李鵬，張立平，李建康**，黃志飚，周芳春，姜鵬飛,3

（1自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室中國地質科學院礦產資源研究所，北京100037；2湖南省核工業(yè)地質局311大隊，湖南長沙410011；3中國地質大學珠寶學院，北京100083）

江南造山帶中段的幕阜山稀有金屬礦集區(qū)位于中國長江經濟帶核心部位，區(qū)域新興產業(yè)分布密集，該地區(qū)高品質稀有金屬資源的找礦勘查，可有效解決制約區(qū)域新興產業(yè)發(fā)展的資源瓶頸（李建康等,2014）。幕阜山復式花崗巖基是中生代以來，江南造山帶中段強烈的構造-巖漿-成巖/成礦作用的產物，區(qū)域長期持續(xù)的多期次巖漿活動疊加，為稀有金屬成礦提供了有利的條件，形成了包括斷峰山、仁里等大型-超大型礦床在內的超過70處稀有金屬礦床/礦點（李鵬等,2017;2019;劉翔等,2019;周芳春等,2019;Li et al.,2020）。作為中國少有的成礦性良好的大型復式巖基，幕阜山復式花崗巖基是典型的由同源聯系的多個單一侵入體先后相繼侵位構成的“體中體”模式復式巖體，巖體經歷了充分的分異演化作用，距巖體超過9 km仍有鋰偉晶巖脈出現（李鵬,2017），表明其優(yōu)越的成礦地質條件和良好的找礦前景。巖基出露面積超過2360 km2，巖漿期次復雜，植被覆蓋度極高，科學總結區(qū)域稀有金屬成礦規(guī)律，是進一步總結高效精細勘查技術，進而實現找礦突破的基礎。筆者通過對幕阜山巖體時-空-物質演化的研究，以仁里礦床為典型，在總結稀有金屬成礦規(guī)律的基礎上，圈定幕阜山西南緣為重點找礦靶區(qū)（李鵬等,2019），進一步結合靶區(qū)地質特征，采用針對性的“有限迭代法化探低值異常解讀”勘查方法，于黃柏山地區(qū)取得初步找礦成果，為稀有金屬礦床成礦規(guī)律指導找礦應用提供了參考。

1 區(qū)域地質背景

江南造山帶位于華南揚子地塊和華夏地塊之間，西起桂北，經黔、湘西、贛、皖南、浙西至浙北，長約1500 km、寬200 km（圖1a）。這一中元古代—新元古代造山帶主要由前寒武紀基底、上覆新元古代巨厚沉積地層和不同時代的巖漿巖侵入體組成，是揚子地塊東南緣與華夏地塊西北緣間的中新元古代洋盆閉合所形成的陸陸碰撞造山帶（王孝磊等,2017）。江南造山帶內分布的元古代地層大體可以分為上下兩部分：下部以冷家溪群為主，并以雙橋山群、上溪群、溪口巖群和四堡群等為代表，具線性緊閉褶皺；上部以板溪群為主，為連續(xù)沉積，具開闊的寬緩褶皺，兩套地層的構造差異在野外多處均可看到。冷家溪群、板溪群為較典型的復理石建造和類復理石建造，由一套巨厚的碎屑巖、泥質巖、凝灰?guī)r夾少量碳酸鹽巖、碳質巖和溶巖等復雜巖類組成。江南稀有金屬成礦帶位于造山帶的中段至東段（圖1b），區(qū)域早在加里東運動末期，東西向構造就已具規(guī)模；到晚古生代早期，整個區(qū)域進入地臺階段，地塊下降海侵開始；海西期構造運動對本區(qū)的影響是以緩慢升降為主，因而上古生界各時代地層呈整合或假整合接觸；到印支晚期，區(qū)域上經歷過一次大的構造運動—安源運動，在區(qū)域內形成一系列南北向的褶皺，并伴隨的強烈的巖漿活動，將軍廟巖體、玉峰仙巖體先后侵位；至燕山早期，區(qū)域內形成一些內陸盆地，晚期主要以北東向的褶皺和斷裂為主，形成區(qū)域大型的北東向區(qū)域性斷裂。從印支期到燕山晚期是本區(qū)巖漿活動最為強烈的時期，幕阜山、將軍廟、玉峰仙等巖體相繼侵位。喜馬拉雅構造運動致使早期形成的部分斷裂重新活動，切割早期花崗巖體和礦體的斷層都形成于此期間，并有局部的基性巖脈侵入。喜馬拉雅期構造活動后，整個區(qū)域構造輪廓基本定型（舒良樹等,1995;毛景文等,1998;陳毓川等,2012;2014;孟慶秀,2014;王孝磊等,2003;2006;2017）。

圖1 江南造山帶地質礦產簡圖（據Che et al.,2019;Li et al.,2020修改）Fig.1 Geologic sketch map of the Jiangnan orogenic belt(modified after Che et al.,2019;Li et al.,2020)

幕阜山復式花崗巖基位于江南造山帶中段（圖2a），晉寧運動造成區(qū)域強烈褶皺并伴隨區(qū)域變質作用，奠定區(qū)域褶皺基底，之后轉入長期隆升剝蝕：震旦紀—三疊紀以垂直升降為主；印支—燕山運動持續(xù)南北向擠壓應力場，形成研究區(qū)近東西向主體構造線；燕山中晚期北北東向構造的強烈活動，在鄂南地區(qū)形成大規(guī)模的隆起與凹陷，伴隨強烈的斷裂活動、頻繁的酸性及基性巖漿活動，帶來大量的稀有金屬和內生金屬礦源，構造應力場由南北向擠壓轉為南北向扭動，形成區(qū)域北東向主體構造格局（傅昭仁等,1999;柏道遠等,2006;Ji et al.,2018）。區(qū)域出露地層以新元古界冷家溪群為主，寒武系（?1—?3）、奧陶系（O1）、志留系（S1—S2）等古生界分布于北東角（圖2b）。區(qū)域巖漿巖活動最早始于新元古代，晚侏羅世再次活動達到高峰，直至白堊紀早期結束。區(qū)內花崗巖出露面積約2360 km2（圖2b），新元古代侵入巖僅分布于幕阜山花崗巖體西南角，出露范圍有限，多呈巖株或巖滴狀產出，出露面積約5.5 km2。晚侏羅世花崗巖區(qū)域分布廣泛，構成了幕阜山花崗巖體的主體，由多個活動階段的侵入體組成（李鵬,2017;張立平等,2020）。

