劉金宇，王成輝，劉善寶，秦錦華，陳振宇，劉 澤，趙晨輝

（中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037）

以鋰為代表的稀有金屬是關(guān)系中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵礦產(chǎn)資源，加強其找礦勘查工作，提高資源保障程度，關(guān)系到國家的能源資源安全（王登紅等，2019）。華南是中國稀有金屬的重要產(chǎn)地（李建康等，2014；2023；王成輝等，2022），其中，贛西北地區(qū)鋰鈹鈮鉭稀有金屬成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。近年來隨著云母型鋰礦的大規(guī)模開發(fā)利用，使得贛西北地區(qū)乃至華南地區(qū)產(chǎn)于花崗巖中的云母型鋰礦備受矚目（王成輝等，2022）。贛西北地區(qū)稀有金屬礦化集中于武功山、九嶺兩個成礦帶，代表性礦床有著名的宜春414 鈮鉭鋰礦和白水洞鋰鈮鉭礦（黃小龍等，2001；Xie et al.，2019）。近年來的研究和勘查工作表明，九嶺地區(qū)獅子嶺稀有金屬礦化花崗巖巖相分帶與武功山地區(qū)宜春414 鈮鉭礦具有一定的相似性，但礦物組成上有較高含量的磷鋰鋁石、綠柱石和鈮鉭礦物（王成輝等，2018），稀有金屬成礦潛力巨大（秦程，2018；孫艷等，2018；王成輝等，2019）。特別是以磷鋰鋁石為造巖礦物的花崗巖在國內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)，這為在九嶺地區(qū)尋找稀有金屬礦床提供了重要的新方向（楊岳清等，2021）。

獅子嶺巖體為九嶺地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的花崗巖型鋰等稀有金屬礦化巖體，其Li2O 平均品位0.75%，預測資源量達5.9 萬t，通過重力場—強磁場—電場物理選礦后再經(jīng)二次富集，Li2O 的原礦（1.08%）可成為5.17%的精礦（王成輝等，2019）。前人對獅子嶺巖體的礦物學特征、稀有金屬成礦潛力及礦化特征已有初步探討（秦程，2018；王成輝等，2018；2019；劉澤等，2023），但對其成巖成礦時代及稀有金屬成礦機制研究不足。因此，深入研究獅子嶺巖體巖相學、年代學和巖石地球化學特征等對贛西北稀有金屬成礦作用和找礦方向具有重要意義。

本文通過對獅子嶺地區(qū)礦化花崗巖進行鋯石UPb 年代學及全巖主微量元素分析工作，限定獅子嶺成巖時代及稀有金屬成礦時代，進而討論獅子嶺巖體地球化學特征及稀有金屬成礦過程，為贛西北稀有金屬成礦理論和找礦勘查工作提供進一步的理論支撐。

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

九嶺地區(qū)地處華夏地塊及揚子地塊之間中新元古代洋盆閉合所形成的江南造山帶中段（Wang et al.，2014），東界為近南北向的贛江斷裂帶，西界為近南北向汨羅-湘潭斷裂帶，南界為近東西向的江山-紹興斷裂帶，北界臨近東西向九江-石臺斷裂帶（圖1a）。區(qū)內(nèi)北東向斷裂是主要控礦構(gòu)造，控制著巖漿活動、地層及稀有金屬礦脈的產(chǎn)出。出露地層為新元古界雙橋山群，厚度達4 km，巖性為二云母片巖、變余凝灰質(zhì)砂巖、泥質(zhì)砂屑千枚巖，夾有細碧巖-石英角斑巖（王成輝等，2019）。在九嶺地區(qū)內(nèi)，發(fā)生較為廣泛的中酸性巖漿侵入活動，侵入時代從新元古代一直到新生代。最老侵入巖為新元古代九嶺巖體，巖體近東西向—北東東向展布，侵入于雙橋山群變質(zhì)沉積巖中，出露面積可達2500 km2，為華南地區(qū)出露面積最大的新元古代花崗質(zhì)侵入體（Li et al.，2003）。對于九嶺巖體已有諸多學者進行過年代學研究，年齡結(jié)果主要集中于836～808 Ma（Li et al.，2003；Zhao et al.，2013；孫克克等，2017；段政等，2019；張福神等，2020；張志輝等，2021）。

圖1 江南造山帶中段地質(zhì)簡圖（a，據(jù)Wang et al.，2014修改）、九嶺地區(qū)地質(zhì)簡圖（b，據(jù)鐘玉芳等，2005修改）Fig.1 Simplified geological map of the middle section of the Jiangnan orogenic belt(a,modified after Wang et al.,2014),simpli‐fied geological map of the Jiuling area(b,modified after Zhong et al.,2005)

九嶺巖體是由中生代花崗質(zhì)巖漿多次侵入形成的，廣泛分布有燕山期上富、甘坊及古陽寨等巖體，這些巖體多為復式巖體。甘坊巖體的規(guī)模最大，侵位于九嶺巖體中部，出露面積達400 km2，近東西向延伸（圖1b）。其主體巖性由老至新為黑云母花崗巖→二云母花崗巖→鈉長石化白（鋰）云母花崗巖（周建廷等，2011）。相比于九嶺巖體，甘坊巖體的花崗巖顏色較淺，白云母偏多，礦物顆粒也比較粗大，巖石化學成分趨于高硅、富堿（秦程，2018）。甘坊巖體為多期次多階段巖漿侵入形成的復式巖體，其侵入活動高峰發(fā)生于晚侏羅世及早白堊世（Wang et al.，2017;2022；Xie et al.，2019；聶曉亮等，2022；Ouyang et al.，2023），本文研究的獅子嶺巖體在早白堊世侵位于甘坊巖體中。

