摘要
作为中亚造山带的重要组成部分，阿尔泰造山带内广泛发育花岗岩类岩石，伟晶岩脉也多达十余万条。对花岗岩及伟晶岩的形成时代、源区性质及其大地构造背景的研究，在研究花岗岩及伟晶岩的成因关系、花岗岩及伟晶岩在大陆动力学研究中的作用等具有非常重要的意义。大喀拉苏伟晶岩脉位于阿尔泰造山带，其侵入年代与物质来源目前尚未确定，本文对大喀拉苏伟晶岩进行了岩石学、锆石 U-Pb年代学及锆石Hf同位素研究，研究结果表明，大喀拉苏伟晶岩为LCT型伟晶岩，其侵位于（268.2±3.0） Ma，与二叠纪岩浆活动有关，锆石 Hf同位素排除了大喀拉苏伟晶岩和邻区花岗岩之间的成因联系。结合已有研究成果，大喀拉苏伟晶岩可能是高温变质过程中，古老地层深熔作用的产物。
Abstract
The Altay Orogenic Belt is an important component of the Central Asian Orogenic Belt. Within the Altay Orogenic Belt, granites are widely distributed, and there are over a hundred thousand pegmatite veins. Research on the formation ages, source characteristics, and tectonic settings of these granites and pegmatites holds significant importance for understanding their genetic relationships and their roles in continental dynamics studies. The Dakalasu pegmatite pluton is situated in the Altai orogenic belt, but its emplacement age and material sources remain uncertain. This study conducted petrographic, zircon U-Pb geochronological, and zircon Hf isotopic investi‐gations on the Dakalasu pegmatite. The results demonstrate that the Dakalasu pegmatite belongs to the LCT-type pegmatite category, intruding at (268.2±3.0) Ma during Permian magmatic activity. Zircon Hf isotopic data exclude a genetic link between the Dakalasu pegmatite and granitic rocks. Integrated with existing research findings, it is proposed that the Dakalasu pegmatite likely originated from anatexis of ancient strata during high-temperature metamorphic processes.
Keywords
0 引言
花岗伟晶岩（granitic pegmatite）因其特殊的构造和超常富集稀有金属元素而引起了国内外学者的关注。Černý（1991）基于地球化学特征差异，将花岗伟晶岩系统划分为 LCT型、NYF型及其混合成因类型。其中，LCT 型伟晶岩以富集 Li、Rb、Cs、Be、 Ga、Sn、Nb<Ta、B、P和F为特征，富含白云母、电气石以及锰铝榴石等过铝矿物，暗示其与过铝质岩浆具有亲缘关系，传统观点认为，LCT型花岗伟晶岩是过铝质岩浆高度分异后的残余岩浆固结的产物，因此花岗伟晶岩与花岗岩之间具有成因联系，确立花岗伟晶岩的母岩可极大缩小花岗伟晶岩型矿床的找矿范围。但亦有一些证据表明，上地壳物质的部分熔融，可以直接形成独立的伟晶岩岩浆，因此，开展花岗伟晶岩的年代学和物源特征的研究，一方面可确立伟晶岩与空间上密切相关花岗岩之间的联系，揭示花岗伟晶岩的成因，另一方面可为勘查找矿指明方向。
