塔里木北緣波孜果爾堿性(花崗)巖鈮-鉭-鋯-銣-稀土礦床鈉鐵閃石、霓石特征及意義*

孫政浩 秦克章** 毛亞晶 唐冬梅 馬德成

1. 中國科學院新疆礦產資源研究中心，中國科學院新疆生態與地理研究所，烏魯木齊 8300112. 中國科學院大學，北京 1000493. 中國科學院礦產資源研究重點實驗室，中國科學院地質與地球物理研究所，北京 1000294. 新疆維吾爾自治區有色地質勘查局701隊，昌吉 831100

輝石和角閃石是巖漿巖中最為常見的造巖礦物之一，其組合特征和成分變化與寄主巖漿的成分和物理化學條件密切相關，是記錄巖石成因機制及演化過程的重要載體(Nimis and Ulmer，1998；白志民，2000；Belousovaetal.，2002；Downesetal.，2003；蔣少涌等，2006，2008；Yogodzinski and Kelemen，2007；蘇慧敏等，2008；朱碧等，2008；Driouchetal.，2010；鄒金汐等，2012；薛勝超等，2015；Tangetal.，2017; Maoetal.，2019；Kangetal.，2020)。對于輝石族和角閃石族礦物，鈣堿性角閃石組和Ca-Mg-Fe輝石組礦物研究程度相對較高，這些礦物的成分特征可以有效指示寄主巖石的成巖物理化學條件(Kushiro，1960；Thompson，1974；Ague，1989)、巖石成因(Tanaka，1975；Nisbet and Pearce，1977；Loucks，1990；Seyler and Bonatti，1994；Suetal.，2012；)和巖漿演化(Le Bas，1962；Campbell and Borley，1974；Spear，1987；邱家驤和廖群安，1987；Streck，2008)。但是，相對于鈣堿性組，富鈉的堿性輝石組和堿性角閃石組研究尚比較缺乏，有關其成分變化及對寄主巖的成因指示并不清楚。霓石和鈉鐵閃石是最為常見的堿性暗色礦物，是判別堿性巖，尤其是堿性花崗巖類的重要礦物指標。它們的形成條件與鈣堿性組礦物差別顯著(趙斌，1973)，且其組分特征受體系氧逸度變異和源區性質的影響(楊富貴等，1999)。謝應雯和張玉泉(1990，1998)曾對橫斷山區富堿花崗巖類中角閃石的化學成分、晶胞參數和物理性質等特征開展研究，利用角閃石的成分差異揭示出不同成因類型的花崗巖。趙廣濤和王文正(1998)、夏斌等(2009)、秦錦華等(2019)利用堿性角閃石Al值、Fe/(Fe+Mg)及(Na+K)A等指標的特征及變化，分析出角閃石形成的溫度、壓力和氧逸度等，進而對巖體形成的物理化學環境進行有效制約。因此，堿性輝石和堿性角閃石的成分研究是全巖地球化學研究的有效補充，是進一步準確指示堿性巖成因類型和巖漿作用過程的重要途徑，不同巖相中發育的不同成分的堿性暗色礦物能為解析堿性巖漿演化過程提供更詳細的礦物學信息。

圖1 中亞造山帶南天山及其鄰區大地構造簡圖(a，據Zhang et al.，2010)及塔里木盆地北緣堿性巖分布圖(b，據鄒天人和李慶昌，2006)Fig.1 Tectonic units and location of southern Tianshan region of CAOB in Xinjiang, NW China (a，modified after Zhang et al., 2010) and distribution of the Boziguoer deposit in the southern Tianshan region and coveal alkaline rocks in the Tarim north rim (b, modified after Zou and Li, 2006)

堿性巖在地球上分布較少，且其產出環境特殊，通常被認為是伸展構造背景下殼幔相互作用或地幔柱在地殼淺部的表現(Wilsonetal.，1995；Jahnetal.，2000a； Songetal.，2016)。堿性巖的成分復雜且類型多變，其定義和劃分標準難以統一。但是，出現堿性礦物組合的巖漿巖無疑是屬于堿性巖類的。堿性巖的成因目前仍存在包括堿性基性巖漿的結晶分異、富集地幔源區的低程度部分熔融和殼源巖石的部分熔融等爭議(Werleetal.，1984；Bailey，1980；Kramm and Kogarko，1994；陳肇博，1996；Marksetal.，2004；Halamaetal.，2005；徐夕生和邱檢生，2010；Zhuetal.，2016)，但巖石富堿的特征與源區富集和/或強烈分異作用密切相關已達成共識。堿性巖通常形成于造山后的伸展背景、大陸裂谷及地幔柱背景，也可見于造山帶的增生階段，少量產于島弧環境和地殼加厚地區(Thompson and Gibson，1994；Wilsonetal.，1995；Xuetal.，2008；Yangetal.，2012)。不同構造背景的堿性巖在巖石組合、成巖溫度和成礦金屬組合上存在差異。例如，增生階段的島弧環境和地殼加厚地區的堿性巖主要發育與鉀玄質正長巖、正長斑巖、二長巖和粗玄巖有關的銅-金礦化，鉀質火山巖漿-流體作用是礦化的控制因素(Richards，1995；張偉波和王豐翔，2014；王豐翔等，2017)；造山后伸展構造背景的堿性巖可以發育與堿性花崗巖有關的錫(鎢)礦化和與、霓霞正長巖、霞石正長巖、正長巖及堿性花崗巖有關的鈮、稀土、鉭(鋯、鉿、鈾)等稀有金屬礦化，前者成礦的重要條件是地殼組分的混染，后者一般不受到地殼物質的混染，且這類堿性巖通常與造山帶演化相關的弧型花崗巖和高分異I型花崗巖存在時空聯系(Zhaoetal.，2001；Lenharoetal.，2003；王莉娟等，2012；Wuetal.，2016；Zhuetal.，2016；鐘軍等，2020)；地幔柱背景下的堿性巖可以發育與正長巖和堿性花崗巖有關的鈮、鉭、稀土(鋯、鈾)稀有金屬礦化，在時間和空間上與基性-超基性巖緊密伴生，礦化時代與相應的大火成巖省活動時間一致(王汾連等，2013，2015；徐義剛等，2013；Wangetal.，2015；王焰等，2017)。因此，對不同構造背景下的典型堿性巖體及伴生礦床開展成因研究，不僅可以對堿性巖的成巖過程提供約束，還可以揭示堿性巖型礦床的成礦機制。

波孜果爾堿性花崗質巖體位于塔里木北緣-西南天山晚古生代造山帶。巖體內發育有重要的鈮-鉭-鋯-銣-稀土礦床，是塔里木地塊北緣鈮成礦帶中典型的與堿性巖有關的礦床(李建康等，2019)，其Nb2O5儲量達到15萬t、Ta2O5儲量為1萬t、鋯石為70萬t，伴生稀土儲量達20萬t、Rb2O儲量為30萬t，整體屬超大型稀有金屬礦床(徐海明，2011(1)徐海明. 2011. 波孜果爾鈮、鉭礦勘探報告. 中國地質科學院礦產資源研究所)。前人研究大多聚焦于波孜果爾礦床含礦巖體的地質及地球化學特征、礦物組成及其成分、成巖時代和巖石成因、礦床地質特征和成礦機制等方面(徐海明等，2010，2012；劉春花等，2012，2013，2014；Yinetal.，2013；尹京武等，2013，2014；Huangetal.，2014，2018；解艷春，2017；吳歡歡等，2019)，但對其含礦巖體的巖相劃分還存在分歧，與堿性暗色礦物相關的研究不夠深入，巖體的演化特征、構造背景及其在演化過程的成礦條件變化也有待進一步明確。基于此，本文對波孜果爾主要含礦巖體的巖石組構、全巖地球化學成分和礦物成分進行了分析，系統研究了不同巖石類型中的霓石和鈉鐵閃石主微量元素成分變化，并對含礦巖體的巖漿演化、形成條件、物質來源和構造背景進行探討。