1.2 獅子嶺礦區(qū)地質(zhì)特征

獅子嶺巖體侵位于甘坊巖體東北部（圖2）。獅子嶺巖體由早到晚可劃分為黑云母二長花崗巖、二云母堿長花崗巖、鋰（白）云母堿長花崗巖和黃玉-鋰云母堿長花崗巖，具有雅山巖體相似的分帶特征（李潔等，2013；楊澤黎等，2014；王成輝等，2019）。從黑云母二長花崗巖到發(fā)生Li、Nb、Ta礦化的二云母堿長花崗巖、鋰（白）云母堿長花崗巖和黃玉-鋰云母堿長花崗巖為同源巖漿經(jīng)不同期次侵入后分異結(jié)晶形成。獅子嶺巖體中礦化花崗巖由早到晚，稀有金屬礦化強度逐漸增加，出露面積達0.7 km2，呈巖株狀侵入到黑云母二長花崗巖中（圖3a）。獅子嶺礦化花崗巖礦物組合具有明顯演化規(guī)律，如二云母堿長花崗巖→鋰（白）云母堿長花崗巖→黃玉-鋰云母堿長花崗巖的巖石結(jié)構(gòu)由等?；◢徑Y(jié)構(gòu)向斑狀結(jié)構(gòu)演化；鉀鈉長石含量由鉀長石多向鈉長石多轉(zhuǎn)變；稀有金屬礦物含量由少到多，種類逐漸復雜；云母類型向著鋰云母端員演化（王成輝等，2019）。目前研究表明礦化巖體中云母族礦物存在兩個演化序列，白云母→鋰白云母→鋰云母演化序列和鐵葉云母→黑鱗云母→鐵鋰云母→鋰云母演化序列（劉澤等，2023）。此外，王成輝等（2018）在獅子嶺巖體首次發(fā)現(xiàn)了磷鋰鋁石，這也是在九嶺成礦帶首次發(fā)現(xiàn)該礦物。磷鋰鋁石在鋰（白）云母堿長花崗巖中約占2%～3%，在黃玉-鋰云母堿長花崗巖中高達4%～7%，可列為造巖礦物（孫艷等，2018）。

圖2 獅子嶺礦區(qū)地質(zhì)簡圖（a）及16號勘探線剖面圖（b）（據(jù)周建廷等，2013修改）1—燕山早期第二階段第一次侵入二云母花崗巖；2—燕山早期第二階段第二次侵入白云母花崗巖；3—燕山早期第二階段第三次侵入白云母花崗巖；4—鋰礦體；5—斷裂；6—地質(zhì)界線；7—勘探線及編號Fig.2 Simplified geological map of the Shiziling deposit(a)and cross section at prospecting line 16 through the deposit(b)(modi‐fied after Zhou et al.,2013)1—The first phase intrusion of two-mica granite in the second stage of Early Yanshanian;2—The second phase intrusion of muscovite granite in the second stage of Early Yanshanian;3—The third phase intrusion of muscovite granite in the second stage of Early Yanshanian;4—Li ore body;5—Fault;6—Geological boundary;7—Prospecting line and its number

圖3 獅子嶺花崗巖野外及手標本照片a.鋰（白）云母堿長花崗巖與黑云母二長花崗巖侵入接觸關(guān)系；b.黑云母二長花崗巖；c、d.鋰（白）云母堿長花崗巖Fig.3 Field occurrences and hand specimens of Shiziling granitesa.Contact relationship of lepidolite(muscovite)alkali feldspar granite and biotite monzogranite；b.Biotite monzogranite；c,d.Lepidolite(muscovite)alkali feldspar granite

2 樣品采集及分析方法

2.1 樣品采集及巖相學觀察

筆者在獅子嶺地區(qū)（114°56′53″E、28°36′46″N）地表露頭采集了黑云母二長花崗巖、二云母堿長花崗巖、鋰（白）云母堿長花崗巖及黃玉-鋰云母堿長花崗巖樣品共8 件（表1），對全部樣品進行全巖主量、微量元素分析，同時選擇黑云母二長花崗巖及二云母堿長花崗巖樣品（YFSZL-1、YFSZL-3）進行了LAICP-MS鋯石U-Pb定年測定。

表1 獅子嶺花崗巖樣品名稱及造巖礦物組成Table 1 Name of the sample and rock forming mineral composition of Shiziling granites

2.2 實驗方法

全巖主、微量元素分析在國家地質(zhì)實驗測試中心完成。分析儀器為Thermo ElementⅡ等離子質(zhì)譜儀，激光剝蝕系統(tǒng)為New Wave UP-213。實驗采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，激光波長213 nm、束斑40 μm、脈沖頻率10 Hz、能量0.176 mJ、密度23～25 J/m2，測試過程中首先遮擋激光束進行空白背景采集15 s，然后進行樣品連續(xù)剝蝕采集45 s，停止剝蝕后繼續(xù)吹掃15 s清洗進樣系統(tǒng)，單點測試分析時間75 s。等離子質(zhì)譜測試參數(shù)為冷卻氣流速（Ar）15.55 L/min，輔助氣流速（Ar）0.67 L/min，載氣流速（He）0.58 L/min；樣品氣流速0.819 L/min，射頻發(fā)生器功率1205 W。測試采用標樣為美國地調(diào)局標準樣品（USGS-Stan‐dard MASS-1）。硫化物微量元素測試精度優(yōu)于10%，檢出限為10-9。

