南岭中段一六矿床绿柱石和白云母矿物学特征及其地质意义*

秦锦华，王成辉**，陈毓川，赵如意

（1 自然资源部成矿作用评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037；2 中国地质科学院，北京 100037；3 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室，江西南昌 330013）

Be 是一种灰白色的碱土金属，作为重要的战略性关键矿产广泛应用于航天、航空、核反应（王瑞江等，2015；王登红等，2016；2019）。南岭是中国十分重要的稀有金属成矿带，发育花岗伟晶岩型Li-Be矿、花岗岩型Nb-Ta-Be 矿、石英脉型、矽卡岩型WSn-Be 矿、火山岩型Mo-Be 矿等（袁忠信，1958；刘英俊，1983；林德松，1985；杨岳清，1998；袁忠信等，2001，周起凤等，2013；李建康等，2017），但花岗伟晶岩型Be 矿化多发育于南岭东段武夷山地区，其他区域鲜有报道（李建康等，2017）。本次在南岭中带一六矿床的东北部发现了花岗伟晶型的Be 矿化，这对揭示南岭地区稀有金属矿化特征、成矿背景和找矿预测具有重要的指示意义。

1 矿床地质

一六矿床位于南岭成矿带中亚带南段（图1），矿床及其周边的矿产资源包括W、Sn、Nb、Ta、Fe、As、Pb、Zn、Sb、Hg、HREE 等，矿化类型从高温到低温均有发育，包括：矽卡岩型和石英脉石英脉型钨（白钨矿、黑钨矿）矿床、花岗岩型和伟晶岩型Nb、Ta 矿床（点）、中低温热液型的As、Pb、Zn 多金属矿床、低温热液型Sb、Hg矿床。

图1 南岭成矿带区域地质图Fig.1 Regional geologic map of the Nanling metallogenic belt

矿区出露地层主要包括上泥盆统天子岭组（D3t）灰岩、条带状泥晶灰岩，上泥盆统帽子峰组（D3m）杂色砂泥质岩以及下石炭统组孟公坳组（C1ym）灰岩，此外矿床外围还发育侏罗系和第四系。中上泥盆统和下石炭统是主要的容矿围岩。矿床范围内分布2组主要断裂：第一组走向近NS向-NE向，充填有大量的热液石英脉、长石石英脉；第二组断裂走向近EW 向-NW 向，与第一组断裂近于垂直，是矿区主要含矿裂隙和控矿构造，充填大量含W、Sn、As、Pb、Zn、Sb、Hg 元素的矿脉。矿区范围内与成矿关系最为密切的岩浆活动包括早期的中细粒似斑状黑云母花岗岩（分布于矿区西南部）和晚期的细粒白云母花岗岩及花岗伟晶岩（位于矿区东北部，零星出露，规模较小）。W、Sn、REE的成矿与细粒白（二）云母花岗岩和花岗伟晶岩密切相关，在白（二）云母花岗岩的内部和顶部裂隙内发育多条花岗伟晶岩脉并控制了一六矿床Be的矿化。

2 矿化特征及其矿物学特征

2.1 矿化特征

一六矿床Be 矿化主要产于细粒白云母花岗岩体边部的花岗伟晶岩脉中（图2a）。脉宽一般仅为1～3 cm，但沿着走向延伸往往可达10 m。脉体产状变化大，主要受控于中细粒二云母花岗岩的侵入接触界面以及内部裂隙（图2b、c）。岩体内部发育的蚀变类型主要包括钾化、云英岩化和硅化（图2d、e）。在矿化的晚期阶段还发育有方解石化，呈细脉状穿插、破坏了早期的绿柱石。