圖2 幕阜山區(qū)域地質礦產簡圖(a，據李鵬等，2017修改)及侵入體時代分布直方圖(b)1—第四系；2—白堊系上統；3—志留系下統/上統；4—奧陶系下統；5—寒武系下統/上統；6—震旦系；7—新元古界冷家溪群；8—第三/四次侵入體；9—第二次侵入體；10—第一次侵入體；11—燕山早期侵入體；12—新元古代侵入體；13—偉晶巖脈；14—斷層；15—稀有金屬礦化組合分帶；16—鈹礦床/礦點；17—鈹鈮鉭礦床/礦點；18—鈹鈮鉭鋰礦床/礦點；19—鈹鈮鉭鋰銫礦床/礦點；20—成巖/成礦年齡注：[1]據通城縣區(qū)域地質報告（湖北省地質調查院,2013）；[2]據1∶25萬岳陽市幅（湖南省地質局區(qū)域地質測量隊,1978）；[3]據Ji et al.,2018；[4]據許暢等,2019；[5]據Wang et al.,2014；[6]據李鵬,2017；[7]據陸凡等,2020；[8]據姜鵬飛等,2021；[9]據李鵬等,2017；[10]據Li et al.,2020；[11]李鵬，未發(fā)表數據Fig.2 Geologic sketch map(a,modified after Li et al.,2017)and age distribution histogram of intrusions(b)of the Mufushan area1—Quaternary;2—Upper Cretaceous;3—Lower/Upper Silurian;4—Lower Ordovician;5—Lower/Upper Cambrian;6—Sinian;7—NeoproterozoicLengjiaxi Group;8—The third/fourth intrusive body;9—The second intrusive body;10—The first intrusive body;11—Early Yanshanian intrusion;12—Neoproterozoic intrusion;13—Pegmatite vein;14—Fault;15—Rare metal mineralization zoning;16—Be mineral deposit/occurrences;17—Be-Nb-Ta deposit/occurrences;18—Be-Nb-Ta-Li deposit/occurrences;19—Be-Nb-Ta-Li-Cs deposit/occurrences;20—Intrusion/metallogenic age

幕阜山地區(qū)侏羅紀花崗巖可分為石英二長巖體、黑云母花崗閃長巖體、黑云母二長花崗巖體、二云母二長花崗巖體及細粒二云母二長花崗巖體，每個巖體均表現出多階段的分異演化。幕阜山復式巖基燕山早期侵入體主要分布于巖基東北部，燕山晚期侵入體可進一步分為4次侵入體：前兩次侵入體（黑云母二長花崗巖、二云母二長花崗巖）為巖基主體，后兩次侵入體（二云母二長花崗巖、白云母二長花崗巖）多呈巖枝、巖株狀分布于前兩次侵入體內部。其中與稀有金屬成礦相關的燕山晚期侵入體，早期巖性以花崗閃長巖、石英二長巖和黑云母花崗巖為主，中期以二云母花崗巖為主，晚期為零散分布的白云母花崗巖巖株，總體呈現出較為清晰的演化順序：花崗閃長巖/黑云母石英二長巖→黑云母二長花崗巖→二云母二長花崗巖→白云母二長花崗巖。

2 幕阜山復式巖基時-空-物質演化規(guī)律

2.1 多階段巖漿活動與成礦作用

區(qū)域燕山期巖漿活動自158 Ma起，一直持續(xù)到了122 Ma（圖3），其中早期黑云母石英二長巖、花崗閃長巖侵入體暫未發(fā)現與稀有金屬成礦具有直接關系。二長花崗巖作為構成幕阜山巖基的主體，按侵入時間由早到晚呈現出黑云母二長花崗巖→二云母二長花崗巖→白云母二長花崗巖的演化順序（S1~S3，圖3），3個階段的巖漿活動分別對應了區(qū)域主要的3個階段的稀有金屬成礦作用（M1~M3，圖3）。

圖3 幕阜山地區(qū)燕山期主要巖漿活動及稀有金屬成礦作用時代分布注：[1]據通城縣區(qū)域地質報告（湖北省地質調查院,2013）；[2]據1/25萬岳陽市幅（湖南省地質局區(qū)域地質測量隊,1978）；[3]據Ji et al.,2018；[4]據許暢等,2019；[5]據Wang et al.,2014；[6]據李鵬,2017；[7]據陸凡等,2020；[8]據姜鵬飛等,2021；[9]據Li et al.,2020；[10]據未發(fā)表數據Fig.3 Age distribution of magmatic intrusion and metallogenetic epoch of main magmatic activities in Yanshanian of the Mufushan area