鋯石LA-ICP-MS 測試在自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室完成。本次挑選SZL-1、SZL-3 新鮮樣品各5 kg。鋯石挑選過程中先把樣品破碎，后將碎樣放入直徑為20 cm 的不銹鋼缽中，在XZW100 型振動磨樣機中研磨3～5 s 后取出，此過程反復進行直至樣品全部通過0.3 mm 孔徑篩，然后洗去粉塵，經(jīng)鋁制淘砂盤富集重礦物，再通過磁選、電磁選分離出非電磁部分，而后淘洗獲得鋯石精礦，最后在雙目鏡下挑選出用于定年的鋯石顆粒。將待測鋯石樣品、91500鋯石標準和人工合成的NIST612硅酸鹽玻璃分別用膠粘在載玻片上，放上PVC環(huán)，然后將環(huán)氧樹脂和固化劑進行充分混合后注入PVC 環(huán)中，待樹脂充分固化后將樣品座從載玻片上剝離，并對其進行拋光（侯可軍等，2009）。用酒精輕擦樣品表面后，利用Finnigan Neptune 型多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀及與之配套的Newwave UP-213 激光剝蝕系統(tǒng)建立的鋯石微區(qū)U-Pb 定年技術(shù)對鋯石進行詳細的年代學研究。激光剝蝕系統(tǒng)參數(shù)同上。等離子體質(zhì)儀參數(shù)為冷卻氣流速（Ar）15 L/min，輔助氣流速（Ar）0.6 L/min，射頻發(fā)生器功率1200 W，空白采集時間27 s。年齡權(quán)重計算及諧和圖繪制均采用Isoplot 3.0（Ludwig，2003）完成。

3 巖相學特征及分析結(jié)果

3.1 巖相學特征

黑云母二長花崗巖，細?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖3b）。主要礦物為石英、鉀長石、斜長石和黑云母。石英呈他形粒狀，鉀長石和斜長石均以半自形板狀為主，鏡下觀察黑云母粒徑約0.8～1.4 mm，呈不規(guī)則片狀零散分布，正中突起，部分黑云母穿插斜長石，可見少量自形片狀白云母，具一組極完全解理，含量約1%。斜長石難見聚片雙晶，受蝕變影響，礦物顆粒表面裂紋發(fā)育。可見少量磁鐵礦、磷灰石和鋯石等副礦物。

二云母堿長花崗巖，細粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為石英、鉀長石、鈉長石、白云母和黑鱗云母。石英呈他形粒狀分布于長石顆粒之間，鉀長石呈半自形板狀，可分為2 期，晚期鉀長石粒度略大，平均0.8 mm，部分可達1.2 mm，且數(shù)量比早期鉀長石多。鈉長石呈半自形板柱狀，粒度普遍小于鉀長石，平均0.5 mm，可見部分鈉長石發(fā)生絹云母化。云母種類初步認為是白云母和黑鱗云母。白云母呈自形片狀，粒徑約0.2～0.5 mm，一組極完全解理，干涉色可達三級藍綠，形成時間早于黑鱗云母，部分白云母被后期黑鱗云母交代穿切（圖4a）?？梢姾邝[云母與鈮鉭礦物伴生，且在部分黑鱗云母中可見鋯石和磷灰石等副礦物。

圖4 獅子嶺花崗巖鏡下照片a.二云母堿長花崗巖中黑鱗云母交代穿切白云母；b.鋰（白）云母堿長花崗巖中鈉長石穿切鋰云母；c.鋰（白）云母堿長花崗巖中鋰云母與磷鋰鋁石伴生；d.鋰（白）云母堿長花崗巖中經(jīng)交代作用破碎的磷鋰鋁石；e.鋰（白）云母堿長花崗巖中磷鋰鋁石發(fā)生鋰云母化；f.鋰白云母堿長花崗巖中不同成因的鋰云母；g.黃玉-鋰云母堿長花崗巖中石英和鉀長石構(gòu)成斑晶；h.黃玉-鋰云母堿長花崗巖中鉀長石交代穿切鋰云母；i.黃玉-鋰云母堿長花崗巖中鋰云母、鈉長石間夾有含鉭錫石Lpd—鋰云母；Qtz—石英；Ab—鈉長石；Kfs—鉀長石；Ms—白云母；Bt—黑鱗云母；Am—磷鋰鋁石；Cst—錫石Fig.4 Photomicrographs of specimen from the Shiziling granitesa.Muscovite is replaced by protolithionite in two-mica alkali feldspar granite;b.Albite cut lepidolite in lepidolite(muscovite)alkali feldspar granite；c.Lepidolite associates with amblygonite in lepidolite(muscovite)alkali feldspar granite;d.Amblygonite broken by metasomatism in lepidolite(muscovite)alkali feldspar granite;e.Amblygonite is alterded to lepidolite in lepidolite(muscovite)alkali feldspar granite;f.Different genesis of lepidolite in lepidolite(muscovite)alkali feldspar granite;g.Quartz and K-feldspar form phenocrystal in topaz-lepidolite alkali feldspar granite;h.K-feldspar cut lepidolite in topaz-lepidolite alkali feldspar granite;i.Cassiterite is located at the junction of lepidolite and albite in topaz-lepidolite alkali feldspar graniteLpd—Lepidolite;Qtz—Quartz;Ab—Albite;Kfs—K-feldspar;Ms—Muscovite;Bt—Protolithionite;Am—Amblygonite;Cst—Cassiterite

鋰（白）云母堿長花崗巖，細-中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖3d）。主要礦物為石英、鉀長石、鈉長石、鋰（白）云母和磷鋰鋁石。石英呈他形粒狀，相比于二云母堿長花崗巖，粒度更大，含量更高，也有較晚期形成的細粒石英。鉀長石呈半自形板狀，粒度變化較大，粒徑約0.6～1.5 mm，最大可達2.5 mm，部分略有泥化。鈉長石呈自形板狀，粒徑約0.3～1.2 mm，部分鈉長石穿切鋰云母（圖4b）。磷鋰鋁石粒徑約0.2～0.5 mm，呈半自形板柱狀，有時可見極細密的聚片雙晶，正低至正中突起，干涉色均在一級頂部，可見其生長于鉀長石、石英和鋰云母的顆粒之間（圖4c），邊部多發(fā)生蝕變（圖4d、e）。除自形程度較好的巖漿結(jié)晶成因鋰云母外，可見后期交代蝕變形成的小顆粒鋰云母生長于長石邊部或內(nèi)部（圖4f）。此外，可見黃玉、鋯石、螢石等副礦物。