含绿柱石花岗伟晶岩脉的主要矿物包括石英、绿柱石、微斜长石，次要矿物为白云母。石英与绿柱石近于同时形成或稍晚于绿柱石。绿柱石晶体被石英晶体包裹，白云母沿着石英、长石和绿柱石边部的间隙生长，部分绿柱石发生蚀变，内部出现细粒白云母（图2）。副矿物包括铌钽铁矿、金红石、锆石、磷灰石、磷钇矿、白钨矿等。其中，石英含量约为40%，半自形-他形粒状，粒径0.5～10.0 mm，正中突起，波状消光，Ⅰ级灰白～黄白干涉色；碱性长石含量约为30%，主要为钠长石和微斜长石，钠长石粒径为0.5～3.0 mm，自形-半自形，发育卡钠复合双晶，Ⅰ级灰白干涉色；微斜长石具格子双晶，内部普遍发育不同程度的绢云母化和高岭土化，粒径0.5～2.0 mm。白钨矿粒度较细（0.1～1.0 mm），零星产于石英晶体的间隙中。边部云英岩化带内发育大量白钨矿，粒度小于2 mm（图2f～i）。此外，脉体内部金属硫化物也十分发育，主要包括黄铁矿、毒砂、黄铜矿、闪锌矿、辉钼矿等。辉钼矿主要呈鳞片状、放射状，粒径为0.2～5.0 mm，呈稀疏浸染状分布于花岗伟晶岩脉中及其边部云英岩化带内。黄铁矿零星发育，晶体呈立方体和四面体，内部发育有震荡环带，并被后期浅棕色闪锌矿交代。

2.2 绿柱石、白云母矿物学特征

绿柱石沿着花岗伟晶岩脉生长，占脉体约20%。部分区域发育有少量纯绿柱石脉。绿柱石呈柱状，部分颗粒可见完好的六方柱状。绿柱石为蓝绿色-浅蓝绿色，部分晶体为浅蓝色。晶体粒径大小不一，从0.5×1.0 mm～8.0×40 mm 不等。单偏镜下为半自形-自形的无色透明晶体，正中突起，横截面为六边形、纵截面为矩形；正交镜下，六边形截面为全消光，柱状截面为平行消光，Ⅰ级灰白～黄白干涉色；在锥光镜下，平行光轴的柱状截面出现粗大的黑十字，光性特征为一轴晶（-）（图2f～h）。一六矿床中的白云母主要有2个系列，第一系列（Ms1）主要发育于花岗伟晶岩脉石英、碱性长石和绿柱石的空隙中（图3a）；第二系列（Ms2）发育于伟晶岩脉与白云母花岗岩接触部位的云英岩化带中（图3b）。二者均与绿柱石紧密共生，呈片状、鳞片状。单偏光镜下，白云母为无色透明的自形-半自形的片状晶体，粒径介于0.2～2.0 mm，正低-正中突起，可见闪突起，发育1 组极完全解理｛010｝，解理缝细而密。正交镜下为平行消光，干涉色为Ⅱ级黄～Ⅲ级绿；二轴晶（-），2V角约为45°。

图2 一六矿床野外及其镜下照片a.一六花岗伟晶岩野外露头；b、c.花岗伟晶岩中的绿柱石；d.似斑状二云母花岗岩；e.发育云英岩化的二云母花岗岩；f.柱状绿柱石的正交偏光镜下照片；g、h.绿柱石的正交偏光镜下照片；i.绿柱石的单偏光镜下照片Brl—绿柱石；Ms—白云母；Kfs—钾长石；Qtz—石英Fig.2 The field photographs and micrograph of Yiliu deposit a. Field outcrop of Yiliu granitic pegmatite; b, c. Beryl in granitic pegmatite; d. Porphyritic two-mica granite; e. Two-mica granite with greisenization; f. Photograph of columnar beryl in orthogonal polarizing microscope; g, h. Photograph of beryl in orthogonal polarizing microscope; i. Photograph of beryl in single polarizing microscope Brl—Beryl; Ms—Muscovite; Kfs—K-feldspar; Qtz—Quartz

BSE 图像显示，白云母假柱面发育细密的解理缝，沿着解理缝以及白云母的边缘，有明显晚期热液蚀变的现象，除少数颗粒的表面被石英、方解石交代成粗糙的麻点-孔洞状，大部分颗粒的表面较为干净。无论是Ms1 还是Ms2，内部成分都十分均一，几乎不发育震荡环带（图3c、d）。绿柱石被晚期的石英、长石和云母等矿物包裹，其内部成分较为均一，震荡环带不明显，表明从核部到边部，成分差异不显著（图3e、f）。

图3 一六矿床云英岩带和花岗伟晶岩带中白云母、绿柱石的显微镜照片和BSE图像a.花岗伟晶岩中的白云母；b.云英岩化带内的白云母；c、d.不同系列白云母的BSE图像；e、f.花岗伟晶岩中的绿柱石的BSE图像Ms1—第一系列白云母；Ms2—第二系列白云母；Brl—绿柱石；Ab—钠长石；Kfs—钾长石；Qtz—石英Fig.3 Micrographs and BSE images of muscovite and beryl from greisenization belt and granitic pegmatite of the Yiliu deposit a.Muscovite in granitic pegmatite;b.Muscovite in greisenization belt;c,d.BSE images of muscovite in different series;e,f.BSE images of beryl in granitic pegmatite Ms1—Muscovite of series 1;Ms2—Muscovite of series 2;Brl—Beryl;Ab—Albite;Kfs—K-feldspar;Qtz—Quartz

