川西甲基卡鋰礦床花崗巖與偉晶巖成因關(guān)系：U-Pb定年、Hf-O同位素和地球化學(xué)證據(jù)*

李賢芳 ，田世洪,**，王登紅，張慧娟 ，張玉潔 ,3，付小方，郝雪峰，侯可軍，趙 悅，秦 燕，于 揚(yáng)，王 海

（1自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037；2核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東華理工大學(xué)，江西南昌 330013；3中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；4四川省地質(zhì)調(diào)查院，四川成都 610081）

花崗偉晶巖代表了非常不尋常的巖漿，是稀有金屬（如Ta、Nb、Li、Cs、REE等）的重要來(lái)源，這些稀有金屬越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于新的綠色科技中（Linnen et al.,2012;Dill,2015;Shaw et al.,2016）。盡管偉晶巖研究了近2個(gè)世紀(jì)，但其巖石成因仍然存在爭(zhēng)論（?erny et al.,2005;Lü et al.,2018）。典型觀點(diǎn)認(rèn)為偉晶巖熔體來(lái)源于花崗巖熔體的結(jié)晶分異作用，這種分離結(jié)晶作用導(dǎo)致了殘余熔體中的稀有金屬的增加（?erny et al.,2005;London,2008;Deveaud et al.,2015）。然而，世界上大多數(shù)已研究的偉晶巖，包括加拿大Tanco偉晶巖、澳大利亞Greenbush偉晶巖和中國(guó)可可托海3號(hào)偉晶巖，其成礦母巖花崗巖至今未發(fā)現(xiàn)和證實(shí)（Lü et al.,2018）。因此，一些研究者認(rèn)為地殼巖石的低度部分熔融可直接形成偉晶巖，尤其是在含水條件下（Simmons et al.,1995;2008;Martins et al.,2012;Melleton et al.2012;Deveaud et al.,2015;Shaw et al.,2016）。雖然這2種成因模式在文獻(xiàn)中均有應(yīng)用，但在偉晶巖漿中導(dǎo)致稀土元素富集的過(guò)程并不十分清楚，需要做進(jìn)一步調(diào)查研究（London,2014;Thomas et al.,2014;Deveaud et al.,2015）。

川西甲基卡鋰礦床位于青藏高原東南緣，是四川省地礦局甘孜隊(duì)1959年在群眾報(bào)礦基礎(chǔ)上開(kāi)展地質(zhì)調(diào)查和找礦工作，初步確定了礦區(qū)范圍。1965～1972年，四川省地礦局402、404等地質(zhì)隊(duì)發(fā)現(xiàn)花崗偉晶巖脈498條，其中工業(yè)礦體114條。20世紀(jì)90年代至2013年，新增Li2O資源量100多萬(wàn)噸。2012～2015年，四川省地質(zhì)調(diào)查院承擔(dān)了“四川三稀資源綜合研究與重點(diǎn)評(píng)價(jià)”工作項(xiàng)目，新發(fā)現(xiàn)9條含鋰偉晶巖脈，初步估算X03脈Li2O資源量88.55萬(wàn)噸，成為亞洲第一大鋰輝石單脈，而甲基卡礦床Li2O資源總量達(dá)到215萬(wàn)噸（付小方等，2017）。2016～2018年，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局啟動(dòng)二級(jí)項(xiàng)目“川西甲基卡大型鋰礦資源基地綜合調(diào)查評(píng)價(jià)”，由王登紅研究員和付小方教授級(jí)高工負(fù)責(zé)，實(shí)現(xiàn)了隱蔽型稀有偉晶巖礦床的找礦突破。而四川甲基卡鋰礦床的科研工作始于20世紀(jì)80年代，1984年四川省地礦局攀西地質(zhì)大隊(duì)提交了“四川省康定縣甲基卡花崗偉晶巖鋰礦床地質(zhì)研究報(bào)告”（唐國(guó)凡等，1984）；90年代初，四川省地礦局與中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所合作，出版了《中國(guó)松潘-甘孜造山帶的造山過(guò)程》（許志琴等，1992）。1998～2002年，四川省地礦局出版了《松潘-甘孜造山帶東緣穹窿狀變質(zhì)地質(zhì)體》（侯立瑋等，2002）。2003～2005年，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所出版了《川西偉晶巖型礦床的形成機(jī)制及大陸動(dòng)力學(xué)背景》（李建康等，2007）。2017年，四川省地質(zhì)調(diào)查院出版了《甲基卡式花崗偉晶巖型礦床成礦模式與三維勘查找礦模型》（付小方等，2017）。

研究表明，四川甲基卡礦床是中國(guó)規(guī)模最大的偉晶巖型鋰礦床，具有規(guī)模大、品位高、礦種多、埋藏淺、經(jīng)濟(jì)價(jià)值大、開(kāi)采技術(shù)條件佳、選礦性能好、地質(zhì)特征代表性強(qiáng)等特征，是研究含稀有金屬偉晶巖的一個(gè)較理想的典型礦床（李建康等，2006a），也是中國(guó)乃至世界上規(guī)模最大的花崗偉晶巖型鋰礦富集區(qū)（付小方等，2015）。一些重要科學(xué)問(wèn)題，如巖漿起源、性質(zhì)及深部過(guò)程、成巖成礦時(shí)代、成礦流體性質(zhì)、成礦物質(zhì)來(lái)源、成礦規(guī)律、大陸動(dòng)力學(xué)背景等諸多方面以及成礦預(yù)測(cè)、勘查技術(shù)方法都得到了有益的探討（代鴻章等，2018a；2018b；代晶晶等，2017；付小方等，2014；2015；2017；郝雪峰等，2015；侯江龍等，2017；鞠天應(yīng)等，2016；李建康等，2006a；2006b；2006c；2006d；2007；2008a；2008b；2014；李名則等，2018；李勝虎等，2015；梁斌等，2016；劉麗君等，2015；2016；2017a；2017b；2017c；潘蒙等，2016；秦宇龍等，2015；沙小保等，2017；蘇嬡娜等，2011；王登紅等，2005；2016；2017a；2017b；2017c；王登紅等，2013；許志琴等，2018；趙玉祥等，2015；Tian et al.,2012;Li et al.,2015;2016；2017），但對(duì)成礦學(xué)必須解決的關(guān)鍵性科學(xué)問(wèn)題花崗巖與偉晶巖成因關(guān)系的研究相對(duì)缺乏（許志琴等，2018）。因此，本文擬通過(guò)花崗巖與偉晶巖的鋯石定年、Hf-O同位素以及花崗巖、偉晶巖和圍巖的全巖地球化學(xué)特征，深入探討花崗巖與偉晶巖的巖漿起源及其演化過(guò)程，從而加深對(duì)川西甲基卡鋰礦床成礦機(jī)制的理解，同時(shí)，為解決偉晶巖和花崗巖之間的成因爭(zhēng)論提供研究實(shí)例。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

