喜马拉雅然巴淡色花岗岩中石英微量元素的成分特征及其指示意义*

刘志超 袁梓昭

中山大学地球科学与工程学院，广州 510275

石英是花岗岩中的主要造岩矿物，具有结晶范围广、性质稳定的特征。石英具有硅氧四面体结构，少量的微量元素可以通过类质同象或电价补偿的方式进入石英晶格中(Cohen, 1960；Weil, 1984, 1993; Bahadur, 1995; Götzeetal., 2001; 2004; Jacamon and Larsen, 2009)，这个过程受到石英结晶环境的温压条件、熔体或流体组成、岩浆体系的pH值、晶体的生长速度等因素影响(Gerler, 1990; Pernyetal., 1992; Moneckeetal., 2002; Mülleretal., 2002; Rusketal., 2006, 2008; Wark and Watson, 2006; Jacamon and Larsen, 2009; 张德贤等, 2011)，因此，石英晶格中微量元素的成分特征对其结晶环境具有很好的指示作用。另外，由于石英结晶于岩浆演化的不同阶段，可以有效记录岩浆分异演化过程中物理化学条件变化的信息，因而石英已成为追溯岩浆-热液演化过程的重要标型矿物(Moneckeetal., 2002; Larsenetal., 2004; Landtwing and Pettke, 2005; 陈剑锋和张辉, 2011; 陈小丹等, 2011; 蓝廷广等, 2017; 唐宏和张辉, 2018)。

本文选取研究程度较高的然巴晚中新世淡色花岗岩开展石英中微量元素成分分析，通过总结两种岩浆分异演化程度不同的淡色花岗岩(二云母花岗岩和白云母花岗岩)中石英微量元素成分的变化规律，探究石英中微量元素成分对喜马拉雅淡色花岗岩分异演化程度的指示作用，并利用石英的微量元素成分特征约束淡色花岗岩结晶的温度条件。另外，本文还将所获得的石英微量元素成分与世界其他地区的稀有金属花岗岩等进行对比，以期为探讨喜马拉雅淡色花岗岩的稀有金属成矿潜力提供有益信息。

1 地质概况和然巴淡色花岗岩样品特征

喜马拉雅由北向南划分为特提斯喜马拉雅、高喜马拉雅和低喜马拉雅三个岩石-构造单元(潘桂棠等, 2013；图1a)。形成于新生代的喜马拉雅淡色花岗岩，总体呈两条近平行的带状沿喜马拉雅造山带的走向展布，分别侵入到北侧特提斯喜马拉雅构造单元和南侧的高喜马拉雅构造单元中(Debonetal., 1986; Le Fort, 1986; Harrisonetal., 1997;张宏飞等, 2005; Searle et el., 2009)。喜马拉雅淡色花岗岩具有极低的暗色矿物组成(一般小于5%)，普遍富含白云母，典型的矿物组合为石英+斜长石+钾长石+白云母±黑云母±电气石±石榴子石(吴福元等，2015)；在化学成分上具有高硅、过铝、富碱，同时贫镁、铁、钙、钛的特点，具有接近最低共熔点的组分(吴福元等，2015)。根据黑云母的含量情况，喜马拉雅淡色花岗岩可以分为二云母花岗岩(黑云母>1.5%)和白云母花岗岩两种类型(Visonàetal., 2012；刘志超等, 2020)；电气石和石榴石常在白云母花岗岩中出现。特提斯喜马拉雅带中的淡色花岗岩体多以二云母花岗岩为主，大多伴生有少量的白云母花岗岩；高喜马拉雅带中既存在以二云母花岗岩为主的岩体，也存在以白云母花岗岩为主的岩体。