3 测试方法

绿柱石和白云母样品采自一六矿床东北部二云母-白云母花岗岩体的顶部。白云母和绿柱石的主量元素分析在中国地质科学院矿产资源研究所电子探针实验室完成，仪器型号为iHP200F。加速电压为10 kV，电流为50 nA，束斑直径为10 μm。所采用的标样为：Be—金属Be，Si—石英，Al—硬玉，Mg—镁橄榄石，Na—硬玉，K—KNbO3人工晶体，Ca—硅灰石，P—磷灰石，Rb—RbTiOPO3人工晶体，Cs—铯榴石，V—Ca2(VO4)2钒钙矿，Cr—Cr2O3，Fe—Fe2O3，Ti—TiO2，Mn—MnTiO3。利用该种方法可以直接获得绿柱石的BeO含量。详细的分析方法见吴润秋等（2020）和张文兰等（2020）。

白云母和绿柱石的原位微量分析在国家地质实验测试中心完成。LA-ICP-MS原位微量元素测试在ASI J-200 343 nm 飞秒激光（Applied Spectra公司，美国）和X-Series 电感耦合等离子体质谱仪（Thermo‐Fisher 公司，美国）联机系统上进行。采用点方式剥蚀样品，束斑直径50 μm，激光频率10 Hz，能量密度约5 J/cm2，剥蚀坑深度20～30 μm，以He 作为运移样品剥蚀颗粒的载气，样品信号采集时间20 s，之前采集30 s 空白。以人工合成硅酸盐玻璃标准物质NIST SRM 610和SRM 612作为标准样品，每完成15个样品点测一组标准样品。数据处理采用ICPMS‐DataCal 10.8 软件完成（Liu et al., 2010）。分析误差表示为1 σ，微量元素的检出限在0.05～0.10 μg/g 之间。标准样品的多次分析表明绝大多数元素的准确度在10%以内。

4 测试结果

4.1 绿柱石

（1）主量元素

绿柱石电子探针分析结果列于表1。结果显示，一六矿床绿柱石明显富集w(SiO2)（64.18%～67.02%）、w(Al2O3)（17.80%～18.89%）、w(BeO)（11.42%～14.18%），轻微富集w(FeO)（0.33%～0.92%）、w(Na2O)（0.14%～0.45%）、w(Cs2O3)（0.01%～0.19%）等，亏损w(MgO)（0.01%～0.14%）、w(MnO)（0.01%～0.06%）、w(V2O3)（0.01%～0.02%）、w(Cr2O3)（0.01%～0.08%）、w(Rb2O)（～0，低于检测限）。全碱w(Na2O+K2O)为0.26%～0.55%，按照Černý（1975）提出的绿柱石分类方案，一六矿床绿柱石属于无碱绿柱石-低碱绿柱石类型。以6 个Si 原子为基准，通过理论计算，绿柱石的分子式为：Be2.55～3.13Al1.95～2.01[SiO3]6。Fe+Mn+Mg+V+Cr 的和为0.02～0.08，Fe+Mn+Mg 的和为0.03～0.08，Na+K+Rb+Cs的和为0.03～0.10。

表1 南岭一六矿床绿柱石的电子探针分析结果Table 1 EMPA result of beryl from the Yiliu deposit

续表1Continued Table 1

（2）微量元素成分

一六矿床绿柱石样品的LA-ICP-MS原位微量分析结果见表2。结果显示，绿柱石不同程度地富集Li、Rb、Cs、Zn、Sc 等元素。w(Li)为73.04×10-6～154.65×10-6，w(Rb)为13.22×10-6～33.65×10-6，w(Cs)为331.82×10-6～1138.87×10-6，w(Cr)为9.12×10-6～89.25×10-6，w(Zn)为30.9×10-6～87.26×10-6，w(Sc)为7.15×10-6～34.64×10-6，w(S)为109.67×10-6～720.78×10-6。

