吳福元 王汝成 劉小馳 謝磊

1.中國科學院地質與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室，北京 100029 2.中國科學院大學地球與行星科學學院，北京 100049 3.南京大學內(nèi)生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室，南京大學地球科學與工程學院，南京 210023

今期《巖石學報》發(fā)表喜馬拉雅地區(qū)鋰成礦作用研究的最新進展，其成果令人振奮！秦克章等(2021a)和趙俊興等(2021)首次報道在卓奧友峰西側普士拉山口的瓊嘉崗一帶存在數(shù)十條鋰輝石偉晶巖脈，其估算鋰資源量超過100萬t，伴生的鈹資源量1.5萬t，這是喜馬拉雅地區(qū)稀有金屬成礦作用研究的重大突破。與此同時，劉小馳等(2021)報道上述位置北東方向約20km熱曲地區(qū)的鋰輝石偉晶巖，且該偉晶巖呈透鏡狀賦存在淺變質的肉切村群內(nèi)部。劉晨等(2021)報道珠峰前進溝地區(qū)，淡色花崗巖及相關偉晶巖中發(fā)育鋰電氣石和鋰云母。此外，周起鳳等(2021)報道喜馬拉雅東段庫曲巖體的鋰鈹?shù)V化。結合前階段喜馬拉雅山東段錯那洞超大型Be-W-Sn礦床的發(fā)現(xiàn)(李光明等,2017)，我們可以相信，喜馬拉雅地區(qū)稀有金屬資源遠景巨大，一個新的稀有金屬資源接替基地已初見端倪。

1 喜馬拉雅稀有金屬成礦作用的早期研究

20世紀70～80年代，國內(nèi)外學者曾在喜馬拉雅多個地點的淡色花崗巖-偉晶巖中發(fā)現(xiàn)綠柱石、金綠寶石、鋰電氣石和鋰輝石等礦物(表1)。在英文文獻中，Heron (1922)就報道過珠峰地區(qū)存在粉紅色電氣石(應為鋰電氣石)和綠柱石，但具體地點不明。Heim和Gansser 在1936年考察喜馬拉雅時，曾在印度西北部Gangotri巖體南的Bhagat Kharak冰川一帶發(fā)現(xiàn)鋰輝石偉晶巖(Heim and Gansser,1939)。傳統(tǒng)的巖石學觀點認為(Le Fortetal.,1987)，喜馬拉雅淡色花崗巖是高喜馬拉雅結晶巖系在變質作用晚期原地深熔作用的產(chǎn)物，而這種類型的巖石是較少伴有稀有金屬成礦作用的。因此，盡管Scailletetal.(1990)曾提出過喜馬拉雅淡色花崗巖可能為高分異成因的認識，但此觀點從未得到學術界的重視，與此相關的喜馬拉雅稀有金屬成礦作用長期被學術界所忽略。

表1 喜馬拉雅淡色花崗巖相關稀有金屬礦物發(fā)現(xiàn)情況Table 1 Historical discoveries of rare-metal minerals in the Himalayan leucogranites and associated rocks

2 喜馬拉雅淡色花崗巖高度結晶分異成因觀點的提出

2009年，吳福元帶領科研團隊考察亞東北部的告烏巖體時，發(fā)現(xiàn)該地的淡色花崗巖不僅質地均勻(圖1a)，而且發(fā)育少見的、顯示巖漿流動的條帶狀構造(圖1b)。結合當時中國地質大學(武漢)張宏飛教授發(fā)表的不同類型淡色花崗巖的稀土成分特征(圖1c,Zhangetal.,2004)，當時在野外就提出喜馬拉雅淡色花崗巖很可能是一種高度分異花崗巖的設想，并安排團隊的研究生劉志超以此作為她的博士學位論文選題。首次明確論述喜馬拉雅淡色花崗巖為高度結晶分異成因的文章由劉志超發(fā)表(Liuetal.,2014)，當時她工作的對象是仁布北部的然巴巖體(又稱曲珍巖體)。該論文在送審時，曾得到評審專家的高度評價。為及時向國內(nèi)學者介紹這一研究情況，吳福元等(2015)在《巖石學報》著文，全面系統(tǒng)地介紹了這一觀點賴以產(chǎn)生的各項證據(jù)，并對這一成因模式可能隱含的科學意義作了充分闡述。隨后，吳福元等(2017)在《中國科學：地球科學》發(fā)文，全面闡述了高分異花崗巖的識別標志與研究意義。

圖1 亞東告烏淡色花崗巖體外貌(a，據(jù)吳福元等,2015)及條帶狀構造(b，據(jù)Wu et al.,2020)和喜馬拉雅淡色花崗巖稀土配分樣式(c，資料據(jù)Zhang et al.,2004)Fig.1 Yadong leucogranite (a,afte Wu et al.,2015)and its layering structure (b,after Wu et al.,2020),REE patterns of the Himalayan leucogranites (c,data from Zhang et al.,2004)

在提出喜馬拉雅淡色花崗巖可能為高分異成因觀點的同時，我們一直在思考其它幾個方面的重要問題：1)與淡色花崗巖相對應的堆晶巖在哪里，其原始巖漿的成分又是什么？2)它為什么會發(fā)生如此強烈的結晶分異作用？3)淡色花崗巖為什么在喜馬拉雅如此發(fā)育，以致其成為世界上著名的一種特有類型花崗巖而被寫進各類巖石學教科書，它的形成與喜馬拉雅造山作用的關系究竟如何？4)既然是高分異成因，那是否應該存在與高分異花崗巖經(jīng)常伴生的稀有金屬成礦作用？

