙性花岗岩范围。天河石花岗岩的分异指数 非常高，变化于 。天河石花岗岩样品的稀土元素总量较高，为 ，表现为轻稀土亏损（），重稀土富集（），（）值介于 间（表）。在球粒陨石标准化 配分图中（图 ），稀土配分样式相近，呈现出“海鸥型”（型）的“四分组效应”，值为 。值非常低，普遍 ，在球粒陨石标准化曲线中表现为强烈的 负异常，为 ，总体呈现弱的 正异常。天河石花岗岩原始地幔标准化微量元素蛛网图（图 ）显示，全岩富集 （）、（）、和 ，强烈亏损大离子亲石元素（）、和高场强元素（）、。全岩 值介于 ，值介于 ，值介于 ，均远低于球粒陨石比值 和 。独居石 定年和 同位素特征样品 中独居石粒径大于 ，因碎样过细而破碎呈他形。在 图上显示出较为均匀的成像特征，少数颗粒发育微裂隙和含有石英矿物包体（图 ）。个定年的独居石颗粒具有非常高的 （）、较低的 （）和相对高的 （）含量。、与 三组比值分别为 、岩石学报 ，（）：表 将军山天河石花岗岩全岩主量（）和微量（）元素成分 （）（）样品号 佘贵民等：新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约续表 样品号 （），注：为全铁含量；，计算公式参考 （）图 将军山天河石花岗岩球粒陨石标准化稀土元素配分图（）和原始地幔标准化微量元素蛛网图（）（标准化值据 ，）（）（）（，）图 将军山天河石花岗岩独居石 成像特征（）、定年谐和图（）和 加权平均年龄图（）图 中的数字代表点号和 年龄值 （），（）（）岩石学报 ，（）：表 将军山天河石花岗岩中独居石 同位素结果 测点号 （）（）（）（）表 将军山天河石花岗岩中独居石 同位素组成 测点号 （）（）（）（）（）（）（）（）注：（）为换算值，据公式 （）（）（，）测点编号同表 和 ，对应的年龄值分别为 、和 （表 ）；和 两组年龄谐和度仅为 ，而 与 二者的谐和度达到 ，由此认为 与 两组年龄最为可靠（详见下文），个测试点集中在 附近（图 ）。将 年龄加权平均得到 的年龄（，图 ）。个定年独居石的 同位素组成显示（表 ），独居石具有 相 对 均 一 的 （）和 （）比值，根据对应的独居石 年龄计算出 （）值介于 ，二阶段模式年龄（）介于 。在 （）值与年龄相关图上，样品分布于亏损地幔与大陆下地壳演化线之间且相对靠近前者（图 ）。根据换算公式 （）（）（，），计算得到对应的 （）值为 ，（）值与年龄的关系与 同位素类似，但更加靠近亏损地幔演化线一侧（图 ）。将军山天河石花岗岩和伟晶岩钾长石、云母的主要成分将军山天河石花岗岩和伟晶岩中钾长石（天河石）的主量元素组成见表 。其中，花岗岩钾长石 （）、（）和（）含量变化不大，（）和 佘贵民等：新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约图 阿尔泰将军山天河石花岗岩独居石的 （）和 （）同位素特征图（）值根据公式 （）（）（，）计算得到 为亏损地幔，为球粒陨石均一储库，为下地壳 图中的二云母碱长花岗岩数据引自 （）（）（），（）（）（）（，），（）表 将军山天河石花岗岩和伟晶岩中钾长石的主量元素成分（）（）测点号 天河石花岗岩（）岩石学报 ，（）：续表 测点号 天河石伟晶岩（）注：为低于检测限，表 同图 将军山天河石花岗岩和伟晶岩钾长石 图解可可托海 号脉 带脉数据引自周起凤（），巴西 天河石伟晶岩数据引自 （）（），（）（）的含量较低且变化较大；其 比值大部分小于 （）；伟晶岩中天河石的 、和 含量与花岗岩相近，的含量明显增加，为 ，其 也大大减小，为 。