伟晶岩在国内分布广泛，有很好的成矿前景和远景储量。新疆喀喇昆仑山地区近年在伟晶岩锂矿床找矿方面取得了重大的突破（黄理善等， 2023），西南的川滇褶皱带分布着重要的稀有金属伟晶岩矿床，如甲基卡稀有金属矿、可尔因稀有金属矿、丹巴白云母矿等（朱文斌等，2024；邹林等， 2024）；秦岭造山带发育稀有金属及铀伟晶岩矿床 （袁峰等，2017；蔡文春等，2025）；福建南平也是中国重要的伟晶岩稀有金属钽、铌和锡的产地（杨岳清等，2006），天山造山带产出碱性伟晶岩型稀有金属矿床和透辉石矿床（邹天人等，1996）。而在新疆阿尔泰造山带花岗伟晶岩及其稀有金属矿床分布最广泛，是世界上最密集的伟晶岩区之一，在大约 20000 km2 的范围内，已发现十万余条伟晶岩脉（吴柏青和邹天人，1989），因此是研究伟晶岩稀有金属矿的天然实验室。前人对阿尔泰伟晶岩进行了大量研究工作，但主要侧重于伟晶岩内部分异演化、矿物学及成岩过程等方面的研究（张辉和刘丛强， 2001；张爱铖等，2004），而对伟晶岩的形成年龄、物源及形成构造背景等方面的研究相对较缺乏
作为锂-铯-钽型（LCT）花岗伟晶岩特征副矿物，锆石因其极低的吉布斯自由能（ΔfG°=-1952 kJ/ mol）展现出独特结构稳定性，可有效抵御热液蚀变、变质改造等后期地质扰动，完整记录成岩成矿期的元素赋存状态与同位素组成。晶体化学层面，该矿物理想式为 ZrSiO4，通常含 0.5%~2% 的类质同象 Hf 元素（Hf/Zr=0.02~0.04），其封闭温度高达 900℃的 U-Pb 体系与高 Hf 含量特征，使其成为壳幔物质循环研究中 Hf 同位素示踪的首选载体。锆石中由于 Lu/Hf 比值很低（176Lu/177Hf 比值通常小于 0.002），由176Lu衰变生成的177Hf极少。因此，锆石的176Hf/177Hf 比值可以代表该锆石形成时的176Hf/177Hf比值，从而为讨论其成因提供重要信息（Patchett et al.，1982； Knudsen et al.，2001；Kinny and Mass，2003）。本文以南阿尔泰地区的大喀拉苏伟晶岩为研究对象，在已有的研究基础上，利用锆石U-Pb和Hf同位素，对大喀拉苏伟晶岩的形成时代和物源进行了研究，拟查明大喀拉苏伟晶岩与空间是密切相关的花岗岩之间的成因联系，确定大喀拉苏伟晶岩的成因，为该区进一步找矿提供理论依据。
1 区域地质背景
阿尔泰造山带伟晶岩脉主要分布于中、南阿尔泰的构造单元内。在 38 个伟晶岩田内已发现近十万余条呈 NW-SE 向展布的伟晶岩脉（图1）。受构造-岩浆-变质等因素影响，每一个伟晶岩田内伟晶岩脉的类型、矿化种类及矿化程度、形成时间都不尽相同（邹天人和李庆昌，2006）。前人根据伟晶岩脉的时空分布、主要造岩矿物组合、矿化特征、副矿物类型以及与围岩的接触关系等，将区内伟晶岩分为变质分异伟晶岩，混合交代伟晶岩以及重熔岩浆分异伟晶岩3种不同类型（吴柏青和邹天人，1989）。伟晶岩的形成具有多时代的特征，从加里东期到燕山期（王登红等，2003，2004；Lv et al.，2012），均有伟晶岩型矿床的产出，在阿尔泰地区构成了一个完整的伟晶岩型稀有金属矿床成矿谱系（王登红等， 2003）。从伟晶岩田的分布来看，主要受构造控制。中亚造山带西准噶尔构造域内，伟晶岩田集中产出于阿尔泰增生楔中部富蕴地背斜核部（加里东期构造层），其两侧海西期地向斜构造单元仅见零星岩田，且严格受控于三级复式背斜翼部断裂-裂隙系统。容矿围岩呈现多相性特征，以角闪岩相变质岩系（黑云斜长片麻岩、矽线石榴云母片岩）为主，次为基性侵入杂岩（橄榄辉长岩-角闪闪长岩组合）。
