《Lithos》：Geochemistry of tourmaline in granitic rocks from the Zharigana and Caolong areas, Northern Tibet: Implications for the identification of lithium-mineralizing plutons
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本研究通过分析西藏北部Zharigana贫锂与Caolong富锂花岗岩基中矽线石的化学组成及硼同位素，揭示富锂花岗岩中矽线石富集Li、Zn并亏损Sc、Cr、Ni，建立基于矽线石地球化学图的可行锂矿勘探工具。
马玲|周金生|王强|马琳|刘金恒|李武富|王炳章|王春涛|刘建东|张新元|刘茂瑞|余志伟|杨启吉|史兆凯
中国科学院广州地球化学研究所深部地球过程与资源国家重点实验室，中国广州 510640
摘要
锂伟晶岩通常被认为是富铝花岗岩（例如二云母和白云母花岗岩）的分馏产物。然而，利用电气石成分来识别富铝花岗岩的研究却受到了较少关注。为了解决这一不足，我们研究了西藏北部扎里加纳（贫瘠）和曹龙（肥沃）岩基中的伟晶岩和脉状矿体中的电气石。从扎里加纳岩基的二云母花岗岩、斜长岩、以电气石为主的长石-石英脉以及以长石为主的石英-电气石脉中采集了电气石样本；同时 also 从曹龙岩基的白云母花岗岩中采集了样本。所有分析的电气石都属于碱质肖尔石类型。扎里加纳岩基中二云母花岗岩、斜长岩、以电气石为主的长石-石英脉和以长石为主的石英-电气石脉中的电气石的 δ11B 值分别为 ?11.6‰ 至 ?8.0‰、?11.4‰ 至 ?10.3‰、?11.2‰ 至 ?10.2‰ 和 ?11.0‰ 至 ?9.9‰；而曹龙岩基白云母花岗岩中的电气石 δ11B 值范围为 ?10.7‰ 至 ?9.7‰。斜长岩是由二云母花岗岩的岩浆分异作用形成的，而以电气石为主的长石-石英脉和以长石为主的石英-电气石脉则是从二云母花岗岩中分离出来的。这些结果结合先前发表的数据表明，与贫瘠花岗岩相比，富铝花岗岩中的电气石富含锂（Li）和锌（Zn），而钪（Sc）、铬（Cr）和镍（Ni）的含量较低。基于电气石成分的地球化学图谱（如 (Zn + Li)–(Sc + Cr + Ni)、(Zn + Li)–Zn/Sc、(Zn + Li)–Zn/Cr 和 (Zn + Li)–Zn/Ni）可以明确区分富铝花岗岩和贫瘠花岗岩，因此在锂矿勘探中可以作为有效的工具。这表明电气石成分是识别富铝花岗岩岩基的可靠指标。
引言
锂（Li）是一种重要的战略资源，广泛应用于化工、冶金、航空航天和可再生能源汽车工业（Tabelin 等，2021）。伟晶岩型锂矿床占全球锂产量的半壁江山（Bibienne 等，2020）。先前的研究表明，这些富锂伟晶岩是由富锂围岩的部分熔融作用（Chen 等，2020；Koopmans 等，2023；Liu 等，2024；Simmons 等，2016）或花岗岩熔体的极端分馏作用（?erny 等，2012；London，2018；Zhou 等，2025）形成的。与富锂伟晶岩相关的花岗岩通常是 S 型花岗岩（例如二云母或白云母花岗岩；Breiter 等，2005；Roda-Robles 等，2018；Xu 等，2023）。然而，有些 S 型花岗岩岩基在基因上并不与富锂伟晶岩相关。因此，识别富铝花岗岩岩基对于锂矿勘探至关重要。电气石在富铝和贫瘠花岗岩岩基中都很常见（Chakraborty 和 Upadhyay，2020；Li 等，2025a；Zhao 等，2019）。它具有复杂的化学结构，能够吸收多种微量元素和痕量元素（van Hinsberg 等，2011）。电气石的结构式通常表示为 XY3Z6(T6O18)(BO3)3V3W，其中常见的离子（或空位）包括：X = Na、Ca、K 和 □（空位）；Y = Fe2+、Mg、Mn2+、Al、Li、Fe3+ 和 Cr3+；Z = Al、Fe3+、Mg 和 Cr3+；T = Si、Al 和 B；V = OH? 和 O2?；W = OH?、F? 和 O2?（Henry 等，2011）。因此，电气石的成分反映了围岩或流体的影响（Slack 和 Trumbull，2011；van Hinsberg 等，2011）。此外，电气石的化学性质在矿物勘探中非常有用（Beckett-Brown 等，2023；Sun 等，2024a；Sun 等，2024b；Zheng 等，2024）。因此，可以利用电气石成分来区分富铝花岗岩岩基和贫瘠花岗岩岩基。