黑云母二長花崗巖為主的第一階段巖漿活動發(fā)生在154~143 Ma，對應的稀有金屬成礦作用發(fā)生在146~144 Ma，礦化類型以鈹礦化為主，鈮鉭礦化次之，成礦強度一般。該階段成礦作用以長慶Be-Nb-Ta偉晶巖密集區(qū)為代表（圖2），長慶黑云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為（142.9±0.9）Ma（許暢等，2019），巖體內可見出熔成因的含綠柱石偉晶巖，輝鉬礦Re-Os年齡為（145.8±1.4）Ma（未發(fā)表數據）。此外，一些成礦時代更晚的礦床中，仍保留該成礦階段形成的鈮鉭鐵礦，如仁里、株樹潭等礦床存在少數UPb年齡介于145~144 Ma間的捕獲鈮鉭鐵礦（未發(fā)表數據），暗示這些礦床于黑云母花崗巖階段已發(fā)生初次成礦事件。

以二云母二長花崗巖為主的第二階段巖漿活動發(fā)生在146~138 Ma，其對應的稀有金屬成礦作用主要發(fā)生在136~133 Ma，是幕阜山稀有金屬成礦的主階段，礦化種類包括Be-Nb-Ta-Li-Cs，礦化強度高。該階段成礦作用以仁里礦床、黃泥洞偉晶巖密集區(qū)為代表（圖2），其鈮鉭鐵礦U-Pb年齡分別為（133.0±2.6）Ma（Li et al.,2020）和（133.3±0.9）Ma（未發(fā)表數據）。其中，以仁里為典型的巖漿高度分異演化礦床具稀有金屬巖漿-熱液兩階段成礦現象（李鵬等，2017）。巖漿階段先后發(fā)生了Be→Nb-Ta→Li礦化，地表形成了由東北至西南分布的鈹偉晶巖（綠柱石）→鈹鈮鉭偉晶巖（綠柱石、鈮鉭鐵礦、細晶石）→鋰偉晶巖（鋰輝石）。巖漿進一步演化導致的熱液（富流體）階段，在內部分帶完善的偉晶巖核部發(fā)生了Li、Cs等元素的二次富集，形成了鋰云母、鋰電氣石、銫綠柱石、銫石榴石及云母等礦物的富Li-Cs反應邊。仁里5號偉晶巖巖脈核部鋰云母Ar-Ar年齡為（125.0±1.4）Ma（李鵬等，2019），暗示二云母二長花崗巖巖漿演化流體出溶，導致的稀有金屬元素二次富集成礦的時限可能持續(xù)至125 Ma。

以白云母二長花崗巖為主的第三階段巖漿活動發(fā)生于125~122 Ma，對應的稀有金屬礦化以Be-Nb-Ta為主，白云母花崗巖及其分異的偉晶巖中均可見綠柱石和鈮鉭鐵礦，表明該階段巖漿活動在花崗巖階段就已發(fā)生成礦。該階段成礦作用礦化強度一般，以麥堝鈹礦床、株樹潭鈹礦點為代表（圖2）。年代學數據表明，株樹潭含綠柱石白云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為（122.0±0.4）Ma（李鵬，2017），麥堝含綠柱石偉晶巖鋯石U-Pb年齡為（124.9±0.3）Ma（姜鵬飛等，2021），該階段成巖成礦時間相近，巖漿活動持續(xù)時間短、冷卻速度過快，故巖漿分異演化不充分，未形成大規(guī)模偉晶巖，同時，白云母花崗巖雖為區(qū)域內巖漿分異演化程度最高的侵入體，但其規(guī)模較小，僅以零星小巖株分布，所以未見大規(guī)模礦化。

以上年代學數據表明幕阜山稀有金屬成礦時代主要集中在早白堊世，隨著巖漿演化程度由低至高，相對應的礦化種類由單一的Be礦化向Be-Nb-Ta-Li-Cs多種元素礦化過渡。146~133 Ma期間的巖漿活動最為活躍，形成了區(qū)域廣泛分布的二云母二長花崗巖及大規(guī)模的稀有金屬成礦作用。

2.2 巖漿演化特征及成礦潛力

關于不同巖性侵入體組成的大型復式巖基的成因，主要有2種觀點：①由于板塊俯沖，地殼熔融形成的深部同源巖漿經歷持續(xù)的分異演化，隨著巖漿組分在演化過程中規(guī)律性變化，形成各階段不同巖性的侵入體（如?erny,1991a;1991b;2012;Li et al.,2020）；②不同巖性組成的復雜基底，經深熔（部分熔融）作用形成不同巖性的侵入體，具“批式熔融成巖作用”的特點（馬昌前等,1994;London,2005;Shaw et al.,2016）。由前文所述，幕阜山復式花崗巖基按照侵入順序，依次分為花崗閃長巖/黑云母石英二長巖、黑云母二長花崗巖、二云母二長花崗巖和白云母二長花崗巖4個階段，巖性上顯示出同源巖漿分異作用導致的演化趨勢，但還需地球化學證據進一步驗證。

幕阜山復式巖基4個階段的花崗巖主量、微量、稀土元素含量變化都較大，但總體具有相似的地球化學特征。幕阜山花崗巖微量元素具有較低的親銅元素和稀有、稀土、揮發(fā)分等元素，不相容元素Rb、Th、U含量較高，暗示巖石具過鋁質花崗巖特征；同時貧Ba和Nb，顯示巖石成分具陸殼物質特點，各階段侵入體CIPW標準礦物組合中都出現剛玉分子（C），A/CNK值多數大于1.1，顯示花崗巖為強過鋁質，整體地球化學特征顯示出陸殼物質特點（李鵬,2017），暗示幕阜山花崗巖形成于地殼重熔。鋯石Hf同位素研究表明，幕阜山各階段花崗巖和偉晶巖的εHf(t)平均值分別為-7.2和-7.3，表明巖漿源區(qū)為陸殼，且二者兩階段Hf模式年齡區(qū)間（2.0~1.5 Ga）與冷家溪群模式年齡峰值區(qū)間（2.0~1.5 Ga）完全吻合（Li et al.,2019），暗示幕阜山花崗巖可能來自冷家溪群的熔融。綜合江南造山帶稀有金屬成礦相關花崗巖與冷家溪群巨厚地層緊密的空間關系，上述幕阜山花崗巖地球化學顯示出的殼源特征，以及其與冷家溪群相似的Hf同位素組成，幕阜山花崗巖為S型花崗巖，形成于冷家溪群巨厚地層熔融。