圖2 波孜果爾區域地質圖(據劉春花等，2014修改)1-第四紀洪積層；2-第三紀礫巖、砂礫巖、砂巖、泥巖；3-白堊紀砂質泥巖、粉砂巖、長英質砂巖、礫巖；4-侏羅紀泥巖、泥質粉砂巖、泥質頁巖、泥灰巖、砂巖、炭質頁巖、石英砂巖、粉砂巖、礫巖、粗砂巖、煤層；5-三疊紀礫巖、中粒砂巖、泥質粉砂巖夾粗砂巖、細礫巖；6-二疊紀小提坎立克組酸性熔巖、凝灰巖及碎屑巖建造；7-石炭紀干草湖組淺-濱海相碳酸鹽及碎屑巖建造；8-志留紀大理巖、灰巖、石英片巖、混合巖、變質粉砂巖；9-志留紀窮庫什太組片理化泥質粉砂巖、大理巖、結晶灰巖、絹云母石英片巖、安山玢巖，輝綠巖、英安斑巖；10-波孜果爾巖體；11-斷層；12-礫巖；13-大理巖Fig.2 Regional geological map of Boziguoer area (modified after Liu et al., 2014)1-Quaternary diluvial layer; 2-Tertiary conglomerate, glutenite, sandstone and mudstone; 3-Cretaceous sandy shale, siltstone, felsicsandstone and conglomerate; 4-Jurassic mudstone, argillaceous siltstone, argillaceous shale, marl, sandstone, carbonaceous shale, quartz sandstone, siltstone, conglomerate, grit stone and coalbed; 5-Triassic conglomerate, medium-grained sandstone, argillaceous siltstone fold grit stone and conglomerates; 6-Permian Xiaotikanlike formation acidic lava, tuff and clastic rock; 7-Carboniferous Gancaohu formation shallow and marine carbonate and clastic rock; 8-Silurian marble, limestone, quartz schist, migmatite and metamorphic siltstone; 9-Silurian Qiongkushitai formation schistose argillaceous siltstone, marble, crystalline limestone, sericite quartz schist, andesitic porphyry, diabase and dacite porphyry; 10-Boziguoer intrusion; 11-fault; 12-conglomerate; 13-marble

1 區域地質背景

中亞造山帶是在中朝、塔里木板塊與西伯利亞古陸之間的古亞洲洋閉合、消亡過程中形成的一條巨型造山帶(圖1a)，是全球規模最大的增生造山帶之一，以多島洋、小陸塊復雜拼合造山為特征(Windleyetal.，1990；Jahnetal.，2000a，b，2004；秦克章，2000；Xiaoetal.，2004，2013；Cawoodetal.，2009；Qianetal.，2009)。由于塔里木二疊紀地幔柱的疊加，導致該地區地質演化與成巖成礦組合復雜多樣(Qinetal.，2011；Suetal.，2011；秦克章等，2012)。南天山位于中亞造山帶西南緣，中國的南天山地區由北到南包括中天山地塊、南天山造山帶和塔里木地塊北緣(圖1b)。中天山地塊為古老的大陸微板塊，基底由中新元古界大理巖、片巖、片麻巖和混合巖等構成，直接被震旦系的冰磧巖和碳酸鹽巖覆蓋，中天山地塊與南天山造山帶以中-南天山縫合帶(YCSF)為界。南天山造山帶的形成與南天山洋古生代俯沖閉合及隨后的中天山地塊和塔里木地塊的陸陸碰撞造山密切相關，為陸陸碰撞發生之前塔里木地塊最北端部分(eng?retal.，1993；Xiaoetal., 2004；Gaoetal.，2009；Zhangetal.，2010；Hanetal.，2011)。因此，南天山造山帶組成復雜，包含塔里木地塊北緣陸緣/淺海沉積物、前寒武紀塔里木基底巖石及上覆的洋殼增生物質，其南與塔里木地塊北緣以塔里木北緣斷裂(TNF)為界線。塔里木地塊內部被沙漠覆蓋，北緣絕大多數固結的基巖都被中-新生代未固結或半固結的沉積巖或沉積物所覆蓋，僅在其中部和最東部有部分出露(Zhangetal.，2010)。塔里木北緣及鄰區發育一套以堿性花崗巖、石英正長巖、正長巖、霓輝石正長巖、霓霞正長巖為主，包含堿性輝長巖、霓輝石閃長巖、鈉鐵閃石正長巖、霓輝石花崗巖等巖石類型在內的堿性侵入巖體，其西起阿圖什、東到尉犁以東，近東西向呈帶狀分布，長約1100km，主體形成于泥盆-二疊紀(楊樹鋒等，1996；劉楚雄等，2004；鄒天人和李慶昌，2006)。區域地質工作程度較低，發現的礦產資源非常有限，包括一些稀有和稀土元素礦床和礦化點，賦礦巖石類型主要為堿性花崗巖型、正長巖型、碳酸巖型、堿性偉晶巖型(伴有寶玉石礦化)和熱液型，其中，鈮、鉭、鋯、銣、稀土、鈾礦與堿性花崗巖類巖石侵入關系密切(鄒天人等，2002)。

圖3 波孜果爾巖體地質圖(據徐海明，2011修改)Fig.3 Geological map of Boziguoer intrusion (modified after Xu et al., 2011)

波孜果爾礦床位于拜城縣城正北約43km處堿性巖帶中部偏東、天山山脈西段的哈里克套山南坡，其區域地層屬天山地層區-南天山分區-哈里克套小區。出露地層主要為志留紀窮庫什太組(S3q)、石炭紀干草湖組(C1g)及二疊紀小提坎里克組(P1x)。區內侵入巖不甚發育，僅在中東部發育波孜果爾堿性(花崗)巖巖株(圖2)，而火山巖則較為發育，火山活動可分為志留紀、早石炭世和早二疊世三個旋回。阿克牙伊利亞克塔格斷裂(F1和F2)近東西向分布，長約160km，為區內主要斷裂，且有多期次活動特點。

2 礦床地質特征

波孜果爾礦區出露地層為志留系窮庫什太組(S3g)，其巖石類型包括灰白色大理巖、片理化泥質粉砂巖、絹云黑云石英片巖和結晶灰巖。礦區褶皺構造不甚發育，總體為走向呈近東西，傾向北的單斜構造。霓石鈉鐵閃石堿長正長巖-花崗巖(含礦巖體)東側與黑云母堿長花崗巖呈NNE向的斷層接觸(F7)，南側與志留系窮庫什太組大理巖呈NWW向的斷層接觸(F8)。

波孜果爾巖體為東西向魚狀展布的巖株，侵入于上志留統的大理巖中(圖3)，且與地層走向基本一致，東西長約4.45km，南北寬0.5～1.3km，平均約0.9km左右，總體面積約為2.6km2。該堿性侵入體實際為一個花崗質雜巖體的組成部分。這個雜巖體的東部為黑云母堿長花崗巖，西部為含霓石和鈉鐵閃石的堿性(花崗)巖，西巖體含礦，且由多個巖相組成。據劉春花等(2014)報道，東巖體黑云母堿長花崗巖的鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡為287.7±2.9Ma，西巖體的霓石鈉閃堿長花崗巖為280.9±2.6Ma、霓石鈉閃石英堿長正長巖為291.6±2.9Ma。Huangetal.(2014)認為含礦巖體由斑狀鈉長花崗巖和等粒狀粗粒黑云母-鈉鐵閃石-霓石花崗巖兩個巖性單元組成，且兩個單元之間并沒有明顯的界線，暗示他們幾乎同時形成，并對斑狀鈉長花崗巖鋯石進行U-Pb定年，結果為290.1±1.4Ma。以上年代學數據說明波孜果爾巖體形成于早二疊世。巖體圍巖蝕變較弱，且類型簡單，主要發育綠泥石化、綠簾石化、螢石化和褐鐵礦化。含霓石和鈉鐵閃石的堿性(花崗)巖(西巖體)呈橢圓形小巖株分布于礦區中東部一帶，出露長約1km，寬約0.7km，面積約0.8km2左右，走向NWW，傾向NNE，傾角約70°。該巖株全巖礦化，礦體規模、形態與巖體一致，主要為鈮、鉭礦化，并伴有銣、鋯、鈾、釷和稀土礦化(徐海明等，2010)，經初步勘查，已成為一處超大型Nb-Ta-Zr-Rb-REE礦床(鄒天人和李慶昌，2006；徐海明，2011)。