甲基卡硬巖型鋰礦床位于四川省甘孜州康定、雅江和道孚三縣交界處，地處青藏高原東南緣（圖1）。礦區(qū)海拔4300～4700 m，距國(guó)道川藏公路康定縣塔公站直線距離約27 km，有簡(jiǎn)易公路相通，屬構(gòu)造剝蝕丘狀高原。大地構(gòu)造背景位于松潘-甘孜造山帶的雅江構(gòu)造-巖漿穹狀變質(zhì)體群內(nèi)，夾持在甘孜-理塘斷裂和壤塘-松崗斷裂倒三角形區(qū)域內(nèi)（圖1和圖2a、b；許志琴等，1992；侯立瑋等，2002）。松潘-甘孜造山帶為特提斯-喜馬拉雅造山系中的一個(gè)重要組成部分，北部以阿尼瑪卿縫合帶與華北陸塊南緣的秦嶺造山帶相接，西以金沙江和甘孜-理塘縫合帶與羌塘-昌都陸塊、玉樹-義敦島弧拼貼，南東以龍門山-錦屏山前陸沖斷帶為界與揚(yáng)子陸塊相連（圖2a；李建康等，2007；付小方等，2017）。由于受華北、揚(yáng)子和羌塘-昌都陸塊三大板塊相互作用，南北向和東西向雙向擠壓，以及始特提斯→古特提斯→新特提斯三大連續(xù)造山事件，大規(guī)模的多層次滑脫、逆沖-推覆和平移剪切，使其呈倒三角形特殊的幾何形態(tài)（付小方等，2017）。穹窿中出露的地層為三疊紀(jì)西康群侏倭組和新都橋組。侏倭組巖性為變質(zhì)砂巖、粉砂巖與砂質(zhì)、碳質(zhì)板巖；新都橋組巖性以板巖、千枚巖、粉砂質(zhì)板巖為主，夾變細(xì)砂巖。受區(qū)域變質(zhì)和接觸變質(zhì)作用影響，侏倭組和新都橋組在礦區(qū)內(nèi)主要為灰色-深灰色二云母石英片巖、黑云母石英片巖和十字石、紅柱石、堇青石石英片巖等中淺變質(zhì)巖。巖石變質(zhì)結(jié)晶和重結(jié)晶現(xiàn)象明顯，多數(shù)原有結(jié)構(gòu)和構(gòu)造已消失，留下伴隨區(qū)域變質(zhì)作用形成的眼球狀、千枚狀及片狀等構(gòu)造，除角巖化粉砂質(zhì)板巖外，巖石均為鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)（李永森等，1980）。區(qū)域發(fā)育有中基性巖-閃長(zhǎng)巖（石英閃長(zhǎng)巖）-黑云母花崗巖（花崗閃長(zhǎng)巖）-二云母花崗巖，構(gòu)成較完整的巖漿旋回（唐國(guó)凡等，1984）。在松潘-甘孜造山帶內(nèi)產(chǎn)出的花崗巖具有顯著的時(shí)空分帶特征，總體表現(xiàn)為印支期花崗巖主要分布在造山帶外圍及西部，而燕山期花崗巖則主要分布在造山帶東緣及中部，整體表現(xiàn)為印支期花崗巖環(huán)繞燕山期花崗巖的特征（圖2a；李建康，2006；李建康等，2007）。其中，中生代酸性巖體多呈不規(guī)則圓形或長(zhǎng)條狀產(chǎn)出，主要侵位于三疊紀(jì)淺變質(zhì)巖系中，少數(shù)侵位于古生代變質(zhì)巖中（圖2a）。區(qū)內(nèi)偉晶巖型Li、Be、Nb、Ta等稀有礦產(chǎn)資源豐富，目前已發(fā)現(xiàn)的礦床（點(diǎn)）主要分布在造山帶主體的東緣，如甲基卡、丹巴、馬爾康、平武、雅江、九龍等地區(qū)（圖2a；李建康等，2007；2014；代鴻章等，2018a；Li et al.,2015）。

圖1 松潘-甘孜造山帶簡(jiǎn)要構(gòu)造圖（據(jù)許志琴等，1992；付小方等，2015；侯江龍等，2017修改）Fig.1 Simplified tectonic map of the Songpan-Garze orogenic belt(modified after Xu et al.,1992;Fu et al.,2015;Hou et al.,2017)

2 礦區(qū)地質(zhì)及樣品特征

甲基卡礦床受構(gòu)造-巖漿-變質(zhì)穹窿控制，穹窿體由花崗巖體、偉晶巖脈以及三疊系西康群侏倭組和新都橋組泥巖、粉砂巖和砂巖復(fù)理石建造經(jīng)動(dòng)熱變形-變質(zhì)而成的灰色至深灰色十字石片巖、紅柱石十字石片巖、堇青石片巖等組成（圖1；付小方等，2015；潘蒙等，2016）。礦區(qū)構(gòu)造以南北向甲基卡背斜和一系列南北向斷層為主體，主要的控脈構(gòu)造是成脈前和成脈期各類節(jié)理和裂隙，以北東、北西向X型陡傾剪裂隙最重要（李建康等，2006a；2006d）。在礦區(qū)南部出露有印支期花崗巖巖體，出露面積達(dá)5.5 km2，主體巖性為中-細(xì)粒二云母花崗巖，頂部及邊部有10～50 m不等的條帶狀細(xì)粒二云母花崗巖，頂部殘留有堇青石、電氣石角巖組成的殘余頂蓋（付小方等，2015）。二云母花崗巖侵位于甲基卡背斜軸部南段近傾末端的新都橋組之中，向北收縮向南膨脹，產(chǎn)狀南陡而北緩的趨勢(shì)，即入侵熔融點(diǎn)由南端開(kāi)始，而后向北逐步熔融，形成東西兩側(cè)侵入產(chǎn)狀亦緩且呈港灣狀侵位方式，巖體在平面上呈“鐮刀”狀的巖株產(chǎn)出，巖體主體呈北東70°～80°方向延伸，長(zhǎng)3.5 km，寬1.5 km（圖3；鞠天應(yīng)等，2016；梁斌等，2016）。二云母花崗巖與圍巖接觸面較規(guī)則，接觸面傾角較陡，東側(cè) 55°～60°，南側(cè) 49°～78°，西側(cè) 54°～60°，北側(cè)多為72°～88°，局部較緩，約為10°～58°（李建康等，2007；梁斌等，2016）。偉晶巖脈產(chǎn)于二云母花崗巖體裂隙部位（圖4a）或圍繞巖體的地層裂隙（圖4b）中，成群成帶分布（圖3），而產(chǎn)于巖體裂隙中的偉晶巖脈與巖體的接觸關(guān)系清楚（圖4a）。從花崗巖體中心向外顯示明顯分帶性，依次為（圖3）：微斜長(zhǎng)石型偉晶巖帶（Ⅰ）→微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石型偉晶巖帶（Ⅱ）→鈉長(zhǎng)石型偉晶巖帶（Ⅲ）→鈉長(zhǎng)石鋰輝石型偉晶巖帶（Ⅳ）→鈉長(zhǎng)石鋰（白）云母型偉晶巖帶（Ⅴ）。Ⅰ類型主要產(chǎn)于二云母花崗巖體內(nèi)，其余類型依次產(chǎn)于外接觸帶。在空間上稀有成礦元素由中心向外，大致具有Be→Li→Nb+Ta→Cs的分帶特征，形成了與花崗偉晶作用有關(guān)的Li、Be、Nb、Ta、Cs、Sn的甲基卡式礦床。這種帶狀分布特征只是礦田內(nèi)偉晶巖展布的概貌，不同類型的巖脈也可重疊或混合成帶（付小方等，2015）。

本文通過(guò)2016年和2017年對(duì)甲基卡鋰礦床地表詳細(xì)填圖，系統(tǒng)采集了不同巖石類型樣品，具體采樣位置見(jiàn)圖3，典型樣品特征描述如下：

圖2 松潘-甘孜造山帶構(gòu)造簡(jiǎn)圖(a)和松潘-甘孜造山帶稀有金屬礦床分布圖(b)（據(jù)李建康等，2014；代鴻章等，2018a;Li et al.,2015修改）Fig.2 Construction sketch the Songpan-Garze orogenic belt(a)and distribution of rare-metal deposits in the Songpan-Garze orogenic belt(b)(modified after Li et al.,2014;2015;Dai et al.,2018a)