霍西尔–松潘–甘孜（HXSG）地块拥有大量的富铝花岗岩岩基和伟晶岩型锂矿床（图 1a），包括贾吉卡（Xu 等，2018；Zhou 等，2025）、克埃林（Li 等，2025b）、扎乌龙（Yan 等，2020）和曹龙（Liu 等，2023）地区的矿床。曹龙和扎里加纳岩基分别位于 HXSG 地块的中央和北中部地区（图 1a），两者都含有丰富的含电气石花岗岩和脉状矿体。富铝的曹龙岩基由二云母花岗岩和白云母花岗岩组成，并被许多富锂伟晶岩所包围（Li 等，2023；Liu 等，2023）。虽然曹龙岩基的地质年代学、矿物学和全岩化学特征已经有过研究（Li 等，2023；Liu 等，2023），但本研究重点关注了贫瘠的扎里加纳岩基，该岩基包含二云母花岗岩、斜长岩、以电气石为主的长石-石英脉和以长石为主的石英-电气石脉。这些含电气石的母岩为判断电气石成分是否能够有效区分富铝花岗岩岩基和贫瘠花岗岩岩基提供了理想的机会。
我们确定了扎里加纳和曹龙岩基中花岗岩中电气石的原位主要元素、微量元素以及硼（B）同位素组成。这些结果限制了电气石的来源、B 同位素的变化以及两个岩基的岩浆演化过程。此外，我们的发现与先前发表的数据相结合，证明了电气石是识别富铝花岗岩岩基的可靠指标。
地质背景
HXSG 地块是一个三角形的区域，覆盖了青藏高原中部至北部约 2 × 105平方公里的面积（Wang 等，2011；Xu 等，2018）。该地块的主要边界包括北部的安尼玛肯–昆仑–穆斯塔格缝合带，它与东昆仑和西秦岭地块相邻；南部的金沙江缝合带，与北羌塘地块接壤；以及东部的龙门山断层，它与中国南方地块相邻（图 1a）。
电气石的存在与特征
电气石样本采集自扎里加纳岩基的二云母花岗岩、斜长岩和含电气石的脉状矿体，以及曹龙岩基的白云母花岗岩（图 2）。
扎里加纳岩基的二云母花岗岩具有相对均匀的矿物组成，主要包括斜长石（20–30% 体积）、钾长石（20–30% 体积）、石英（30–50% 体积）、白云母（5–10% 体积）、黑云母（<5% 体积），以及少量的磷灰石、锆石和电气石（图 3a–b）。
分析方法
采用电子探针微分析（EPMA）技术，在中国科学院广州地球化学研究所深部地球过程与资源国家重点实验室（DEEPER）使用 JEOL JXA-8100 仪器测定了电气石和斜长石的主要元素组成。在 DEEPER 的 JEOL JXA-8230 EPMA 仪器上对选定的电气石颗粒进行了主要元素分析。矿物主要元素化学
表 S1 列出了来自曹龙和扎里加纳岩基的 253 个电气石样本（Tur-CM、Tur-ZT、Tur-ZA、Tur-TFQ 和 Tur-FQT）的主要元素组成和结构式。这些电气石的 Al2O3（29.0–35.6% 重量%）、FeO（7.37–12.9% 重量%）和 MgO（1.63–5.19% 重量%）含量范围较广，Mg/(Mg + Fe) 比值为 0.50–0.81。根据 Henry 等（2011）的 Y 位点占据分类标准，所有分析样本均被归类为肖尔石类型。电气石的形成及其对岩浆演化的意义
电气石的化学多样性源于多种地质因素的复杂相互作用，如围岩成分（London 和 Manning，1995；Marks 等，2013）以及结晶的物理化学条件（Chakraborty，2021；van Hinsberg 等，2011）。因此，电气石可以作为记录花岗岩岩浆演化过程的可靠指标。在扎里加纳岩基的二云母花岗岩中，Tur-ZT 间隙存在于斜长石、钾长石和石英之间。结论
（1）扎里加纳岩基中的二云母花岗岩、斜长岩、以电气石为主的长石-石英脉和以长石为主的石英-电气石脉中的电气石，以及曹龙岩基中的白云母花岗岩中的电气石均被归类为碱质肖尔石。
（2）扎里加纳岩基中的斜长岩是通过花岗岩熔体的岩浆分异作用形成的。两种类型的含电气石脉都是从二云母花岗岩中分离出来的。
（3）电气石在……
作者贡献声明
马玲：撰写 – 原稿撰写、方法学设计、数据整理。周金生：撰写 – 审稿与编辑、监督、研究实施、资金争取、数据整理、概念构建。王强：撰写 – 审稿与编辑、监督、研究实施、资金争取、数据整理、概念构建。马琳：撰写 – 审稿与编辑、研究实施、资金争取。刘金恒：撰写 – 审稿与编辑、研究实施、资金争取。李武富：撰写 –利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。致谢
我们感谢编辑 Zhu Di-Cheng 的编辑工作，以及审稿人 Cheng Lining 博士和匿名审稿人的建设性评论和建议。同时感谢 Chen Lin-Li 和 He Peng-Li 在矿物成分分析方面的帮助。本研究得到了中国科学院战略性先导科技专项（XDA0430102）、国家自然科学基金（42430311）和区域联合研究基金的支持。