黃玉-鋰云母堿長花崗巖，具有似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為石英、鉀長石、鈉長石、鋰云母和黃玉。斑晶為石英和鉀長石，粒度是其他礦物的5～10 倍，形成較早。似斑狀結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為2 種形式：一種是以鉀長石為主，少部分鈉長石自形晶分布其中；另一種是形成較晚的細粒鉀長石、鈉長石、石英和云母-黃玉集合體，交代或疊加在早期礦物之上，且有磷鋰鋁石、鈮鉭礦等礦物（圖4g）。在樣品中多見長石、云母等礦物形成的花崗結(jié)構(gòu)，未見宜春414 礦石中普遍發(fā)育的雪球結(jié)構(gòu)。鉀長石呈半自形板柱狀產(chǎn)出，粒度相差較大，可分為2期。早期鉀長石粒徑約0.5～1.0 mm，晚期鉀長石粒度較小，且數(shù)量少。鈉長石以自形板柱狀為主，部分為半自形，也可分為2期，早期鈉長石為典型的自形板柱狀，粒徑約0.5～1.2 mm，晚期鈉長石呈半自形短柱狀，且含量少。鋰云母多為半自形片狀-板狀，最高干涉色達二級紫紅，早于長石形成，鏡下可見半自形板柱狀鉀長石交代鋰云母及自形鈉長石穿切鋰云母（圖4h）。黃玉多為半自形-他形粒狀產(chǎn)出，形成較早，多被鈉長石交代。磷鋰鋁石呈他形粒狀嵌布于鉀長石和石英顆粒之間，部分磷鋰鋁石被云母強烈交代而發(fā)生破碎。另外可見鈮鉭礦物、含鉭錫石(圖4i)。

3.2 全巖主量、微量元素

8 件樣品全巖主微量元素分析結(jié)果見表2。礦化巖體的主量元素具有以下地球化學特征：①SiO2含量較高，w(SiO2)介于70.08%～73.06%之間，TAS 圖解中樣品均投點在典型花崗巖范圍內(nèi)（圖5a）；②富鋁，w(Al2O3)介于15.89%～17.79%之間，鋁指數(shù)（A/NK）達1.53～2.1，鋁飽和指數(shù)（A/CNK）為1.42～1.95，在A/NK-A/CNK 圖解（圖5b）中樣品均投點在強過鋁質(zhì)區(qū)域內(nèi)；③堿含量中等，w(Na2O)為1.1%～4.2%，w(K2O)為3.57%～5.47%，全堿w（Na2O+K2O）變化在6.57%～7.81%，由K2O-SiO2圖解（圖5c）和SiO2-AR 圖解（圖5d）中可知，樣品為高鉀鈣堿性系列；④貧鈣、鈦、鐵、鎂，w(CaO)最高不超過0.77%，CaO/Na2O 值極低，介于0.02～0.28 之間，w(TiO2)、w(Fe2O3)、w(FeO)、w(MgO) 分別為0.01%～0.26%、0.03%～0.76%、0.77%～1.32%和0.05%～0.33%。分異指數(shù)（DI）介于89.54～92.26，表明巖體經(jīng)過較高程度巖漿分異演化；⑤磷含量較高，w(P2O5)均在0.2%以上，特別是鋰（白）云母堿長花崗巖，w(P2O5)最高可達0.74%，與I 型和A 型花崗巖質(zhì)熔體w(P2O5)較低（約0.1%，Harrison et al.，1984）的特點有明顯區(qū)別。結(jié)合巖石中常見黃玉、螢石等富氟礦物，可歸類為富氟高磷花崗巖，這一特征與雅山巖體相近（黃小龍等，2001；Yin et al.，2022）。黑云母二長花崗巖同樣高硅（w(SiO2)=72.64%）、富鋁（w(Al2O3)=15.13%），但相比于礦化花崗巖具有相對高的全堿含量（w(Na2O+K2O)= 8.26%），相對低的鋁指數(shù)（A/NK=1.42）、鋁飽和指數(shù)（A/CNK=1.32）和磷含量（w(P2O5)=0.15%）。

表2 獅子嶺花崗巖全巖主量（w(B)/%）、微量及稀土元素（w(B)/10-6）分析結(jié)果Table 2 Whole-rock major（w(B)/%）,trace and rare earth elements（w(B)/10-6）analytical results of rock samples from the Shiziling granites

圖5 SiO2-（K2O+Na2O）圖解（a）、A/NK-A/CNK圖解（b）、SiO2-K2O圖解（c）和SiO2-AR圖解（d）（底圖據(jù)Wright，1969；Maniar et al.，1989；Rickwood et al.，1989；Middlemost et al.，1994，圖中黑色符號為本文資料，灰色符號為雅山巖體資料，據(jù)楊澤黎等，2014）Fig.5 SiO2-（K2O+Na2O）diagram(a),A/NK-A/CNK plot(b),SiO2-K2O plot(c)and SiO2-AR plot(d)(base maps are from Wright,1969；Maniar et al.,1989;Rickwood et al.,1989;Middlemost et al.,1994,data of the black symbols are from this study,and those grey symbols for the Yashan granites,are quoted from Yang et al.,2014)