關于這些問題，我們在2020年的Lithos文章中進行了仔細的論述(Wuetal.,2020)。下面介紹研究過程中的一些細節(jié)，供感興趣的讀者參考。其一是關于巖漿分異的原因，本團隊早期考慮較多的是巖漿的溫度和揮發(fā)份。喜馬拉雅淡色花崗巖結晶的溫度并不高，我們推測這是巖漿分異到晚期溫度逐漸降低的結果。據(jù)此，我們進一步推測，低的結晶溫度可能暗示巖漿含有較多的揮發(fā)份，否則低溫的巖漿由于具有高的粘度會無法流動。因此，團隊那幾年一直在尋找淡色花崗巖H2O、F、B含量高的證據(jù)，如螢石、黃玉等，但幾無進展，只發(fā)現(xiàn)這些花崗巖普遍發(fā)育含B的電氣石。后來我們認識到，廣布的喜馬拉雅拆離斷層對巖漿的運移和高度分異也起了關鍵作用(吳福元等,2017)，其具體機理目前仍在進一步研究中。

3 喜馬拉雅淡色花崗巖的稀有金屬成礦作用

那幾年，吳福元率領的團隊有較多的機會與中國地質科學院地質研究所的曾令森研究員交流，他那時正帶領團隊對喜馬拉雅淡色花崗巖進行全面的巖石學與地球化學工作。有一次，他談及在薩嘎縣夏如巖體和吉隆縣佩枯錯巖體的淡色花崗巖中分別挑選出鈮鉭鐵礦和錫石，我們當即請研究所的李秋立研究員來核實這一發(fā)現(xiàn)。盡管未得到證實，但它啟發(fā)作者應當重視喜馬拉雅淡色花崗巖的成礦問題。由于在當時的1:25萬區(qū)域地質調查報告中沒有任何稀有金屬副礦物存在的信息，我們當時首先想到的是喜馬拉雅的Sb-Au-Pb-Zn-礦，因為當時我們拜讀了聶鳳軍和侯增謙兩個團隊的文章(聶鳳軍等,2005;楊竹森等,2006)。中國地質科學院礦產(chǎn)資源所有很多礦床方面的專家，但作者相對熟悉上述兩位專家，因而讀后印象較為深刻。另一方面，本文第一作者在學生時代就被長春地質學院地質宮博物館展示的湖南錫礦山輝銻礦樣品所深深吸引。工作后慢慢認識到，該礦床與華南大面積W-Sn成礦作用及相關的花崗巖在時空上關系密切，盡管同時代的花崗巖在地表并未見及?；谕瑯永碛?，作者猜測喜馬拉雅地區(qū)大量發(fā)育的Sb-Au-Pb-Zn礦也應是這種成因。實際上，聶鳳軍團隊還做過西部馬莜木金礦及相關巖體的研究工作(江思宏等,2006)，那是一個與淡色花崗巖很不一樣的含角閃石的花崗巖，而該花崗巖的特殊性很可能為我們研究淡色花崗巖的堆晶巖或原生巖漿問題提供思路。

無論如何，那時我們已考慮喜馬拉雅淡色花崗巖與華南花崗巖的對比了(吳福元等,2015,2017)，因為華南的絕大部分花崗巖是高分異的，且很多高分異花崗巖與W-Sn-Nb-Ta成礦作用關系密切(陳駿等,2008)。由于個人知識的缺陷，第一作者對花崗巖成礦問題一竅不通，只能求助于礦床學家。當時首先就近請求研究所的秦克章研究員參與成礦研究工作，但他那時承擔較多的科研任務，實在抽不出時間來與我們一起工作。我們轉而求助南京大學地球科學與工程學院王汝成教授，因為他是華南花崗巖成巖成礦研究方面的專家。經(jīng)過縝密的討論，2016年7～8月，中國科學院地質與地球物理研究所與南京大學地球科學與工程學院組建了喜馬拉雅稀有金屬成礦作用聯(lián)合考察隊。2016年7月28日是聯(lián)合考察隊喜馬拉雅考察的第一天。我們一早從仁布縣城出發(fā)，上午考察了然巴巖體南部的甲瑪偉晶巖脈，中午前后抵達了然巴巖體。簡單的野外午餐之后，大家請教王汝成如何在淡色花崗巖中尋找稀有金屬礦物，他回答說偉晶巖是尋找稀有金屬礦物的理想巖石，因為它粒度粗，稀有金屬礦物易于辨認。大家似乎恍然大悟，因為我們以前很少在野外觀看偉晶巖，因為偉晶巖粒度太粗，難以獲得花崗巖的巖石學全貌。也由于這一原因，我們以前在澤當南部的雅拉香波巖體工作時，曾經(jīng)一度為采集不到花崗巖樣品而一籌莫展，因為那個巖體主要以發(fā)育偉晶巖為特征。聽完他的話，第一作者立刻起身走向一塊從山頂崩塌下來的偉晶巖(圖2a)，在大約一米見方的平面上，見到粗粒的長石和石英，以及電氣石、白云母和少量的石榴石(圖2b)。突然間，一個淡綠色的礦物進入眼簾，經(jīng)謝磊和王汝成兩位教授的確認，該礦物就是綠柱石(圖2c)。頃刻間，我們在這塊偉晶巖上發(fā)現(xiàn)多顆綠柱石。轉到另一個原位的偉晶巖巖石露頭上，更大顆粒的綠柱石瞬間被發(fā)現(xiàn)(Wuetal.,2020)。然巴巖體是劉志超博士論文的工作對象，作為她的導師，第一作者也多次到此巖體考察過。然而，以前每次來，從未想過要好好看看偉晶巖。想到這，第一作者為自己知識的貧乏感到羞愧，也為能請到南京大學的專家而倍感高興。

圖2 然巴淡色花崗巖(a)及偉晶巖(b)中產(chǎn)出的綠柱石(c)Fig.2 Ramba leucogranite (a),pegmatite (b)and occurrence of beryl (aquamarine)(c)

