稀有金屬元素（例如Li、Be、Sn、Cs、Ta）由于在電子工業(yè)中的廣泛使用而受到了國際社會(huì )廣泛關(guān)注。稀有金屬花崗巖和偉晶巖被認為是地球上演化程度最高的酸性巖漿系統。花崗偉晶巖中稀有金屬成礦機制的研究對于擴大礦床勘探范圍至關(guān)重要，學(xué)術(shù)界已經(jīng)研究了幾十年，但學(xué)者們對不同主要成礦過(guò)程和機制的貢獻仍然存在很大分歧，如：花崗質(zhì)巖漿的連續結晶分異、源區直接深熔成因、巖漿-熱液演化過(guò)程中硅酸鹽熔體和富揮發(fā)分流體的不混溶等。
近年來(lái)，在喜馬拉雅發(fā)現了幾個(gè)新的工業(yè)級稀有金屬礦床，如錯那洞Be-W-Sn礦、瓊嘉崗鋰礦、洛扎噶波鋰礦等，使喜馬拉雅成為了我國新的稀有金屬礦產(chǎn)資源勘查前景區。喜馬拉雅作為世界上最經(jīng)典和最年輕的陸陸碰撞造山帶，對喜馬拉雅稀有金屬成礦機制的研究，可以為稀有金屬成礦理論、解決上述現有爭議帶來(lái)重要的新認識。然而，對于喜馬拉雅稀有金屬成礦相關(guān)的礦物學(xué)、巖石學(xué)和侵位P-T條件等基本研究仍存在不足。基于上述科學(xué)問(wèn)題，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所吳福元院士團隊與南京大學(xué)王汝成教授、成都地調中心李光明研究員等合作，詳細研究了喜馬拉雅洛扎地區新發(fā)現的噶波鋰礦中鋰輝石偉晶巖和矽卡巖中鋰賦存礦物狀態(tài)和化學(xué)成分、圍巖接觸變質(zhì)和偉晶巖結晶的P-T軌跡，結合瓊嘉崗和噶波鋰礦成礦構造部位、提出了喜馬拉雅鋰成礦的可能構造模式：
（1）鋰賦存礦物：對四條鋰輝石偉晶巖礦脈開(kāi)展了詳細研究，其中偉晶巖主要富含鋰、鈹、銫和鉭等稀有金屬元素（Li-Cs-Ta亞型，Li2O 1–2 wt%），鋰的主要賦存礦物為鋰輝石、透鋰長(cháng)石、鋰電氣石、鋰云母、鐵鋰云母和Li-Be脆云母等（圖1）。Li-Be脆云母是首次在喜馬拉雅被發(fā)現報道，其中的鋰和鈹來(lái)自綠柱石分解和鋰輝石分解產(chǎn)生的富鋰流體交代（Brl + An + Li++ Al3+ + H2O (Fluid) → Mrg+ Qz）。圍巖中矽卡巖富含鋰、鈹和錫，主要賦存礦物為符山石、方柱石和石榴石。
圖1 洛扎噶波鋰輝石偉晶巖中鋰的主要賦存礦物成分特征
（2）P-T演化軌跡：圍巖中紅柱石-十字石千枚巖的巖相學(xué)和 P-T 條件研究表明其經(jīng)歷了兩期變質(zhì)作用，早期巴羅式變質(zhì)作用與地殼加厚相關(guān)、晚期巴肯變質(zhì)作用疊加與花崗巖侵位熱接觸變質(zhì)有關(guān)，巴肯式變質(zhì)條件為 3.1 ± 0.3 kbar和535–580°C，對應地溫梯度為52–56°C/km（圖2a）。可據接觸變質(zhì)作用條件約束洛扎巖體的侵位深度和溫度，結合鋯石和獨居石的飽和溫度，洛扎巖體經(jīng)歷了第一階段等溫減壓到結晶條件~3.1 kbar和650–720°C，后在~3.1 kbar的恒定壓力下經(jīng)歷了第二階段的等壓冷卻過(guò)程（冷卻至<535°C）。由于鋰輝石偉晶巖與洛扎巖體年齡一致，鋰輝石偉晶巖應與巖體經(jīng)歷了相似的P-T 演化軌跡（圖2b），即先從鋰輝石穩定域等溫減壓至透鋰長(cháng)石穩定域（Spd-1 + 2Qz = Ptl）、后等壓冷卻至鋰輝石穩定域（Ptl = Spd-2 + 2Qz），這得到了兩期鋰輝石生長(cháng)、透鋰輝石冠狀邊和晚期腐鋰輝石生長(cháng)等巖相學(xué)證據支持（圖3）。
圖2 洛扎噶波鋰礦區紅柱石-十字石千枚巖的P-T軌跡和鋰輝石偉晶巖的結晶P-T軌跡
圖3 洛扎噶波鋰輝石偉晶巖中兩期鋰輝石生長(cháng)、透鋰長(cháng)石和腐鋰輝石巖相學(xué)特征
（3）稀有金屬成礦過(guò)程：喜馬拉雅已發(fā)現的瓊嘉崗和噶波兩大鋰礦發(fā)育于不同的構造部位（圖4）；噶波鋰礦位于特提斯喜馬拉雅地層內，藏南拆離系影響不明顯，以巖漿底劈和過(guò)冷卻作用為主（圖4b）；瓊嘉崗鋰礦位于藏南拆離系剪切帶中，受到拆離斷層強烈變形控制（圖4c）。該研究的洛扎噶波鋰輝石偉晶巖從花崗質(zhì)巖漿結晶分異演化而來(lái)，淡色花崗巖/偉晶巖同時(shí)底劈侵位至淺部特提斯喜馬拉雅地層中，引起廣泛的接觸變質(zhì)作用、交代圍巖發(fā)生矽卡巖化，過(guò)冷卻作用促進(jìn)了侵位階段偉晶巖的結晶分異和稀有金屬成礦。洛扎地區的偉晶巖和矽卡巖規模巨大，具有廣闊的稀有金屬礦產(chǎn)勘查潛力。
圖4 喜馬拉雅新發(fā)現的洛扎噶波鋰礦和瓊嘉崗鋰礦的成礦部位和可能成礦模式
研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Lithos（Wang, Jia-Min; Hou, Kang-Shi; Yang, Lei; Liu, Xiao-Chi; Wang, Ru-Cheng; Li, Guang-Ming; Fu, Jian-Gang; Tian, Yu-Lu. Mineralogy, petrology and P-T conditions of the spodumene pegmatites and surrounding meta-sediments in Lhozhag, eastern Himalaya[J]. Lithos, 2023, 456-457: 107295. DOI: 10.1016/j.lithos.2023.107295）。研究得到了第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目（2019QZKK0703、2019QZKK0802）、國家自然科學(xué)基金項目（41972065）、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )項目（2022065）和巖石圈演化國家重點(diǎn)實(shí)驗室（SKL-Z202102）的聯(lián)合資助。