隨著花崗閃長巖/黑云母石英二長巖→黑云母二長花崗巖→二云母二長花崗巖→白云母二長花崗巖的先后侵入順序，巖漿鎂鐵質組分減少，酸性程度增大，稀土總量減少，不相容元素含量增多，巖漿向強過鋁質花崗巖演化，Fe/Mn、K/Rb、Ta/Nb等指標均指示巖漿演化程度規(guī)律性增高。An-Ab-Or圖解（圖4a）中顯示出An端員逐漸減少的演化趨勢，投點也從花崗閃長巖至石英二長巖最終落入花崗巖區(qū)域。A/NK-A/CNK圖解（圖4b）中絕大部分投點落入過鋁質區(qū)域，總體呈現出A/CNK值逐漸增高的演化趨勢。K/Rb、Ta/Nb等比值可有效指示巖漿演化程度，在K/Rb對Rb、Cs、Nb、Ta、Sn及Ta/Nb-Rb關系圖中（圖4c~h），K/Rb比值規(guī)律性降低，Ta/Nb比值則規(guī)律性升高，不相容元素規(guī)律性升高，顯示出同源巖漿連續(xù)分異演化的地球化學指標特征（Foord et al.,1995;Roda-Robles et al.,1995;2005;2006;2007;2018;Pesquera et al.,1999;Clarke et al.,2003;?erny,2004）。

圖4 幕阜山花崗巖各巖性An-Ab-Or（a）、A/NK-A/CNK圖解（b）、K/Rb與Rb、Cs、Ta、Nb、Sn及Ta/Nb與Rb（c~h）關系圖解（數據來自李鵬,2017;湖北省地質調查院,2013）Fig.4 Diagrams of An-Ab-Or(a),A/NK-A/CNK(b),K/Rb verses Rb,Cs,Ta,Nb,Sn,and Ta/Nb verses Rb(c~h)of Mufushan granites(data from Li P,2017;Hubei Geological Survey Institute,2013)

在N值-A值圖解中（圖5a），幕阜山花崗閃長巖和石英二長巖全部落入無礦化區(qū)域，黑云母花崗巖部分落入REE區(qū)，二云母花崗巖全部落入REE區(qū)，而白云母花崗巖則全部落入Nb區(qū)，總體顯示出同源巖漿持續(xù)分異的演化規(guī)律。在A/CNK-A值圖解（圖5b）中，幕阜山各巖性侵入體同樣顯示出演化程度逐漸增高的趨勢。本次研究選擇了川西馬爾康礦田、甲基卡礦床、青海扎烏龍礦床等典型偉晶巖型稀有金屬礦床成礦相關巖體進行橫向對比（數據源自李興杰等,2018;李名則等,2018;周玉等,2019;馬圣超,2020;侯江龍等,2020）。在N值-A值圖解（圖5a）和A/CNK-A值圖解（圖5b）中，幕阜山二云母花崗巖的投點與川西馬爾康撒陽二云母花崗巖、可爾因二云母花崗巖投點區(qū)域相近，演化程度略低于扎烏龍白云母花崗巖和甲基卡二云母花崗巖，而幕阜山白云母花崗巖由于已發(fā)生礦化，其演化程度明顯高于其他礦床成礦母巖。以上特征說明，幕阜山演化至二云母花崗巖階段時，已具有較高的演化程度，與稀有金屬礦床成礦母巖接近，顯示出良好的成礦條件。但幕阜山白云母花崗巖雖演化程度最高，成礦潛力最大，但規(guī)模有限（僅以小巖株形態(tài)零星分布），且成巖與成礦時間接近，暗示該階段巖漿侵入后冷卻速率較快，巖漿未經歷充分的分異演化形成大規(guī)模偉晶巖，稀有金屬元素仍分散在巖體中導致巖體稀有金屬含量極高，如株樹潭白云母花崗巖w(Be)可達(255~511)×10-6（李鵬，2017），卻沒有產生大規(guī)模偉晶巖礦化。

圖5 幕阜山花崗巖與國內典型礦床成礦母巖N值-A值圖解(a,引自劉義茂等,1973)及A/CNK-A值圖解(b,數據來自李鵬,2017;湖北省地質調查院,2013;李興杰等,2018;李名則等,2018;周玉等,2019;馬圣超,2020;侯江龍等,2020）Fig.5 Diagrams of N-A index(a,after Liu et al.,1973)and A/CNK-A index(b,data from Li,2017;Hubei Geological Survey Institute,2013;Li X J et al.,2018;Li M Z et al.,2018;Zhou et al.,2019;Ma,2020;Hou et al.,2020)of Mufushan granites and the metallogenic parent rocks of typical deposits in China

綜上所述，幕阜山復式巖基從花崗閃長巖/黑云母石英二長巖→黑云母二長花崗巖→二云母二長花崗巖→白云母二長花崗巖的順序先后侵入，各階段侵入體顯示出典型的S型花崗巖特征，并具有相似的Hf同位素組成。所有證據均暗示復式巖基形成于造山作用導致的巨厚地層重熔，深部同源巖漿持續(xù)分異演化并多階段上涌，形成了演化程度逐漸升高的各階段侵入體，至二云母花崗巖階段時，演化程度最高，且據良好的成礦潛力。