獅子嶺礦化巖體稀土元素含量非常低，二云母堿長花崗巖具有最高的ΣREE 值，也僅為146.24×10-6，略高于地殼ΣREE（125.15×10-6）（Rudnick et al.，2014）。獅子嶺礦化巖體LREE（輕稀土元素）為1.65×10-6～137.9×10-6，HREE（重稀土元素）為0.47×10-6～8.34×10-6，LREE/HREE=3.50～16.53（低出檢測限的元素含量按檢測限的一半計算），(La/Yb)N比值為5.93～34.8，表明稀土元素具有中等分餾，輕稀土元素較重稀土元素富集。圖6a顯示礦化巖體具有弱到中等Eu負異常（δEu=0.23～0.59），鋰（白）云母堿長花崗巖及黃玉-鋰云母堿長花崗巖還表現(xiàn)出不同程度的Ce 和Yb 負異常。黑云母二長花崗巖稀土元素含量（ΣREE=128.2×10-6）與二云母堿長花崗巖相近，但明顯高于演化程度更高的鋰（白）云母堿長花崗巖及黃玉-鋰云母堿長花崗巖。LREE/HREE=15.56，(La/Yb)N=28.65，δEu=0.35，表明黑云母二長花崗巖同樣具有輕稀土元素富集的中等分餾及中等Eu 負異常的特征。圖6b 顯示黑云母二長花崗巖與礦化巖體均表現(xiàn)出富集Rb、U、P、Hf，虧損Ba、Sr、Zr、Ti等元素的特征，但是相較于礦化巖體，黑云母二長花崗巖更加富集U、Hf，虧損Sr元素。獅子嶺巖體稀土及稀有元素表現(xiàn)出與雅山巖體相似的特征，均具有華南高演化花崗巖的普遍特征（圖6，李潔等，2013；楊澤黎等，2014）。黑云母二長花崗巖中稀有元素Li、Rb、Cs 含量較低，w(Li)、w(Rb)、w(Cs)分別為297×10-6、415×10-6和86.1×10-6。而礦化巖體中較晚階段的鋰（白）云母堿長花崗巖及黃玉-鋰云母堿長花崗巖中稀有元素Li、Rb、Cs 最為富集，w(Li)、w(Rb)、w(Cs)分別為1052×10-6～3325×10-6、969×10-6～2291×10-6和246×10-6～515×10-6（表2），表明獅子嶺巖體Li 等稀有金屬成礦潛力巨大。

圖6 稀土元素球粒隕石標準化曲線（a）和微量元素原始地幔標準化曲線（b）（標準化數(shù)據(jù)取自Sun et al.，1989）Fig.6 Chondrite-normalized REE distribution patterns(a)and primitive-mantle-normalized trace element patterns(b)(normalized values after Sun et al.,1989)

3.3 鋯石U-Pb測年

結(jié)合鋯石樣品的透射光、反射光和陰極發(fā)光圖像，盡量選擇鋯石顆粒表面無裂痕，內(nèi)部環(huán)帶清晰，無包裹體的鋯石進行測年工作。本次實驗共選擇30個點進行分析，其中，24個點諧和度超過90%（表3）。

表3 江西宜豐獅子嶺巖體的鋯石同位素測年結(jié)果Table 3 LA-ICP-MS U-Pb dating results of zircons from the Shiziling granites in Yifeng,Jiangxi

黑云母二長花崗巖（SZL-1）中的鋯石CL圖像顯示大部分呈長柱狀，長寬比在1.5～3.4 之間，粒徑在60～80 μm，少數(shù)小于50 μm或超過100 μm，可見明顯震蕩生長環(huán)帶（圖7a）；測得鋯石Th、U含量及比值分布范圍非常大，w(Th)、w(U)分別為44×10-6～844×10-6和497×10-6～3167×10-6，Th/U 比值范圍在0.12～0.58之間，只有一個點Th/U 比值為0.03，相對較低（表3）。YCSZL-3共測試分析13個點，13個測點諧和度均在96%以上。13 顆鋯石顯示出較一致的206Pb/238U 年齡，介于143～139 Ma 之間，其加權(quán)平均年齡為（141.02±0.59）Ma（MSWD=0.085），代表黑云母二長花崗巖的成巖年齡（圖8a）。

圖7 獅子嶺地區(qū)黑云母二長花崗巖（a）、鋰（白）云母堿長花崗巖（b）鋯石陰極發(fā)光圖像及測點位置與結(jié)果Fig.7 CL images,site of analyzed points and dating data of zircons from biotite monzogranite(a),lepidolite(muscovite)alkali feld‐spar granite(b)in Shiziling

圖8 獅子嶺地區(qū)黑云母二長花崗巖（a）、鋰（白）云母堿長花崗巖（b）鋯石U-Pb年齡諧和圖及加權(quán)平均年齡Fig.8 Zircon U-Pb concordia diagrams and weighted average ages for zircons in biotite monzogranite(a)and lepidolite(musco‐vite)alkali feldspar granite(b)from Shiziling granites

鋰（白）云母堿長花崗巖（SZL-3）中的鋯石CL圖像顯示大部分晶型完整，呈短柱狀，長寬比介于1.2～2.2 之間，粒徑在50～80 μm，僅有個別小于50 μm，可見明顯震蕩生長環(huán)帶，為典型巖漿結(jié)晶鋯石（圖7b）；測得的鋯石Th、U 含量比黑云母二長花崗巖較低，w(Th)、w(U)分別在92.9×10-6～281×10-6和81.3×10-6～161×10-6之間，Th/U 比值范圍在1.02～1.75 之間（表3）。YCSZL-4 共測試分析11 個點，11 個測點諧和度均超過99%。11顆鋯石顯示出較一致的206Pb/238U年齡，介于116～113 Ma 之間，其加權(quán)平均年齡為（113.96±0.72）Ma（MSWD=0.50），代表鋰（白）云母堿長花崗巖的成巖年齡（圖8b）。