3 樣品采集及分析方法

本次選擇在近似含礦巖體走向方向的3處露頭進行了采樣，采樣位置見圖3。在完成系統的薄片鑒定的基礎上，選取包含三種巖石類型在內的10件樣品用于巖石主量和微量元素的測試，選取各巖石類型具有代表性的9件鈉鐵閃石、6件霓石樣品分別進行了主量和微量元素測試。

圖4 波孜果爾巖體手標本及鏡下照片(a、b)霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖; (c、d)霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖; (e、f)霓石鈉鐵閃石堿長正長巖). Q-石英；Ab-鈉長石；Kf-鉀長石；Aeg-霓石；Arf-鈉鐵閃石Fig.4 Microphotographs of Boziguoer intrusionQ-quartz; Ab-albite; Kf-K-feldspar; Aeg-aegirine; Arf-arfvedsonite

3.1 全巖化學分析

全巖主量和微量元素分析工作于武漢上譜分析科技有限責任公司完成。主量元素分析利用X射線熒光光譜法(XRF)，詳細的儀器參數和操作流程等可見(Maetal.，2012)。全巖微量元素測試通過Agilent 7700e ICP-MS分析完成，具體的操作流程和規范可見(Songetal.，2010)。

3.2 礦物化學分析

霓石和鈉鐵閃石的主量元素測試工作于中國地質調查局天津地質調查中心實驗測試室完成，測試儀器為SHIMADZU-EPMA1600型電子探針，能譜儀為EDAX-GENESIS。點分析的實驗條件為：加速電壓15kV，束流20nA，束斑直徑5μm，結果采用ZAF校正方法，當元素含量大于0.1×10-6時其1σ小于10%。

霓石和鈉鐵閃石的原位微區微量元素測試工作在合肥工業大學資源與環境工程學院礦床成因與勘查技術研究中心(OEDC)礦物微區分析實驗室完成。激光剝蝕系統為CetacAnalyte HE，ICP-MS為Agilent 7900。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補償氣以調節靈敏度，二者在進入ICP之前通過一個T型接頭混合。激光能量為2.5J/cm2，斑束為30μm。每個時間分辨的分析數據包括20s的空白信號和40s的樣品信號。對分析數據的離線處理采用軟件ICPMSDataCal(Liuetal.，2008)完成，包括對樣品和空白信號的選擇和靈敏度漂移校正。詳細的儀器操作條件和數據處理方法可見汪方躍等(2017)，分析誤差小于1.5%。礦物微量元素含量利用多個參考玻璃(NIST610、NIST612、BCR-2G)作為多外標單內標(43Ca)進行定量計算。標準玻璃中元素含量的推薦值據GeoReM數據庫。

4 巖相學和巖石地球化學特征

4.1 巖相學特征

通過對波孜果爾含礦堿性花崗質巖體的露頭、手標本及光薄片進行詳細觀察，含礦巖體的巖石類型有以下三種：

霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖(圖4a，b)，灰白色，中-細粒結構，塊狀構造。主要礦物有鈉長石(35%～45%)、鉀長石(20%～25%)和石英(20%～25%)；次要礦物有鈉鐵閃石(5%～10%)、霓石(3%～5%)和多硅鋰云母(3%～5%)，副礦物主要包括鋯石、燒綠石、星葉石、獨居石、釷石、氟碳鈰鑭礦、磷釔礦、螢石、磁鐵礦等。

圖5 波孜果爾巖體中堿性暗色礦物鏡下照片Ast-星葉石Fig.5 Microphotographs of alkaline melano minerals in Boziguoer intrusionAst- astrophyllite

霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖(圖4c，d)，灰白色，相較霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖色率稍深，細粒結構，塊狀構造。主要礦物包括鈉長石(45%～55%)和鉀長石(20%～30%)；次要礦物有鈉鐵閃石(8%～15%)、霓石(5%～8%)和石英(5%～8%)，副礦物主要包括鋯石、燒綠石、星葉石、釷石、獨居石、氟碳鈰鑭礦、磷釔礦、螢石等。

霓石鈉鐵閃石堿長正長巖(圖4e，f)，灰白偏淡藍色，細粒結構，條帶-條紋狀構造，是區別于其他兩種巖石類型的典型特征。主要礦物包括鈉長石(55%～65%)和鉀長石(25%～30%)；次要礦物鈉鐵閃石(10%～15%)、霓石(5%～8%)和石英(0%～3%)，副礦物主要包括鋯石、燒綠石、星葉石、釷石、獨居石、氟碳鈰鑭礦、磷釔礦、螢石等。

各巖相中鉀長石由正長石和微斜長石組成，鈉長石消光角測得其An牌號均小于5.0，結合其成分分析，所有鈉長石都應歸屬于堿性長石。

三種巖石類型主要礦物和副礦物類型相似，主要鑒別特征是石英及堿性暗色礦物的相對含量和巖石結構構造特征，野外沒有找到各巖石類型較為明顯的巖性界線和穿插關系，推測其為漸變過渡關系。

三種巖石類型的霓石和鈉鐵閃石鏡下特征相似，其中，霓石粒度分布不均，大多數霓石粒度介于0.1～0.5mm之間，半自形-自形結構。在單偏光下，霓石多色性不明顯，為淺黃綠-淺棕綠的多色性，發育輝石式解理，且柱面解理發育不連續。正交偏光下，呈現鮮艷的Ⅱ級藍綠-Ⅲ級綠干涉色，少部分可見Ⅱ級黃-Ⅱ級藍的干涉色。斜消光，消光角為30°～50°。霓石均與鈉鐵閃石、星葉石共生，或發育于鈉鐵閃石之中(圖5a，b)。鈉鐵閃石呈長柱狀-針柱狀，呈半自形-自形，其粒度介于0.1～2.5mm之間，大部分集中于0.8～1.2mm之間。正中突起，邊緣糙面顯著。有明顯的閃石組礦物的多色性特征，內部解理明顯，發育閃石式解理和(110)柱面完全解理，部分碎裂較為嚴重，由于被自身色調所覆蓋，正交光下顏色較深。鈉鐵閃石多色性明顯，在單偏光下呈現棕黃-深藍的多色性，在正交偏光下，其自身顏色較深，呈現Ⅱ級藍的干涉色，鈉鐵閃石多為填隙結構，產出于堿性長石和石英的間隙中(圖5c，d)，指示其生成時間較晚。霓石鈉鐵閃石堿長正長巖中的霓石和鈉鐵閃石相互交生，其集合體可呈條帶狀分布，構成條帶-條紋狀構造(圖4e，f)。

礦石礦物以燒綠石為主，次為鋯石、星葉石、獨居石、磷釔礦、氟碳鈰鑭礦等；脈石礦物以正長石、微斜長石、鈉長石、石英為主，少量霓石、鈉鐵閃石、磁鐵礦、磷灰石等，礦石礦物多呈粒狀集合體或單體充填于脈石礦物顆粒間，或被早期生成的堿性長石包裹，形成典型的稀疏浸染狀構造(圖6a)，偶見有團塊狀構造(圖6b)。通過對礦石礦物的成分研究，結合徐海明(2011)、尹京武等(2013)工作，礦石中的鈮和鉭主要來自于燒綠石；銣和銫主要分布在星葉石中；鋯主要來自鋯石(圖6c)；釷主要由釷石提供(圖6d)；稀土元素主要來自于獨居石、磷釔礦和氟碳鈰鑭礦(圖6e，f)；鈾主要來自于燒綠石和釷石。