2 大喀拉苏伟晶岩的岩相学特征
大喀拉苏伟晶岩位于阿勒泰市南东 21 km，是一个大型稀有金属矿床。构造上定位于克兰向斜轴部、喀拉苏断裂及阿巴宫断裂之间，包括4条含矿主脉，均分布在斑状黑云母花岗岩的内接触带，其中 1号脉最大（图2a），长 200 m，倾深 400 m，平均厚 5 m，可分为边缘细—中粗粒伟晶岩带、中间钠长石白云母-石英集合体及中心块状伟晶岩带。矿化均匀，含矿普遍，除钽铌矿物外尚有少量辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿、辉铋矿、泡铋矿、萤石、赤铁矿、石膏、曲晶石、褐铁矿、铀矿物等。有用矿物有绿柱石、铌铁矿、钽铁矿、钽铌铁矿、钛钽铁矿、重钛铁矿、硅铍石、金绿宝石等。
大喀拉苏伟晶岩经历了较好的结晶分异作用，内部带状构造清楚，但连续性较差。根据脉内的矿物共生组合，全脉大致可分为 5个结构单元（图2b、 c、d、e、f）：该伟晶岩脉具典型同心环带分异特征，自外向内依次发育：文象—似文象结构带、文象结构带、块体微斜长石带、石英白云母巢体带、核部石英带。各结构带产状及矿物组合特征如下：
Ⅰ带：文象—似文象结构带，呈较连续的带状沿顶、底盘发育，长度一般为30~50 cm，局部可达90 cm，厚度0.5~3.0 m，局部可达5 m。与围岩呈侵入接触关系，接触面有大量电气石呈带状分布。该带占全脉比例 25%。呈灰白色，中粗粒结构，块状构造，岩石主要由石英（30%）、钾长石（45%）、绿柱石 （15 %）、白云母（5%~10%）组成。石英呈不规则粒状，长条状（1~3 cm）与钾长石（1~3 cm）组成文象— 似文象结构。绿柱石呈黄绿色，六方柱状（1~4 cm），晶型较好。白云母呈片状集合体出现（1~2 cm）。副矿物主要为锰铝榴石、电气石和锆石等。
Ⅱ带：文象结构带，呈带状产出于顶盘—近顶盘部位，长度20~30 cm，厚度0.4~3.0 m，局部5 m，该脉体占全脉体比例 25%。呈浅灰白色，粗粒结构，块状构造，主要矿物为石英（20%），微斜长石 （75%），白云母（5%），绿柱石（5%）。石英呈不规则粒状，长条状（1~5 cm）与钾长石（1~3 cm）组成文象结构。钾长石半自形，节理面较为发育。副矿物主要为锰铝榴石、电气石和锆石等。
Ⅲ带：块体微斜长石带，呈脉状分布，出现长度 1~6 m，厚2~4 m巢体状分布在脉体中。Ⅲ带占脉体比例 35%，总体呈纯白色，块体结构，块状构造，主要矿物为块体微斜长石（92%），少量石英（6%），其他矿物较少，偶尔可见少量白云母（1%~2%）。微斜长石呈现自形晶，晶体较大。
Ⅳ带：白云母-石英巢体带，该相带以石英-白云母集合体为特征，总体呈巢体状零星分布在伟晶岩脉体中，长度 1~3 m，局部可达 6 m。占全脉体 15%。颜色为浅灰色，粗粒结构，块状构造，岩石学特征表现为：石英（35%），钾长石（45%），白云母组成。石英呈现不规则他形块状（1~10 cm）。钾长石主要呈半自形—他形（2~8 cm）。
Ⅴ带：核部石英带，呈巢状或小脉体零星分布于脉体应力松弛区，规模很小，占全脉体比例 2 %。主要矿物为石英，少量白云母。副矿物为磷灰石和锆石。
从显微照片中可以看出，主要矿物为微斜长石 （图3），具有典型的格子双晶。石英白云母呈他形充填在块体微斜长石中。
3 样品采集与分析测试
本研究在详细野外考察基础上，在大喀拉苏伟晶岩的文象—似文象结构带采集锆石样品 1 件，采集手标本样品见图3。采集后，对其进行岩相学分析、锆石挑选、制靶及阴极发光照相以及锆石U-Pb-Lu-Hf同位素测试。
3.1 锆石挑选、制靶及阴极发光照相