2.3 大巖基“體中體”式稀有金屬成礦模型及找礦指示

花崗巖體作為巖漿侵入活動的一種特定地質體，其本身往往不是單一出現，而是多個巖體在空間上緊密共生，從而形成復雜的復式巖體，又稱“體中體”。幕阜山巖體巖漿巖活動從晚侏羅世持續(xù)到早白堊世，是典型的由同源巖漿連續(xù)演化，分批次上涌侵位而形成的空間上共生的復式巖體。李鵬（2017）認為幕阜山復式巖基是由深部同源巖漿支撐的跨地殼巖漿系統，經巖漿多次脈動上涌形成，早期侵位的花崗質巖漿在強剛性地層中（冷家溪群板巖/片巖）呈大型巖基、巖蓋形態(tài)存在（黑云母花崗巖、二云母花崗巖）；晚期的花崗質巖漿灌入到早期侵位的花崗巖中，多以隱伏巖體或小巖株形式存在（白云母花崗巖）。在長期多次脈動作用下，形成了復雜的，由不同期次、不同巖石類型所構成的大型復式巖基。

前文所討論的巖漿活動與成礦作用關系表明，區(qū)域稀有金屬成礦作用相關巖漿活動始于154 Ma,而伴隨的成礦作用可持續(xù)到122 Ma，經過長期高頻率的巖漿脈動上涌運動，該階段巖漿得到充分演化并分異出大規(guī)模偉晶巖。其中主成礦階段發(fā)生在二云母花崗巖階段，幕阜山巖基中二云母花崗巖分布極為廣泛，但區(qū)域稀有金屬礦床的礦化類型卻未顯示出圍繞巖體由中心至外圍同心帶狀分布的趨勢，而呈現出由東北至西南礦化組合由單一至多樣，成礦強度由低至高的分布特征：巖基東北部僅存在單一Be礦化礦點；中部以Be-Nb-Ta礦點為主，極少數達到小型礦床規(guī)模（麥堝小型Be礦床）；大型-超大型礦床僅分布于巖基北部偏西和西南部，偉晶巖發(fā)育較為完善的內部分帶，少數偉晶巖核部出現鋰云母石英核；鋰輝石偉晶巖僅分布于巖基西南外圍的冷家溪群中。以上成礦特征主要受控于復式巖基各侵入體的時-空演化分布特征，本文系統地收集整理幕阜山地區(qū)年代學數據及地球化學數據（圖2a）發(fā)現，復式巖基侵入體時空分布不僅表現出燕山早期侵入體分布于東北部、燕山晚期侵入體分布于中部至西南部的特征，還表現出燕山晚期侵入體由東北到西南巖體年齡呈由老至新的趨勢（圖2b）；侵入體呈現出同階段侵入體的西北部巖石樣品具有更低的K/Rb比值、稀土元素總量、鎂鐵含量及Fe/Mn比，以及更高的富鈉度N值的特點（表1），表明復式巖基由東北到西南巖體年齡由老至新的同時，巖漿演化程度同樣呈規(guī)律性升高。

表1 幕阜山花崗巖地球化學指數空間分布特征Table 1 Spatial distribution characteristics of geochemi?cal index of Mufushan granites

因此，受到巖漿侵入由早到晚，演化程度由低至高的影響，稀有金屬礦化組合自東北至西南由單一的Be礦化變?yōu)閺碗s的Be+Nb+Ta+Li+Cs礦化，成礦強度也逐漸變大。根據礦集區(qū)礦化組合的分布特征，可將區(qū)域稀有金屬礦床/礦點分為4個帶：

（Ⅰ）Be礦化帶。主要位于巖體北東部，以麥市鈹礦點聚集區(qū)為代表；

（Ⅱ）Be+Nb+Ta礦化帶。主要位于巖體中部，以黃泥洞-三岔堝偉晶巖密集區(qū)為代表，少數分異程度較高的脈體核部開始出現Li礦化（黃泥洞1號脈），暗示局部區(qū)域的深部具有演化程度較高的侵入體；

（Ⅲ）Be+Nb+Ta(+Li)礦化帶。主要位于巖體北西與南西部，以斷峰山鈮鉭礦床為代表，Li礦化現象增多（鋰云母、鋰電氣石），多位于大型脈體核部；

（Ⅳ）Be+Nb+Ta+Li(+Cs)礦化帶。主要位于巖體西部外圍，以仁里礦床為代表，Li礦化程度較高，分異程度較高的脈體核部開始出現Cs礦化（銫綠柱石、銫石榴石,仁里5號脈）。

基于以上成礦規(guī)律的總結，除了復式巖基內局部地區(qū)的深部高演化侵入體被剝蝕接近地表，導致顯示出較好的礦化現象（如黃泥洞鈮鉭鋰云母偉晶巖、麥堝鈮鉭偉晶巖）外，區(qū)域總體來看幕阜山西南緣二云母花崗巖侵入體巖漿演化程度最高，稀有金屬礦化組合最完善，具有最理想的稀有金屬成礦地質條件，因此，筆者所在團隊將該區(qū)域作為找礦勘查重點工作區(qū)。

3 仁里礦床成礦特征對外圍成礦潛力的指示

3.1 偉晶巖帶狀分布特征

仁里超大型Be-Nb-Ta-Li礦床位于幕阜山復式花崗巖體西南緣（圖6），區(qū)內出露規(guī)模較大的燕山期幕阜山巖體分布于礦區(qū)北東部，主要巖性為似斑狀黑云母二長花崗巖和二云母二長花崗巖；東北方向出露新元古代中細粒白云母二長花崗巖；礦區(qū)南部出露雪峰期二云母斜長花崗巖。礦區(qū)北部的幕阜山巖體總體可分2個侵入期次，似斑狀黑云母二長花崗巖和二云母二長花崗巖為第1期侵入體，呈大面積巖基狀產出。中-細粒二云母二長花崗巖為第2期侵入體，與第1期侵入體界限明顯。區(qū)內出露地層主要為冷家溪群坪原組及第四系，其中冷家溪群坪原組構成了區(qū)域出露地層的主體，主要巖性為二云母片巖。仁里礦床位于區(qū)域性北東向九雞頭-蘇姑尖壓扭性斷裂與天寶山-石漿壓扭性斷裂的夾持部位，區(qū)內斷裂構造發(fā)育，以北東向斷裂構造為主，次為北北西向的斷裂構造（李鵬,2017;劉翔等,2018;周芳春等,2019）。