然巴淡色花岗岩(又被称为曲珍岩体)是特提斯喜马拉雅带中的一个典型岩体(廖忠礼等, 2006; 郭磊等, 2008；Liuetal., 2014)，它以岩株的形式侵入然巴穹窿核部的中级变沉积岩中，少量同生岩脉侵入穹窿边部的三叠纪变沉积地层中(图1b)。穹窿核部的岩体主要由二云母花岗岩构成(图2a)，在岩体边缘、顶部逐渐过渡为白云母花岗伟晶岩；此外，在岩体内部还常有以囊状体、微小脉体形式出现的白云母花岗岩。侵入到周边沉积地层中的同生淡色花岗岩岩脉主要为白云母花岗岩(图2b)。系统的年代学分析结果表明然巴岩体和其周边同生岩脉的形成时代为～8Ma(Liuetal., 2014)。Liuetal. (2014, 2019)进一步通过矿物学、岩石学和地球化学研究指出，然巴地区晚中新世岩浆活动所形成的两种类型花岗岩——二云母花岗岩和白云母花岗岩之间是岩浆结晶分异的关系，其中白云母花岗岩具有更高的岩浆演化程度，是一种典型的高分异花岗岩。

然巴二云母花岗岩大都具有中-细粒等粒结构，主要矿物组成为石英+碱性长石+斜长石+白云母+黑云母。石英含量约33%～37%，多呈他形粒状，部分具有波状消光(图3a)。石英表现出多世代结晶的特点，除了常见的生长于矿物间隙的石英颗粒，还有少量圆粒状石英被包裹于斜长石或钾长石中。另外，可见部分石英颗粒被晚期富硅流体交代溶蚀形成港湾状边缘(图3b)。然巴白云母花岗岩的结构变化较大，既有中-细粒等粒结构，也有粗粒-伟晶结构，局部还存在似斑状结构，主要矿物组成为石英+碱性长石+斜长石+白云母±石榴石±电气石，其中石榴石较为常见。另外，在这些白云母花岗岩中还常出现含稀有金属矿物，如绿柱石、烧绿石、锡石等。石英含量一般为33%～40%，主要呈他形粒状填充于矿物间隙中，大多具有波状消光特征(图3c, d)。

图1 喜马拉雅地质简图(a，据潘桂棠等, 2013修改)及然巴穹隆地质简图(b，据陕西省地质区域地质调查队三分队, 1994(1)陕西省地质区域地质调查队三分队.1994. 1:20万浪卡子幅地质图；西藏自治区地质调查院, 2006(2)西藏自治区地质调查院. 2006. 1:25万拉萨幅地质图修改)

图2 然巴淡色花岗岩野外特征(a)主体二云母花岗岩；(b)以脉体形式侵入到岩体周围地层中的白云母花岗岩Fig.2 Field photographs of the Ramba leucogranites(a) the two-mica granite dominates the pluton in the core of the Ramba Dome; (b) the muscovite granite dyke that intruded into the metasedimentary rocks around the pluton

图3 然巴二云母花岗岩(a、b)及白云母花岗岩(c、d)中石英的显微照片Qtz-石英；Pl-斜长石；Kfs-钾长石Fig.3 Microscope photos of quartz from the Ramba two mica granite (a, b) and muscovite granite (c, d)Qtz-quartz; Pl-plagioclase; Kfs-K-feldspar

图4 然巴二云母花岗岩和白云母花岗岩典型样品的TIMA分析相图和矿物组成含量示意图Fig.4 TIMA images showing the petrograph and mineral consitituents for the typical two-mica granite sample and muscovite granite sample of the Ramba leucogranites

图5 然巴二云母花岗岩中石英(a-c)和白云母花岗岩中石英(d-f)的CL图像Fig.5 CL images of quartz from the Ramba two-mica granite (a-c) and muscovite granite (d-f)

2 分析方法

本次工作所利用的TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer，全自动矿物分析系统)、CL(Cathodoluminescene, 阴极发光)图像和激光等离子质谱(LA-ICP-MS)分析技术均由南京宏创地质勘察技术服务有限公司提供。

为了更好的了解岩石中矿物组成特征和确定拟分析石英在薄片中的具体位置，首先利用TIMA对样品薄片进行了扫描。TIMA分析是在有4个能谱探头(EDAX Element 30)的Mira-3扫描电镜下完成，薄片样品在实验前进行喷碳。实验中加速电压为25kV，电流为9nA，工作距离为15mm，电流和BSE信号强度使用铂法拉第杯自动程序校准，EDS信号使用Mn标样校准。测试中使用解离模式，同时获取BSE图和EDS数据，每个点的X射线计数为1000。像素大小为3μm，能谱步长为9μm。