表2 南岭一六矿床绿柱石的LA-ICP-MS原位微量分析结果Table 2 In situ LA-ICP-MS analytical result of beryl from the Yiliu deposit

4.2 白云母

（1）主量元素

白云母电子探针的分析结果见表3。第一系列云母产于花岗伟晶岩脉中，w(SiO2)为45.3%～46.6%，w(Al2O3) 为 27.56%～28.64%，w(FeOT) 为 6.26%～8.04%，w(MnO)为0.20%～0.32%，w(MgO)为0.52%～0.62%，w(Na2O)为0.42%～0.59%，w(K2O)为9.75%～9.94%；第二系列白云母与第一系列白云母相比具有更高的w(SiO2)(45.03%～48.43%)，w(Al2O3)（31.94%～32.52%），w(K2O)（9.66%～10.23%），而w(TiO2)（0.17%～0.29%）、w(MnO)（0.12%～0.24%）、w(FeOT)（3.40%～4.55%）、w(Na2O)（0.20%～0.34%）相对较低。所有的数据以22个O原子为基础进行计算，根据计算结果利用FeT+Mg+AlⅥ+Ti（apfu）-Mg-Li（apfu）图解分类显示（图4），第一系列云母为多硅白云母，第二系列云母类型为白云母。

图4 白云母FeT+Mg+AlⅥ+Ti（apfu）-Mg-Li（apfu）图解（据Tischendorf et al.,1997）Fig.4 The FeT+Mg+AlⅥ+Ti（apfu）-Mg-Li（apfu）diagram of muscovite(after Tischendorf et al.,1997)

表3 南岭一六矿床白云母电子探针分析结果Table 3 EMPA result of muscovite from the Yiliu deposit

（2）微量元素成分

原位测试结果（表4）显示，白云母明显富集Li、W、Sn、Nb、Ta、Rb、Cs、V、Ba、Ga、Zn元素，贫Be、Mg、Cu、Pb 元素。其中，w(Li)为310.31×10-6～980.22×10-6，w(Be)为6.71×10-6～20.08×10-6，w(W)为6.56×10-6～95.53×10-6，w(Sn)为512.88×10-6～1020.00×10-6，w(Rb)为2558.63×10-6～3308.03×10-6，w(Nb)为48.40×10-6～197.25×10-6，w(Ta)为10.55×10-6～77.37×10-6，w(Cs)为229.07×10-6～388.70×10-6。

表4 六矿床白云母的LA-ICP-MS原位微量分析结果Table 4 In situ LA-ICP-MS analytical result of muscovite from the Yiliu deposit

5 讨 论

5.1 类质同象机制探讨

（1）绿柱石的类质同象及其致色机制

绿柱石为环状硅酸盐矿物，其晶体化学通式为CH(Na，Cs，Cr，Rb，K，H2O，He，Ar)T(2)，(Be，Li)3O(Al，Sc，Cr，V，Fe2+，Mg，Mn，Fe3+)2T(1)[Si6O18]（Deer et al., 1992; Franz et al., 2002）。绿柱石内部多个位置能发生类质同象而富集大量的主量、微量元素。Li主要替代[BeO4]四面体中的Be，Fe、Mg、Mn、Cr、V、Ti主要占据[AlO6]八面体的位置，H2O、K+、Na+、Cs+、Rb+等离子主要作为电价补偿占据通道（上角标CH）位置（Bakakin et al., 1967; Aurisicchio et al., 1988;Lum et al.,2016）。

伟晶岩型、石英脉型、云英岩型绿柱石的w(Li)普遍大于0.1%，w(Li2O)和w(BeO)体现出一定的负相关趋势（图5a），说明其中的Li与Be发生了不同程度的类质同象。然而，华南与W-Sn 矿伴生绿柱石中w(Li2O)明显低于0.1%，而且两者显示出正相关趋势（图5b）。一六矿床中，Li与Be也呈现出明显正相关的趋势（图5b）。鉴于一六矿床中明显缺乏锂辉石、锂云母、锂电气石等含锂矿物组合，且绿柱石中Li 含量普遍低，笔者认为在Be 矿化过程中，流体中Li的浓度明显偏低，且在绿柱石形成过程中，Li可能并不是以类质同象方式进入绿柱石晶格。