从花岗岩到伟晶岩，钾长石的 的含量升高，比值显著降低（如图 ）。将军山天河石花岗岩和伟晶岩云母的主量元素组成见表 。花岗岩中云母的 （）、（）、（）、（）和 （）的含量变化不大，随 岩 浆 的 结 晶 分 异，、（）和 的含量与 未见明显的相关性（图 ），（）、（）、（）、（）和 （普遍低于检测限）的含量普遍较低。相较而言，伟晶岩中云母具有变化较大且较低的 （）、（）（图 ）和 （），相对高的 （）、（）、（）（图 ）和 （），和 （）的含量与花岗岩近似。随着云母中 含量的增加，含量有上升趋势，、和 的含量表现出下降趋势（图 ）。天河石花岗岩和伟晶岩中云母都显示较高的 、和较低的 含量，在分类图解中主要落入多硅白云母范畴，少量为含锂多硅白云母（图 ）。从花岗岩到伟晶岩，云母的 比值降低，两种岩石云母中的 和 含量均显示正相关关系（图 ）。前人研究表明云母、钾长石的 、等元素含量及 值的变化可以反映花岗伟晶岩分异演化程度及趋势，随着分异程度的增加以及 、等稀有金属元素的富集，云母和钾长石中的 、等通过置换 而富集，导致矿物的 值逐渐减低（，；周起凤，）。与世界其他高分异演化的富 伟晶岩矿床及天河石伟晶岩脉对比（如图 ），如中国可可托海 号脉 带、巴西帕拉伊巴省 天河石伟晶岩，号脉是由外向内结晶的高分异演化程度的伟晶岩脉（周起凤，），将军山天河石伟晶岩 关系的投图区间与 号脉 带相当，说明其分异演化程度较高。巴西 天河石伟晶岩是一条典型的 型伟晶岩脉体且具有较强的 矿化（，），从图可以看出其分异演化程度远远高于将军山天河石花岗岩和伟晶岩。综上，将军山天河石花岗岩和伟晶岩经历了一定程度的分异演化，但相比其他高分异岩（脉）体，如可可托海 号伟晶岩和巴西 天河石伟晶岩，仍具有一定的差距。佘贵民等：新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约图 将军山天河石花岗岩和伟晶岩中云母主量元素氧化物与 的二元图 表 将军山天河石花岗岩和伟晶岩中云母的主量元素成分（）（）测点号 岩性天河石花岗岩 ，岩石学报 ，（）：续表 测点号 岩性天河石花岗岩 测点号 岩性天河石伟晶岩 ，佘贵民等：新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约续表 测点号 岩性天河石伟晶岩 注：计算据 （），计算据 （）图 将军山天河石花岗岩和伟晶岩云母矿物分类判别图（底图据 ，）（，）讨论 将军山天河石花岗岩的成岩年龄独居石普遍存在于花岗岩中，其化学和同位素组成在岩浆演化过程中通常较为稳定，不易遭受后期流体改造。独居石通常含有百分含量水平的 ，因此能够积累相对较高的 ，因此，有理由将 年龄作为独居石结晶年龄的最佳参考（，）。本次研究得到的 个独居石的三组年龄数据整体显示 的特征，推测 年龄受到了岩浆中初始普通 的影响。产出天河石的源区可能富含硫化物（如方铅矿 ），通过替换 而进入天河石晶格，是导致天河石呈（蓝）绿的主要原因（，）。因此源区中较高的普通 对含量较低的子体 影响较大，造成 年龄显著偏大。