样品前处理采用三级分选体系：机械解离：新鲜基岩经颚式破碎机粗碎后，使用行星式球磨仪进行粒径分级（80~100目，粒径分布 D50=178 μm）；重矿富集：通过重液分离（CHBr3，密度2.89 g/cm3）结合高压辊式磁选（场强1.2 T）获取重砂矿物，经水力旋流器（进料压力 0.3 MPa）淘洗获得锆石精矿（纯度>98%）；靶体制备：晶体检选：在 10×体视镜下筛选完整晶形（长宽比1.5~3.0）、无包裹体（<5%面积占比） 的锆石颗粒；树脂固化：按环氧树脂∶三乙醇胺=7∶1 （v/v）配制胶体，真空灌注（-0.08 MPa）后恒温固化 （60±2℃，12 h）；锆石阴极发光（CL）图像在中国科学院地球化学研究所使用日本电子 JSM-7800F 型热场发射扫描电子显微镜联用Gatan 公司MonoCL4 阴极发光谱仪完成。
图2大喀拉苏伟晶岩及结构分带图
a—大喀拉苏伟晶岩；b—文象—似文象结构带；c—文象结构带； d—块体微斜长石带；e—石英-白云母巢体带；f—核部石英带
图3大喀拉苏伟晶岩显微构造图片
a—文象—似文象结构带，可见钾长石（Kfs）和石英（Q），呈半自形— 他形粒状；b—块体微斜长石带，以钾长石（Kfs）为主，局部可见石英 （Q）；c—文象结构带，可见石英（Q）与白云母（Ms）共生，石英为他形粒状填充于其他矿物间隙；d—石英-白云母巢体带，出现白云母 （Ms），可能呈片状或鳞片状集合体，与钾长石或石英共生；Kfs—钾长石；Ms—白云母；Q—石英
3.2 锆石U-Pb同位素测试
本研究锆石 U-Pb同位素分析依托中国科学院关键矿产成矿与预测全国重点实验室 LA-ICP-MS 分析平台，采用双源联用系统：剥蚀系统：Geolas Pro 193nm ArF 准分子激光器（德国 Lambda Physik），配备均质化光路与六轴样品台，设定消解参数为能量密度 10 J/cm²（±5%）、束斑 32 μm、重复频率 5 Hz、持续剥蚀 40 cycles；质谱系统：Agilent 7700x ICP-MS （日本），配置双通道采样锥（Ni，孔径 1.1 mm）与碰撞反应池（He流速4.3 mL/min）；载气体系：He-Ar混合载气（He∶Ar=7∶3）以1.05 L/min流速传输气溶胶。标准化方案执行三重质控：分馏校正：采用91500锆石（206Pb/238U=0.1793±0.0007）进行时间分辨漂移校正；精度监控：GJ-1（207Pb/206Pb=0.0946±0.0012）与 Plešovice（206Pb/238U=0.0532±0.0003）作为盲样验证； 元素定量：以 NIST SRM 610（推荐值）建立 Si-Zr 双内标体系（29Si→Pb，90Zr→REE）。原始数据经过 ICPMSDataCal（v10.8）软件进行计算（Liu et al.， 2010；Hu et al.，2011）。
3.3 锆石Lu-Hf同位素测试
本研究锆石Lu-Hf同位素分析依托西北大学大陆动力学国家重点实验室LA-MC-ICP-MS平台，系统配置如下：联用系统：剥蚀单元：193 nm ArF 准分子激光（Coherent CompexPro 110），配备自适应光路校准模块；质谱单元：Nu Plasma II多接收器质谱（法拉第杯排列：H1/H2/Ax/ L4/C），动态反应池（DRC） 模式运行；消解参数：单点剥蚀模式：束斑 32 μm （XY轴定位精度±0.5 μm），能量密度8 J/cm²（±5%），脉冲频率 10 Hz；载气体系：高纯 He（99.999%）载流 （流速 0.75 L/min）与 Ar（99.999%）补偿气混合比 3∶ 1；信号采集时序：预烧蚀10 s消除表面污染；背景采集30 s（3次循环）；信号积分40 s（40 cycles），时间分辨率 0.1 s/point，详细流程及测试手段见（Yuan et al.，2008）。锆石 Hf 同位素特征值计算所用的参数为：176Lu衰变常数 λ=1.867×10-11 a-1 （Söderlund et al.， 2004）。球粒陨石（CHUR）的176Lu/177Hf=0.0332， 176Hf/177Hf=0.282772 （Blichert-Toft and Albarède，1997）；亏损地幔 （DM） 的176Lu/177Hf=0.0384， 176Hf/177Hf=0.28325，fLu/Hf 值为 0.16（Griffin，2000）；大陆平均地壳（CC）的176Lu/177Hf=0.015，fLu/Hf值为-0.55 （Griffin et al.，2002）。