4.2 全巖主量元素

波孜果爾堿性花崗質侵入巖的全巖主量元素分析結果列于表1。SiO2含量為65.65%～76.74%，平均為68.80%；Na2O含量為5.29%～8.41%，平均為7.33%；K2O含量為3.00%～5.24%，平均為4.37%；Al2O3含量為12.64%～17.65%，平均為15.87%，A/CNK=0.84～0.92，A/CNK均值為0.897；Fe2O3T為1.25%～4.45%，平均2.44%；CaO為0.1%～0.86%，平均為0.54%；MgO含量為0.01%～0.04%，平均為0.03%；堿度率(AR)=5.45～8.02，平均6.05。里特曼指數(σ)=2.34～7.14，平均為5.61，只有兩個霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖接近3.3，屬于偏堿性巖石，其他都大于3.3，屬于堿性巖石。CIPW標準礦物軟件計算出礦物體積百分含量可知(表1)，其主要礦物包括鉀長石、鈉長石、石英、紫蘇輝石和錐輝石，不含剛玉分子，也指示其不是富鋁質系列的巖石，主要礦物組成和體積占比與實際觀察一致，Q-A-P圖解投圖分析(圖7)，由于鈉長石成分分析得其An牌號均小于5，因此在投圖時和鉀長石都屬于堿性長石系列(A)，結果指示波孜果爾堿性花崗質侵入巖的巖石類型為堿長花崗巖、石英堿長正長巖和堿長正長巖，與手標本及顯微鏡下觀察結論相一致，收集前人相關數據進行投圖也落在同樣的區間內。

表1 波孜果爾巖體主量元素(wt%)和微量元素(×10-6)分析結果

續表1

圖6 波孜果爾霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖副礦物鏡下及BSE照片Pyr-燒綠石；Zr-鋯石；Th-釷石；Bas-氟碳鈰鑭礦；Mnz-獨居石Fig.6 Microphotographs and BSE of accessory minerals in Boziguoer intrusionPyr-pyrochlore; Zr-zircon; Th-thorite; Bas-bastnaesite; Mnz-monzonite

在SiO2-(Na2O+K2O)圖解中(圖8a)，波孜果爾堿性花崗質侵入巖中霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖落入堿性和鈣堿性的臨界區域，其他兩種巖石類型均落入堿性區域，作為對比的巴楚地區的正長巖都落在堿性區域，哈拉峻地區的堿性花崗巖在兩個區域都有分布。在SiO2-AR圖解中(圖8b)，波孜果爾三種巖石類型、巴楚地區的正長巖和哈拉峻地區的堿性花崗巖均落在堿性的區域內。在A/CNK-A/NK圖解中(圖8c)，波孜果爾三種巖石類型均落在過堿質巖區域內，巴楚地區正長巖主要落入準鋁質區域，哈拉峻地區堿性花崗巖落在準鋁質-過鋁質區域內。

圖8 波孜果爾巖體巖石地球化學分類圖解(a)TAS分類圖解(底圖據Middlemost，1994)；(b)SiO2-AR圖解(底圖據Wright，1969)；(c)A/CNK-A/NK圖解(底圖據Maniar and Piccoli，1989). 巴楚地區正長巖數據引自：楊樹鋒等(2006)；Zhang et al.(2008)；位荀和徐義剛(2011)；哈拉峻地區堿性花崗巖數據引自Zong et al.(2021)Fig.8 Geochemical classification diagrams for Boziguoer intrusion(a) TAS classification diagram (after Middlemost, 1994); (b) SiO2 vs. AR diagram for granite (after Wright, 1969); (c) A/NK vs A/CNK diagram for granite (after Maniar and Piccoli, 1989). The data for syenitic rocks in Bachu area from Yang et al. (2006); Zhang et al. (2008); Wei and Xu. (2011). The data for alkaline granite in Halajun area from Zong et al. (2021)

4.3 全巖微量元素

波孜果爾堿性花崗質侵入巖的全巖微量元素分析結果見表1。全巖稀土總量較高，∑REE=233.7×10-6～1269×10-6，平均為576.4×10-6，LREE/HREE=2.88～13.17，平均為6.17，(La/Yb)N=2.41～16.09，以輕稀土富集和重稀土虧損為特征，且所有樣品的配分模式相似，均呈現低緩右傾的分配特征(圖9a)，Eu的負異常顯著(δEu=0.05～0.14，平均為0.11)，沒有Ce異常(δCe=0.96～1.21，平均為1.05)，總體來看，波孜果爾堿性花崗質巖體的稀土元素表現為明顯Eu負異常、輕稀土輕度富集的“V”型配分曲線。

圖9 波孜果爾巖體球粒隕石標準化稀土元素配分模式圖(a)和原始地幔標準化微量元素蛛網圖(b)(標準化值據Sun and McDonough，1989)Fig.9 Chondrite-normalized REE diagram (a) and primitive-mantle-normalized trace element spider diagram (b) of Boziguoer intrusion (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

全巖Rb/Sr=103～118，平均為175；Rb/Ba=48.8～382，平均為98.8，Nb+Ta=26.67×10-6～447.8×10-6，平均為170.7×10-6，原始地幔標準化微量元素蛛網圖中(圖9b)，所有樣品均表現出相似的微量元素配分特征，以富集U、Th及Nb、Ta、Zr、Hf等高場強元素、虧損Ba、Sr等大離子親石元素為特征，指示三種巖石類型是同源巖漿演化的產物。其中，堿長花崗巖相較堿長正長巖和石英堿長正長巖更富集U、Nb、Ta，且更虧損Ba、Sr，兩種堿長正長巖則更富集Zr。

5 礦物化學特征

5.1 霓石

波孜果爾巖體各巖石類型的霓石主量元素均顯示高硅、鈉、鐵，低鈦、鈣、鎂、錳的特征，SiO2含量為49.52%～52.76%，Na2O含量為11.21%～14.57%，FeOT含量為27.39%～31.08%。計算結果顯示錐輝石/霓石(Ac)含量為44.68～57.14，正鐵輝石(Fs)含量為42.72～48.15，硅灰石(Wo)(0.02～8.59)和頑火輝石(En)(0～0.52)含量比較低(電子版附表1)。

Morimoto和黃婉康(1988)將輝石分為Ca-Mg-Fe輝石、Ca-Na輝石、Na輝石和其他輝石(Li、Sc、Sr等)四個族，總計20余種，輝石族礦物Q-J圖解中(Q=Ca+Mg+Fe2+；J=2Na)，波孜果爾所有巖石類型中的霓石由于鈉含量較高，均落于鈉輝石族以外的富鈉其他輝石組區域(圖10a)。在Q(Wo+En+Fs)-Jd(NaAlSi2O6)-Ae(NaFeSi2O6)組分圖解中，大部分落在霓石區域內，少部分石英堿長正長巖中的測點落于霓輝石區域(圖10b)，從石英堿長正長巖到堿長正長巖再到堿長花崗巖，越來越接近Ae端元。因此，波孜果爾堿性花崗質侵入巖的輝石族礦物為霓石-霓輝石系列，其中霓輝石僅在石英堿長正長巖中少量發育。

波孜果爾堿性花崗質侵入巖各巖石類型的霓石微量元素分析結果見電子版附表2。霓石的稀土總量很低，∑REE=2.51×10-6～34.95×10-6，平均為9.80×10-6，以重稀土輕度富集為特征，LREE/HREE=0.04～0.38，平均為0.12，(La/Yb)N=0～0.04，在球粒隕石標準化稀土元素配分模式圖中(圖11a)，所有樣品均表現出相似的配分模式，即呈現出低緩左傾的分配特征，且具有弱的Eu負異常(δEu=0.06～0.71，平均為0.32)。霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖中的霓石具有弱的正Ce異常(δCe=2.07～2.48)，其他樣品的霓石幾乎沒有Ce異常(δCe=0.50～1.34，平均為1.04)。在霓石原始地幔標準化微量元素蛛網圖中(圖11b)，所有樣品均表現出相似的微量元素特征，都富集Th、U及Nb、Zr、Hf等高場強元素，虧損Ba、Sr等大離子親石元素，指示三種巖石類型的霓石結晶時的熔體微量元素成分相似。