CL图像分析所用场发射扫描电镜型号为TESCAN MIRA3，CL探头由TESCAN公司提供，图像是使用装有CL探测器的特斯康MIRA3 LM仪器获得的。施加的加速度电压和电流分别设置为一致的7kV和1.2nA。每个CL图像都是以80s一次累积收集的，并与周围图像共享约15%的重叠区域，以确保无缝拼接全景图。

石英中微量元素含量分析利用LA-ICP-MS完成。激光剥蚀系统为CetacAnalyte HE，ICP-MS为Agilent 7900。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合。分析过程中，激光剥蚀斑束是40μm，剥蚀频率是7Hz。每个时间分辨分析数据包括40s的空白信号和40s的样品信号。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器ICPMSDataCal使用说明灵敏度漂移校正和元素含量采用软件ICPMSDataCal(Liuetal., 2008, 2010)完成。微量元素含量利用多个参考玻璃(NIST610、NIST612、BCR-2G)作为多外标无内标的方法进行定量计算(Liuetal., 2010)。标准玻璃中元素含量的推荐值据GeoReM数据库(http://georem.mpch-mainz.gwdg.de/)。

图6 石英微量元素含量相关图图中比较的普通S型花岗岩、稀有金属成矿S型花岗岩、LCT型伟晶岩及NYF型伟晶岩的石英微量元素成分数据来自Larsen et al., 2004; Breiter and Müller, 2009; Beurlen et al., 2011; Breiter et al., 2014, 2020. 图8、图9数据来源同Fig.6 Plots of trace element contents in quartz from the Ramba leucogranitesPlots comparing with the common S-type granites, S-type rare-metal granites, LCT (Li-Cs-Ta) pegmatites and NYF (Nb-Y-F) pegmatites (Larsen et al., 2004; Breiter and Müller, 2009; Beurlen et al., 2011; Breiter et al., 2014, 2020). The references in Fig.8 and Fig.9 are same to those in this figure

3 分析结果

3.1 TIMA分析

利用TIMA获取的两个典型样品的岩相假彩图如图4所示。二云母花岗岩样品的主要矿物组成为石英33%～37%，钾长石24%～29%，钠质斜长石2%～24%，白云母6%～8%，黑云母1.4%～2%；白云母花岗岩样品的主要矿物的组成含量变化较大，石英29%～40%，钾长石13%～20%(12FW104几乎不含钾长石)，钠质斜长石2%～42%，白云母7%～18%(09FW119中白云母含量较低，不足1%)。

3.2 石英CL图像特征

在CL图像中，然巴淡色花岗岩中的石英发光较弱，颜色总体偏暗。二云母花岗岩中的石英颗粒大多颜色较为均匀，不发育韵律环带，偶有多晶石英发育，部分石英晶体周围可以见到晚期增生边(图5a-c)。白云母花岗岩中的石英常常呈现颜色不均一的斑杂状，多晶石英发育更明显(图5d-f)。另外，白云母花岗岩中的石英富含矿物包裹体。