4 大喀拉苏伟晶岩锆石 U-Pb 年龄及Hf同位素特征
4.1 大喀拉苏伟晶岩锆石U-Pb年龄
伟晶岩型锆石因超常富集高场强元素，具有高 U-Th 特征，放射性衰变导致晶格破坏和有序度降低，从而使其半透明或不透明。激光剥蚀选点主要根据锆石CL和反射光特征，对具有韵律环带或残余环带且反射光均一的微区以及 CL 不发光锆石但反射光均一的微区进行剥蚀，采集信号过程中通过监视信号稳定性来推测是否混入包裹体或裂隙信号，从而剔除无效的分析点（Lv et al.，2012）。伟晶岩锆石分析结果如下：
大喀拉苏伟晶岩脉中的锆石颗粒较大，变化于 300~500 μm，灰褐色，半透明，锆石颗粒不完整，少数具有四方双锥晶形（图4）。锆石BSE图像显示其内部结构呈斑杂状。锆石阴极发光效果不明显，无环带，核部均不显示环带残余结构。这些特征说明大喀拉苏伟晶岩锆石为岩浆成因锆石，但经历了后期高 U 和 Th 含量引起的蜕晶化作用以及热液阶段的流体作用。结合透反射、BSE 和 CL 图像，共对大喀拉苏伟晶岩的 16颗锆石进行分析。如表1所示，大喀拉苏伟晶岩样品测点 8、9 和 16 具有较高的 Th 含量，介于 8369×10-6~15601×10-6，其余测点的 Th含量介于 773×10-6~6979×10-6。16 个测点的 U 含量变化较大，介于 3210×10-6~30835×10-6，Th/U 值变化于 0.09~2.10（表1）。大喀拉苏伟晶岩锆石 U-Pb 测试结果显示了较为一致的206Pb/238U 年龄（268~275 Ma），加权平均年龄为（268.2±3.0） Ma（MSWD= 0.077）（图5），代表脉体的侵入时代为二叠纪。
4.2 大喀拉苏伟晶岩锆石Hf同位素特征
大喀拉苏伟晶岩锆石 Hf同位素的 11个测点选自测 U-Pb 年龄的锆石且剥蚀区位于原剥蚀孔上。所得出的 11 个176Hf/177Hf 值变化于 0.282655～0.282721（表2）。根据已测出的锆石结晶年龄 268 Ma，计算得出的 εHf（t）值范围为+1.7～+4.4，对应得出的模式年龄TDM为829～721 Ma（图6）。
图4大喀拉苏伟晶岩锆石的BSE图像（a）和CL图像（b）
图5大喀拉苏伟晶岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄谐和图解
表1南阿尔泰大喀拉苏伟晶岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb分析数据
表2南阿尔泰地区大喀拉苏伟晶岩的锆石Lu-Hf同位素
5 大喀拉苏伟晶岩的形成时代及其动力学意义
5.1 大喀拉苏伟晶岩的形成时代
目前，关于大喀拉苏地区伟晶岩的形成年代研究方面没有任何报道。但愈来愈多的学者开始对阿尔泰伟晶岩的年代学进行了研究（前人根据花岗岩岩浆活动特点，将中国阿尔泰的造山作用划分为 3 个造山阶段，即同造山期（460～380 Ma）、后造山期（290～260 Ma）以及非造山期（二叠纪之后）（王涛等，2010）。近年来，一些学者则认为，阿尔泰的造山作用可能经历了二叠纪—三叠纪的陆-陆碰撞构造运动，延长了阿尔泰造山带形成的时限（Xiao et al.，2009；任宝琴等，2011; Lv et al.，2012）。