圖6 仁里礦床地質簡圖(a，據Li et al.,2020修改)及圖切地質剖面圖(b)Fig.6 Geologic sketch map(a,modified after Li et al.,2020)and geologic section A-A’(b)of Renli deposit

區(qū)域花崗偉晶巖極為發(fā)育，西起窄板洞，東至三墩鄉(xiāng)，北起秦家坊，南至傳梓源46 km2范圍內，已查明脈體厚度大于1 m，長度大于50 m的偉晶巖脈超過926條，其中產于花崗巖內帶的約712條，產于巖體外帶板巖中的有214條。仁里礦床的偉晶巖脈具有水平分布特征，大致可分為4個帶：巖體內帶及接觸帶為微斜長石偉晶巖帶(Ⅰ)；外帶離巖體0.5~1.5 km，為微斜長石-鈉長石偉晶巖帶(Ⅱ)；離巖體約1.2~2 km為鈉長石偉晶巖帶(Ⅲ)；最外圍為鈉長石-鋰輝石帶(Ⅵ)（圖5a、b）。各類型偉晶巖礦物組成、標型特征及礦化組合見表2。離幕阜山巖體由近及遠，偉晶巖類型由鉀型→鉀鈉型→鈉型→鈉-鋰型演變，脈體規(guī)模由大到小，結構由簡單到復雜，稀有金屬偉晶巖的礦化種類由單一Be礦化向Be+Nb+Ta+Li演化（李鵬等,2019a;劉翔等,2019;Li J K et al.,2019;Li et al.,2020）。

表2 仁里偉晶巖主要類型及其特征Table 2 Main types and characteristics of Renli pegmatites

3.2 偉晶巖演化特征及與幕阜山巖體成因關系

仁里礦床偉晶巖圍繞幕阜山復式巖基呈現出規(guī)律性分帶，且離巖體越近演化程度越高，主要成礦類型也依次為Be→Nb+Ta→Li，暗示偉晶巖可能分異自花崗巖。仁里礦床北部出露的幕阜山各階段花崗巖侵入體侵位時代約140~138 Ma（Li et al.,2020），偉晶巖結晶時代為135 Ma（未發(fā)表數據），二者時代接近。幕阜山花崗巖與仁里偉晶巖表現出相似的地球化學特征，富堿金屬，虧損Ba、Sr、Zr和Ti等元素（李鵬,2017;Xiong et al.,2020）。幕阜山花崗巖與仁里偉晶巖εHf(t)平均值分別為-7.6和-7.3，兩階段Hf模式年齡分別介于1877~1537 Ma和1725~1607 Ma之間，表明二者巖漿源區(qū)均為陸殼，并具有相似的巖漿源區(qū)性質。綜上可知，幕阜山花崗巖與仁里偉晶巖具緊密的成因關系，偉晶巖為幕阜山花崗巖分異結晶形成。

然而幕阜山復式巖基由多階段侵入體構成，這些侵入體有著極為接近的年齡及地球化學特征，這使仁里礦床稀有金屬偉晶巖成礦母巖的確定造成了極大干擾。在復雜的復式巖基中，成礦母巖的辨別是建立區(qū)域成礦模型并指導找礦的關鍵。為了進一步確定成礦母巖，Li等(未發(fā)數據)對仁里礦區(qū)地表出露的40條各類型偉晶巖進行了系統采樣，同時對區(qū)內修路和采石場所揭露的新鮮花崗巖共采集了14件樣品，涵蓋了地表出露的4期侵入體，以及對鉆孔揭示深部隱伏花崗巖采集3件樣品（采樣位置見圖6）。由于偉晶巖礦物顆粒粗大，全巖分析易受采樣位置影響，此次研究基于野外和鏡下觀察，選擇同一礦物組合“微斜長石+鈉長石+石英+白云母”中的原生白云母作為花崗巖-偉晶巖系統的貫穿礦物進行研究。礦物地球化學研究結果表明，仁里礦床自黑云母花崗巖到二云母花崗巖，再到由低到高4類型偉晶巖，K/Rb指數減小，Ta/Nb指數增高，稀有金屬元素含量增高，F等揮發(fā)分含量也相應增高（圖7a~h），顯示出巖漿演化程度持續(xù)增高的趨勢，暗示礦床出露的4期花崗巖、隱伏巖體及4類型偉晶巖均為同源巖漿連續(xù)分異演化形成。其中礦區(qū)東北部的一期二云母二長花崗巖侵入體演化程度最高（RLG-2，圖6），與偉晶巖漿演化程度相近，露頭處可見大量與花崗巖呈過渡接觸關系的偉晶巖脈體、透鏡體，且該侵入體位于地表偉晶巖類型分帶的中心位置（RLG-2，圖6），故Li等（in press）認為該期侵入體與仁里稀有金屬偉晶巖的成因關系最為密切。

圖7 仁里礦床白云母K/Rb與w(Cs)（a）、w(Rb)（b）、w(Li)（c）、w(Ta)（d）關系及Ta/Nb與w(Ta)（e）、w(TiO2)（f）、w(Li)（g）、w(F)與w(Li)（h）關系圖解(據Li et al.,待發(fā)表)Fig 7 Diagrams of K/Rb verses w(Cs)（a）,w(Rb)（b）,w(Li)（c）,w(Ta)（d）and Ta/Nb verses w(Ta)（e）,w(TiO2)（f）,w(Li)（g）and w(F)verses w(Li)（h）(modified after Li et al.,in press)