4 討 論

4.1 成巖成礦時代的限定

贛西北是中國重要的稀有金屬成礦區(qū)，區(qū)內(nèi)稀有金屬成礦作用受到燕山晚期巖漿活動影響。在燕山晚期發(fā)生多期次巖漿侵入事件，其中第一階段第二次侵入活動為Li、Nb、Ta 等稀有金屬元素富集的高峰期（周建廷等，2011；吳學敏等，2016），形成一系列具有相似成礦過程的稀有金屬礦床，如白水洞鋰鈮鉭礦、茜坑鋰礦、宜春414 鈮鉭礦等以及近年新發(fā)現(xiàn)的存在大量富鋰云母的大湖塘鎢多金屬礦。前人利用不同測試方法對該地區(qū)巖體及稀有金屬礦床進行過詳細的年代學研究，獲得了大量年代學數(shù)據(jù)（表4）。如雅山巖體黃玉-鋰云母花崗巖鈮鉭鐵礦U-Pb年齡為（158±2）Ma（Che et al.，2015），二云母花崗巖鋯石U-Pb 年齡為（155.88±0.60）Ma（李勝虎，2015）；大湖塘鎢礦區(qū)黑云母花崗巖鋯石U-Pb 年齡為（151.3±2.8）Ma（Wei et al.，2018），石英脈型鎢礦石輝鉬礦Re-Os 年齡為（137.9±2.0）Ma（張勇等，2017；2020），二云母花崗巖鋯石U-Pb 年齡為（130.3±1.1）Ma（Huang et al.，2014）；茜坑鋰礦區(qū)鋰云母花崗巖鋰云母Ar-Ar 年齡為（139.09±0.56）Ma（聶曉亮等，2022）；白水洞鋰鈮鉭礦區(qū)鋰云母花崗巖鈮鉭鐵礦UPb 年齡為（144±5）Ma（Xie et al.，2019）；東槽礦區(qū)白云母花崗巖錫石U-Pb 年齡為（139.7±6.7）Ma（Ouy‐ang et al.，2023）；松樹崗礦區(qū)黑云母花崗巖鈮鉭鐵礦U-Pb 年齡為（128±2）Ma（劉濤，2023）。由上述分析可得出贛西北地區(qū)稀有金屬成巖成礦時間為160～130 Ma。本文獲得獅子嶺黑云母二長花崗巖鋯石U-Pb 年齡為（141.02±0.59）Ma，屬早白堊世早期巖體，這與贛西北地區(qū)成巖成礦時間一致，鋰（白）云母堿長花崗巖鋯石U-Pb 年齡為（113.96±0.72）Ma，由于磷鋰鋁石及鋰云母等鋰礦物可列為造巖礦物，所以成巖與稀有金屬成礦同時發(fā)生，鋰（白）云母堿長花崗巖成巖年齡可視為鋰等稀有金屬成礦年齡。獅子嶺巖體稀有金屬成礦時代晚于贛西北地區(qū)稀有金屬主成礦期，在時間上與燕山晚期第一階段第二次侵入活動末期一致（周建廷等，2011）。

表4 贛西北地區(qū)花崗巖成巖及稀有金屬成礦年齡統(tǒng)計Table 4 Petrogenic and rare metal mineralization ages of granite complex in northwestern Jiangxi

4.2 獅子嶺巖體成因類型

前文中提到獅子嶺巖體的分異指數(shù)（DI）平均值90.81，此外在10000×Ga/Al-Zr 及Nb/Ta-Zr/Hf 圖解（圖9）中，獅子嶺巖體同樣顯示了高分異花崗巖的特征。由于高分異的S 型花崗巖與A 型花崗巖的某些地球化學特征相似，因此，在判斷這類花崗巖成因類型時需要多方面的證據(jù)。秦程（2018）對獅子嶺鋰（白）云母堿長花崗巖進行研究時發(fā)現(xiàn)其10000×Ga/Al 比值較高，按Whalen 等（1987）基于Ga/Al 比值提出的花崗巖成因類型標準，可以歸屬為A 型花崗巖。但是筆者認為除此比值外，缺少其他能夠限制其成因類型為A 型花崗巖的證據(jù)。此外，有學者認為與A型花崗巖相比，高分異的S型花崗巖同樣可以具有較高的10000×Ga/Al 比值（如高于2.6），富含高場強元素（HFSEs）（Li et al.，2007；Wu et al.，2017）。

圖9 獅子嶺巖體及雅山巖體10000×Ga/Al-Zr圖解（a）及Nb/Ta-Zr/Hf圖解（b）（底圖據(jù)Wu et al.，2017，圖中黑色符號為本文資料；灰色符號為雅山巖體資料，據(jù)楊澤黎等，2014）Fig.9 10000×Ga/Al-Zr diagram(a)and Nb/Ta-Zr/Hf diagram of Shiziling granites and Yashan granites(b)(base map are from Wu et al.,2017,data of the black symbols are from this study and those grey symbols for the Yashan granites are quoted from Yang et al.,2014)