图5 中国典型绿柱石的w(Li2O)-w(BeO)图解（a）及一六矿床的w(Be)-w(Li)图解（b）图5a伟晶岩型数据来源：川西甲基卡（代鸿章等，2018b）、苏联、新疆、内蒙古（转引自刘琰等，2005）、福建南平（饶灿等，2009）、西藏错那洞-库曲（陶湘媛等，2020）；岩体型和W-Sn相关数据来源：华南大吉山、西华山、柿竹园、画眉坳等地（李逸群等，1991）；云英岩型数据来自广东（转引自刘琰等，2005）；石英脉型数据来源：陕西镇安（代鸿章，2018a）；图a为电子探针分析（换算）数据，图5b为LA-ICP-MS分析数据Fig.5 w(Li2O)-w(BeO)diagram of typical beryl in China(a)and w(Be)-w(Li)diagram of Yiliu deposit(b)The source of data of pegmatite in Figure a:Jiajika of West Sichuan Province(Dai et al.,2018b),the Soviet Union,Xinjiang Province,Inner Mongo‐lia(Liu et al.,2005),Nanping of Fujian Province(Rao et al.,2009),Cuonadong-Kuqu of Tibet(Su et al.,2020);The source of data of rock body type and W-Sn related type:Dajishan,Xihuashan,Shizhuyuan,Huameiao of South China(Li et al.,1991);Greisen data from Guangdong Province(Liu et al.,2005);Source of quartz-type:Zhen’an of Shaanxi Province(Dai et al.,2018a);Data of figure a are EMPA data,Figure b are LA-ICP-MS data

此外，绿柱石中碱金属氧化物总和w(K2O+Na2O+Rb2O+Cs2O)为0.35%～0.97%，w(FeO+MnO+MgO+V2O3+Cr2O3)为0.21%～0.57%，w(FeO+MnO+MgO)为0.35%～0.95%。绿柱石中w(FeO+MnO+MgO+V2O3+Cr2O3)与w(Al2O3)呈现出负相关趋势（图6a）；w(K2O+Na2O+Rb2O+Cs2O)与w(FeO+MnO+MgO+V2O3+Cr2O3)也体现出明显正相关趋势（图6b）。这表明，在绿柱石的形成过程中，Fe、Mg、Mn、Cr、V与Al发生了类质同象作用，且碱金属离子以电价补偿方式进入绿柱石通道（CH）。

图6 FeO+MnO+MgO+V2O3+Cr2O3-Al2O3图解（a）与K2O+Na2O+Rb2O+Cs2O-FeO+MnO+MgO+V2O3+Cr2O3图解（b）数据来源同图5，哥伦比亚祖母绿数据来自于Ottaway et al.,1994，四川平武资料来自于刘琰等，2015Fig.6 FeO+MnO+MgO+V2O3+Cr2O3-Al2O3diagram(a)and K2O+Na2O+Rb2O+Cs2O-FeO+MnO+MgO+V2O3+Cr2O3diagram(b)Data source are same with Figure 5,beryl data of Columbia from Ottaway et al.,1994,Pingwu of Sichuan Province from Liu et al.,2015

绿柱石具有多种颜色，自然界可见近于无色的透绿柱石、翠绿色的祖母绿、透明-淡蓝色、蓝绿色的海蓝宝石、粉色-淡红色的摩根石、黄色的金绿宝石等。当绿柱石中存在Fe2+离子时，显蓝色-天蓝色，主要为Fe3+时，呈现金黄色，两者共存时，则为黄绿色。Mn2+、Mn3+、Cs+是粉-紫色的主要致色离子，Cr3+和V3+离子则是绿色的主要致色离子（阮青锋等，2008）。一六矿床的绿柱石明显富集Fe2+（w(FeO)为0.33%～0.79%），与中国新疆可可托海、西藏错那洞、库曲以及华南岩体型矿床特征类似。w(Cs2O)为0.01%～0.19%，远低于世界典型的粉色、红色绿柱石（11.23%～15.13%，廖尚宜等，2006）。w(V)（4.26×10-6～8.02×10-6）、w(Cr)（9.12×10-6～89.3×10-6）远 低 于 中 国 典型 的 祖 母 绿w(V2O5)（0.64%～1.42%，w(Cr2O3)0.06%～0.13%；代 鸿 章 等，2018a；w(V2O5) 0.11%～0.44%，w(Cr2O3)0.02%～0.06%；黄文清等，2015）。在FeO-Cr2O3-V2O3三元图解（图7）中，一六矿床绿柱石均落于靠近FeO 区域，与甲基卡绿柱石类似，而与镇安、麻栗坡祖母绿差别较大，表明一六矿床中绿柱石的致色机理是Fe2+以类质同象占据[AlO4]六面体的位置，致使绿柱石呈现蓝绿色。