圖3 四川甲基卡硬巖型鋰礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)付小方等，2015；梁斌等，2016；侯江龍等，2017;Li et al.,2016;2017修改）Fig.3 Simplified geological map of the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan(modified after Fu et al.,2015;Liang et al.,2016;Hou et al.,2017;Li et al.,2016;2017)

圖4 四川甲基卡硬巖型鋰礦床典型野外和顯微鏡下照片F(xiàn)ig.4 Typical field and microscope photos of the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan

二云母花崗巖呈灰白色，局部肉紅色，具中-細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)、顯微文象結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖4c）。主要礦物為石英、鈉長(zhǎng)石和微斜長(zhǎng)石，含少量白云母、黑云母（圖4d）。石英（40%～45%）煙灰色或無(wú)色，他形粒狀；鈉長(zhǎng)石（20%～30%）半自形板狀，可見(jiàn)雙晶；微斜長(zhǎng)石（15%～20%）具格子雙晶，礦物粒度較大；白云母（1%～10%）片狀，可見(jiàn)1組解理；黑云母（1%～2%）片狀，褐色，具較明顯的多色性和吸收性；副礦物1%，可見(jiàn)電氣石、鋰輝石、石榴子石、磷灰石、鋯石等，電氣石呈半自形狀或斑雜狀瘤狀分布，多色性與吸收性明顯。

含礦偉晶巖呈白色-灰白色，偉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖4e）。主要礦物組成為石英、長(zhǎng)石、鋰輝石，含少量白云母（圖4f）。石英（35%～45%）煙灰色或無(wú)色，多呈集合體團(tuán)塊狀；長(zhǎng)石（30%～40%）灰白色，自形柱狀或板狀，主要為鈉長(zhǎng)石，微斜長(zhǎng)石很少；鋰輝石（10%～20%）淡綠色，自形長(zhǎng)柱狀、板狀或呈粒狀、毛發(fā)狀鑲嵌，在鋰輝石富集的偉晶巖脈中鋰輝石礦物單晶長(zhǎng)度可達(dá)20 cm，光薄片中可見(jiàn)鋰輝石簡(jiǎn)單雙晶與聚片雙晶（圖4g）；白云母（1%～3%）片狀，可見(jiàn)1組解理。副礦物可見(jiàn)電氣石與石榴子石。

不含礦偉晶巖呈灰黑色夾雜灰白色，偉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖4h）。主要礦物組成為長(zhǎng)石、石英、電氣石（圖4i）。長(zhǎng)石（35%～45%），自形柱狀或板狀，主要為鈉長(zhǎng)石，微斜長(zhǎng)石含量很少；石英（30%～40%）呈粒狀或團(tuán)塊狀集合體；電氣石（5%～8%），灰黑色，自形或半自形柱狀，橫切面呈六邊形，具明顯顏色環(huán)帶，其含量明顯增加。云母含量很少，主要為白云母。副礦物可見(jiàn)石榴子石。

細(xì)晶巖灰白色，具典型細(xì)晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖4j）。主要礦物組成為長(zhǎng)石、石英、鋰輝石，可見(jiàn)少量的白云母（圖4k）。長(zhǎng)石（30%～40%），主要為鈉長(zhǎng)石，可見(jiàn)少量微斜長(zhǎng)石；石英（25%～35%）呈他形粒狀；鋰輝石（5%～10%），淡綠色-黑灰色，半自形-他形碎粒狀或集合體團(tuán)塊狀（圖4k）。白云母含量很少，為1%～2%。

甲基卡礦區(qū)的圍巖主要有片巖、角巖以及外圍的板巖。片巖灰色至深灰色，斑狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，具絲絹光澤（圖4l）。特征變質(zhì)礦物為十字石、電氣石、堇青石以及紅柱石，常見(jiàn)礦物為黑云母、石英和長(zhǎng)石，呈鱗片細(xì)粒結(jié)構(gòu)。特征礦物十字石可見(jiàn)結(jié)晶尾及拖尾旋轉(zhuǎn)構(gòu)造，指示了剪切方向。早期的十字石多被白云母石英交代呈現(xiàn)出十字石假晶。角巖，黑色，細(xì)粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物組成為石英、長(zhǎng)石、電氣石，含少量的黑云母。角巖中電氣石表現(xiàn)為被拉長(zhǎng)的針柱狀，定向排列，形成流線構(gòu)造。板巖采自甲基卡礦區(qū)外圍，灰黑色，變余結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb定年

鋯石樣品U-Th-Pb的測(cè)定在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所離子探針實(shí)驗(yàn)室使用CAMECA IMS-1280型二次離子質(zhì)譜儀（SIMS）完成，詳細(xì)測(cè)試方法見(jiàn) Li等（2009a；2009b；2010；2012）。鋯石 UTh-Pb同位素?cái)?shù)據(jù)列于表1，代表性的鋯石陰極發(fā)光CL圖像及其U-Pb諧和圖見(jiàn)圖5和圖6a、b。二云母花崗巖（JJK2017-1-1、JJK2017-8-1）鋯石CL圖像顯示鋯石晶體呈自形或半自形長(zhǎng)柱狀，整體棱角清晰，少數(shù)呈卵形，具明顯的核幔結(jié)構(gòu)與巖漿韻律環(huán)帶，較明亮，鋯石粒徑變化于40～200 μm，晶體長(zhǎng)寬比值為2∶1～4∶1。部分鋯石邊部為黑色，是較高的Th和U含量造成的。對(duì)礦區(qū)北側(cè)巖體樣品JJK2017-1-1選取了25個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行SIMS U-Pb定年測(cè)試，有1個(gè)點(diǎn)位未得到有效年齡數(shù)據(jù)，其余24個(gè)分析點(diǎn)的測(cè)試數(shù)據(jù)列于表1。24個(gè)分析點(diǎn)的w(Th)和w(U)分別為32×10-6～835×10-6和606×10-6～6174×10-6，Th/U比值為0.01～0.51，僅有7個(gè)分析點(diǎn)的Th/U比值大于0.1。24個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U年齡變化于149.4～578.4 Ma，其中有15個(gè)點(diǎn)投點(diǎn)較集中，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為（206.0±3.2）Ma（MSWD=0.59，n=15），該年齡代表了二云母花崗巖樣品JJK2017-1-1的結(jié)晶年齡（圖6a）。同樣，對(duì)礦區(qū)南側(cè)巖體樣品JJK2017-8-1共進(jìn)行了25個(gè)測(cè)試點(diǎn)的鋯石U-Pb定年測(cè)試，19個(gè)分析點(diǎn)得到了有效年齡數(shù)據(jù)（表1）。19個(gè)分析點(diǎn)的w(Th)和 w(U)分別為 28×10-6～1043×10-6和 358×10-6～6758×10-6，Th/U比值0.02～1.04，10個(gè)分析點(diǎn)的Th/U比值大于0.1。19個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U年齡變化很大，其中5個(gè)分析點(diǎn)206Pb/238U年齡較集中，給出的年齡加權(quán)平均值為（212.9±5.9）Ma（MSWD=0.100，n=5），代表二云母花崗巖樣品JJK2017-8-1結(jié)晶年齡（圖6b）。根據(jù)鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（圖5）和二云母花崗巖鋯石U-Pb諧和圖（圖6a、b），本文選擇礦區(qū)北側(cè)樣品JJK2017-1-1的206Pb/238U加權(quán)平均年齡(206.0 Ma)作為二云母花崗巖的結(jié)晶年齡。

圖5 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖、含礦偉晶巖和無(wú)礦偉晶巖代表性鋯石陰極發(fā)光圖像及定年、Hf-O同位素分析結(jié)果Fig.5 Cathodoluminescence images and U-Pb,Hf-O isotope results of representative zircons for the two-mica granites,spodumene-bearing pegmatites and spodumene-barren pegmatites from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan

圖6 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖鋯石U-Pb諧和圖Fig.6 U-Pb isotopic concordant plots for zircons from two-mica granites of the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan

含礦偉晶巖（JJK2017-12-2）鋯石陰極發(fā)光CL圖像呈暗黑色，不具核幔結(jié)構(gòu)，部分鋯石內(nèi)部呈海綿狀，蛻晶化較強(qiáng)。鋯石顆粒較粗大，粒徑變化于100～300 μm，晶體長(zhǎng)寬比值為 1∶1～5∶1，呈半自形、斑雜狀。含礦偉晶巖鋯石具明顯的富U或高U特征，JJK2017-12-2三個(gè)分析點(diǎn)w(U)高達(dá)6567×10-6，w(Th)高達(dá)5016×10-6，Th/U比值為0.19～0.98，均大于0.1。無(wú)礦偉晶巖（JJK2017-8-3）鋯石CL圖像呈暗黑色，大多數(shù)鋯石邊部發(fā)育模糊的殘余環(huán)帶與較亮的微區(qū)，鋯石粒徑變化于100～200 μm，晶體長(zhǎng)寬比值為1∶1～4∶1，呈半自形-自形。對(duì)含礦偉晶巖JJK2017-12-2與無(wú)礦偉晶巖JJK2017-8-3分別進(jìn)行了SIMS U-Pb定年測(cè)試分析，由于高U鋯石會(huì)嚴(yán)重影響鋯石定年結(jié)果，所以只得到含礦偉晶巖樣品3個(gè)分析點(diǎn)位的有效年齡數(shù)據(jù)，而無(wú)礦偉晶巖樣品未獲得有效年齡數(shù)據(jù)（表1）。含礦偉晶巖JJK2017-12-2 3個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U年齡分別為187.9 Ma、191.3 Ma、180.9 Ma，平均值186.7 Ma，近似代表了含礦偉晶巖樣品JJK2017-12-2的結(jié)晶年齡。

圖7 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖、含礦偉晶巖和無(wú)礦偉晶巖鋯石εHf(t)-δ18O圖解（不同地幔端員值見(jiàn)Li et al.，2009b)Fig.7 εHf(t)-δ18O diagram for the zircons of two-mica granites,spodumene-bearing pegmatites and spodumene-barren pegmatites from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan（the different mantle endmembers are after Li et al.，2009b)

3.2 鋯石Hf-O同位素

鋯石微區(qū)原位氧同位素分析也是在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所離子探針實(shí)驗(yàn)室的CAMECA IMS-1280型二次離子質(zhì)譜儀（SIMS）進(jìn)行，具體實(shí)驗(yàn)流程參見(jiàn)Li等（2009a；2009b；2010；2012；2013）。而鋯石原位Lu-Hf同位素分析在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實(shí)驗(yàn)室完成，分析儀器為配備了氟化氬準(zhǔn)分子激光器（NEW WAVE 193 nm FX）的NEPTUNE型多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（MCICP-MS），具體儀器配置和實(shí)驗(yàn)流程參見(jiàn)耿建珍等（2011）。對(duì)4個(gè)U-Pb定年的樣品進(jìn)行了原位Hf-O同位素測(cè)定，測(cè)試數(shù)據(jù)列于表2，Hf-O同位素圖解見(jiàn)圖7。所有分析點(diǎn)的176Lu/177Hf值均小于0.006，表明由176Lu衰變成的176Hf很少，因此，測(cè)得的176Hf/177Hf值可以代表鋯石形成時(shí)的Hf比值。對(duì)二云母花崗巖樣品JJK2017-1-1和JJK2017-8-1各分析了30個(gè)鋯石的Hf-O同位素組成（含25個(gè)U-Pb定年的鋯石），結(jié)果顯示出較大的變化范圍（圖7）。二云母花崗巖樣品JJK2017-1-1 Hf-O同位素組成176Hf/177Hf=0.281 655～0.282 818，εHf(t)=-35.1～7.2，多 數(shù) 集 中在-10～0，二階段模式年齡0.86～3.45 Ga，多數(shù)集中在 1.60 Ga，δ18O=7.11‰～14.43‰，多數(shù)集中在11‰～15‰。二云母花崗巖樣品JJK2017-8-1 Hf-O同位素組成176Hf/177Hf=0.281414～0.282711，εHf(t)=-24.4～2.9，多數(shù)集中在-10～2.9，二階段模式年齡1.10～2.82 Ga，多數(shù)也集中在 1.60 Ga，δ18O=5.69‰～15.01‰，多數(shù)集中在7‰～15‰。

表1 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖和含礦偉晶巖SIMS鋯石U-Pb分析結(jié)果Table 1 SIMS zircon U-Pb isotopic data of two-mica granites and spodumene-bearing pegmatites from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan

含礦偉晶巖（JJK2017-12-2）與無(wú)礦偉晶巖（JJK2017-8-3）分別分析了30個(gè)鋯石顆粒的Hf-O同位素組成（含25個(gè)U-Pb定年的鋯石），結(jié)果顯示,Hf-O同位素組成較為集中，變化范圍很窄，且二者Hf-O同位素組成無(wú)明顯差別（圖7）。含礦偉晶巖樣品JJK2017-12-2176Hf/177Hf=0.282 465～0.282 506，εHf(t)=-6.9～-5.4，多數(shù)集中在-6.2～-5.4，二階段模式年齡1.57～1.66 Ga，均值為 1.60 Ga，δ18O=7.48‰～12.50‰，多數(shù)集中在7‰～12‰。無(wú)礦偉晶巖樣品JJK2017-8-3176Hf/177Hf=0.282 370～0.282 506，εHf(t)=-10.3～-5.4，變化范圍較小，多數(shù)集中在-7～-5，二階段模式年齡=1.57～1.88 Ga，均值為 1.63 Ga，δ18O=7.41‰～13.14‰，多數(shù)集中在8‰～13‰。

3.3 主量、微量和稀土元素

巖石樣品的元素含量分析測(cè)試工作在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院國(guó)家地質(zhì)測(cè)試中心完成，具體實(shí)驗(yàn)流程參見(jiàn)Tian等（2015；2017；2018；2020）。分析了15件二云母花崗巖、10件含礦偉晶巖、16件無(wú)礦偉晶巖、4件細(xì)晶巖、5件角巖、34件片巖、4件板巖的主量、微量、稀土元素組成，樣品全巖主微量元素與稀土元素?cái)?shù)據(jù)見(jiàn)表3。

二云母花崗巖具有較高的w（SiO2）（73.20%～77.85%）、w（Al2O3）（13.9%～15.22%）、w（Na2O）（3.08%～4.89%）和w（K2O）（2.01%～5.13%），w（Na2O+K2O）為5.17%～8.77%，平 均 值 7.95%，較 低 的 w（CaO）（0.32%～0.75%）、w（P2O5）（0.09%～0.31%）、w（TiO2）（0.02%～0.06%）和w（MgO）（0.12%～0.26%）。TAS分類命名圖解（圖8a）顯示，二云母花崗巖樣品全部落于花崗巖范圍內(nèi)，主體位于虛線下方，為亞堿性特征。在K2O-SiO2圖解（圖8b）中，顯示出高鉀鈣堿性系列特征，在A/NK-A/CNK圖解（圖8c）中，樣品均位于過(guò)鋁質(zhì)花崗巖區(qū)域。含礦偉晶巖w（SiO2）和w（K2O）分別為64.63%～77.30%、0.65%～12.97%，w（Na2O+K2O）為4.71%～14.73%，大部分樣品顯示為富鈉貧鉀的特征，較低的w（P2O5）（0.08%～0.37%）、w（TiO2）（0.01%～0.02%）和w（MgO）（0.05%～0.14%）。TAS分類命名圖解（圖8a）顯示，含礦偉晶巖樣品絕大部分落于花崗巖范圍內(nèi)，主體位于虛線下方，為亞堿性特征。在K2O-SiO2圖解（圖8b）中，顯示出低鉀拉斑玄武巖系列，在A/NK-A/CNK圖解（圖8c）中樣品均位于過(guò)鋁質(zhì)花崗巖區(qū)域。無(wú)礦偉晶巖與含礦偉晶巖主量元素特征相似，也為過(guò)鋁質(zhì)花崗巖和主體為低鉀拉斑玄武巖系列（圖8b）。細(xì)晶巖具有較高的w（SiO2）（72.43%～76.67%）和w（K2O）（2.63%～3.78%），w（Na2O+K2O）為5.74%～9.35%。圖8顯示細(xì)晶巖位于過(guò)鋁質(zhì)花崗巖區(qū)域，具中鉀-高鉀鈣堿性系列特征。角巖、片巖、板巖的w（SiO2）較低，平均值分別為59.65%、64.98%和62.25%，具有富鈉貧鈣，貧鐵鎂等暗色組分的特征。