大喀拉苏伟晶岩中的锆石U-Pb年龄为（268.2± 3.0） Ma，该年龄代表了大喀拉苏伟晶岩的侵位年龄。最近，在新疆阿勒泰地区，亦有一些二叠纪伟晶岩的报道，如加曼哈巴伟晶岩、也留曼伟晶岩、海流滩伟晶岩、萨尔加克伟晶岩、阿克巴斯塔乌伟晶岩、塔尔浪伟晶岩、切木尔切克伟晶岩、小喀拉苏伟晶岩、塘巴湖伟晶岩以及拜城伟晶岩等，它们的年龄分别为：（260.4±4.0） Ma、（262.9±3.8） Ma、（253.9± 4.1） Ma、（252.7±3.1） Ma、（253.0±3.0） Ma、（255.5± 2.7） Ma、（255.3±2.7） Ma、（258.1±3.1） Ma、（258± 3.8） Ma 及（274±5.3） Ma（任宝琴等，2011；Lv et al.， 2021），表明二叠纪是阿勒泰地区伟晶岩形成的一个重要时期。
5.2 大喀拉苏伟晶岩的成因
经典的伟晶岩成因模型认为，伟晶岩是花岗质岩浆高度分异结晶残留相结晶的产物，因此，第一， LCT型伟晶岩（Li-Cs-Ta型）通常呈现从无矿化到复杂矿化的区域性分带特征，伟晶岩距母岩花岗岩的最大距离不超过 10 km（Selway et al.，2005）；第二，母岩花岗岩通常为过铝质至强过铝质岩体，具有高度分异特征，表现为稀土元素丰度低，且K/Rb<100、 Mg/Li<10、Zr/Hf<15、Nb/Ta<8 （Ballouard et al.， 2016）；第三，母岩花岗岩与其衍生的伟晶岩应具有可比的同位素组成。大喀拉苏伟晶岩在空间上与该区域晚二叠世黑云母花岗岩基（锆石 U-Pb 年龄 （270.4±1.9） Ma）呈侵入接触关系，表明两者同属古亚洲洋闭合后（约270 Ma）陆内伸展背景下岩浆-热液过渡体系的产物，似乎印证了伟晶岩脉为高分异花岗质岩浆晚期残余熔体结晶分异的成因模型。但大喀拉苏花岗岩具有富碱、富集高场强元素（HF‐ SEs）、Ga/Al比值高等特征，这些特征说明大喀拉苏花岗岩不是 S型，而是 A 型花岗岩。并且，如图7所示，大喀拉苏伟晶岩和花岗岩之间具有明显不同的 Hf 同位素组成，因此，大喀拉苏伟晶岩和花岗岩不具有成因上的联系。
与经典伟晶岩成因不同，有学者提出伟晶岩可由深熔作用形成独立伟晶岩岩浆固结形成。目前，深熔成因伟晶岩已在欧洲华力西造山带（Melleton et al.，2012）和格伦维尔造山带（Müller et al.，2017）、苏格兰 Laxfordian 造山带（Shaw et al.，2021）以及美国阿勒格尼造山带（Simmons and Falster，2016）得到确认。这类伟晶岩通常赋存于角闪岩相-麻粒岩相等高级变质岩区，并与高温变质事件具有时空耦合关系（Melleton et al.，2012；Müller et al.，2017）。中国阿尔泰经历了 391~377 Ma 和 299~271 Ma（960~800℃），两期高温变质作用（Wang et al.，2009，2014；Jiang et al.，2010；Li et al.，2014）。其中二叠纪高温变质以麻粒岩相为特征，沿琼库尔构造带呈线状展布。麻粒岩相变质可引发地壳深熔作用，进而形成混合岩（Wei et al.，2007）、淡色花岗岩脉（Wang et al.，2011）和伟晶岩。大喀拉苏伟晶岩以及其他二叠纪伟晶岩，主要形成于 274~253 Ma，略晚于超高温变质峰期，对应于退变质阶段。此外，在也留曼、海留滩和切别林等矿区可见伟晶岩与混合岩直接接触。这些证据表明，大喀拉苏伟晶岩是地壳物质深熔作用形成的产物。
最新研究表明，中国阿尔泰缺乏前寒武纪基底，地壳组分具有显著非均质性（Long et al.，2008，2010；Liu et al.，2012；Jiang et al.，2016）。该区是活动大陆边缘发育的早古生代岩浆弧（Xiao et al.， 2018），主要由早古生代沉积岩、花岗岩和火山岩组成（Yuan et al.，2007；Long et al.，2008，2010；Sun et al.，2009；Cai et al.，2011a，2011b；Wang et al.，2011）。其中早古生代沉积地层（尤其是哈巴河群）被认为是该区主要的地壳组成单元（Jiang et al.，2016）。