庆幸的是，和 两组年龄的谐和度较高，为 （表 ），说明两组年龄数据比较可靠。此外，本次研究用于 定年的独居石在 图像上显示较为均一的组分，除少数颗粒发育微裂隙和石英矿物包体外，并未显示出遭受后期改造的特征。这些独居石具有很高的 含量（，表），明显区别于热液独居石中较低的 含量（，）。另外，本次定年的独居石与天河石、石英和铌铁矿共生，铌铁矿 年龄为 （未发表数据），与独居石 年龄一致。先前研究对将军山二云母碱长花岗岩和天河石花岗岩中岩浆和热液叠加的岩浆锆石进行 定年，结果显示年龄分别为 和 （，），该年龄与本次独居石定年结果在误差范围内一致。因此，笔者认为独居石的 加权平均年龄 代表了天河石花岗岩的形成年龄，将军山岩体形成于早二叠世，并非前人认为的燕山期（任刚，）。将军山地区天河石花岗岩的岩石成因阿尔泰二叠纪花岗岩整体呈线性集中分布于琼库尔和南阿尔泰地体中。岩体规模普遍较小，呈岩株、岩墙和岩脉，以 型、过渡型和 型为主，少量 型，形成时代集中于早二叠世（；周刚等，；，；，）。将军山天河石花岗岩形成年龄为 ，与上述花岗岩的形成时代一致。从岩石地球化学特征上来看，将军山天河石花岗岩是目前阿尔泰发现的分异演化程度最高的二叠纪岩体。表现在该岩体具过铝质（图 ）岩石学报 ，（）：图 将军山天河石花岗岩和伟晶岩云母 （）图解和 图解（）图 中灰色的 个数据点未参与线性相关系数 的计算 （）（）和碱钙性岩石特征（图 ）。此外，天河石花岗岩的 配分模式显示出强烈的 负异常和四分组效应（图 ）。在蛛网图中，所有样品均显示 、和 的负异常（图 ）。在花岗岩判别图解（图 ）中，所有的天河石花岗岩样品均落在 型区域中，呈现高碱、高 和富 的特征。由此表明将军山天河石花岗岩为典型的 型花岗岩，并且经过了高度的分异演化。将军山天河石花岗岩附近发育同时代的二云母碱长花岗岩（，）和辉长岩体（，）（图 ），但同位素组成显示，碱长花岗岩具有相对富集的 同位素组成，（）值介于 （，）。将军山天河石花岗岩中独居石 （）为 ，二阶段模式年龄 为 （表），显示亏损的同位素特征。其对应的 （）值为 （表），显著不同与二云母碱长花岗岩（图 ），表明二者之间不存在演化成因关系。而辉长岩的全岩 同位素和锆石 同位素研究显示，该岩体具有亏损的同位素特征，其 （）和 （）值分别为 和 （，），与天河石花岗岩的同位素组成较为接近，指示二者有相似的物质来源。天河石花岗岩与辉长岩显示出时空耦合性，是典型的酸性 基性双峰式火成岩组合。这种岩石组合通常指示拉张背景。已有研究表明，新疆阿尔泰在二叠纪初期与准噶尔弧发生碰撞拼贴，此后又经历了俯冲板片断离和后撤形成的拉张背景，以及一系列的基性岩浆底侵、麻粒岩相高温变质以及额尔齐斯走滑拉张等构造 岩浆 变质作用（，；，；，；，；，）。将军山天河石花岗岩是在拉张背景下，基性岩浆底侵导致下地壳物质部分熔融，并发生了物质混染。此后在向上侵位到上地壳过程中，经历了高度的分异演化而形成。将军山天河石花岗岩和伟晶岩的 富集机制和成矿潜力目前，全球主要的 矿类型为花岗（伟晶）岩、光卤石和盐类矿床（孙艳等，）。近年来，在广东、甘肃和内蒙古等地发现了多个 矿（贾宏翔等，；李通国等，），仍以花岗岩型为主。将军山天河石花岗岩是目前阿尔泰唯一的富含 的花岗岩，全岩组成以富集 （）为特征（表 ）。其中的 含量介于 ，对应的 为 ，达到我国铷矿的边界品位（），预计 储量为 ，达大型规模（新疆地质矿产勘查开发局第六地质大队，）。