二云母花崗巖、角巖、片巖、板巖具有類似的稀土元素和微量元素配分模式（圖 9a～f，圖 10a～f；w（Tm）和w（Lu）均小于0.05×10-6，表3，標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)按0.05×10-6計(jì)算）。稀土元素總量較低且變化小，平均27.56×10-6、166.57×10-6、193.16×10-6和123.21×10-6。LREE/HREE平均為6.06、9.05、8.35和7.06，具明顯富集輕稀土元素、虧損重稀土元素的特征（圖9a～f）。(La/Yb)N平均19.15、10.20、9.29和6.63，表明輕、重稀土元素存在明顯的分餾作用。δEu平均為0.52、0.60、0.63和0.71，表現(xiàn)出中等負(fù)銪異常。二云母花崗巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)配分曲線整體向右傾斜，TE1,3=1.09～1.19，除2件樣品TE1,3小于1.1外，其余樣品的TE1,3均達(dá)到了四分組效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，因此,具明顯的稀土元素四分組效應(yīng)（圖9a）。二云母花崗巖、角巖、片巖、板巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線呈震蕩的W型，Rb、U、Ta、K、Pb、P、Hf等元素表現(xiàn)為正異常，Ba、Nd、Sr、Zr、Ti等元素表現(xiàn)為負(fù)異常，強(qiáng)烈富集大離子親石元素Rb、K，明顯虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Zr和Ti（圖10a、e、f）。Sr、Ba、Eu的虧損反映了巖漿冷卻過(guò)程中斜長(zhǎng)石與鉀長(zhǎng)石發(fā)生了明顯分離結(jié)晶作用（邱檢生等，2005）。這些主微量元素特征與高分異花崗巖的特征一致（吳福元等，2017）。

而含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖具有類似的稀土元素和微量元素配分模式（圖9a～f，圖10a～f；部分稀土元素和微量元素小于 0.05×10-6，見(jiàn)表3，標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)按0.05×10-6計(jì)算，故標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線出現(xiàn)鋸齒狀變化特征），表明可能具有共同成因關(guān)系。∑REE豐度明顯低于二云母花崗巖體，平均值分別為 2.41×10-6、2.65×10-6和 2.39×10-6，可能是高分異花崗巖演化過(guò)程中發(fā)生了強(qiáng)烈的稀土元素分餾作用，大量的富稀土元素礦物（如榍石、磷灰石）殘留在花崗巖熔體中（付小方等，2017）。LREE/HREE值分別平均為3.43、4.03和3.84，中度富集輕稀土元素。(La/Yb)N平均值分別為7.72、10.62和9.90，表明輕、重稀土元素存在明顯的分餾作用。不同樣品的δEu值差別較大（δEu=0.57～3.03），平均值分別為 1.96、2.14和 1.99，整體表現(xiàn)為中等正銪異常（圖9b、c、d），球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線呈現(xiàn)不同程度的四分組效應(yīng)，這些特征表明巖漿演化過(guò)程中斜長(zhǎng)石發(fā)生了分離結(jié)晶作用。這3類巖石微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線呈劇烈震蕩的 W 型，極度富集 Rb、U、Ta、K、Pb、P、Hf等元素，強(qiáng)烈虧損 Ba、La、Ce、Nd、Sr、Zr、Ti等元素（圖10b、c、d）。

表2 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖、含礦偉晶巖和無(wú)礦偉晶巖鋯石Hf-O同位素分析結(jié)果Table 2 Zircon Hf-O isotopic data of two-mica granites,spodumene-bearing pegmatites and spodumene-barren pegmatites from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan

續(xù)表 2-1Continued Table 2-1

續(xù)表 2-2Continued Table 2-2

表3 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖、細(xì)晶巖、角巖、片巖和板巖的主量元素、微量元素、稀土元素和Pb-Sr-Nd同位素分析結(jié)果Table 3 Major elements,trace elements,REEs and Pb-Sr-Nd isotopes analyzing results of two-mica granites,spodumene-bearing pegmatites,spodumene-barren pegmatites,aplites,hornstones,schists and slates from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan

續(xù)表 3Continued Table 3

圖8 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖分類圖解Fig.8 Classification diagrams for the two-mica granites,spodumene-bearing pegmatites,spodumen e-barren pegmatites and aplites from the hard-rock-type lithium deposit

3.4 Pb-Sr-Nd同位素

樣品的Pb-Sr-Nd同位素化學(xué)前處理以及測(cè)試工作在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，具體實(shí)驗(yàn)流程參見(jiàn)Tian等（2017；2018；2020）。分析了15件二云母花崗巖Pb-Nd同位素、10件含礦偉晶巖Pb同位素、2件含礦偉晶巖Nd同位素、16件無(wú)礦偉晶巖Pb同位素、4件細(xì)晶巖Pb同位素、1件細(xì)晶巖Nd同位素、3件角巖Pb同位素、5件角巖Nd同位素、34件片巖Pb-Nd同位素、32件片巖Sr同位素和4件板巖Pb-Sr-Nd同位素，結(jié)果見(jiàn)表3和圖11。因Rb/Sr比值太高，二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖、細(xì)晶巖和角巖樣品未獲得87Sr/86Sr比值，也只獲得了部分樣品的143Nd/144Nd比值。按照含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖結(jié)晶年齡為180 Ma，二云母花崗巖結(jié)晶年齡為206 Ma（為了與二云母花崗巖對(duì)比，角巖、片巖、板巖也使用205 Ma）計(jì)算處理Sr-Nd同位素?cái)?shù)據(jù)。

圖9 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖（a）、含礦偉晶巖（b）、無(wú)礦偉晶巖（c）、細(xì)晶巖（d）、角巖（e）、片巖和板巖（f）稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分型式圖（球粒隕石據(jù)Boynton,1984）Fig.9 Chondrite-normalized REE patterns for the two-mica granites(a),spodumene-bearing pegmatites(b),spodumene-barren pegmatites(c),aplites(d),hornstones(e),schists and slates(f)from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan(Chondrite values after Boynton,1984)

圖10 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖（a）、含礦偉晶巖（b）、無(wú)礦偉晶巖（c）、細(xì)晶巖（d）、角巖（e）、片巖和板巖（f）微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（原始地幔據(jù)Sunet et al.,1989）Fig.10 Chondrite-normalized trace element patterns for the two-mica granites(a),spodumene-bearing pegmatites(b),spodumenebarren pegmatites(c),aplites(d),hornstones(e),schists and slates(f)from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan(Primitive mantle after Sun et al.,1989)