本文所采集的獅子嶺巖體樣品在地球化學特征上與S 型花崗巖有較強的相似性。如I、A 型花崗巖的A/CNK 值一般在1.0～1.1 之間，為弱過鋁質(zhì)花崗巖，S 型花崗巖A/CNK 值一般大于1.1，而獅子嶺巖體樣品A/CNK 值最小為1.32，均屬于強過鋁質(zhì)花崗巖，因此其A/CNK 值指示獅子嶺巖體與S 型花崗巖具有更近的親緣性；I、A 型花崗巖P2O5含量很低，僅有0.1%，且隨著巖漿演化而降低（Harrison et al.，1984），強過鋁質(zhì)S 型花崗巖P2O5含量會隨A/CNK值增大而增加（Wolf et al.，1994），而獅子嶺巖體富磷，P2O5含量隨著分異演化程度逐漸增加，其A/CNK 值越大，P2O5含量越高，這一特征也與S型花崗巖更為相近；A 型花崗巖除Eu 虧損外，其余稀土元素含量均較高，且A 型花崗巖過堿指數(shù)（AKI 值）一般大于0.85（Whalen et al.，1987），而獅子嶺巖體具有較低的稀土元素含量及相對偏低的堿含量（0.48～0.71），這指示其具有更偏向S 型花崗巖的地球化學特征；吳福元等（2023）認為判定高分異花崗巖成因類型最可行的辦法是看同時代巖石的成因類型。前文提到的大湖塘花崗巖、茜坑花崗巖、雅山巖體的地球化學特征與S型花崗巖相似（Huang et al.，2014；楊澤黎等，2014；Wei et al.，2018；聶曉亮等，2022），且同獅子嶺巖體均為燕山晚期第一階段巖漿侵入的產(chǎn)物。綜上所述，筆者認為獅子嶺巖體應(yīng)為高分異的S型花崗巖，而非前人認為的A型花崗巖。

4.3 巖漿演化與稀有金屬成礦

獅子嶺未發(fā)生稀有金屬礦化的黑云母二長花崗巖成巖時代為早白堊世早期，發(fā)生礦化的鋰（白）云母堿長花崗巖成巖時代為早白堊世晚期，成巖時間上相差近30 Ma，推測二者是不同期次巖漿侵入后結(jié)晶分異形成。黑云母二長花崗巖在礦物組成上，并未見較為富Li、Nb、Ta 的礦物，筆者認為該期次巖漿對獅子嶺稀有金屬成礦貢獻不大。前人研究指出，贛西北地區(qū)稀有金屬成礦通常與富氟花崗巖密切相關(guān)，又可根據(jù)P2O5含量劃分出高磷亞型和低磷亞型，其中的高磷亞型以w(SiO2)＜73%、w(Al2O3)＞14%和低稀土元素為特征，一般除經(jīng)歷早期的巖漿結(jié)晶分異演化外，還有晚期的熔體-流體相互作用（李福春等，2000；黃小龍等，2001；李潔，2015）。此外，有學者認為以Zr/Hf=26 和Nb/Ta=5 為界，可將過鋁質(zhì)花崗巖劃分出典型的結(jié)晶分異成因和巖漿-熱液相互作用成因（Bau et al.，1996；Ballouard et al.，2016）。獅子嶺礦化巖體w(SiO2)平均為71.54%、w(Al2O3)平均為16.7%、低稀土元素（平均28.73×10-6）、低Nb/Ta（1.62～5.03）和Zr/Hf（8.44～25.23）比值（表1），這些地球化學特征表明獅子嶺礦化巖體除了經(jīng)歷巖漿的高度結(jié)晶分異外，可能在演化晚期經(jīng)歷了熔體-流體相互作用，與雅山巖體和大湖塘燕山期花崗巖具有相似的巖漿演化過程（李潔等，2013；楊澤黎等，2014；張勇等，2017；Yin et al.，2022）。

獅子嶺礦化巖體從早期的二云母堿長花崗巖到晚期的黃玉-鋰云母堿長花崗巖，巖漿演化程度不斷升高，體系內(nèi)的Li、F、P 等不斷富集。Li 具有類似于非堿金屬元素的地球化學特征，使其傾向于富集在花崗質(zhì)巖漿結(jié)晶晚期的殘余熔體或巖漿期后的熱液中（?erny et al.，1985）。巖漿演化過程中Li 元素富集會改變花崗質(zhì)巖漿體系的結(jié)晶溫度，從而延長結(jié)晶時間，促進巖漿的結(jié)晶分異作用（Brookins，1986）。巖漿中F 和P 元素的存在可以降低熔體的粘度和固相線溫度，加速晶體-熔體之間的分離，同樣可以促進巖漿高度分異演化（Mysen et al.，1981；London et al.，1993；李建康等，2008）。磷鋰鋁石和鋰云母等稀有金屬礦物及黃玉、螢石等副礦物作為Li、F、P 主要的賦存礦物，會在巖漿演化后期逐漸結(jié)晶析出。Nb、Ta 元素在強過鋁質(zhì)熔體中為不相容元素，在巖漿-熱液過渡階段發(fā)生的熔體-流體相互作用過程中，Nb、Ta 的流體/熔體分配系數(shù)極低，因此在巖漿演化過程中傾向于進入晚期形成的熔體相（Linnen et al.，2005；Keppler，1996；Chevychelov et al.，2004）。巖漿演化晚期體系內(nèi)富集的Li、F、P 等揮發(fā)分可以改變硅酸鹽的結(jié)構(gòu)，破壞硅酸鹽的成網(wǎng)離子，導致堿金屬離子由“成網(wǎng)離子”變?yōu)椤白兙W(wǎng)離子”，使體系內(nèi)非氧橋（NBO）數(shù)逐漸增加（Mysen et al.，1981；Linnen et al.，1988；Horng et al.，1999）。熔體中的非氧橋數(shù)增加將使Nb、Ta等金屬陽離子元素在鋁硅酸鹽中的溶解度增大（Van Lichtervelde et al.，2010），導致Nb、Ta等元素在礦化巖體中富集而形成鈮鉭氧化物（鈮鐵礦族礦物、細晶石及含鉭錫石）。獅子嶺礦化巖體與雅山巖體具有相似的巖漿演化特征，從早階段到晚階段的花崗巖樣品中，Li、P2O5及Nb、Ta 逐漸富集，較晚階段的鋰（白）云母堿長花崗巖及黃玉-鋰云母堿長花崗巖具有非常高的w(Li),w(P2O5)及w(Nb)、w(Ta)（圖10a～d）。以上元素地球化學特征表明，Li、Nb、Ta 元素的富集成礦與獅子嶺地區(qū)巖漿高度結(jié)晶分異密切相關(guān)。