2016年野外期間，我們對喜馬拉雅地區(qū)的15個淡色花崗巖體進行了實地野外考察，發(fā)現(xiàn)其中12個巖體具有稀有金屬成礦作用的痕跡(打拉、苯堆和馬拉山3個巖體未發(fā)現(xiàn))。野外回來后，王汝成和謝磊立即投入喜馬拉雅淡色花崗巖及偉晶巖稀有金屬礦物的鑒定工作。野外鑒定的稀有金屬礦物基本都得到了室內(nèi)的驗證。通過整理，喜馬拉雅稀有金屬礦物可分為含鈹、含鈮鉭和含錫三類，其中含鈹?shù)V物有綠柱石，含鈮鉭礦物有鈮鐵礦、鈮鐵金紅石、燒綠石-細晶石、褐釔鈮礦、重鉭鐵礦等；含錫礦物為錫石。2017年1月，聯(lián)合考察的初步研究結果提交給《中國科學：地球科學》審查，當年8月發(fā)表 (王汝成等,2017)，引起了國內(nèi)學者的廣泛關注(李建康等,2019;毛景文等,2019;李建威等,2019;許志琴等,2021)。該文明確提出：“喜馬拉雅淡色花崗巖的稀有金屬成礦范圍廣，具有良好的稀有金屬成礦潛力，可成為中國重要的稀有金屬成礦帶，未來需要盡快加強該地區(qū)的稀有金屬成礦調查和研究工作，為中國稀有金屬礦產(chǎn)資源接替基地的找尋提供理論依據(jù)”。通過近幾年的聯(lián)合考察，我們對以前得出的結論更有信心，并向國內(nèi)外學者詳細論述了喜馬拉雅淡色花崗巖高分異成因與稀有金屬成礦作用問題(Wuetal.,2020)。從最新的發(fā)現(xiàn)來看(圖3)，幾乎所有的喜馬拉雅淡色花崗巖都具有稀有金屬礦化的痕跡。除較早確定的鈹和鈮鉭礦化外，我們在庫曲、珠峰、熱曲、普士拉等地還發(fā)現(xiàn)了很好的鋰礦化線索(后述)。

圖3 喜馬拉雅淡色花崗巖分布及稀有金屬礦物發(fā)現(xiàn)點(據(jù)Wu et al.,2020)Fig.3 Distribution of the Himalayan leucogranites and the rare-metal mineral locations (after Wu et al.,2020)

4 錯那洞鈹-錫超大型礦床的發(fā)現(xiàn)及北喜馬拉雅稀有金屬成礦

錯那洞是喜馬拉雅地區(qū)發(fā)現(xiàn)較早的大規(guī)模錫鎢鈹?shù)V床(李光明等,2017)。盡管本團隊的劉小馳2015年考察過該巖體，但對其稀有金屬成礦作用并未給予足夠的注意。2016年8月，聯(lián)合考察隊在成都地調中心李光明團隊成員(董隨亮工程師)的帶領下，考察了錯那洞巖體及其北的扎西康礦區(qū)。我們發(fā)現(xiàn)，錯那洞巖體巖性復雜，并發(fā)育大量規(guī)模和粒度不等的偉晶巖，部分偉晶巖中見及淺藍色綠柱石。后來研究發(fā)現(xiàn)，該地綠柱石裂隙發(fā)育，尚不具備成為優(yōu)質寶石的條件(胡志康,2019(1)胡志康.2019.藏南綠柱石的包裹體研究及成因探討.中國地質大學(北京)碩士學位論文.69)。另外，西藏地質局曾經(jīng)在該巖體發(fā)現(xiàn)過綠柱石、鋰輝石等礦物，并厘定出納定偉晶巖型稀有金屬礦化點，但深部偉晶巖中的鋰輝石還沒有得到成分分析的確認(西藏地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質調查大隊,2017(2)西藏地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質調查大隊.2017.西藏扎西康地區(qū)六幅區(qū)域地質礦產(chǎn)調查.305)。

實際上，李光明團隊2015年就報道過綠柱石在該巖體的存在(賴楊等,2015;吳建陽等,2015;Xieetal.,2015)，并一直關注該巖體周緣W-Sn成礦作用以及巖體與扎西康Pb-Zn-Sb礦的關系。2017年，該團隊加強了鈹資源的尋找，并獲得突破。2017年5月，李光明向《礦床地質》提交了最新研究成果并很快得到發(fā)表(李光明等，2017)。該成果估計，錯那洞地區(qū)的鎢錫資源量大于30萬t，鈹資源量大于50萬t。如果該估計可靠的話，錯那洞將成為我國最大規(guī)模的鈹?shù)V床。而該礦床的開發(fā)利用，將徹底改變我國鈹資源過度依賴進口而受制于人的局面。因此，該礦床被報道后，受到國內(nèi)學者們的高度關注，目前發(fā)表的有關該巖體及成礦作用的各類文獻超過50篇。在這一發(fā)現(xiàn)的鼓舞下，洛扎境內(nèi)的拉隆巖體也發(fā)現(xiàn)良好的矽卡巖化，并具有較好的成礦遠景(黃勇等,2019;付建剛等,2020,2021)。2017年6月聯(lián)合野外考察時，正值武警黃金部隊在洛扎地區(qū)執(zhí)行區(qū)測和礦產(chǎn)勘查任務。在他們的幫助下，我們考察了拉隆巖體邊部的Cu-Pb-Zn礦化，但同時發(fā)現(xiàn)該巖體發(fā)育較多的鈉長花崗巖，并在巖體邊部的偉晶巖中發(fā)現(xiàn)有底面寬>6cm的六方柱狀綠柱石(Wuetal.,2020)，這是我們迄今在喜馬拉雅野外發(fā)現(xiàn)的最大的綠柱石晶體。我們當即建議黃金部隊調整策略，以加強此地稀有金屬的找礦工作。

根據(jù)目前的研究結果，錯那洞礦床鈹資源主要位于周邊矽卡巖化的地層當中，早期曾認為鈹主要賦存礦物為硅鈹石和羥硅鈹石。但后來的工作發(fā)現(xiàn)，此地矽卡巖中硅鈹石并不發(fā)育，鈹主要賦存在符山石、方柱石和晚期熱液改造的石榴子石等矽卡巖礦物之中(何暢通等,2020)。從選礦技術角度來看，上述矽卡巖礦物中的鈹元素目前還難以被充分利用。李光明團隊近來的研究發(fā)現(xiàn)，錯那洞的圍巖矽卡巖中存在多條似層狀錫石硫化物型錫鈹鎢礦體，礦體不僅規(guī)模大，品位高，而且礦石的利用性能佳(李光明等,2021)，表明該區(qū)鈹資源的尋找和利用已進入一個新的階段。