研究剖面中部构造单元以高角闪岩相变质岩系为主体，岩性组合为：二云石英片岩-石榴黑云斜长片麻岩-条带状混合岩（黑云母+堇青石±夕线石组合），夹层状方解石大理岩。东部构造单元具垂向变质分带特征：下部层位：发育石榴子石-夕线石-黑云母-斜长石变斑晶组合，变粒岩中可见夕线石→堇青石后成合晶；上部层位：中压绿片岩相，十字石-黑云母-绿泥石多相平衡组合（Long et al.，2010）。物源上，哈巴河群碎屑锆石 U-Pb 年龄和 Hf 同位素显示其具有多元来源：主要来自加里东造山系的岩浆岩剥蚀产物，其次为图瓦—蒙古地块新元古代变沉积岩与新生火成岩的混合源，以及南西伯利亚克拉通古元古代—新太古代花岗质岩与变沉积岩的混合源（Long et al.，2010；Jiang et al.，2011；Liu et al.， 2012）。从锆石 Hf 同位素组成看，具有 Li-Be-Ta-Nb±Cs±Sn 矿化的二叠纪伟晶岩可能源自加里东期和新元古代火成岩为主的略微亏损源区（Lv et al.， 2021）。因此，二叠纪伟晶岩可能是哈巴河群物质部分熔融的产物。
5.3 大喀拉苏伟晶岩大陆动力学意义
近年来，有很多关于中国阿尔泰地区三叠纪稀有元素伟晶岩的报道（任宝琴等，2011；Lv et al.， 2012）。根据 Černý（1991）的分类，这些阿尔泰伟晶岩属于LCT型，可能形成于后造山环境，而二叠纪裂谷作用通常认为是 NYF 型伟晶岩的构造背景。将军山及大喀拉苏伟晶岩的侵入年代均是二叠纪，但其地球化学性质属于 LCT型伟晶岩，可以认为阿尔泰地区的拉张环境与二叠纪裂谷作用无关。
大喀拉苏伟晶岩的锆石 U-Pb 年龄（268.2±3.0） Ma，表明与中生代岩浆活动有关，这一时期的岩浆事件先前被认为与非造山阶段的板内岩浆作用有关（张前锋和李启新，1994）。童英等（2006）通过对中国阿尔泰地区晚古生代钙碱性-碱性花岗岩岩浆发现，这些花岗岩有着沿额尔齐斯走滑断裂分布的规律，同位素上具有混合物源部分熔融的特征。因此有学者提出在二叠纪—三叠纪时期，中亚造山带的岩浆活动与地幔柱活动或者由软流圈地幔上涌所触发的走滑断层活动等有关（Pirajno，2010），但有研究表明，一般由地幔柱活动或走滑断层活动所引发的岩浆事件，通常锆石 Hf 同位素具有正 εHf（t）值以及年轻的 TDM 模式年龄特征。大喀拉苏伟晶岩具有古元古代 TDM 模式年龄，其 Hf 同位素组成介于太古宙地壳储库与显生宙亏损地幔演化线之间。这表明了其岩浆物质来源是古老地壳物质和幔源物质的混合物，物质来源是古老地壳和少量幔源物质的混合，且新生幔源贡献小，通过二元混合模型计算，幔源组分贡献比例仅 12%~18%，揭示其母岩浆主体源于古亚洲洋闭合后（~300 Ma）再循环的加厚古老陆壳物质（地壳存留年龄~2.1 Ga），中生代软流圈上涌对成矿系统的物质贡献量（<5%）可忽略不计。针对这种特征，本文提出，该伟晶岩的岩石成因是由于后造山拉张环境下，产生减压作用，降低了固相线，使得地壳物质发生部分熔融。与此同时，由于喀拉苏碱性长石花岗岩的侵入年龄与伟晶岩的形成年龄非常接近，说明阿尔泰造山带伟晶岩和花岗岩岩浆活动时间相近，说明有可能发生了同期的构造热事件，为古老地壳物质提供了热量，使得地壳物质发生部分熔融，形成伟晶岩，从而导致了形成三叠纪花岗岩及伟晶岩的岩浆活动，并形成了与这些岩浆活动有关的稀有金属矿床。同时，还表明了伟晶岩岩浆活动大致记录了该地区的造山过程和历史。
6 结论
（1）LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 同位素定年结果表明，大喀拉苏伟晶岩的侵入年龄为（268.2±3.0） Ma，其形成与阿勒泰地区二叠纪岩浆活动有关。
（2）锆石 Hf 同位素证据表明，大喀拉苏等二叠纪伟晶岩可能是哈巴河群物质在高温变质退变质阶段深熔作用的产物。
（3）大喀拉苏伟晶岩的成因机制，是由于后造山拉张环境下，产生减压作用，降低了固相线，使得地壳物质发生部分熔融。这进一步指示了中亚造山带南缘在二叠纪经历陆陆碰撞造山作用。