青藏高原作为全球最年轻、最壮观的碰撞造山带之一，孕育了两条世界级的稀有金属成矿带：南部的喜马拉雅成矿带与北部的大红柳滩-可可西里-松潘-甘孜成矿带。尽管两者均发育大规模的LCT（锂-铯-钽）型伟晶岩，但其成矿地质背景与岩浆组合存在本质差异。
在喜马拉雅成矿带，以新近发现的琼嘉岗超大型锂矿为例，其形成于印度-欧亚大陆碰撞后的加厚陆壳背景下。该类矿床的成矿作用通常与新生代单一的S型淡色花岗岩密切相关。目前普遍认为，其成因主要受构造驱动，即藏南拆离系（STDS）的剪切变形主导了富锂熔体的提取与富集过程。而白龙山矿集区形成于古特提斯洋闭合的末期。这里不仅发育有巨大的伟晶岩脉群，还广泛出露有I型闪长岩/花岗闪长岩与S型淡色花岗岩。这种“I型与S型花岗岩在时空上紧密共存”的现象，与喜马拉雅成矿带形成了鲜明对比，也引发了关于成矿母岩的争议：巨量的伟晶岩究竟是源自I型花岗岩还是S型花岗岩的高度结晶分异？I型花岗岩在成矿过程中扮演了何种角色？
针对这一难题，中国科学院青藏高原研究所碰撞隆升及影响团队博士生徐晓燕等在张利云副研究员的指导下，以喀喇昆仑白龙山超大型稀有金属伟晶岩矿床为研究对象（图1），试图厘定I型与S型花岗岩共存情形下富锂辉石伟晶岩的成矿母岩的岩石类型与成矿构造背景。研究团队对白龙山矿区内的闪长岩、花岗闪长岩、淡色花岗岩以及不同类型的伟晶岩开展了系统的岩石学鉴定、锆石/铌钽铁矿U–Pb年代学、全岩主微量元素与Sr–Nd同位素、锆石微量元素与Hf同位素研究。
图1. 白龙山矿区地质与伟晶岩脉分布
综合前人和本次的年代学结果显示，白龙山岩浆—成矿事件集中于晚三叠世至早侏罗世早期：闪长岩形成于218–210Ma，花岗闪长岩形成于212–205Ma，淡色花岗岩形成于215–196Ma；富锂辉石伟晶岩形成于约214–195Ma，无锂辉石伟晶岩形成于218–196Ma（图2）。结果表明，含矿和不含矿伟晶岩与不同岩性的侵入体在形成时代几乎重合。
图2. 岩浆岩与伟晶岩的高精度年代学
地球化学与同位素示踪结果明确区分了两类岩浆的源区属性及其与伟晶岩的成因联系。白龙山闪长岩和花岗闪长岩普遍含角闪石，整体表现为低SiO₂、高MgO、准铝质—弱过铝质（A/CNK <1.1）与钙碱性特征，并具有相对亏损的Sr–Nd–Hf同位素组成，指示显著的幔源物质贡献，属于地幔来源的I型花岗岩（图3c和图4）。相比之下，白龙山淡色花岗岩富含白云母、石榴子石与电气石等过铝质矿物，呈强过铝质（A/CNK>1.1）与高钾钙碱性特征，并具有更富集的同位素组成，因此淡色花岗岩并非同期I型花岗岩经历高度分异的产物，很大可能是沉积物重熔形成的S型花岗岩。更关键的是，伟晶岩的Sr–Nd–Hf同位素与S型花岗岩高度重叠且与围岩浊积岩接近，而与I型花岗岩显著不同，从而指示富锂辉石伟晶岩的直成矿母岩为S型花岗岩，而非高分异的I型花岗岩（图4）。
图3. 锆石Ti温度计、氧逸度与Hf同位素演化
图4. 全岩Sr-Nd同位素源区示踪
在厘定母岩为S型花岗岩的基础上，研究进一步揭示了I型花岗岩对成矿的关键贡献主要体现在热与挥发分的供给而非直接成矿。锆石钛温度计表明，I型与S型花岗岩均为相对低温体系（<750 ℃，图3a），指示S型淡色花岗岩更可能来源于深部三叠纪变浊积岩的注水熔融。同期幔源底侵形成的富挥发份的I型岩浆携带了巨大的热量和挥发份，从而促使变浊积岩中十字石与云母（尤其黑云母）分解，使Li等稀有金属元素更易释放进入过铝质淡色花岗质熔体，并经过后续高度分异与流体出溶后形成富锂辉石伟晶岩质熔体。结果显示，白龙山稀有金属成矿以S型花岗岩体系为主导，同时I型岩浆在诱发壳源物质重熔和供给挥发分等方面扮演着不可或缺的角色。
研究认为白龙山晚三叠世I型与S型花岗岩及伟晶岩的同期形成与古特提斯洋双向俯冲末期的板片回撤及最终拆沉过程相关（图5），该过程可驱动软流圈上涌、形成富水基性岩浆并向上提供热与挥发份，进而诱发增生楔变浊积岩的注水熔融形成淡色花岗岩质熔体，熔体聚集上升并侵入稍早海相沉积的晚三叠世浊积岩形成岩浆房，岩浆房在冷却、结晶和固结的晚期阶段，抽提出富Li熔体，形成全脉矿化的富锂辉石伟晶岩。
本研究厘定了白龙山地区复式岩体下的锂成矿机制，强调了在增生造山背景下，幔源岩浆活动（I型）虽然不直接提供成矿物质，但作为关键的“热引擎”和“流体泵”，对驱动增生楔沉积物深熔和稀有金属元素的活化迁移起到了决定性作用。需要指出的是，白龙山稀有金属伟晶岩矿床形成于薄壳（<40 km），即成矿时仍有海相沉积，这与喜马拉雅伟晶岩矿床形成于厚壳（~70 km）显著不同。这一白龙山薄壳I-S型花岗岩协同成矿模式与喜马拉雅厚壳构造驱动的纯S型花岗岩高分异成矿模式截然不同，丰富了全球稀有金属成矿理论。
图5. 特提斯洋闭合与“幔源热+壳源质”成矿模型
研究成果近期发表于国际地学著名期刊《Geological Society of America Bulletin》（美国地质学会会刊，简称GSA Bulletin），我所博士生徐晓燕为论文第一作者，张利云副研究员为通讯作者。本研究得到中国科学院战略性先导科技专项（XDA0430102）、国家自然科学基金（42372259, 92355002）及第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0708）等项目联合资助。
论文信息：Xu, X. (徐晓燕), Zhang, L.* (张利云), Li, J.（李金祥）, Yue, Y.（岳雅慧）, Zeng, D.（曾登）, Liu, L.（刘林）, Xu, F.（徐放）, Ding, W.（丁文清）,Xie, J.（谢静）,Wang,C（王超）,Zhao, W.（赵文熙）,Chen,T. Wei, X.（魏小令）, & Ding, L(丁林).(2026). Insights into the genetic diversity and metallogenic environment of rare-metal pegmatites in Bailongshan, Karakorum (western China). Geological Society of America Bulletin. DOI: https://doi.org/10.1130/B38621.1