淡色花崗巖穹窿在北喜馬拉雅大量出現(xiàn)。盡管這些穹窿中的淡色花崗巖分異程度總體上要低于高喜馬拉雅，但雅拉香波、然巴、康巴、夏如、佩枯錯、納木那尼、翁波等巖體巖漿分異程度較高。雅拉香波巖體日前發(fā)現(xiàn)有大顆粒綠柱石的存在，巖體西側發(fā)育明顯的矽卡巖化，表明鈹?shù)牡V化具有一定的遠景；而夏如巖體已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在明顯的鈮鉭礦化(謝磊等,2021)。薩迦和麻布加穹窿盡管發(fā)現(xiàn)稀有金屬成礦的痕跡，但我們開展的工作很少，留待進一步注意。另一個值得關注的是康馬穹窿。到目前為止，我們?nèi)晕丛谠擇妨邪l(fā)現(xiàn)大規(guī)模的新生代侵入體，但仍可在大規(guī)模分布的早古生代花崗片麻巖中看見數(shù)厘米寬的淡色花崗巖脈(圖4a)，巖性主要為電氣石-石榴石花崗巖(圖4b)。2016年聯(lián)合野外考察時，我們發(fā)現(xiàn)這些花崗片麻巖中的細脈含有較多綠柱石(圖4c)，室內(nèi)工作發(fā)現(xiàn)燒綠石、鈮金紅石、褐釔鈮礦及重鉭鐵礦等系列鈮鉭礦物(圖4d,王汝成等,2017)。年代學測試證明，康馬巖體至少發(fā)育38Ma、26Ma和16Ma三個時代的新生代淡色花崗巖(劉小馳，未刊資料)，但只有最新一期的脈巖發(fā)育稀有金屬礦化。另外一個不被人注意的是位于西部的翁波巖體。該巖體呈南北向延伸，其東側的拆離斷層向東緩傾。我國科學家20世紀80年代就在該巖體中發(fā)現(xiàn)了綠柱石和金綠寶石(周云生和張魁武,1981;涂光熾等,1982)。由于交通的原因，我們未能觀察到原地的巖石露頭，但從轉石上綠柱石的發(fā)育來看，該巖體稀有金屬礦化較強，值得以后注意?？傊?，北喜馬拉雅穹窿的稀有金屬成礦問題非常值得進一步的關注。同時，這些穹窿的構造-地層格架是否可與高喜馬拉雅地區(qū)對比，也是目前需要深入研究的課題。

圖4 康馬巖體中的石榴石偉晶巖脈(a)、電氣石偉晶巖脈(b)及石榴石偉晶巖中產(chǎn)出的綠柱石 (c)和重鉭鐵礦(d)Fig.4 Leucogranitic dyke (a)and occurrence of tourmaline crystals (b),beryl crystal (c)and tapiolite (d)within the pegmatite in the Kangmar dome

另一方面，北喜馬拉雅部分淡色花崗巖呈單獨的巖體存在，如打拉、馬拉山、鎖作、曲布桑、恰足翁、昌果、扎達等。這些巖體的分異程度更弱，可能代表了早期侵入的淡色花崗巖。它們與周邊特提斯喜馬拉雅地層的侵入關系比較清楚，但對它們周邊的接觸變質帶目前還少有研究。這些接觸變質帶，甚至更遠的圍巖，是否存在稀有金屬礦化，值得未來給予一定的關注。

5 喜馬拉雅鋰成礦作用及瓊嘉崗超大型鋰礦床的發(fā)現(xiàn)

2016年野外工作期間，我們發(fā)現(xiàn)部分偉晶巖中可能存在鋰電氣石，但室內(nèi)工作未能予以證實，因而在王汝成等(2017)的文章中，我們并沒有過多地談論喜馬拉雅的鋰成礦作用。也就是說，喜馬拉雅地區(qū)的鋰礦化問題沒有得到很好的回答。我們從文獻得知，卓奧友峰附近的普士拉一帶有鋰輝石和透鋰長石偉晶巖的產(chǎn)出(Visonà and Zantedeschi,1994)。2016年9月，我們給意大利的Dario Visona博士寫信，詢問普士拉一帶含鋰偉晶巖的具體地點，Visona博士很快回復郵件，并告訴了GPS具體位置(28°12′55.58″N、86°34′23.62″E)。2017年夏天聯(lián)合考察時，我們很順利地找到了該位置(普士拉山口北側路旁，圖5)，并安排南京大學的劉晨將此點作為他博士論文研究的重點。該地點與應思淮(1973)報道綠柱石產(chǎn)出的加布拉可能屬同一地點，但由于村莊搬遷，Liuetal.(2020)將其命名為卓莫古含鋰偉晶巖，該地點西側的山崗即為后面將要介紹的瓊嘉崗(窮家崗)。Liuetal.(2020)通過進一步工作發(fā)現(xiàn)，該點寬度不等的鋰輝石偉晶巖脈至少有15條。除以前報道的鋰輝石和透鋰長石外，該點的偉晶巖中還有大量綠柱石、鈮鉭鐵礦、鈮金紅石、錫石和尼日利亞石的產(chǎn)出。2018年夏天，聯(lián)合考察隊第二次考察普士拉一帶的淡色花崗巖，并在普士拉西南錯熱村附近公路西側的山坡上發(fā)現(xiàn)了數(shù)塊含鋰輝石的偉晶巖轉石。Liuetal.(2020)將其命名為錯熱含鋰偉晶巖，并發(fā)現(xiàn)它的鋰含量(Li=8460×10-6，相當于Li2O=1.9%)已達工業(yè)品位。盡管在該點還沒發(fā)現(xiàn)原生的含鋰輝石偉晶巖露頭，但大量鋰輝石偉晶巖轉石的存在表明，普士拉山口南一帶含鋰偉晶巖應該具有較大的分布范圍。因此，Liuetal.(2020)認為，普士拉是喜馬拉雅淡色花崗巖帶重要的鋰成礦地點(an important site of Li mineralization in the Himalayan leucogranite belt)。