由于 的强不相容性，倾向于在花岗质熔体晚期富集，并在伟晶岩岩浆演化晚期以类质同象形式进入微斜长石、锂云母等矿物的晶格中。因此，花岗质岩浆的高度分异是 富集成矿的必要条件之一。将军山天河石全岩化学组成显示强烈的稀土四分组效应和 负异常（图 ），富集大离子亲石元素（图 ）以及非常低的 （）和 （）比值（表 ），表明将军山天河石花岗岩经历了非常高的分异演化过程。将军山天河石花岗岩和伟晶岩具有紧密的空间（渐变接触）、时间（成岩年龄较为接近，花岗岩 ，伟晶岩 ）（，；及本文）和成分上（全岩均显示高 、富碱、富 ，钾长石和云母成分显示连续的分异趋势）的联系。此外，天河石花岗岩 型以及伟佘贵民等：新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约图 将军山天河石花岗岩的岩石类型判别图解（）图解；（）（）图解；（）图解；（）（）图解（，）、和 代表 、和 型花岗岩；为分离长英质花岗岩；为造山后 型花岗岩 （）；（）（）；（）；（）（）（，），；晶岩作为 型的岩石属性也较为支持二者的成因关系（，），因此，有理由推断二者具有成因演化关系。花岗岩和伟晶岩中的 主要在天河石和多硅白云母中富集，而非前人认为的白云母（任刚，）和铁锂云母（，）。从花岗岩到伟晶岩，天河石和多硅白云母均显示出 逐步富集的特征（图、图 ），表明 在伟晶岩中进一步得到富集。伟晶岩多硅白云母中 与 含量显示正相关关系（图 ），指示岩浆演化晚期更加有利于 的富集。这也是 在铯沸石和锂云母矿物中高度富集的原因。与可可托海 号伟晶岩（带最富钾长石）中的钾长石（周起凤，），以及 地区 伟晶岩中的巨晶天河石（，）进行对比，不难看出，将军山花岗岩天河石中的 富集程度明显低于前两者，只有伟晶岩阶段的天河石 富集程度较高，达到了与 号脉早期结构带（带）一致的水平，但仍远低于 伟晶岩天河石（图 ）。此外，将军山天河石花岗岩的 品位（）虽然达到我国铷矿的边界品位（），但低于工业品位（），从而制约了开采价值。据统计，全球近 的天河石花岗岩分布于中亚造山带中（，），然而这些岩体整体显示储量大但品位低的特点（吴昌志等，）。众所周知，中亚造山带是全球最大的显生宙增生型造山带。同位素填图研究显示，该造山带以显著的地壳垂向生长为特征，新生地壳的占比高达 （，），这意味着大量的幔源物质参与了地壳生长。将军山天河石花岗岩的同位素显示了幔源物质的贡献，其虽然经历了高度的分异演化，但源区的局限性限制了其中 的高度富集。众所周知，在地壳和地幔中的丰度分别为 和 （，；岩石学报 ，（）：，），前者远高于后者。此外，在表生沉积物中尤为富集，如页岩和深海沉积物中含量分别高达 和 （，），如果花岗质岩浆源于这些沉积物，其中的 在源区上已经得到富集（高于 的地壳丰度）。经过较高程度的分异结晶之后，其中的 很大概率会富集成矿。如果岩浆源于地幔源或遭受幔源岩浆混染，如玄武岩岩浆（含量 ），相较前者，在源区以及相同结晶分异程度条件下岩浆中的富集程度都会显著降低。新疆阿尔泰作为我国最大的伟晶岩省，分布有十万余条伟晶岩脉并形成了数十个中至超大型的稀有金属矿床（邹天人和李庆昌，）。然而，目前作为 矿开采的伟晶岩几乎没有。一方面，前人重点关注锂铍等稀有金属资源而忽略了 等伴生资源，另一方面，对阿尔泰数量巨大的伟晶岩，目前研究程度仍然不高。