图7 南岭一六矿床绿柱石的FeO-Cr2O3-V2O3图解甲基卡、镇安数据来自于代鸿章等，2018a；2018b，麻栗坡祖母绿数据来自于黄文清等，2015Fig.7 FeO-Cr2O3-V2O3 diagram of beryl from Yiliu deposit Jiajika,Zhen’an data are from Dai et al.,2018a;2018b,Emerald-beryl of Malipo data from Huang et al.,2015

（2）白云母的类质同象机制

白云母是典型的层状硅酸盐矿物，其理想的化学式为KAl2[Si3AlO10](OH,F)2。在其层间位置可以发生Rb+、Cs+可替代K+（Rb+↔K+，Na+），在八面体位置往往会发生稀有金属离子Li+、Nb5+、Ta5+、Sn2+等可以耦合替代Al3+、Fe2+、Mg2+等（Li+VIAl ↔Fe2++Mg）的情况。此外，阴离子OH-也可发生类质同象形成八面体络合物AlF（F-↔OH-）（Keppler，1993；Lin‐nen，1998；Černý et al.，2003；李洁等，2013）。一六矿床中的白云母具有Li、W、Sn、Nb、Ta、Ga 富集的特征，w(Li)可达983.20×10-6，w(W)可达95.20×10-6，w(Sn)达1020.00×10-6，w(Nb)达197.25×10-6，w(Ta)达68.4×10-6。因此，在一六矿床中，稀有金属元素是以类质同象形式置换白云母中的Fe2+、Mg2+。此外，白云母均具有高的w(Ga)（98.85×10-6～134.98×10-6）。由于在氧化条件下，Ga 具有亲石性，与Al 具有非常高的亲缘性，因而可以以+3 价形式替代Al3+进入云母晶格（刘英俊，1984）。对花岗伟晶岩脉中的白云母（Ms1），Li 的类质同象形式主要为Si2LiAl3进入白云母；对云英岩带白云母（Ms2），Li 的主要类质同象方式为Li3Al-1□-1（□代表空位；图8；Roda et al.,2006；2007）。

图8 白云母的Al（apfu）-Si+Li（apfu）图解（据Rode et al.,2006）Fig.8 Al（apfu）-Si+Li（apfu）diagram of muscovite from Yiliu deposit(after Rode et al.,2006)

5.2 源岩演化程度探讨

本文利用LA-ICP-MS 测得的绿柱石的w(Cs)介于331.82×10-6～1138.87×10-6。利用电子探针获得一六矿床绿柱石的w(Cs2O)、w(Na2O)、w(FeO)、w(MgO)分别为0.01%～0.19%、0.14%～0.45%、0.33%～0.92%、0.01%～0.14%，计算得到的Cs/Na（apfu）=0.01～0.17，Fe/Mg（apfu）=0.012～0.120，这表明一六矿床中的绿柱石具有较高的Cs/Na（apfu）和较低的Fe/Mg（apfu）比值。一般情况下，在成矿过程中，绿柱石总是向着富集Cs和Na、亏损Mg的方向演化，因而Cs/Na比值与Mg/Fe比值往往呈负相关。高Cs含量和Cs/Na比值、低Mg/Fe比值代表成矿与岩浆作用有关，且主岩具有较高的演化程度，而高Mg/Fe 比值除反映成矿主岩演化程度较低外，也可能指示后热液作用的叠加和改造（Uher et al.,2010；陶湘媛等，2020）。不同类型的绿柱石Cs/Na（apfu）和Mg/Fe（apfu）比值有明显的差异（图9a～b）。蚀变岩型、云英岩型、石英脉型绿柱石具有相对较低的Cs/Na 比值（库曲、错那洞：0.01～0.12；华南钨矿相关：0.02～0.17；平武：0.05～0.09；镇安：0.01～0.03）和高的Mg/Fe 比值（华南钨矿相关：0.22～0.69；平武：0.43～2.47；镇安：6.72～17.23）；伟晶岩型Mg/Fe 比值则跨度更大且相对较低（甲基卡：0.1～1.25；南平：0.18～7.20）。一六矿床花岗伟晶岩型绿柱石Cs/Na 比值与其他类型相比跨度更大，但Mg/Fe比值明显低于蚀变岩型、云英岩型、石英脉型绿柱石，表明一六矿床花岗伟晶岩可能具有较高的演化程度。