2017年考察期間，我們還來到了珠穆朗瑪峰跟前，這是2006年進藏以來作者第一次考察那兒的巖石與地層。在早上等待日出的時刻，我們在絨布寺前游人搭建帳篷空地的轉石上就發(fā)現(xiàn)了綠柱石(圖6a)。上午在前進溝考察期間，我們發(fā)現(xiàn)了多顆成色尚可的綠柱石(圖6b)。吳福元和王汝成還戲稱說，下次我們做的學術報告題目就叫“探珠峰奧秘，覓稀世珍寶”！那幾天，我們不僅考察了珠峰附近的前進溝，也觀看了珠峰大本營附近的絨布堆貢巴、絨布寺東山(秋哈拉溝)，以及更北側的查雅山和崗嘎鎮(zhèn)附近的熱曲等。這幾個地點是巨大的藏南拆離系及其兩側地層的出露地。能夠在野外實地觀察延伸達30余千米的斷層，實在是一種享受！前進溝考察的重要發(fā)現(xiàn)是該地區(qū)存在鋰云母，表明區(qū)內(nèi)存在鋰成礦作用(Wuetal.,2020)。最近又發(fā)現(xiàn)鋰電氣石，劉晨等(2021)在本期《巖石學報》對這一情況做了全面的報道。同時在鈉長花崗巖的石榴石中發(fā)現(xiàn)有綠柱石和鈮鉭鐵礦的包裹體，這表明石榴石在結晶時，巖漿已經(jīng)達到Be-Nb-Ta的飽和，充分顯示喜馬拉雅淡色花崗巖較高的稀有金屬成礦潛力。

崗嘎鎮(zhèn)南的熱曲是我們多次聯(lián)合考察的地點，因為該地區(qū)發(fā)育良好的藏南拆離系剖面(Jessup and Cottle,2010)，它由下部北坳組鈣硅酸鹽和上部黃帶層大理巖組成圖(圖6c)。劉晨在該剖面侵入鈣硅酸巖的電氣石花崗巖中發(fā)現(xiàn)有鈮鉭鐵礦、細晶石、錫石等稀有金屬礦物(圖6d)。2020年夏天，我們第三次來此地考察。在剖面上部相當于肉切村群內(nèi)部北坳組與黃帶層接觸層位附近，劉小馳等人發(fā)現(xiàn)了透鏡狀存在的鋰輝石-透鋰長石偉晶巖。劉小馳等(2021)還發(fā)現(xiàn)，這些透鏡體分布密集，全巖Li2O含量為1.3%～2.2%，已達工業(yè)品位。至此，普士拉-珠峰一帶發(fā)現(xiàn)卓莫古、錯熱、熱曲和前進溝四個鋰礦化點，其中錯熱和熱曲的偉晶巖已達到硬巖鋰資源開采的工業(yè)品位，顯示了該地區(qū)鋰成礦作用的良好遠景。特別是在熱曲剖面，鋰輝石偉晶巖位于淺變質的肉切村群內(nèi)部，大約相當于北坳組與黃帶層之間的過渡部位，這對未來鋰輝石偉晶巖的尋找提供了重要資料(后述)。

圖6 絨布寺前的淡色花崗巖轉石(a)、前進溝花崗偉晶巖中的綠柱石(b)、熱曲剖面遠景(c)及熱曲淺變質鈣硅酸巖中的變形與侵入的淡色花崗巖脈(d，鏡頭朝東北方向)Fig.6 Leucogranite in front of the Rongbuk Monastery (a),beryl crystal in the pegmatite of Qianjingou near the Mount Qomulangma (b),Requ profile (c)and the leucogranitic dyke within it (d)

然而，更驚喜的還在后頭！2021年6月，在第二次青藏高原綜合科學考察研究第八任務組(資源能源現(xiàn)狀與遠景評估)第二專題(稀有金屬資源現(xiàn)狀與遠景評估)和國家自然科學基金委員“特提斯地球動力系統(tǒng)”重大研究計劃項目的共同資助下，劉小馳組織了喜馬拉雅淡色花崗巖巖漿分異與稀有金屬富集成礦野外現(xiàn)場會。來自國內(nèi)8家科研單位的20余名代表詳細考察了普士拉、珠峰、澤當、隆子、錯那等地的淡色花崗巖及其相伴的稀有金屬成礦作用。會后，秦克章研究小組在普士拉一帶繼續(xù)工作。他們在先前卓莫古鋰輝石偉晶巖出露點向更高海拔的瓊嘉崗考察，終于發(fā)現(xiàn)了數(shù)十條鋰輝石偉晶巖脈的集中產(chǎn)出(秦克章等,2021a;趙俊興等,2021)。其中最大的偉晶巖寬可達百米，初步估算的鋰資源量達百萬噸以上，其伴生的BeO資源量也達到1.5萬t，均為超大型規(guī)模。由于研究工作剛剛起步，目前還不能全面勾畫出該區(qū)鋰輝石偉晶巖的具體產(chǎn)狀和分布范圍。但從露頭較好的熱曲剖面來看，鋰輝石偉晶巖應呈透鏡狀產(chǎn)出。由于肉切村群圍巖呈低角度近水平分布，這有可能表明鋰輝石偉晶巖在區(qū)內(nèi)有大面積的展布。更為重要的是，盡管此地海拔較高，但它仍位于公路側邊，交通方便，易于開采。因此，我們可以預料，普士拉一帶有可能將成為我國未來鋰金屬資源的重要基地。