圖10 波孜果爾巖體輝石Q-J(a)及Q-Jd-Ae(b)圖解(底圖據Morimoto和黃婉康，1988)霓石1-霓石鈉鐵閃石花崗巖中的霓石；霓石2-霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖中的霓石；霓石3-霓石鈉鐵閃石堿長正長巖中的霓石. 圖11同Fig.10 The 10Q vs. J (a) and Q-Jd-Ae (b) diagrams of pyroxenes in the Boziguoer intrusion (base map after Morimoto and Huang, 1988)Aegirine1-aegirine in aegirine arfvedsonite alkali feldspar granite; Aegirine2-aegirine in aegirine arfvedsonite quartz alkali feldspar syenite; Aegirine3-aegirine inaegirine arfvedsonite alkali feldspar syenite. Fig.11 is the same

圖11 霓石稀球粒隕石標準化土元素配分圖(a)和原始地幔標準化微量元素蛛網圖(b)(標準化值據Sun and McDonough，1989)Fig.11 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primaitive-mantle-normalized trace element spider diagram (b) of aegirine in Boziguoer intrusion (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

5.2 鈉鐵閃石

波孜果爾堿性花崗質巖體各巖石類型的鈉鐵閃石主量元素成分相似(電子版附表3)，都具有富鈉、高鐵、多硅，極低鎂、鈣、鈦的特征，SiO2含量為48.62%～51.77%，Na2O含量為6.07%～8.91%，FeOT含量為29.59%～33.35%，MgO含量為0.09%～0.58%，CaO為0.01%～2.55%，按23個氧原子為基準，計算陽離子系數，結果顯示其M值(Mg/Mg+Fe2+)=0.015～0.26，指示極度貧鎂富鐵，(Na+K)A的值為0.55～1.22，均大于0.5，指示富堿的特征。

根據角閃石晶體結構中的陽離子數可以對角閃石進行分類劃分(Leakeetal.，1997，2004)，(Na+Ca)B-NaB圖解中(圖12a)，全部分析點均落在堿性角閃石區域。全部分析點的(Na+K)A均大于0.5，且AlⅥ

圖12 角閃石(Na+Ca)B-NaB(a)及Mg/(Mg+Fe2+)-Si(b)圖解(底圖據Leake et al.，2004)鈉鐵閃石1-霓石鈉鐵閃石花崗巖中的鈉鐵閃石；鈉鐵閃石2-霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖中的鈉鐵閃石；鈉鐵閃石3-霓石鈉鐵閃石堿長正長巖中的鈉鐵閃石. 圖13、圖14、圖15同Fig.12 (Na+Ca)B vs. NaB (a) and Mg/(Mg+Fe2+)vs. Si (b) diagrams of amphibole (base map after Leake et al., 2004)Arfvedsonite1-arfvedsonite in aegirine arfvedsonite alkali feldspar granite. Arfvedsonite2-arfvedsonite in aegirine arfvedsonite quartz alkali feldspar syenite. Arfvedsonite3-arfvedsonite inaegirine arfvedsonite alkali feldspar syenite. Fig.13, Fig.14 and Fig.15 are the same

圖13 鈉鐵閃石球粒隕石標準化稀土元素配分圖(a)及原始地幔標準化微量元素蛛網圖(b)(標準化值據Sun and McDonough, 1989)Fig.13 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and primaitive-mantle-normalized trace element spider diagrams (b) of arfvedsonite in Boziguoer intrusion (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

波孜果爾堿性花崗質侵入巖各巖石類型的鈉鐵閃石稀土及微量元素分析結果列于電子版附表4。鈉鐵閃石的稀土總量較低，∑REE=11.22×10-6～146.2×10-6，平均為102.3×10-6，以重稀土輕度富集為特征，其LREE/HREE=0.12～0.80，平均為0.56，(La/Yb)N=0.01～0.12。球粒隕石標準化稀土元素配分模式圖中(圖13a)，兩類堿長正長巖和堿長花崗巖的鈉鐵閃石表現出不一樣的配分模式，鈉鐵閃石稀土總量上，兩類堿長正長巖明顯高于堿長花崗巖，堿長花崗巖中的鈉鐵閃石具有明顯的Ce正異常(δCe=1.73～7.09，平均為4.17)，兩類堿長正長巖沒有或弱正Ce異常(δCe=0.96～2.84，平均為1.28)，但所有的鈉鐵閃石均具有Eu的負異常(δEu=0.03～0.18，平均為0.13)。鈉鐵閃石原始地幔標準化微量元素蛛網圖中(圖13b)，所有樣品表現出相似的微量元素特征，即富集U、Th及Nb、Ta、Zr、Hf等高場強元素，虧損Ba、Sr等大離子親石元素。堿長花崗巖鈉鐵閃石的總體微量元素含量較兩種堿長正長巖偏低，即兩種堿長正長巖中的鈉鐵閃石更富集Zr、Hf、Nb、Ta等元素，但堿長花崗巖中的鈉鐵閃石更富集U，堿長花崗巖鈉鐵閃石的U含量為1.99×10-6～103.0×10-6，平均為33.3×10-6，而其他兩種堿長正長巖中的U含量為0×10-6～4.12×10-6，平均為0.33×10-6。

6 討論

6.1 礦化巖體的巖石類型及來源

堿性暗色礦物的發育是堿性巖的一個鑒別標志，指示巖漿中Al含量相對于堿質的不足，導致堿質在形成堿性長石后仍有剩余，從而多余的堿質進入暗色礦物的晶格中形成堿性暗色礦物。波孜果爾含礦巖體中堿性暗色礦物(霓石、鈉鐵閃石)廣泛發育，而且角閃石族礦物的化學組分特征受到寄主巖石的成分和體系環境變化等的控制，因此不同主巖條件下形成的角閃石在結構特征和化學組分等方面會存在明顯的差異，這種差異是由于礦物中不同的元素通過類質同象置換和替代造成的(陳光遠，1987；薛君治等，1990；Ridolfietal.，2008)，選擇差別大、含量高且能反映成因特點的陽離子或陽離子組合作為礦物化學-成因圖解的端元成分，可以用以進行寄主巖石類型判別。Al/Si-Mg/(Fe+AlⅥ)圖解中，波孜果爾各巖石類型中的鈉鐵閃石均落在堿性巖區域(圖14a)，在Mg-(Na+K+Ca)-(Fe2++Fe3+)三元圖解中，所有鈉鐵閃石也都落在堿性成因區(圖14b)，指示這些堿性暗色礦物為非交代或變質成因，與巖相學觀察一致，是堿性巖漿結晶礦物。此外，巖石化學成分在AR-SiO2圖等各類判別圖解中(圖8)也都落在堿性巖區域，因此，波孜果爾含礦巖體是堿性巖體，其所含的堿性暗色礦物為堿性(花崗)質巖漿結晶形成。

圖14 角閃石Al/Si-Mg/(Fe+AlⅥ)(a, 底圖據薛君治等，1990)和Mg-(Na+K+Ca)-(Fe2++Fe3+)(b, 底圖據陳光遠，1987)判別圖解5-堿性巖漿角閃石Fig.14 Al/Si vs. Mg/(Fe+AlⅥ) (a, after Xue et al., 1990) and Mg-(Na+K+Ca)-(Fe2++Fe3+) (b, after Chen, 1988) discrimination diagrams of amphibole5-alkaline magmatic amphibole

