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    鋰和硼作為不相容元素和流體活動(dòng)性元素，在巖漿演化和熱液活動(dòng)中均可能發(fā)生不同程度的同位素分餾。花崗偉晶巖礦床的形成通常經(jīng)歷一系列復(fù)雜的過程，例如巖漿分異、流體出溶以及熔/流體與圍巖反應(yīng)等。目前，關(guān)于鋰和硼同位素在高演化花崗偉晶巖體系中的分餾行為尚缺乏系統(tǒng)性研究。

圖1（a）喜馬拉雅淡色花崗巖分布圖；（b）珠峰地區(qū)地質(zhì)簡圖；（c）瓊嘉崗鋰礦地質(zhì)簡圖

    基于上述問題，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所施睿哲博士、趙俊興副研究員、秦克章研究員聯(lián)合德國GFZ亥姆霍茲地學(xué)研究中心Rolf L. Romer教授，以喜馬拉雅地區(qū)首例具有工業(yè)價(jià)值的偉晶巖型鋰礦（秦克章等，2021），瓊嘉崗偉晶巖型鋰礦為研究對象（圖1），針對礦區(qū)內(nèi)的電氣石白云母花崗巖、無礦偉晶巖、分層細(xì)晶巖（鋰輝石偉晶巖邊部帶）、鋰輝石偉晶巖以及相應(yīng)的圍巖樣品開展全巖鋰-硼同位素分析，探討巖漿分異、流體出溶以及與圍巖反應(yīng)這些過程如何控制鋰和硼的同位素分餾。結(jié)合鋰和硼的同位素分餾行為，揭示了瓊嘉崗偉晶巖型鋰礦巖漿-熱液演化過程與成礦作用。同時(shí)，對電氣石白云母花崗巖、無礦偉晶巖和鋰輝石偉晶巖內(nèi)主要的礦物進(jìn)行鋰和硼同位素分析，研究單個(gè)巖石樣品內(nèi)部不同礦物間鋰和硼同位素分餾特征。研究取得的主要認(rèn)識(shí)和結(jié)論如下：

    （1）巖漿分異和流體出溶過程：從電氣石白云母花崗巖到無礦偉晶巖和分層細(xì)晶巖，全巖的δ7Li值隨Li含量的升高而逐漸升高，δ11B值隨B含量的降低而略微降低，指示巖漿分異過程。鋰輝石偉晶巖的δ7Li值和δ11B值則出現(xiàn)顯著降低，Li含量顯著增高。這種元素和同位素組成的變化表明，鋰輝石偉晶巖的形成不能僅靠巖漿分異來解釋。巖漿結(jié)晶歷史結(jié)合瑞利分餾模擬顯示電氣石白云母花崗巖熔體早期發(fā)生相分離形成富流體熔體和貧流體熔體，富流體熔體經(jīng)多階段巖漿分異和流體出溶最終形成鋰輝石偉晶巖（圖2）。而無礦偉晶巖和分層細(xì)晶巖則是由貧流體熔體經(jīng)單階段巖漿分異形成。

圖2 多階段分離結(jié)晶伴隨流體出溶過程中殘余熔體中Li含量及同位素組成變化

    （2）與圍巖反應(yīng)：在研究的樣品中，存在一個(gè)電氣石白云母花崗巖樣品Li含量低于其他樣品，而δ7Li值較高。另有兩個(gè)分層細(xì)晶巖樣品擁有顯著低的δ7Li值和δ11B值。這些樣品元素和同位素組成的差異均由熔體和圍巖反應(yīng)所導(dǎo)致，且這一過程對體系同位素組成的影響受控于巖漿巖和圍巖之間元素含量的差異（圖3）。

圖3 與圍巖反應(yīng)對巖漿巖元素和同位素組成的影響

    （3）單個(gè)樣品內(nèi)不同礦物間同位素分餾：花崗巖內(nèi)常見造巖礦物（長石、石英、云母）間的同位素分餾多受控于礦物結(jié)晶順序，早期結(jié)晶的礦物使得殘余熔體的δ7Li值和δ11B值升高，進(jìn)一步導(dǎo)致晚期結(jié)晶的礦物擁有高于早期結(jié)晶礦物的δ7Li值和δ11B值。本研究對花崗巖和偉晶巖內(nèi)更多的礦物進(jìn)行同位素分析，結(jié)果顯示除礦物結(jié)晶順序外，礦物的配位數(shù)、微量礦物包裹體的混入以及流體作用都會(huì)對礦物的鋰和硼同位素組成造成不同程度的影響（圖4）。

圖4 瓊嘉崗礦物樣品Li-B含量和同位素二元數(shù)據(jù)圖解

    該研究為高演化花崗偉晶巖體系中巖漿分異、流體出溶以及與圍巖反應(yīng)如何控制鋰和硼同位素分餾提供系統(tǒng)性研究案例。同時(shí)提出多階段巖漿分異和流體出溶控制鋰輝石偉晶巖形成這一模型（圖5），為解釋喜馬拉雅地區(qū)鋰輝石偉晶巖成因提供新的見解。研究還提出了更多的控制單個(gè)巖石樣品內(nèi)不同礦物間同位素分餾的因素。

圖5 高演化花崗偉晶巖體系Li-B同位素分餾示意圖（以瓊嘉崗為例）

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