6 喜馬拉雅稀有金屬成礦機制與找礦模型

從2017年開始，喜馬拉雅稀有金屬成礦問題引起國內(nèi)學者的極大關注?，F(xiàn)在已很少有人懷疑喜馬拉雅地區(qū)的成礦，只是如何找到更大和更富的礦床。要回答這一問題，加強成礦機制研究和建立合理的找礦與勘查模型是目前亟需解決的問題。喜馬拉雅地區(qū)稀有金屬礦床主要是兩種類型，其一是偉晶巖型，以普士拉一帶的鈹-鋰礦為代表；其二是熱液蝕變型，以錯那洞鈹?shù)V為代表。從目前的研究來看，這些稀有金屬成礦模型的建立主要依賴于3方面的工作，即花崗巖、地層和構造。首先是花崗巖，結晶分異程度是花崗巖能否發(fā)生稀有金屬成礦的首要條件。分異程度低的黑云母花崗巖-二云母花崗巖本身基本不會成礦，但不排除它演化的熱液進入圍巖而成礦；電氣石-石榴石花崗巖由于分異程度明顯增高，稀有金屬成礦可能性加大，特別是鈉長花崗巖是成礦作用存在的重要判據(jù)。與此相關的是，偉晶巖的發(fā)育程度也是巖漿分異作用的重要指標。未來應對喜馬拉雅地區(qū)所有的淡色花崗巖體進行充分的巖石學與地球化學研究，以明確它們的巖石類型及分帶特征，進而逐一判定它們的成礦潛力。根據(jù)目前的資料，普士拉一帶鋰輝石偉晶巖的出現(xiàn)似乎暗示花崗巖較高的分異結晶程度，因為鋰輝石-透鋰長石的結晶發(fā)生在巖漿體系Li2O含量達到～2%的飽和程度(Stewart,1978;約相當于Li含量為9000×10-6)，但前進溝鋰電氣石-鋰云母偉晶巖的巖漿演化程度并不一定偏低，因為它們的結晶貫穿貧鋰到富鋰的整個巖漿演化過程(劉晨等,2021)。

喜馬拉雅地區(qū)的地層一般可劃分為下部的深變質巖系(高喜馬拉雅)、中部的淺變質巖系(肉切村群或Everest巖系)和上部的未變質地層(特提斯喜馬拉雅)(穆恩之等,1973;圖7a)。在珠峰地區(qū)，中部的肉切村群又可被進一步劃分為下部的北坳組和上部的黃帶層(尹集祥和郭師曾,1978)。傳統(tǒng)觀點認為，上述3套地層之間為沉積接觸(Gansser,1964)。中國地質學家創(chuàng)造性地提出，上述淺變質巖系實質上為一套構造巖系(常承法和鄭錫瀾,1973)。在此基礎上，藏南拆離系的概念應運而生(Burgetal.,1984;Burchfieletal.,1992)。因此，目前國際上廣為接受的喜馬拉雅地區(qū)地質體的劃分方案是北部特提斯喜馬拉雅沉積巖系、南部高喜馬拉雅高級變質巖系，以及位于兩者之間的具有正斷層性質的藏南拆離系(圖7b)，即兩者之間的肉切村群(包括尼泊爾境內(nèi)的同性質地層)就是藏南拆離系的構造巖系。Searle (1999)通過多地的野外調查，進一步將藏南拆離系劃分為上部的珠穆朗瑪斷層和下部的Lhotse斷層，這一特征在珠峰等地的很多剖面上都有明確的顯示(圖8)，但肉切村群內(nèi)部是否還存在分割黃帶層和北坳組的拆離斷層，目前仍需要進一步研究。

圖7 喜馬拉雅地層劃分方案(a,地層剖面資料據(jù)穆恩之等，1973；尹集祥和郭師曾,1978;其他資料(3)河北省地質調查院.2005a.中華人民共和國區(qū)域地質調查報告:1:250000 (日新幅、札達縣幅、姜葉馬幅)河北省地質調查院.2005b.中華人民共和國區(qū)域地質調查報告:1:250000 (亞熱幅、普蘭縣幅)河北省地質調查院,石家莊經(jīng)濟學院.2003.中華人民共和國區(qū)域地質調查報告:1:250000 (薩嘎縣幅、吉隆縣幅)成都地質礦產(chǎn)研究所.2002.中華人民共和國區(qū)域地質調查報告:1:250000 (聶拉木縣幅)中國地質大學(武漢).2003.中華人民共和國區(qū)域地質調查報告:1:250000 (定結縣幅、陳塘區(qū)幅)中國地質大學(北京).2005.中華人民共和國區(qū)域地質調查報告:1:250000 (江孜縣幅、亞東縣幅)云南省地質調查院.2004.中華人民共和國區(qū)域地質調查報告:1:250000 (隆子縣幅))及南北向構造剖面示意圖(b)Fig.7 Stratigraphic subdivisions of the Himalayas (a,after Mu et al.,1973;Yin and Guo,1978)and a north-south section showing the main geological units (b)STDS-South Tibetan Detachment System;MCT-Main Central Thrust;MBT-Main Boundary Thrust;MFT-Main Frontal Thrust;MHT-Main Himalayan Thrust

圖8 喜馬拉雅肉切村群剖面及相伴的淡色花崗巖圖a底圖來自Hodges (2016)；圖b底圖來自網(wǎng)絡，與Searle et al. (2003)相似Fig.8 Rouqiecun Group profiles with occurrence of the intruded leucogranites