图9 不同类型矿床绿柱石的Cs/Na比值（apfu）（a）和Mg/Fe比值（apfu）（b）绿柱石数据来源：川西甲基卡（代鸿章等，2018b）、福建南平（饶灿等，2009）、西藏错那洞-库曲（陶湘媛等，2020），华南W-Sn矿相关（李逸群等，1991），平武云英岩型（转引自刘琰等，2005），陕西镇安石英脉型（代鸿章，2018a）Fig.9 Cs/Na ratios(a)and Mg/Fe ratios(b)of beryl from dif‐ferent types of deposit The source of data:Jiajika of West Sichuan Province(Dai et al.,2018b),Nanping of Fujian Province(Rao et al.,2009),Cuonadong-Kuqu of Tibet(Su et al.,2020),South China W-Sn related type of South China(Li and Yan,1991);Greisen data from Pingwu(Liu et al.,2005),Source of quartz-type:Zhen’an of Shaanxi Province(Dai et al.,2018a)

此外，一六矿床中绿柱石具有显著低的w(MgO)（0.01%～0.14%）和MgO/FeOT比值（0.01～0.07），且随着Cs/Na 增加，Mg/Fe 具有明显降低的趋势（图10），表明一六矿床绿柱石的成矿母岩具有显著高分异的特征。

图10 一六矿床绿柱石的Mg/Fe（apfu）-Cs/Na（apfu）图解数据来源：福建南平（饶灿等，2009）；华南W-Sn相关（李逸群等，1991）；平武云英岩型（转引自刘琰等，2005）；陕西镇安石英脉型（代鸿章，2018a）Fig.10 Mg/Fe(apfu)-Cs/Na(apfu)diagram of beryl from Yil‐iu deposit The source of data:Nanping of Fujian Province(Rao et al.,2009);South China W-Sn related type(Li et al.,1991);Greisen data from Pingwu(Liu et al.,2005);source of quartz-type from Zhen'an of Shaanxi Province(Dai et al.,2018a)

研究表明，类质同象作用不仅导致白云母组分发生改变，同时也能容纳大量稀有金属元素（Pes‐quera et al.,1999；Černý et al.,2003；李洁等，2013；Li et al., 2015）。随着岩浆演化的发生，白云母中的微量元素会发生显著的分异作用，挥发性组分Li、F 等和不相容元素Rb、Cs 等有明显的升高趋势，但同时会伴随着K/Rb、K/Cs 等的降低（Foord et al., 1995；Wise et al., 1995；Roda et al., 2007；Kile et al., 1998；王臻等，2019）。因此，通过利用白云母中K/Rb 比值、K/Cs 比值、Li、Rb、Cs、Ta 等元素的相对含量可以对矿化母岩（花岗伟晶岩）的分异程度进行限定（图11a～f）。一六矿床花岗伟晶岩中与绿柱石密切共生的白云母具有较低的w(MgO)（0.18%～0.94%），K/Rb 比 值（34.22～41.40）和K/Cs 比 值（285.47～419.16）和K/Cs 比值，较高的w(Cs)（229×10-6～288×10-6）。K/Rb-Li、Ta（图11a）、Cs，K/Cs-Li2O、Rb2O、FeOT图解（图11d）显示Li、Ta 的含量随K/Rb 比值的变化无明显趋势，Cs 含量随K/Rb 比值增大而降低；Li2O 含量随K/Cs 比值的变化无明显趋势，而Rb2O含量明显降低，MgO 含量明显升高。且与中国典型的稀有金属伟晶岩白云母集中区相重合，表明其具有相似的演化特征（图11a～f）。此外，一六矿床白云母明显富集w(Nb)（48.4×10-6～197.25×10-6）、w(Ta)（10.55×10-6～68.40×10-6），且花岗伟晶岩及二（白）云母花岗岩中出现长柱状的铌钽铁矿和重钽铁矿等富Nb、Ta 矿物，也说明含Be 矿化花岗伟晶岩具有较高的演化程度。

5.3 对稀有金属矿化作用和找矿勘查的启示

南岭的稀有金属矿化主要为Nb、Ta，却鲜有关于Be 矿化相关的报道和研究资料。我们以王登红等（2007）提出的“全位成矿，缺位找矿”理论为指导，对一六矿床开展了详细的野外地质工作，发现了花岗伟晶岩型的Be 矿化，这一发现不仅填补了该区域Be 矿化的空白，也指出了新的找矿方向。