二云母花崗巖(143Nd/144Nd)i值變化很?。?143Nd/144Nd)i=0.512 172～0.512 254），εNd(t)=-3.9～-2.3，TDM=0.64～0.71 Ga。二云母花崗巖 Pb 同位素為206Pb/204Pb=18.6092～20.0480，207Pb/204Pb=15.6528～15.7272，208Pb/204Pb=38.5712～38.6136。角巖Nd-Pb同位素組成為：(143Nd/144Nd)i=0.512 104～0.512 205，εNd(t)=-5.0～-3.0，TDM=0.68～0.75 Ga，206Pb/204Pb=18.6578～19.0435，207Pb/204Pb=15.6498～15.6748，208Pb/204Pb=38.8957～38.9388。片巖Sr-Nd-Pb同位素組成為 ：(87Sr/86Sr)i=0.70803～0.71695，(143Nd/144Nd)i=0.512 203～0.512 210，εNd(t)=-6.7～-3.2，TDM=0.67～0.80 Ga，206Pb/204Pb=18.4675～18.7226，207Pb/204Pb=15.6295～15.6599，208Pb/204Pb=38.6055～39.1281。板巖Sr-Nd-Pb同位素組成為：(87Sr/86Sr)i=0.713 17～0.717 34，(143Nd/144Nd)i=0.512 097～0.512 149，εNd(t)=-5.4～-4.4，TDM=0.72～0.76 Ga，206Pb/204Pb=18.5549～18.6740，207Pb/204Pb=15.6352～15.6440，208Pb/204Pb=38.7944～38.9660。結(jié)果顯示,二云母花崗巖與片巖、角巖、板巖具有類似的Pb-Nd同位素組成（圖11）和Nd同位素模式年齡（0.67～0.80 Ga；表3）。

圖11 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖、細(xì)晶巖、角巖、片巖和板巖Pb-Sr-Nd同位素圖解Fig.11 Pb-Sr-Nd isotopic diagrams for the two-mica granites,spodumene-bearing pegmatites,spodumene-barren pegmatites,aplites,hornstones,schists and slates from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichua

2件含礦偉晶巖YG94-2與YG119-4的(143Nd/144Nd)i為 0.511 536和 0.512 157，εNd(t)為-17.0和-4.9，對(duì)應(yīng)的模式年齡TDM為0.71 Ga和1.16 Ga。所有含礦偉晶巖Pb同位素組成為：206Pb/204Pb=18.3969～22.5302，207Pb /204Pb=15.6343～15.8559，208Pb /204Pb=38.5148～38.7703。無(wú)礦偉晶巖Pb同位素組成為：206Pb/204Pb=18.4232～24.9436，207Pb/204Pb=15.6416～15.9648，208Pb/204Pb=38.5403～38.6549。1 件細(xì)晶巖YG113-2 Nd同位素組成為：(143Nd/144Nd)i=0.512 227，εNd(t)=-3.5，TDM=0.67 Ga。所有細(xì)晶巖樣品 Pb同位素組成為：206Pb/204Pb=18.8489～21.0982，207Pb/204Pb=15.6567～15.7690，208Pb/204Pb=38.5246～38.6050。 總體來(lái)說(shuō)，二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖處于一條演化線上（圖11），說(shuō)明這四者之間具有成因聯(lián)系。

4 討論

4.1 花崗巖與偉晶巖形成時(shí)代

前人已對(duì)甲基卡礦區(qū)的二云母花崗巖與偉晶巖樣品開(kāi)展了一系列年代學(xué)研究，在1∶20萬(wàn)康定幅區(qū)調(diào)報(bào)告中顯示二云母花崗巖K-Ar法年齡為190～210 Ma，偉晶巖年齡為 183～188 Ma。唐國(guó)凡等（1984）采用K-Ar等時(shí)線年齡法對(duì)二云母花崗巖中的黑云母獲得了191 Ma的同位素年齡，對(duì)偉晶巖中白云母獲得的年齡為188 Ma和181 Ma，并運(yùn)用Rb-Sr等時(shí)線年齡法對(duì)上述年齡成果進(jìn)行檢查驗(yàn)證，二云母花崗巖全巖及單礦物樣品獲得等時(shí)線年齡為214.65 Ma，偉晶巖全巖及單礦物樣品獲得等時(shí)線年齡為189.49 Ma。王登紅等（2005）對(duì)甲基卡No.134脈和No.104脈偉晶巖采用Ar-Ar法，獲得坪年齡分別為195.7 Ma和198.9 Ma，等時(shí)線年齡分別為195.4 Ma和199.4 Ma。郝雪峰等（2015）采用LA-ICP-MS U-Pb定年方法獲得二云母花崗巖鋯石加權(quán)平均年齡為223 Ma（MSWD=1.02，n=17），獲得X03脈含礦偉晶巖鋯石加權(quán)平均年齡為 216 Ma（MSWD=1.4，n=18），獲得X03脈含礦偉晶巖鈮鉭氧化物年齡為214 Ma（MSWD=0.99，n=20）。代鴻章等（2018a）通過(guò)LA-ICP-MS錫石U-Pb定年，獲得No.308脈含礦偉晶巖年齡為210.9 Ma。

本文采用鋯石SIMS U-Pb法定年，獲得甲基卡礦區(qū)二云母花崗巖鋯石U-Pb年齡為（206.0±3.2）Ma（MSWD=0.59，n=15），含礦偉晶巖樣品3個(gè)分析點(diǎn)鋯石U-Pb年齡分別為187.9 Ma、191.3 Ma和180.9 Ma。結(jié)合前人研究成果，認(rèn)為甲基卡二云母花崗巖結(jié)晶年齡為190～223 Ma，而含礦偉晶巖結(jié)晶年齡為181～216 Ma，兩者具有多期多階段性。整體上甲基卡偉晶巖形成時(shí)代晚于二云母花崗巖，兩者相差7～40 Ma，推測(cè)偉晶巖是二云母花崗巖結(jié)晶分異的產(chǎn)物。

4.2 花崗巖與偉晶巖成因聯(lián)系

唐國(guó)凡等（1984）認(rèn)為二云母花崗巖以富集親石性稀有及揮發(fā)份組合（如Li、F、B、Cl、Be、Rb、Sn等）和貧幔源巖漿組合（如Ba、Cr、V、Ti、Sr等）為特點(diǎn)，應(yīng)歸為殼熔花崗巖，屬于含稀有金屬的更長(zhǎng)剛玉淡色花崗巖，并有向其頂部相Li-F花崗巖過(guò)渡的趨勢(shì)。而李建康等（2007）和付小方等（2017）通過(guò)二云母花崗巖和偉晶巖的地質(zhì)、地球化學(xué)和流體包裹體特征，認(rèn)為二者為富F花崗巖漿液態(tài)不混溶作用分離出的共軛組分：二云母花崗巖對(duì)應(yīng)于富硅貧揮發(fā)分端員（硅酸鹽熔體），偉晶巖對(duì)應(yīng)于富揮發(fā)份貧硅端員。筆者通過(guò)二云母花崗巖和偉晶巖鋯石U-Pb定年、Hf-O同位素和全巖地球化學(xué)系統(tǒng)研究，認(rèn)為偉晶巖是二云母花崗巖高度結(jié)晶分異的產(chǎn)物。