圖10 獅子嶺礦化巖體及雅山巖體不同階段花崗巖的w(Li)（a）、w(P2O5)（b）、w(Nb)（c）、w(Ta)（d）（圖中黑色符號為本文資料，灰色符號為雅山巖體資料，據(jù)楊澤黎等，2014）Fig.10 w(Li)(a),w(P2O5)(b),w(Nb)(c),and w(Ta)(d)in three units of the Shiziling mineralized granites and Yashan granites(data of the black symbols are from this study and those grey symbols for the Yashan granites are quoted from Yang et al.,2014)

鋰云母、磷鋰鋁石、富鉭錫石等礦物的結(jié)晶析出，代表獅子嶺地區(qū)巖漿經(jīng)歷了高度結(jié)晶分異演化（王成輝等，2018；2019；劉澤等，2023）。隨著巖漿的持續(xù)演化，在巖漿-熱液過渡階段過程中，獅子嶺礦化巖體還經(jīng)歷了鈉長石化、鋰化（黑鱗云母化、鋰云母化、鋰白云母化）及氟硅化（硅化、黃玉化）等交代作用。二云母堿長花崗巖中可見由原生自形片狀黑云母蝕變形成的黑鱗云母交代穿切巖漿結(jié)晶成因白云母（圖4a）。鋰（白）云母堿長花崗巖及黃玉-鋰云母堿長花崗巖中，可見晚期鈉長石和鋰云母沿著鉀長石、石英的邊部或內(nèi)部裂隙進行交代（圖4f、g），晚期鈉長石交代穿切早期結(jié)晶成因鋰云母。本文研究的獅子嶺礦化巖體樣品中除出現(xiàn)巖漿結(jié)晶分異作用形成的大顆粒磷鋰鋁石（粒徑200～500 μm，圖4c）外，還發(fā)現(xiàn)巖漿-熱液過渡階段經(jīng)交代作用形成的磷鋰鋁石蝕變邊（粒徑20～80 μm，圖4d），可能為巖漿結(jié)晶成因的磷鋰鋁石經(jīng)交代作用后破碎而形成，為交代殘余產(chǎn)物。造成獅子嶺巖體鋰化蝕變的熱液流體，可能就是巖漿-熱液過渡階段高度富集Li、F、K 的堿性流體，這個階段的鋰元素主要富集在熱液成因的云母（黑鱗云母、鋰云母）、磷鋰鋁石中。巖漿-熱液過渡階段經(jīng)交代形成的鋰云母等鋰礦物，其粒度和含量都遠小于巖漿結(jié)晶分異過程中形成的，因此，筆者認為該階段對Li 礦化的貢獻較巖漿結(jié)晶分異小一些。有學者提出，云母形成和后期熱液交代保留了有關(guān)花崗巖成巖作用和熱液過程的微量元素變化及Li 等稀有金屬富集的特征（Zhu et al.，2019；Monnier et al.，2022）。 Xu 等（2023）以Nb/Ta、Zr/Hf 比值及F 值為依據(jù)將獅子嶺-白水洞地區(qū)及宜春414 鈮鉭礦中白云母花崗巖中的云母劃分出不同階段，發(fā)現(xiàn)后期熱液交代成因鋰云母中的Li 含量高于交代再平衡云母和巖漿結(jié)晶成因的原生白云母，這表明獅子嶺地區(qū)巖漿-熱液過渡階段發(fā)生的交代作用在巖漿結(jié)晶分異的基礎(chǔ)上再度富集Li 等成礦元素。

綜上所述，筆者認為盡管獅子嶺礦化巖體稀有金屬元素富集成礦受到巖漿的結(jié)晶分異演化和巖漿-熱液過渡階段發(fā)生的交代蝕變作用共同影響，但巖漿的結(jié)晶分異演化對Li、Nb、Ta 成礦元素的高度富集起決定性作用，而后期巖漿-熱液過渡階段發(fā)生的交代蝕變作用為Li等成礦元素的二次富集提供了條件。

5 結(jié) 論

（1）贛西北獅子嶺黑云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為（141.02±0.59）Ma，成巖作用發(fā)生于早白堊世早期；鋰（白）云母堿長花崗巖鋯石U-Pb 年齡為（113.96±0.72）Ma，成巖與稀有金屬成礦同時發(fā)生于早白堊世晚期。

（2）獅子嶺地區(qū)礦化花崗巖屬高鉀鈣堿性系列，具有高硅、富磷，富U、Hf等高場強元素和稀土元素含量低的特點，具有弱到中等Eu 負異常，整體上表現(xiàn)出典型S型花崗巖的地球化學特征。

（3）獅子嶺地區(qū)稀有金屬礦化受燕山晚期巖漿結(jié)晶分異作用及后期熱液交代作用的共同影響。巖漿高度結(jié)晶分異對Li、Nb、Ta 元素的高度富集和最終礦化至關(guān)重要，后期發(fā)生的熱液交代作用在巖漿結(jié)晶分異的基礎(chǔ)上再度富集Li等成礦元素。

（4）贛西北地區(qū)晚侏羅世—早白堊世高分異花崗巖與鋰等稀有金屬成礦關(guān)系密切，在該時期形成的巖體內(nèi)部具有尋找鋰礦資源的巨大潛力。

致 謝匿名審稿專家和編輯對本文提出了許多有益的修改意見，在此表示由衷的感謝！