白云母的K/Rb 比值与Cs 含量对伟晶岩的演化程度具有重要的指示意义，不同演化程度的伟晶岩成矿作用也有明显的差异。周起凤等（2013）对世界不同区域的伟晶型稀有金属矿床进行对比研究，发现加拿大Tanco 伟晶岩→纳米比亚Karbib伟晶岩→西班牙Cap de Creus 伟晶岩→阿根廷To‐toral 伟晶岩的趋势符合不含矿伟晶岩→Li 伟晶岩→Be-Nb-Ta 伟晶岩→Li-Be-Ta 伟晶岩→Li-Cs-Be-Ta 伟晶岩→Li-Cs-Ta 伟晶岩演化趋势（Van Lich‐tervelde et al., 2008; Roda et al.,2007; Alfonso et al.,2003; Oyarzabal et al., 2008）。白云母通常都是Cs-K/Rb 图解（图11c）判别显示，一六矿床中的花岗伟晶岩靠近可可托海伟晶岩3 号脉、Li-Be-Ta 矿化伟晶岩和Be-Nb-Ta 矿化伟晶岩，相反，远离Li-Cs-Be-Ta 和Li-Cs-(Ta)（图12），表明其演化程度与Li-Be-Nb-Ta 伟晶岩相似，但明显低于LCT 伟晶岩。因此，一六矿床花岗伟晶岩有Be、Nb、Ta 等稀有金属的矿化潜力。

图11 一六矿床花岗伟晶岩的演化特征(a～f)仁里5号脉资料来自于王臻等，2019和杨晗等，2019；可可托海3号脉资料来自于周起凤等，2013Fig.11 Evolution of granitic pegmatite of Yiliu deposit(a～f)Data of No. 5 vein in Renli deposit from Wang et al., 2019 and Yang et al., 2019; No. 3 vein in Koktokay deposit from Zhou et al.,2013

图12 一六矿床白云母的K/Rb-Cs图解虚线资料来自于Van Lichtervelde等，2008；Roda等，2007；Alfonso等，2003；Oyarzabal等，2008；灰色区域资料来自于周起凤等，2013Fig.12 K/Rb-Cs diagram of beryl from Yiliu deposit The data of dotted curve from Van Lichtervelde et al.,2008;Roda et al.,2007;Alfonso et al.,2003;Oyarzabal et al.,2008;gray filed from Zhou et al.,2013

前人研究表明，与W、Sn 密切共生的石英脉型Be 矿是南岭主要的资源类型（李建康等，2017）。一六矿床的Be 矿化类型主要是云英岩型和花岗伟晶岩型，且具有明显的W、Be 共生现象，矿物组合主要是白钨矿和绿柱石。这种类型的矿化组合广泛发育于南岭成矿带，包括江西大吉山、西华山、湖南柿竹园、广东佛子楼等矿床，其矿化组合特征也与近年来在中央造山带镇安地区发现的W-Be矿床相似，表明其具有较大的W矿找矿潜力。

6 结 论

（1）一六矿床中，Li 主要以Si2LiAl-3和Li3Al-1□-1类型类质同象方式进入白云母，Nb、Ta、W、Sn 等则主要替换白云母中的Al、Fe、Mn；绿柱石主要发生Fe2+、Mg2+、Mn2+、Cr2+、V2+置换Al3+的类质同象，碱金属离子作为补偿占据CH 通道。其中，Fe2+对Al3+的置换是一六矿床中绿柱石呈淡蓝色-蓝绿色的主要致色机理。

（2）绿柱石具有较宽范围的Cs/Na 比值（apfu）和较低的Mg/Fe 比值（apfu），白云母具有高的Li、Rb、Cs、Nb、Ta、MgO 含量以及相对较低的K/Rb、K/Cs 比值。这些特征表明Be 矿化花岗伟晶岩具有较高的演化程度。

（3）一六矿床具有Be、Nb、Ta、W 等的成矿潜力和找矿前景。

致 谢测试过程中得到了中国地质科学院矿产资源研究所陈振宇老师和国家地质实验测试中心李超老师的帮助，室内研究过程中得到了代鸿章副研究员和杨岳清研究员的指导和帮助，在此一并感谢！