含礦巖體各巖相的細致劃分是探討巖漿演化和成礦機制的重要前提，但是波孜果爾含礦巖體的巖石類型劃分和定名存在一定爭議，主要原因在于：(1)地形和交通條件的制約對樣品的系統采集造成困難，導致缺失部分巖相；(2)主要礦物(長石、石英及堿性暗色礦物)的相對含量沒有細致判定，導致整體簡單定名為堿性花崗巖；(3)定名時缺少對長石類型的準確判定，未區分富鈉斜長石與堿性長石。目前已報道的巖石類型包括霓石花崗巖(徐海明，2011; 徐海明等，2010，2012)、霓石鈉閃石英堿長正長巖-霓石鈉閃堿長花崗巖(劉春花等，2012，2014)、石英二長閃長巖-花崗閃長巖-石英二長巖(尹京武等，2013)和斑狀鈉長花崗巖-等粒狀粗粒黑云母鈉鐵閃石霓石花崗巖(Huangetal.，2014，2018)等。本文結合已有的工作基礎，在穿切整個巖體的剖面上進行系統采樣，通過細致的巖相學和巖石化學工作對不同位置巖石的礦物相對含量和長石種屬進行判別。識別出三種不同不類型的巖相，并且發現各巖相所含長石均為An<5%的堿性長石，未見斜長石。按照堿性巖定名中的暗色礦物四原則(曾廣策和邱家驤，1996)，波孜果爾含礦巖體可分為霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖、霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖和霓石鈉鐵閃石堿長正長巖。根據前人對富堿巖石類型的物質組成總結(周玲棣和趙振華，1994；趙振華和周玲棣，1994)，波孜果爾含礦堿性巖體包含了堿性花崗巖和堿性巖，這是堿性花崗質巖漿分異演化的結果(章節6.2重點討論)，而且其具有典型A型花崗巖的巖相學、巖石化學、礦物學等方面的特征(劉春花等，2012，2014)。因此，本文認為波孜果爾含礦巖體總體為堿性A型花崗質巖體。

圖15 角閃石Al2O3-TiO2(a, 底圖據姜常義和安三元，1984)和Ca-(Fe2++Fe3+)-Mg(b, 底圖據謝應雯和張玉泉，1990)圖解Fig.15 Diagrams of Al2O3 vs. TiO2 (a, after Jiang and An, 1984) and Ca-(Fe2++Fe3+)-Mg (b, after Xie and Zhang, 1990) of amphibole

關于A型花崗質巖石的來源，當前主要有以下幾種觀點：①來源于富集地幔源區的基性-超基性巖漿極端分離結晶形成(Loiselle and Wones，1979；Currieetal.，1986；Marksetal.，2003；Bonin，2007)；②來源于麻粒巖相變質的鎂鐵質火成巖的部分熔融(Truaetal.，1999；Wangetal.，2005)；③長英質地殼的重熔(Harris and Marriner，1980；Collinsetal.，1982；Anderson，1983；Clemensetal.，1986)；④殼源巖漿與幔源巖漿的混合(楊樹峰等，2006)。本文認為波孜果爾A型花崗質巖石起源于古老地殼巖石的熔融。首先，已報道的波孜果爾巖體全巖Nd同位素組成(εNd(t)=-4.4～-3.1)與近似代表該時期南天山南緣地幔Nd同位素組成的小提坎里克組基性熔巖(εNd(t)=+0.6～-0.3)有明顯的差異，指示波孜果爾巖體殼源重熔或殼?；煸吹奶卣?Huangetal.，2014)。其次，麻粒巖相變質的鎂鐵質火成巖在在重熔形成堿性花崗質巖漿之前，會先期經歷一次部分熔融事件并抽取出長英質熔體(Clemensetal.，1986；Whalenetal.，1987；Creaseretal.，1991；Douce，1997)。而鄭建平等(2005)對西南天山托云盆地麻粒巖捕虜體進行研究，指出西南天山下地殼除稀土元素變化范圍較寬外，堿質和高場強元素等都顯示虧損到輕度虧損的特征。波孜果爾巖體高度富集堿質、高場強元素和稀土元素，因而其不太可能是殘留麻粒巖相變火成巖重熔的產物。另一方面，花崗巖中角閃石族礦物的M值(Mg/(Mg+Fe2+))對于指示巖漿起源有重要意義，前人統計發現， M值>0.7為幔源型， M值=0.7～0.5為殼?；旌闲停?M值<0.5為殼源型(謝應雯和張玉泉，1990)。經計算，波孜果爾巖體鈉鐵閃石的M值=0.02～0.26，平均為0.04，且在鈉鐵閃石成分的Al2O3-TiO2圖解(圖15a)和Ca-(Fe2++Fe3+)-Mg三元圖解(圖15b)中，鈉鐵閃石均落在殼源區域，指示其巖漿起源主要為殼源物質重熔。同時，這些花崗巖類巖石的鋯石εHf(t)值為-6.3～+9，且大部分εHf(t)負值，對應的模式年齡為0.7～1.7Ga(劉春花等，2014)。這與全巖Nd同位素的兩階段模式年齡(1.3～1.4Ga)重合(Huangetal.，2014)，表明其巖漿來源主要為古元古代-中元古代的古老地殼物質，可能有少量虧損地幔物質參與形成。綜合巖體礦物化學和同位素地球化學特征，波孜果爾巖體主要來源于古老地殼物質的重熔，可能有少量地幔物質的參與。

堿質A型花崗巖巖漿形成所需的熔融溫度較高，所需的熱異常通常與地?；顒佑嘘P(鐘玉婷和徐義剛，2009)。通過鋯石飽和溫度計進行計算，波孜果爾巖體形成溫度為832～839℃(劉春花等，2012)，明顯高于華南地區的造山帶背景A型花崗巖(集中在760℃)，且與地幔柱有關的A型花崗巖的形成溫度較為接近(鐘玉婷和徐義剛，2009)。同屬塔里木北緣早二疊世堿性巖帶的哈拉峻地區A型花崗巖的鋯石飽和溫度為721～924℃，與波孜果爾巖體相似，其異常高的形成溫度被認為和塔里木地幔柱活動造成的幔源巖漿底侵有關(Zhangetal., 2010；Huangetal., 2012；曹俊等，2013；Suetal.，2019；Zongetal.，2021)。塔里木地幔柱的活動時間為300～280Ma，其影響范圍包含西南天山(Weietal.，2014；Xuetal.，2014)，與波孜果爾巖體時空上一致。因此，造成波孜果爾巖體源區地殼巖石部分熔融的熱異常可能與同時期發育的塔里木地幔柱活動引起的幔源巖漿底侵有關。同時，有學者認為底侵的幔源巖漿可以釋放出一定量的超臨界流體，從而導致金屬元素在地殼的“預富集”(Bailey，1980；Woolley，1987；Martin，2006，2012)，這可能是波孜果爾巖體形成鈮鉭稀土礦化的主要因素(Huangetal.，2018)。

6.2 礦物形成順序與巖漿演化規律

在含有堿性暗色礦物的堿性巖中，霓石、鈉鐵閃石等一般分布在間隙相(呈針狀)或礦物的邊部，指示其是最后殘余巖漿結晶的產物(林培英等，1986；Wolff，1987；Andersen，1988；Woolley and Platt，1988；許繼鋒，1993)，且鮑文反應序列也指出堿性巖中的堿性暗色礦物通常比長石和石英晚結晶。波孜果爾巖體的霓石和鈉鐵閃石共生，多為填隙結構，產出于堿性長石和石英的間隙中，指示堿性暗色礦物結晶晚于堿性長石和石英。燒綠石、鋯石、獨居石、星葉石等副礦物多呈粒狀集合體或單體充填于脈石礦物顆粒間，或被早期生成的堿性長石或石英包裹，釷石、磷釔礦和氟碳鈰鑭礦等副礦物僅以它形填隙狀發育，這些現象說明大多數稀有稀土副礦物的結晶時間晚于主要的造巖礦物，因此，波孜果爾巖體的礦物結晶順序為堿性長石+石英→霓石+鈉鐵閃石→副礦物。