總體來說，仁里礦床演化程度最高的二云母花崗巖位于東北部，地表偉晶巖顯示出由東北至西南分異程度逐漸增高的趨勢，主要礦化類型也由Nb+Ta轉化為Li，且最遠在距巖體9 km處仍有鋰輝石偉晶巖產出（李鵬,2017），故仁里礦床西側、西南側大范圍區(qū)域仍具極大的成礦潛力。因此，本文研究團隊將仁里礦床西側、西南側作為主要找礦勘查方向，以鋰偉晶巖為主要目標進行重點勘查，在地表偉晶巖撿塊樣品中發(fā)現富鋰白云母和鋰輝石等礦化線索，表明區(qū)域具找礦潛力。2019年，筆者所在團隊在幕阜山西南緣開展了大量野外路線地質調查，并結合探槽工程揭露，最終于仁里礦床以西的黃柏山地區(qū)取得初步找礦成果，圈定了11條稀有金屬偉晶巖脈（李鵬等,2019b）。

4 黃柏山預測區(qū)找礦成果及勘查示范

4.1 初步找礦成果及礦化特征

黃柏山稀有金屬偉晶巖密集區(qū)位于幕阜山巖體西南舌狀凸起部位與梅仙巖體夾持區(qū)—巖體外接觸片巖帶中（圖8），所處位置對應仁里礦床鋰輝石鈉長石帶（Ⅳ）西南向延伸。黃柏山地區(qū)地層以走向北西、傾向南西的低角度冷家溪群云母片巖為主，有北西向、北東東向、北東向、北北東向4組斷裂構造。區(qū)內偉晶巖脈十分發(fā)育，多順層或微切片巖層里產出，以北西走向為主，傾向南西，傾角23°~54°，局部傾角＞70°；偉晶巖脈長度不一，最短僅出露20 m，最長可達1700 m，具尖滅再現；其厚度不一，最窄處僅0.1 m，最寬處出露可達32 m，膨脹收縮現象明顯。區(qū)內鈮鉭、鋰、鈹偉晶巖脈均有分布，2019年初步探勘成果顯示，已探明的11條花崗偉晶巖脈中含鋰（鈮鉭）偉晶巖脈2條（46、47），含鈮鉭(鈹)脈偉晶巖脈8條（604、606、607、613、617、618、623、624）（圖8）。

圖8 黃柏山偉晶巖密集區(qū)2019年地質簡圖與化探工程設計Fig.8 Geologic sketch map of pegmatite concentrated area in Huangbaishan and geochemical soil sampling program in 2019

其中最具代表性的47號鋰鈮鉭偉晶巖脈（原603號脈體），地表出露長約1700 m，寬度范圍在0.2~32 m之間，走向北西，傾向南西。脈體總體呈脈狀斜切層理產出，具膨脹收縮、尖滅再現。脈體總體以鋰輝石鈉長石及白云母鈉長石偉晶巖為主，具一定結構分帶（圖9a）。其中脈體北西姜源嶺地段以白云母鈉長石偉晶巖為主，含少量鈮鉭鐵礦、綠柱石等稀有金屬礦物。脈體中部為鋰輝石偉晶巖+白云母鈉長石偉晶巖組合（圖9b,圖10a），含鈮鉭鐵礦、鋰輝石等稀有金屬礦物（圖10b、c），鋰輝石產于脈體膨脹部位的鋰輝石偉晶巖中，白色，呈長條狀，晶體大小為(5~10)×(1~2)cm，常垂直接觸面平行排列，礦物含量可達40%~60%。李鵬等（2019b）對47號脈體中部出露的鋰輝石偉晶巖進行了刻槽采樣（圖9b），5件刻槽樣品w(Li2O)為0.81%~1.72%，BSE圖像及電子探針測試結果顯示，鋰輝石新鮮無蝕變，且體積含量可達40%~60%，為高品質鋰礦石。

圖9 黃柏山47號脈平面結構分帶(a)、探槽TC7201(b)和TC6603(c)剖面示意圖Fig.9 Plan view of zonation structure of Huangbaishan No.47 pegmatite(a)，cross sections of trench TC7201(b)and trench TC6603(c)

圖10 黃柏山47號脈野外及樣品照片（b和c引自李鵬等,2019b）Fig.10 Field and sample photos of Huangbaishan No.47 pegmatite(b,c after Li P et al.,2019b)

2010年以來在區(qū)域開展進一步勘查工作，結合清理地表植被覆蓋、探槽工程布置等手段，將47號脈體原認為的200 m延伸擴大到1700 m延伸，并于脈體南東部位新發(fā)現含鈮鉭鐵礦鋰輝石-鈉長石偉晶巖露頭（圖9c），地表出露寬度達30多m（圖10d），具明顯結構分帶，從北到南依次可見中粗粒白云母鈉長石偉晶巖→鈉長巖→中粗粒（片狀）鈉長石偉晶巖由中（細）粒含石榴子石鈉長石偉晶巖→中粒鈉長石偉晶巖→鋰輝石偉晶巖（圖9c）。長柱狀鋰輝石、針狀-細粒狀-薄板狀鈮鉭鐵礦廣泛發(fā)育于整個脈體中（圖10e、f），靠近脈體上盤見鋰輝石偉晶巖。在脈體南東布置探槽TC6603，對其5個內部分帶采集5件樣品TC6603-H01~TC6603-H05；脈體北西由于缺乏典型內部分帶，采集3件撿塊樣品BT01-H01~BT01-H03。全巖分析由核工業(yè)二三〇研究所完成，測試儀器為等離子質譜儀(PE300D)，檢測依據為GB/T 14506.30-2010，測試結果顯示（表3）。脈體中部探槽TC7201鋰輝石鈉長石帶采集的5件樣品HXP-tc1~HXP-tc2地球化學分析結果見李鵬等（2019）。綜合3處樣品分析結果，47號脈北西部位姜源嶺段未見明顯礦化，脈體中段w(Li2O)為0.81%~1.72%，而脈體南東段鋰輝石偉晶巖（TC6603-H05）的w(Li2O)為2.02%，探槽6件樣品的w(Ta2O5)為0.008%~0.016%，均超過邊界品位，w(Nb2O5)為0.009%~0.024%，其中，H1、H2、H6三件樣品Nb2O5/Ta2O5≈1。以上結果顯示，黃柏山47號脈總體從白云母鈉長石偉晶巖到鋰輝石鈉長石偉晶巖，鈮鉭含量基本不變，鋰含量升高；沿走向東南向稀有金屬鋰、鈮、鉭含量有變富的趨勢。