在喜馬拉雅地區(qū)，淡色花崗巖侵入的圍巖并不是一個很容易回答的問題。在少數(shù)地區(qū)，淡色花崗巖明顯地侵入到特提斯喜馬拉雅地層當中，并使周圍地層發(fā)生接觸變質，如薩嘎的馬拉山巖體和普蘭的科迦寺巖體。但在珠峰地區(qū)，淡色花崗巖主要位于肉切村群和高喜馬拉雅變質巖系之間(圖8a-e)，并較多地出現(xiàn)在肉切村群內(nèi)部，特別是其下部(圖6d)。在大多數(shù)情況下，淡色花崗巖呈巖席狀產(chǎn)出，并經(jīng)受過不同程度變形作用的改造。野外構造學分析揭示，這些淡色花崗巖基本上是一個伴隨藏南拆離系活動的同變形侵入體(圖8f)。作者已經(jīng)提出(吳福元等,2017;Wuetal.,2020)，沿藏南拆離系長距離的運移是喜馬拉雅淡色花崗巖能夠發(fā)生強烈結晶分異作用的重要原因。因此，淡色花崗巖的產(chǎn)出更多地與藏南拆離系相關?；蛘哒f，海拔較高的拆離斷層部位，如喜馬拉雅山主峰，是稀有金屬成礦最有利的部位(圖8b)，也是我們尋找鋰-鈹?shù)V床的最佳地點(秦克章等,2021b)。從這一角度來看，高喜馬拉雅地區(qū)稀有金屬的成礦潛力總體上應該好于特提斯喜馬拉雅。

沿拆離帶侵位的淡色花崗巖在剖面上顯示一定的成分和巖石類型的變化。根據(jù)普士拉一帶的研究結果(Liuetal.,2020)，4300～4700m海拔為二云母花崗巖，4700～5100m海拔為白云母花崗巖，5100～5350m海拔則為鈉長花崗巖和偉晶巖，而更高的海拔已不出現(xiàn)淡色花崗巖，取而代之的是肉切村群地層及順層侵位其中的偉晶巖，顯示自下而上巖漿分異程度逐漸增高、稀有金屬成礦作用不斷增強的演化趨勢。未來應對喜馬拉雅，特別是珠峰地區(qū)出露良好的剖面(圖8)，開展系統(tǒng)的淡色花崗巖特征及其巖石成因研究，以明確花崗巖漿的結晶分異過程，以及與之相伴的稀有金屬元素超常富集機理。

淡色花崗巖侵入的淺變質肉切村群不僅變形強烈，而且上下巖性明顯區(qū)分。下部北坳組以灰黑色千枚巖為主，見少量大理巖；上部巖石以黃色的大理巖為主(俗稱黃帶層)，夾少量千枚巖。肉切村群內(nèi)部存在自下而上變質程度逐漸降低的現(xiàn)象(劉秉光和張洪波,1979;Jessupetal.,2008;Jessup and Cottle,2010;Cottleetal.,2011)。特征的是，肉切村群巖石中存在大量指示熱接觸變質的礦物，如符山石、方柱石、透輝石等，以至于在早期的喜馬拉雅研究中，肉切村群被認為是接觸變質作用的產(chǎn)物(尹集祥,1974)。從含礦巖石的具體產(chǎn)出部位來看，普士拉和熱曲等地發(fā)現(xiàn)的鋰輝石偉晶巖都位于肉切村群內(nèi)部。普士拉地區(qū)，鋰輝石偉晶巖的直接圍巖為大理巖(Liuetal.,2020)；而在熱曲地區(qū)，鋰輝石偉晶巖明確地發(fā)育在質地較強的鈣硅酸巖和質地相對較弱的大理巖之間，非常可能是黃帶層和北坳組間的接觸部位(劉小馳等,2021)。因此，肉切村群，特別是下部北坳組與上部黃帶層之間的接觸部位，是尋找偉晶巖型鋰礦床的重要部位。定日崗嘎以南熱曲-普士拉-卓奧友峰一帶的肉切村群分布廣泛(圖9)，且具有傾角較緩的地層產(chǎn)狀，但由于高寒和第四紀與冰雪的覆蓋，圖中展示的肉切村群分布范圍有很大的不確定性。新填制的1:25萬聶拉木地質圖(成都地質礦產(chǎn)研究所,貴州省地質調查研究院,2002(4)成都地質礦產(chǎn)研究所,貴州省地質調查研究院.2002.中華人民共和國地質圖1:250000(聶拉木縣幅))，與前人發(fā)表的結果就存在較大不同(尹集祥和郭師曾,1978;Searleetal.,2003)。建議未來對普士拉和珠峰之間肉切村群的分布、巖性、層序、構造特征等展開重點考察，繪制大比例尺地質圖件，同時對侵位其中的偉晶巖開展詳細調查，以明確區(qū)內(nèi)稀有金屬礦產(chǎn)資源的分布與潛力情況。另一方面，在注意淡色花崗巖體內(nèi)部稀有金屬成礦的基礎上，調查肉切村群巖石是否存在矽卡巖型礦化。最后，根據(jù)花崗巖體稀有金屬成礦的分帶規(guī)律，調查與淡色花崗巖接觸的肉切村群是否存在自下而上由鈹?shù)V化向鈮鉭礦化、甚至鋰銫礦化的轉變，揭示可能存在的稀有金屬成礦類型的變化。

圖9 珠峰地區(qū)肉切村群分布圖及目前發(fā)現(xiàn)的鋰輝石偉晶巖產(chǎn)地Fig.9 Distribution of the Rouqiecun Group and locations of the spodumene-bearing pegmatite

7 喜馬拉雅淡色花崗巖與南嶺稀有金屬成礦花崗巖的對比

在考慮喜馬拉雅淡色花崗巖及稀有金屬成礦作用的過程中，我們偶然發(fā)現(xiàn)圖10所示的全國地球化學圖(謝學錦等,2012)。該圖展示出，喜馬拉雅地區(qū)較全國其它地區(qū)具有明顯的Li、Be豐度高的特點。特別是西部的卓奧友峰和東部的錯那一帶是鋰豐度的高值區(qū)，分別對應本文介紹的普士拉和庫曲鋰輝石偉晶巖的發(fā)現(xiàn)區(qū)。因此，未來應加大對上述兩地區(qū)鋰礦化研究的力度。

圖10 全國Li、Be地球化學圖(據(jù)謝學錦等,2012)Fig.10 Li,Be geochemical maps of China (after Xie et al.,2012)