波孜果爾三種巖石類型主要組成礦物和副礦物類型相似，野外沒有找到各巖石類型的巖性界線，可能為漸變過渡關系，前人對其主量元素的研究認為它們系同源巖漿演化的產物(劉春花等，2011，2014)。堿性花崗質巖漿體系中，當有超過0.5%的F加入時，會顯著增強巖漿的分離結晶程度(Moghazietal.，2011；Baker and Alletti，2012；Sheardetal.，2012)，波孜果爾巖體的副礦物發育有螢石，且鈉鐵閃石、燒綠石等副礦物F的含量也很高，指示平衡熔體富含F。而且F和HFSE及REE形成的絡合物可以在巖漿演化的絕大多數時間內保持熔融態(Kohnetal.，1991；Zeng and Stebbins，2000；Liu and Nekvasil，2001；Mysenetal.，2004)，從而增加了Nb、Ta、Zr、Hf、U、Th及REE在熔體中的溶解度。隨著巖漿演化，當絡合物分解即會結晶稀有稀土礦物形成礦化，這可能是波孜果爾礦床的成礦機制。在La-La/Yb圖解(圖16a)和Zr-Zr/Nb圖解(圖16b)中也都指示結晶分異作用控制巖體的形成，因此，波孜果爾巖體各巖石類型的演化受結晶分異作用的控制。

圖16 波孜果爾巖體La-La/Yb(a)及Zr-Zr/Nb(b)圖解(底圖據Geng et al., 2009)Fig.16 La vs. La/Yb (a) and Zr vs. Zr/Nb (b) diagrams of Boziguoer intrusion (base maps after Geng et al., 2009)

在正常的鈣堿性巖漿巖中，鎂鐵質礦物早期結晶，石英在最晚期結晶，因此，隨著巖漿的結晶分異，殘余巖漿會越來越富集SiO2，因而對于同源演化的巖漿形成的不同巖石類型，往往利用全巖SiO2的含量指示巖漿的演化方向(SiO2含量越高，演化程度越高)，進而根據各元素與SiO2的相關性判斷演化過程中分離結晶的礦物相。據此，前人研究認為波孜果爾堿性巖體的母巖漿形成后的分異演化過程以堿性長石、Fe-Ti氧化物、磷灰石和獨居石的分離結晶為主導(Huangetal.，2014)。但是，鏡下觀測與礦物成分分析表明石英和堿性長石同為早期結晶的礦物，因此根據SiO2含量增加趨勢判斷巖漿演化方向這一方式在波孜果爾巖體并不適用。

波孜果爾巖體為完整長英質巖漿系統出露在地表的部分，代表了最終侵位到地殼淺部的分異后期的巖漿產物。在Qtz-Ab-Or所代表的長英質巖漿體系中，不同初始成分的巖漿演化程度越高，其殘余巖漿成分越接近，且越趨向于最低共熔點區域(吳福元等，2017)。這與波孜果爾巖體不同巖石類型相同的礦物組成和相似的全巖微量和稀土元素配分模式一致(圖9)。因此，利用全巖微量和稀土元素特征判斷各巖石類型的演化方向較為困難。研究發現，巖漿演化過程中，不相容元素在霓石和鈉鐵閃石與堿性花崗質熔體之間的平衡系數相對穩定(Hart and Dunn，1993；Haurietal.，1994；Marksetal.，2004)，且隨著巖漿結晶分異演化，殘余熔體會富集不相容元素進而影響礦物的稀土和微量元素總量。因此，同一巖漿性質不同演化階段堿性暗色礦物的微量和稀土總量可以反映其分異演化程度。波孜果爾巖體中霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖的鈉鐵閃石稀土和微量元素總量明顯最少，霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖稍低于霓石鈉鐵閃石堿長正長巖，指示演化程度由低到高依次為霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖→霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖→霓石鈉鐵閃石堿長正長巖。不同巖石類型中燒綠石的成分特征也指示這樣的演化趨勢(待發表)。

圖17 波孜果爾巖體不同巖石類型中的成礦元素含量1-霓石鈉鐵閃石花崗巖；2-霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖；3-霓石鈉鐵閃石堿長正長巖Fig.17 Contents of ore elements in different rock types of Boziguoer intrusion1-aegirine arfvedsonite alkali feldspar granite; 2-aegirine arfvedsonite quartz alkali feldspar syenite; 3-arfvedsonite inaegirine arfvedsonite alkali feldspar syenite

從早期的霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖到晚期的霓石鈉鐵閃石堿長正長巖，不同巖性中的霓石和鈉鐵閃石都顯示相似的微量和稀土元素配分模式(圖11、圖13)。稀土元素以富集Tm、Yb和Lu等重稀土為特征，有顯著的Eu的負異常。微量元素上都富集U、Th及Nb、Ta、Zr、Hf等高場強元素，虧損Ba、Sr等大離子親石元素。這些特征表明霓石和鈉鐵閃石來源于封閉體系，是同源巖漿演化的產物。相對于全巖成分，堿性暗色礦物富集Tm、Yb和Lu等重稀土元素，相對虧損輕、中稀土，與世界上其它堿性巖體中的堿性暗色礦物組成相同，指示堿性暗色礦物的稀土配分系數不同于鈣堿性暗色礦物(Marksetal.，2004)。但是，霓石鈉鐵閃石花崗巖中的鈉鐵閃石具有較明顯的Ce的正異常，而晚期巖相中缺失。通常控制礦物中Ce異常和Eu異常的因素有巖漿性質、礦物結晶順序以及氧化還原條件(Rudnick，1992；Bindeman and Davis，2000)。從全巖的稀土元素配分特征可以看出，波孜果爾堿性花崗質巖漿沒有Ce正異常的稀土元素特征，因此可以排除繼承于巖漿性質的可能。一般來說，富Ce的礦物也會富La等其它輕稀土元素，單獨富Ce元素的礦物并不常見，因此礦物的分離結晶不可能導致熔體出現單獨Ce的含量異常高的情況。礦物的Ce異常和Eu異常的變化可以反映其結晶的物理化學條件的改變。例如，對于鋯石來說，巖漿中Ce3+一旦氧化呈Ce4+，其地球化學行為則與Zr、Hf極為相似，相較于其他輕稀土元素也更容易進入鋯石的晶體中，反之，一旦Eu3+還原成Eu2+，與相鄰元素相比，Eu更難進入鋯石的晶體中(Lietal.，2012a；Trailetal.，2012)。本文認為鈉鐵閃石可能具有與鋯石相似的性質。相對于全巖微量元素配分圖上Zr、Hf元素含量的波動，鈉鐵閃石的Zr、Hf元素呈明顯的正異常，指示鈉鐵閃石對Zr、Hf等高場強元素具有高相容性?？梢酝茰y，而當Ce被氧化后也可能會大量進入鈉鐵閃石進而造成Ce的正異常。因此，造成霓石鈉鐵閃石花崗巖中鈉鐵閃石Ce正異常的原因可能是波孜果爾巖體演化的早期階段(初始熔體)氧逸度較高，且體系處于封閉的環境。晚期巖相中Ce異常的缺失可能為早期巖相中磁鐵礦的結晶帶走體系中的Fe3+，使得熔體的演化環境趨于還原的結果。由于缺少堿性暗色礦物相關的溫壓計和氧逸度計，寄主巖漿的氧化還原條件一直難以限定。本文發現鈉鐵閃石的稀土元素特征與體系氧逸度有關，對于定性描述寄主巖石氧化還原環境提供了很好的借鑒。

