华南湘南钨锡铌钽(锂铍)伟晶岩与交代岩的电气石-独居石化学记录揭示岩浆-热液演化过程

本研究针对南岭成矿带赖子岭W-Sn-Nb-Ta稀有金属矿床中Li-Be矿化与热液演化过程争议问题，通过LA-ICP-MS原位U-Pb定年、Nd同位素分析和B同位素测试，首次揭示152Ma伟晶岩侵位与热液活动同步性，证实岩浆-热液过渡期元素分异规律，为稀有金属成矿机制研究提供新范式。

　　

南岭成矿带作为全球最重要的稀有金属矿集区之一，其钨锡铌钽矿床的形成机制一直是地质学家关注的焦点。然而，该区域锂铍矿化与热液演化的关系长期存在争议——究竟是岩浆分异主导还是热液叠加控制？这个问题的解答不仅关乎成矿理论的发展，更直接影响深部找矿预测。尤其令人困惑的是，与江南造山带广泛分布的锂辉石型矿床不同，南岭地区特有的粗粒铁锂云母脉常与伟晶岩伴生，这种特殊地质现象的形成机制亟待破解。

针对这一科学难题，中南大学的研究团队选择湘南赖子岭岩体作为研究对象，这个典型的花岗岩-伟晶岩系统发育有罕见的粗粒交代岩脉。研究人员创新性地采用"矿物对"研究策略，通过电气石和独居石这对能分别记录熔体和流体信息的副矿物，结合高精度微区分析技术，首次系统重建了该区岩浆-热液转化全过程。相关成果发表在《Journal of Geochemical Exploration》上，为理解稀有金属超常富集机制提供了关键证据。

研究主要运用了三大技术手段：LA-ICP-MS原位U-Pb定年精确测定矿物形成时代；多接收器等离子体质谱(MC-ICP-MS)进行Nd同位素分析；二次离子质谱(SIMS)测定B同位素组成。研究团队采集了伟晶岩(XHL06)和交代岩(XHL12)两类样品，通过详细的岩相学观察确定矿物世代关系，进而开展微区成分面扫描和同位素测试。

【Monazite U-Pb geochronology】部分显示，伟晶岩中岩浆独居石获得152.0±1.1Ma的结晶年龄，而热液独居石分别为151.9±3.0Ma和151.2±2.1Ma。这一惊人发现打破了传统认识，证明热液活动与伟晶岩侵位几乎是同时发生的。更值得注意的是，独居石Eu异常变化揭示热液阶段氧逸度显著升高，为理解成矿环境演化提供了新指标。

【Emplacement age of pegmatite vein and metasomatism】章节通过Nd同位素体系分析发现，岩浆独居石εNd(t)值(-7.49至-6.82)略低于蚀变独居石(-7.24至-6.51)，表明热液过程仅轻微扰动Nd同位素系统。这一发现支持流体主要来自单一岩浆-热液体系，而非外来流体混入。

电气石研究获得突破性进展：从核部到边部(Tur-I到Tur-VI)的振荡环带显示δ¹¹B值从-13.6‰渐变至-11.7‰，这一连续变化趋势强有力地证实物质源自统一陆壳源区。LA-ICP-MS面扫描揭示元素迁移规律，发现Tur-IV可作为岩浆向热液阶段转化的标志物。特别有趣的是，热液阶段交换矢量从□Al(NaMg)_-1转变为MgFe_-1，对应电气石类型从黑电气石演变为镁电气石。

研究结论部分提出三点创新认识：首先精确限定湘南伟晶岩侵位时代为152Ma，并首次证实热液交代紧随其后发生；其次通过Nd-B同位素耦合分析，确认成矿流体为单一岩浆热液来源；最重要的是建立了Li-Be-W-Sn差异富集模型——Li主要在岩浆阶段富集，而Be-W-Sn矿化则与后期热液交代密切关联。这一发现完美解释了南岭地区特殊铁锂云母脉的成因，为区域找矿提供了理论依据。

该研究的科学价值在于：首次将独居石地球化学与电气石成分环带有机结合，创建了岩浆-热液过渡期研究的"矿物对"方法学；提出的氧逸度升高触发成矿机制，深化了对稀有金属超常富集的理解；建立的元素分异预测模型，为类似矿床勘探提供了可量化的地球化学指标。这些成果不仅推动南岭成矿理论发展，更为全球花岗岩相关稀有金属矿床研究提供了典范案例。