從另一方面看，喜馬拉雅地區(qū)鈹?shù)呢S度與華南、大興安嶺和川西地區(qū)基本相當，鋰的豐度與華南和川西類似。這一資料給予的重要啟示是，應該大力開展喜馬拉雅與華南、川西、大興安嶺等地區(qū)花崗巖成巖與成礦作用的對比研究。特別是華南的南嶺地區(qū)，它是我國最重要的稀有金屬基地，那兒的花崗巖有豐富的研究成果，對喜馬拉雅地區(qū)的研究具有重要參考價值。

根據(jù)我們掌握的資料(表2)，喜馬拉雅淡色花崗巖的巖漿分異程度明顯高于南嶺地區(qū)的中生代花崗巖，這無疑暗示出喜馬拉雅具有尋找更多、更大花崗巖有關稀有金屬礦床的潛力。另一方面，在南嶺地區(qū)，盡管目前較多的研究贊成區(qū)內(nèi)的稀有金屬成礦與花崗巖經(jīng)歷過強烈的結晶分異作用關系密切(地質部南嶺項目花崗巖專題組,1989;李獻華等,2007;陳駿等,2008;Yinetal.,1995)，但對這一作用發(fā)生的原因和機制還認識相當有限?？傮w看來，南嶺中生代稀有金屬成礦花崗巖主要有兩種表現(xiàn)形式。一種是成礦花崗巖體巖性變化較大，但各巖石類型間漸進變化，缺乏明顯的侵入關系，稀有金屬成礦主要與演化晚期分異程度高的花崗巖有關，似乎暗示原地的巖漿結晶分異作用；另一種是晚期或分異的巖石與早期巖石之間呈現(xiàn)明顯的侵入關系，一般以“補體”和“主體”來對此予以概括。關于這類花崗巖的演化涉及兩個方面的重要問題：主體和補體是大多數(shù)學者認為的同源巖漿結晶分異產(chǎn)物，還是屬于不同的成因類型。如不少研究者就認為，南嶺中生代花崗巖演化晚期的巖石應為A型花崗巖。正如我們以前強調的那樣(吳福元等,2007,2017)，盡管演化晚期花崗巖的部分地球化學特征與A型花崗巖類似，但A型花崗巖的主要特征是高溫。巖漿的結晶分異作用一般是從高溫向低溫進行的，它的演化不可能在晚期形成A型花崗巖。根據(jù)目前的研究，南嶺地區(qū)的絕大多數(shù)晚期或補體花崗巖均是低溫的，例外的是湘南九嶷山的西山巖體，而該A型花崗巖基本不伴有稀有金屬成礦。

表2 南嶺地區(qū)中生代花崗巖與喜馬拉雅新生代淡色花崗巖地質特征對比Table 2 Comparisons of the Mesozoic granites in Nanling and the Cenozoic leucogranites in Himalaya

另一個問題是，如果承認補體是主體花崗巖分離結晶產(chǎn)物，那必須解釋為何它與主體巖石之間具有明顯的侵入關系?；蛘哒f，為何晚期結晶的低溫花崗巖仍具有上侵能力。其可能的原因包括大型巖漿房中礦物結晶放熱導致的巖漿活化、外來高溫巖漿的加熱、外來揮發(fā)分加入導致巖漿房的壓力升高和構造導致的巖漿房壓力釋放等。由于資料有限，目前還難以對上述各種可能性予以準確評價。但在喜馬拉雅地區(qū)，巖漿結晶分異作用主要受伸展構造控制，原地巖漿分離結晶作用相對有限(劉志超等,2020)。因此，喜馬拉雅淡色花崗巖資料對華南內(nèi)陸花崗巖的成巖與成礦作用研究也具有重要的借鑒意義。甚至說，華南和喜馬拉雅的聯(lián)合研究對構建新的花崗巖稀有金屬成礦理論具有重要學術價值。

8 結語

2006年10月，第一作者在中國科學院青藏高原研究所李金祥博士陪同下第一次進藏，開啟了心儀已久的青藏高原地質研究。過去的15年間，地質地球所吳福元團隊的研究主要集中在新特提斯洋的開啟與蛇綠巖的成因、岡底斯巖基的形成與地殼演化，以及喜馬拉雅淡色花崗巖的成因與造山作用三個方面。在淡色花崗巖領域，團隊首先突破的是傳統(tǒng)的原地部分熔融觀點，提出淡色花崗巖為高分異成因的認識。既然是高分異成因，那這些花崗巖是否存在稀有金屬成礦作用，是我們必須要考慮的問題。正是在這種理論思想指導下，地質地球所與南京大學聯(lián)合組成考察隊，開啟了喜馬拉雅淡色花崗巖稀有金屬成礦作用的研究。盡管這項工作開展的時間不長，但喜馬拉雅淡色花崗巖相關的稀有金屬成礦作用已取得多項重要突破。

地質背景資料已經(jīng)顯示，喜馬拉雅淡色花崗巖具有與世界其它地區(qū)很不相同的特點與成因模式。伸展性質的藏南拆離系造就了喜馬拉雅山的隆起，而該斷層的活動可能就是由淡色花崗巖驅動的(Wuetal.,2020)。也就是說，喜馬拉雅淡色花崗巖的形成與演化與世界上最高山脈的形成密切相關。另一方面，淡色花崗巖沿斷層向上的運移無疑會由于上盤的冷卻而發(fā)生結晶，而持續(xù)、長距離的向上運移又會使結晶的礦物發(fā)生充分的分離，從而促使巖漿的高度分異演化與成礦，這完全是一個未知或者以前學術界較少討論的理論問題。因此，喜馬拉雅淡色花崗巖成因及稀有金屬成礦作用肯定會醞釀認知上的原創(chuàng)理論突破。反過來，這些新的認識，又會極大地促進區(qū)內(nèi)稀有金屬礦產(chǎn)資源發(fā)現(xiàn)與開發(fā)的步伐。因此，我們充分相信，未來喜馬拉雅稀有金屬成礦作用還會迎來更多研究上的重大進展與突破。

致謝感謝徐興旺研究員及另一位匿名學者對本文的評審及提出的建設性意見。