表3 黃柏山探槽樣品稀有金屬含量(w(B)/%)Table 3 Rare metal element contents in Huangbaishan trench samples(w(B)/%)

4.2 化探低值異常解譯在高覆蓋地區(qū)偉晶巖型礦床中的應用

2019~2020 年黃柏山地區(qū)初步探明的稀有金屬偉晶巖顯示出良好的含礦性（李鵬等，2019），然而該地區(qū)西南側為坡度較陡的山谷地形，且植被覆蓋程度高，偉晶巖地表露頭罕見，野外踏勘難以取得成果。土壤地球化學可有效反映稀有金屬偉晶巖的分布（李建康等,2014;2017;王學求等,2021），仁里206號鋰輝石鈉長石偉晶巖脈表層鋰輝石具風化，偉晶巖周邊土壤及地層中Li含量高（許暢,2019），暗示土壤地球化學可為區(qū)域鋰等稀有金屬勘查提供有效線索。2020~2021年，筆者團隊在初勘成果的基礎上，在黃柏山外圍區(qū)域重砂異常暈分布地段開展3.13 km2的土壤化探剖面測量工作（圖8），化探樣品設置了5%的重復樣，樣品分析測試在國家地質實驗測試中心進行，微量元素測試儀器為等離子質譜儀(PE300D)，檢測依據為GB/T 14506.30-2010，分析精度優(yōu)于3%。結合稀有金屬偉晶巖特點及區(qū)域地質特征，考慮到迭代法確定的背景值及異常下限往往偏低，為盡量反映區(qū)內真實背景及異常，本次化探采用化探低值異常解譯方法，即通過有限迭代剔除對明顯異常進行剔除，算出背景值，并以背景值加2倍標準離差作為異常下限。通過對化探結果進行低異常解譯，圈定了Li異常暈6個，Be異常暈4個，Nb異常暈2個，Ta異常暈2個，元素異常暈總體呈長軸狀，走向北西，與區(qū)內偉晶巖脈走向基本一致，各異常暈參數統計見表4，異常暈分布見圖11a。靶區(qū)北東部相對發(fā)育鈹、鈮鉭異常，南西相對發(fā)育鋰異常，這與偉晶巖水平分帶特征基本一致；鋰異常暈在本區(qū)相對發(fā)育，相比鈮鉭等點狀異常或低值異常區(qū)，鋰異常呈連續(xù)性，且具一定規(guī)模，表明本區(qū)具有較好的鋰礦找礦潛力。

圖11 黃柏山偉晶巖密集區(qū)2020年地質簡圖及土壤化探異常(a)與Li元素異常(b)套合對比Fig.11 Geologic sketch map of Huangbaishan pegmatite concentrated area and correlation between soil geochemical anomalies(a)and Li element anomaly(b)in2020

表4 黃柏山土壤地球化學元素異常暈參數統計表Table 4 Statistics of soil geochemical anomalies of Huangbaishan area

目前，本文團隊對部分異常進行了查證，新發(fā)現花崗偉晶巖脈8條（619~626），其中已確定具鈮鉭（鈹）礦化現象偉晶巖2條（623、624）（圖11a），其余脈體還在開展進一步勘查及樣品測試分析?；焦ぷ鲄^(qū)偉晶巖分布與Li、Nb、Ta等元素異常暈套合度良好（圖11b），表明化探低值異?？捎行糜诟咧脖桓采w區(qū)稀有金屬偉晶巖的找礦勘查。下一步稀有金屬勘查工作將繼續(xù)以幕阜山西南緣為重點，同時選取巖基內部具良好成礦潛力的黃泥洞、麥堝等地區(qū)，結合稀有金屬成礦特點，構建花崗巖成礦潛力和偉晶巖含礦性的以巖體地質-標型礦物-地球化學為核心的綜合判別指標體系，進一步建立高覆蓋地區(qū)稀有金屬偉晶巖的高效精準勘查方法。

5 結論

（1）幕阜山巖體是由深部同源巖漿多次脈動上涌形成的“體中體”復式巖基，總體呈現出由東北向西南巖漿演化程度逐漸升高，稀有金屬礦化強度逐漸變大的趨勢，表明巖基西南緣成礦條件最優(yōu)。

（2）仁里礦床成礦相關巖體位于礦區(qū)東北部，偉晶巖類型由東北至西南呈現出清晰的水平分帶，礦床西側和西南側具有較大找礦潛力。

（3）在區(qū)域稀有金屬成礦規(guī)律總結指導下，成功于幕阜山西南緣黃柏山地區(qū)發(fā)現一稀有金屬偉晶巖密集區(qū)，結合區(qū)域地質條件開展了“高覆蓋區(qū)化探低值異常解譯”的勘探方法示范，在植被高度覆蓋區(qū)取得了良好的找礦應用成果。