高分異花崗巖是指暗色礦物含量低，經(jīng)歷過(guò)強(qiáng)烈結(jié)晶分異作用的淺色花崗巖或白崗巖，礦物組成上以石英、鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石為主，標(biāo)志性礦物包括鋰云母、鋰輝石、螢石、電氣石、富鉿/磷/鈾鋯石、綠柱石、鈮鉭礦等，常與花崗偉晶巖和花崗細(xì)晶巖伴生，與W、Sn、Nb、Ta、Li、Be、Sb、REE等金屬礦化聯(lián)系密切。其地球化學(xué)特征為：主量元素組成上表現(xiàn)為高硅、高鉀、過(guò)鋁質(zhì)-強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)；微量元素組成上富集Rb、Th、K、Pb，強(qiáng)烈虧損Ba、Sr、Zr、Ti等元素；稀土元素含量低，輕、重稀土元素比值較小，具明顯的負(fù)Eu異常與稀土元素四分組效應(yīng)（陶繼華等，2013；吳福元等，2017）。甲基卡二云母花崗巖呈灰白色，主要礦物組成為石英、鈉長(zhǎng)石和微斜長(zhǎng)石，由主量元素Harker圖解（圖12）可知,二云母花崗巖具有高w（SiO2）（73.20%～77.85%）、w（Al2O3）（13.9%～15.22%）、w（Na2O）（3.08%～4.89%）和 w（K2O）（2.01%～5.13%），較低的 w（CaO）（0.32%～0.75%）、w（P2O5）（0.09%～0.31%）、w（TiO2）（0.02%～0.06%）和 w（MgO）（0.12%～0.26%），樣品位于過(guò)鋁質(zhì)花崗巖區(qū)域（圖8c），稀土元素總量較低（平均值27.56×10-6），δEu=0.52，具明顯的稀土元素四分組效應(yīng)（TE1,3=1.09～1.19），Rb、U、Ta、K、Pb、P、Hf等元素表現(xiàn)為正異常，Ba、Nd、Sr、Zr、Ti等元素表現(xiàn)為負(fù)異常（圖10a）。根據(jù)這些地球化學(xué)特征，認(rèn)為甲基卡二云母花崗巖經(jīng)歷了高程度的結(jié)晶分異。在(Zr+Nb+Ce+Y)-(Na2O+K2O)/CaO和(Zr+Nb+Ce+Y)-FeOT/MgO圖解（圖13a、b）中整體位于高分異花崗巖區(qū)域，也支持甲基卡二云母花崗巖為高分異花崗巖。此外，甲基卡二云母花崗巖鋁飽和指數(shù)大于1.1，(143Nd/144Nd)i=0.512 172～0.512 254，εNd(t)=-3.9～-2.3，TDM=0.64～0.71 Ga，εHf(t)=-35.1～2.9，整體為負(fù)值，δ18O=5.69‰～15.01‰，這些特征均表明二云母花崗巖為典型的S型花崗巖。因此，甲基卡二云母花崗巖為高分異S型花崗巖。

圖12 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖主量元素Harker圖解a.TiO2-SiO2；b.Al2O3-SiO2；c.MgO-SiO2；d.CaO-SiO2；e.Na2O-SiO2；f.K2O-SiO2；g.Fe2O3-SiO2；h.P2O5-SiO2Fig.12 Harker variation diagrams of major elements for the two-mica granites,spodumene-bearing pegmatites,spodumene-barren pegmatites and aplites from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan a.TiO2-SiO2;b.Al2O3-SiO2;c.MgO-SiO2;d.CaO-SiO2;e.Na2O-SiO2;f.K2O-SiO2;g.Fe2O3-SiO2;h.P2O5-SiO2

Sylvester（1998）認(rèn)為,強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖的源區(qū)主要是源區(qū)地殼中的泥質(zhì)巖、砂屑巖和雜砂巖等碎屑沉積巖類以及變質(zhì)沉積巖。Chappell等(1992)研究發(fā)現(xiàn)，泥質(zhì)巖生成的花崗巖CaO/Na2O比值一般小于0.3，而負(fù)片麻巖等變質(zhì)沉積巖生成的花崗巖CaO/Na2O比值大于0.3，甲基卡二云母花崗巖CaO/Na2O比值為0.07～0.22，均小于0.3。在Al2O3/TiO2-CaO/Na2O圖解（圖14a）中甲基卡二云母花崗巖全部位于泥質(zhì)巖源區(qū)，在Rb/Sr-Rb/Ba圖解（圖14b）中則位于富黏土區(qū)。因此，甲基卡二云母花崗巖的源巖主要為富黏土的泥質(zhì)巖。二云母花崗巖與片巖、板巖具有類似的稀土元素和微量元素配分模式（圖9a～f，圖 10a～f）、類似的 Pb-Nd同位素組成（圖 11）和Nd同位素模式年齡（0.67～0.80 Ga；表3），甲基卡二云母花崗巖可能是由片巖、板巖部分熔融產(chǎn)生的。

圖13 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖判別圖解（底圖據(jù)Whalen et al.,1987）Fig.13 Chemical discrimination diagrams for the two-mica granites,spodumene-bearing pegmatites,spodumene-barren pegmatites and aplites from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan(base map after Whalen et al.,1987)

含礦偉晶巖與無(wú)礦偉晶巖具有一致的Hf-O同位素組成（分別為-6.2～-5.4與-7～-5；7‰～12‰與8‰～13‰；圖7），且位于二云母花崗巖的Hf-O同位素組成范圍內(nèi)（分別為-10～2.9和7‰～15‰；圖7），三者也具有一致的Hf同位素模式年齡（約1.60 Ga），說(shuō)明含礦偉晶巖和無(wú)礦偉晶巖與二云母花崗巖具有相同源區(qū)。二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖在A/CNK-A/NK（圖8c）、Pb-Nd同位素（圖11）、Al2O3-SiO2（圖12b）和判別圖解（圖13a、b）中總體處于一條演化線上，亦說(shuō)明這四者之間具有成因聯(lián)系。在Al2O3/TiO2-CaO/Na2O（圖14a）和Rb/Sr-Rb/Ba圖解（圖14b）中，可以看出含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖的源巖也主要為富黏土的泥質(zhì)巖。本文獲得甲基卡二云母花崗巖年齡為（206.0±3.2）Ma，而含礦偉晶巖年齡為186.7 Ma，前者比后者早近19 Ma。此外，含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖具有類似的稀土元素和微量元素配分模式（圖9a～f，圖10a～f），但其∑REE豐度明顯低于二云母花崗巖體，可能是高分異花崗巖演化過(guò)程中發(fā)生了強(qiáng)烈的稀土元素分餾作用，大量的富稀土元素礦物（如榍石、磷灰石）殘留在花崗巖熔體中（付小方等，2017）。二云母花崗巖為高鉀鈣堿性系列，而含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖主要為中低鉀系列（圖8b），是因?yàn)楦叻之惢◢弾r演化過(guò)程中，銣、銫置換了云母中的鉀造成的（王汝成等，2019）。所有這些地球化學(xué)證據(jù)表明含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖、細(xì)晶巖與二云母花崗巖具有成因關(guān)系，是二云母花崗巖高度結(jié)晶分異的產(chǎn)物。

前人普遍認(rèn)為，稀有金屬的成礦作用與高分異花崗巖密切相關(guān)，如華南燕山期花崗巖（福建河田花崗巖，郭春麗等，2017；贛南龍?jiān)磯位◢弾r，陶繼華等，2013）、歐洲海西期花崗巖（Cuney et al.,1992;Raimbault et al.,1995）、大興安嶺南段維拉斯托花崗巖（張?zhí)旄５龋?019）。王汝成等（2017）研究表明，以25%的比例作為熔體可抽取的臨界值，一個(gè)花崗巖體系至少要經(jīng)過(guò)4次結(jié)晶分離作用才有可能形成Be礦化。因此，稀有金屬礦化作用必須要求高分異花崗巖的存在。據(jù)此，可以認(rèn)為甲基卡礦區(qū)高分異S型花崗巖的存在為稀有金屬偉晶巖礦床的形成提供了必要條件，偉晶巖為高分異花崗巖進(jìn)一步演化的結(jié)果。