6.3 構造背景與含礦性特征

波孜果爾巖體所在的塔里木北緣堿性巖帶，在我國境內發育的主要巖性包括堿性花崗巖、正長巖和碳酸巖等，時代均為早二疊世，近東西向呈帶狀分布(劉楚雄等，2004；鄒天人和李慶昌，2006)。除了波孜果爾，代表性巖體還有：瓦吉里塔格巖體主要巖石組合為方解霞黃煌巖-基性/超基性層狀巖體-正長巖-碳酸巖，其中碳酸巖發育稀土-鈮礦化(李昌年等，2001；Lietal.，2012b；Caoetal.，2014；李鳳鳴和顏芳林，2015；Chengetal., 2017, 2018；厲子龍等，2017)；麻扎爾塔格堿性雜巖體巖石組合為輝石正長巖-角閃正長巖-細?；◢弾r，外圍基性、超基性小型巖墻或巖脈十分發育，西側有一個由輝長巖和含長輝石巖組成的雜巖體，不發育稀有稀土礦化(孫燕等，2009；陳咪咪等，2010；位荀和徐義剛，2011)。哈拉峻地區至少有8個大小不一的堿性花崗巖出露，這些巖體均為A性花崗巖，多數巖體含少量的鈉鐵閃石，不發育稀有稀土礦化，富含鐵鈦氧化物的皮羌基性-超基性雜巖體出露在哈拉峻地區的東部(曹俊等，2013；Zongetal.，2021)。當前對這些堿性巖體的成巖構造背景研究存在爭議，主要有以下三種觀點：①俯沖背景(Xiaoetal.，2008)；②造山后伸展背景(劉家遠和袁奎榮，1996；劉楚雄等，2004)；③地幔柱對造山帶的疊置背景(Qinetal.，2011；Suetal.，2011；Xuetal.，2014；楊樹鋒等，2014；秦克章等，2017)。

俯沖背景的堿性巖一般發育銅、金(鉬)礦化(Richards，1995；張偉波和王豐翔，2014；王豐翔等，2017)，而波孜果爾巖體所在的塔里木北緣堿性巖帶主要發育鈮、稀土、鉭、鋯、銣、鈾等稀有稀土金屬礦化，所以俯沖環境不太可能是其成巖構造背景。造山后伸展的構造背景可以發育錫(鎢)礦化和鈮、稀土(鉭、鋯、鈾)稀有金屬礦化(Zhaoetal.，2001；Lenharoetal.，2003；王莉娟等，2012；Wuetal.，2016；Zhuetal.，2016；鐘軍等，2020)，且當地殼組分混染程度較高時為錫(鎢)礦化。波孜果爾巖體的巖漿起源為殼源物質重熔，但卻發育鈮、稀土(鉭、鋯、鈾)稀有金屬礦化，與造山后伸展背景堿性巖成礦組合存在差異。其成因可能與底侵的幔源巖漿釋放超臨界流體導致稀有稀土金屬元素在地殼的“預富集”有關。而塔里木地幔柱對造山帶的疊置可能是導致幔源巖漿底侵的誘發機制。同時，高于正常造山帶堿性巖的成巖溫度也指示其可能的構造背景為地幔柱對造山帶的疊置。另一方面，塔里木大火成巖省的年齡數據顯示存在3期巖漿活動(Weietal.，2014；Xuetal.，2014)：①分布在巴楚瓦吉利塔格地區的方解霞黃煌巖，時代為～300Ma；②分布在盆地內部的溢流玄武巖和流紋巖，時代為～290Ma；③零星分布于盆地邊緣或接近造山帶部位的鎂鐵-超鎂鐵質巖體、巖墻群、正長巖和A型花崗巖，時代為～280Ma。這些巖漿活動與塔里木北緣的堿性巖存在明顯時空聯系，說明是其重要組成部分。因此，波孜果爾礦床所在的早二疊世堿性巖帶的構造背景為地幔柱對造山帶的疊置。

前人研究認為波孜果爾巖體全巖礦化，礦體與巖體產狀一致，形態單一，呈巖株狀產出。礦體品位變化不大，較穩定。礦石中的主要組分(鈮、鉭)與伴生有用組分(銣、鋯、稀土等)關系密切，且分布較均勻(徐海明等，2010，2012; 徐海明，2011)。但是本文通過對不同巖石類型中的成礦元素含量投圖發現(圖17)，Nb主要富集在霓石鈉鐵閃石花崗巖中，且其平均品位已經超過最低工業品位，霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖中的Nb的平均品位超過最低邊界品位但是低于最低工業品位，霓石鈉鐵閃石堿長正長巖中的Nb的平均品位低于最低邊界品位，指示隨著巖漿演化程度的增加，巖體中的Nb的含量有逐漸降低的趨勢。三種巖石類型中的Rb的品位均超過了最低綜合回收品位。三種巖石類型中的Zr的品位雖然都超過了最低邊界品位，但是兩種正長巖中的Zr明顯高于霓石鈉鐵閃石花崗巖。霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖中的稀土品位最高，且平均品位超過了最低邊界品位，其他兩種巖石類型中的稀土平均品位均達不到最低邊界品位，且霓石鈉鐵閃石花崗巖中含量最低。綜上，波孜果爾礦床各成礦元素的分布并不都是均勻的，僅Rb分布較均勻，而演化早期的花崗巖相更富集Nb，演化晚期的正長巖相更富集稀土和Zr，以上分析對于區內開采類似波孜果爾的稀有多金屬礦床，更有利于高效的綜合利用。

7 結論

(1)塔里木北緣波孜果爾巖體為堿性(花崗質)巖體，巖石類型有霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖、霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖、霓石鈉鐵閃石堿長正長巖，為堿性-過堿性中酸性巖石，堿性特征礦物以廣泛發育鈉鐵閃石、霓石-霓輝石，不含霞石等硅酸不飽和礦物為特征。各巖石類型稀土和微量元素總量較高，輕稀土富集，重稀土虧損，具有顯著Eu負異常，富集U、Th和高場強元素，虧損大離子親石元素。

(2)波孜果爾巖體的輝石族礦物顯示高硅、鈉、鐵，低鈦、鈣、鎂、錳的特征，為霓石-霓輝石系列；角閃石族礦物都具有富鈉、高鐵、多硅，極低鎂、鈣、鈦的特征，為堿性角閃石組的鈉鐵閃石。霓石和鈉鐵閃石均顯示相似的微量和稀土元素配分模式，以重稀土輕度富集為特征，有顯著的Eu負異常，僅霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖中的鈉鐵閃石具有Ce的正異常，微量元素上都富集U、Th和高場強元素，虧損大離子親石元素。

(3)波孜果爾巖體的巖漿起源為殼源物質重熔，巖體的時代與塔里木大火成巖省玄武巖的時代一致，地幔柱造成的幔源巖漿底侵為波孜果爾巖體的形成提供了熱源和成礦有利條件。

(4)波孜果爾巖體的礦物結晶順序為堿性長石+石英→霓石+鈉鐵閃石→副礦物，各巖石類型的演化受結晶分異作用的控制，演化程度由低到高依次為霓石鈉鐵閃石堿長花崗巖→霓石鈉鐵閃石石英堿長正長巖→霓石鈉鐵閃石堿長正長巖，且演化的早期階段氧逸度較高。

(5)波孜果爾巖體所在的塔里木北緣堿性巖帶成巖構造背景可能為地幔柱對造山帶的疊置，波孜果爾巖體中，Rb分布較均勻，演化早期的巖相更富集Nb，演化晚期的巖相更富集稀土和Zr。

致謝野外工作得到新疆維吾爾自治區有色地質勘查局701隊李晨工程師、魏賢鋒工程師和拜城縣國土局程汪毅局長等同志的大力幫助，承蒙中國地質科學院礦產資源研究所徐海明高級工程師幫助介紹當地情況和向導; 天津地質調查中心郭虎老師、合肥工業大學汪方躍副教授在實驗過程中給予了指導和幫助; 承蒙朱昱升副研究員、程志國副教授悉心審稿提出寶貴的意見與建議，使文章得以提升和完善。在此一并表示衷心的感謝！