未来对该地区 资源的勘查不必局限于天河石花岗岩，而应对高分异的 伟晶岩（类似可可托海 号脉和库卡拉盖 号脉）中的钾长石、白云母和锂云母等矿物给予关注。结论（）新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩是高分异的 型花岗岩，其成岩年龄为 ，形成于早二叠世。其 同位素组成（）为 ，为 ）显示亏损的源区特征，指示花岗岩源区为新生地壳或有幔源物质的加入。（）天河石花岗岩与周边的天河石伟晶岩具有空间、时间和成分上的联系，表明二者具有分异演化上的成因关系。将军山天河石伟晶岩属于 型。（）天河石花岗岩及周边伟晶岩以富集 为特征，矿石矿物主要为天河石和多硅白云母。从花岗岩到伟晶岩，天河石和云母中的 含量逐步富集。高度的分异演化是天河石花岗岩 富集的主要机制。致谢感谢矿床地球化学国家重点实验室的唐燕文、郑文琴、杨淑琴、胡静和李响老师在实验过程中给予的指导和帮助！两位匿名审稿人提出了细致且极具建设性的修改意见，笔者在此表示衷心感谢！：，（）：，：，：，（）：，：，（）：，：，：，：，（）：，：，（）：，（）：（），：，：，（）：，（）：，（）：，（）：（），（）：，（）：，（），：，：，：，（）：佘贵民等：新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的岩石成因及其对铷成矿的制约 ，：，（）：，（），：，（）：，（）：，：，（）：，：，：，：，（）：（），：，：，（）：（），（）：，？，（）：，：，（）：，：，：，（）：，（）：（），（）：，（），：，（）：，：，（）：（），（）：，（）：（）（，）：，（）：，（）：，：，（）：，：，（）：，：，（）：，：，（）：，（）：，（）：，（）：，：，（）：，：，（）：，岩石学报 ，（）：，（）：，：，（）：（），：，（）：，（）：，：，（）：，：，（）：，（）：（），（）：（），（）：，（），：，（）：，：，：，：，（）：，：，（）：，：，：，：？，：，（）：（），：，（）：（），：，（），：，（）：，：，（）附中文参考文献陈有?，高峰，裴先治，田红彪，李佐臣，李瑞保，王盟，何峻岭 新疆阿尔泰地区辉腾花岗岩体年代学、地球化学特征及构造意义 岩石学报，（）：贾宏翔，庞振山，耿林，张志辉，贾儒雅 广东省龙川县天堂山锡多金属矿床成岩成矿时代及其地质意义 地质论评，（增 ）：李通国，梁明宏，余君鹏，黄增保，张翔，朱永新，张有奎，孙新春，张红斌，刘养雄，刘元平，周会武，许延龙，吴义布，朱文戈，何来信，冯军，童晓华，李绪善，王玉玺，把建业，冯备战，刘多朝，王鹤轩，张兴华，赵海钧，任文秀 甘肃省稀有（稀土）金属成矿地质背景研究 北京：地质出版社，刘文政 新疆阿斯喀尔特花岗岩 伟晶岩地球化学演化及其 成矿作用 硕士学位论文 贵阳：中国科学院地球化学研究所，刘云龙 新疆阿尔泰造山带二叠纪伟晶岩及后碰撞花岗岩岩石成因及其大陆动力学研究 博士学位论文 贵阳：中国科学院地球化学研究所，吕正航，张辉，唐勇 新疆别也萨麻斯 号伟晶岩脉 矿床与围岩花岗岩成因关系研究矿物学报，（增）：马占龙，张辉，唐勇，吕正航，张鑫，赵景宇 新疆卡鲁安矿区伟晶岩锆石 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