圖14 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖CaO/Na2O-A12O3/TiO2圖解（a）和Rb/Ba-Rb/Sr圖解（b）（底圖據(jù)Sylvester,1998）Fig.14 CaO/Na2O-A12O3/TiO2(a)and Rb/Ba-Rb/Sr(b)diagrams for the two-mica granites,spodumene-bearing pegmatites,spodumene-barren pegmatites and aplites from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan(Base maps after Sylvester,1998)

4.3 地球動(dòng)力學(xué)背景

甲基卡鋰礦區(qū)二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖樣品Ta-Yb（圖15a）和Rb-Y+Nb（圖15b）構(gòu)造環(huán)境判別圖中，樣品整體落入同碰撞造山花崗巖區(qū)域，僅有部分含礦偉晶巖與無(wú)礦偉晶巖樣品位于板內(nèi)/火山弧花崗巖區(qū)域，說(shuō)明甲基卡礦區(qū)的二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖主要形成于同碰撞后期階段，即碰撞結(jié)束后向碰撞伸展過(guò)渡的時(shí)期。甲基卡二云母花崗巖結(jié)晶年齡為190～223 Ma，而含礦偉晶巖結(jié)晶年齡為181～216 Ma，成巖成礦時(shí)代屬于印支晚期—燕山早期，為印支旋回強(qiáng)烈造山運(yùn)動(dòng)之后相對(duì)寧?kù)o階段的產(chǎn)物。

松潘-甘孜造山帶在印支期，由于北部的華北陸塊、西部的昌都-羌塘陸塊和東部的揚(yáng)子陸塊之間俯沖、碰撞，發(fā)生了大規(guī)模的多層次滑脫、逆沖-推覆和平移剪切，形成了熱隆伸展構(gòu)造，穹窿中出露的地層為三疊紀(jì)西康群侏倭組和新都橋組泥巖、粉砂巖和砂巖復(fù)理石建造經(jīng)動(dòng)熱變形-變質(zhì)而成的灰色至深灰色十字石片巖、紅柱石十字石片巖、堇青石片巖。這些泥巖、頁(yè)巖、粉砂質(zhì)板巖和砂巖主要成分為黏土礦物，而鋰在沉積過(guò)程中更容易被黏土類礦物吸附，從而這些巖石富集Li，在熱變質(zhì)過(guò)程中，Li進(jìn)一步富集，比如堇青石片巖中Li富集可達(dá)10倍（王登紅等，2017a）。Al2O3/TiO2-CaO/Na2O（圖14a）和Rb/Sr-Rb/Ba兩個(gè)圖解（圖14b）表明甲基卡二云母花崗巖的源巖主要為富黏土的泥質(zhì)巖。此外，二云母花崗巖與片巖、板巖具有類似的稀土元素和微量元素配分模式（圖9a～f，圖10a～f）、類似的Pb-Nd同位素組成（圖11）和Nd同位素模式年齡，甲基卡二云母花崗巖可能是由片巖、板巖部分熔融產(chǎn)生的。因此，在上述構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景下，穹窿核部的三疊紀(jì)西康群富Li片巖、板巖等發(fā)生“花崗巖化”，通過(guò)部分熔融、分離結(jié)晶等具體過(guò)程，形成富Li花崗巖，從而完成沉積、深熔過(guò)程的首次富集、花崗巖化的二次富集（王登紅等，2017a）。

圖15 四川甲基卡硬巖型鋰礦床二云母花崗巖、含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖和細(xì)晶巖Ta-Yb圖解（a）和(Y+Nb)-Rb圖解（b）（底圖據(jù)Pearce et al.,1984）Fig.15 Ta-Yb(a)and(Y+Nb)-Rb（b）diagrams for the two-mica granites,spodumene-bearing pegmatites,spodumene-barren pegmatites and aplites from the hard-rock-type lithium deposit in Jiajika,Sichuan(base maps after Pearce et al.,1984)

本文獲得甲基卡礦區(qū)二云母花崗巖鋯石U-Pb年齡206.0 Ma，而含礦偉晶巖鋯石U-Pb年齡為186.7 Ma，前者比后者早近19 Ma。結(jié)合前人研究成果，甲基卡二云母花崗巖結(jié)晶年齡為190～223 Ma，而含礦偉晶巖結(jié)晶年齡為181～216 Ma，整體上甲基卡含礦偉晶巖形成時(shí)代晚于二云母花崗巖，兩者相差7～40 Ma。根據(jù)鋯石Hf-O同位素組成和全巖地球化學(xué)特征表明含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖、細(xì)晶巖與二云母花崗巖具有成因關(guān)系，是二云母花崗巖高度結(jié)晶分異的產(chǎn)物。因此，上述富Li花崗巖通過(guò)結(jié)晶分異作用形成了富含水和其他揮發(fā)份的花崗偉晶巖漿（Thomas et al.,2012a）。這些富含揮發(fā)份的低粘度花崗偉晶巖漿在巖體內(nèi)部裂隙或巖體與圍巖地層間的空隙中，運(yùn)移、侵位距離和時(shí)間都較短，不發(fā)生交代作用或有輕微交代作用，偉晶巖脈含礦性差；而當(dāng)這些花崗偉晶巖漿在圍巖地層裂隙中，運(yùn)移距離和時(shí)間都較長(zhǎng)，也能夠充分交代圍巖中一些早期形成的礦物和有用元素（如Li、Be、Nb、Ta等稀有元素），進(jìn)一步富集形成含礦偉晶巖脈（翟裕生等，2011；Thomas et al.,2012b），從而完成偉晶巖化的3次富集（王登紅等，2017a）。從沉積的初次富集到花崗巖化的二次富集，再到偉晶巖化的3次富集，并非在相同的、單一的構(gòu)造背景下完成，是多旋回構(gòu)造事件的產(chǎn)物，王登紅等（2017a）稱之為“多旋回深循環(huán)內(nèi)外生一體化”成鋰機(jī)制。從二云母花崗巖中鋯石結(jié)晶到含礦偉晶巖中鋯石結(jié)晶，大約經(jīng)歷了7～40 Ma，如此漫長(zhǎng)的構(gòu)造環(huán)境，為稀有金屬的聚集成礦創(chuàng)造了有利條件。

5 結(jié) 論

（1）甲基卡礦區(qū)二云母花崗巖鋯石U-Pb年齡為（206.0±3.2）Ma，而含礦偉晶巖鋯石 U-Pb年齡為186.7 Ma，成巖成礦時(shí)代屬于印支晚期—燕山早期，為印支旋回強(qiáng)烈造山運(yùn)動(dòng)之后相對(duì)寧?kù)o階段的產(chǎn)物。

（2）通過(guò)花崗巖與偉晶巖的鋯石定年、Hf-O同位素以及花崗巖、偉晶巖和圍巖的全巖地球化學(xué)特征，認(rèn)為甲基卡二云母花崗巖為高分異S型花崗巖，是由片巖、板巖部分熔融產(chǎn)生的，而含礦偉晶巖、無(wú)礦偉晶巖、細(xì)晶巖與二云母花崗巖具有成因關(guān)系，是二云母花崗巖高度結(jié)晶分異的產(chǎn)物。

（3）詳細(xì)刻畫了川西甲基卡硬巖型鋰礦床的成礦過(guò)程：沉積、深熔過(guò)程的首次富集、花崗巖化的二次富集和偉晶巖化的三次富集。

致 謝感謝各位審稿專家提出的寶貴意見(jiàn)，感謝項(xiàng)目組人員及相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試人員在野外工作和室內(nèi)測(cè)試方面的幫助，在此表示衷心的感謝！