3.3 石英中微量元素成分特征

本次工作所获得的石英的微量元素成分结果列于表1，其中含量较高的元素(>0.1×10-6)主要包括Li、Be、Na、K、Al、Ca、Sc、Ti、Ge，这些元素的含量大多具有较大的变化范围，并且在两种类型花岗岩石英中存在明显重叠(图6)。然巴两类淡色花岗岩中石英的Li含量均主要变化于20×10-6～40 ×10-6范围内，少量具有更高Li含量(～60×10-6)的石英出现白云母花岗岩中。二云母花岗岩中石英的Be含量小于0.46×10-6，均值为0.22×10-6，而白云母花岗岩中的Be含量可达7.35×10-6，均值为 1.14×10-6，明显高于二云母花岗岩中石英的Be含量。二云母花岗岩中石英的Al含量变化于61.0×10-6～319×10-6范围内；白云母花岗岩中石英的Al含量变化范围更大并且部分石英具有极高的Al含量(76.0×10-6～1123×10-6)。二云母花岗岩中石英的Ti含量变化于9.1×10-6～71.4 ×10-6，绝大部分高于10×10-6；白云母花岗岩中石英的Ti含量主要变化于1.0×10-6～13.1×10-6(少数石英具有较高的Ti含量，21.1×10-6～22.4×10-6)，大都低于10×10-6。Na、K、Ca、Sc、Ge元素在两类花岗岩石英中的含量分布范围比较相似，分别是在二云母花岗岩中的Na=0.30×10-6～543×10-6(均值29.9×10-6)、K=0.30×10-6～393×10-6(均值30.8×10-6)、Ca=0.30×10-6～543×10-6(均值29.9×10-6)、Sc=1.09×10-6～17.3×10-6(均值2.88×10-6)、Ge=0.21×10-6～80.9×10-6(均值5.60×10-6)，和在白云母花岗岩中的Na=0.45×10-6～987×10-6(均值71.1×10-6)、K=1.78×10-6～1162×10-6(均值46.3×10-6)、Ca=61.2×10-6～2955×10-6(均值307×10-6)、Sc=0.25×10-6～27.3×10-6(均值1.98×10-6)、Ge=0.28×10-6～347×10-6(均值9.25×10-6)。从二云母花岗岩到白云母花岗岩，石英的Al/Ti和Ge/Ti比值系统升高(二云母花岗岩：Al/Ti=1.3～33.4，Ge/Ti大多小于0.2)；白云母花岗岩：Al/Ti=3.6～260，Ge/Ti=0.06～5.69)。

3.4 结晶温度计算

已有实验研究证明，石英中Ti元素的浓度受结晶的温度和压力控制(Wark and Watson, 2006; Thomasetal., 2010, 2015; Huang and Audétat, 2012; Zhangetal., 2020)。据此建立起的Ti温压计(TitaniQ)已广泛应用于估计岩浆结晶温度、解译岩浆房储库的演化过程等(Warketal., 2007; Gualdaetal., 2018; Shamloo and Till, 2019)。Thomasetal.(2010)通过一系列实验，获得了变化于0.5～2.0GPa压力条件下、不同温度(700～940℃)时Ti在石英中的溶解度，并建立了以下关系式：

依据上述关系方程，本文对然巴中新世花岗岩的结晶温度进行了估算。根据已有研究(Scailletetal., 2016; Liuetal., 2019)，在计算中设定然巴淡色花岗岩的结晶压力为0.5GPa。TiO2的活度(aTiO2)根据Ghiorso and Gualda(2013)所提出的方法估算获得，即aTiO2=exp·(-Arutile/RT)。其中Arutile由Rhyolite-MELTS岩浆相平衡建模软件模拟得到(Gualdaetal., 2012)，R为气体常数，T为绝对温度。估算aTiO2活度过程中所设置的各项物理化学条件和计算结果见表2。如图7所示，石英TitaniQ温度计所给出的温度明显低于全岩轻稀土(LREE)饱和温度计给出的温度，其中二云母花岗岩中石英的结晶温度范围为：666～491℃，主要结晶区间为600～500℃，白云母花岗岩的结晶温度范围为：559～358℃，主要结晶区间为500～400℃。

图7 然巴淡色花岗岩结晶温度TQtz为石英Ti含量温度计结果；TLREE为全岩LREE饱和温度计结果(TLREE数据来自Liu et al., 2014)Fig.7 Crystallization temperatures for the Ramba leucogranitesTQtz and TLREE represent the temperatures estimated based on Quartz TitaniQ thermometry and monazite saturation thermometry, respectively. The data of TLREE are from Liu et al., 2014

4 讨论

4.1 喜马拉雅淡色花岗岩中石英的微量元素成分特征及其随岩浆演化的变化规律

前人研究指出，花岗岩中石英的Ti、Al和Ge元素分布特征与岩浆演化程度具有明显的相关性，即随着岩浆的分异演化，结晶石英中的Ti含量会明显下降，而Al和Ge含量会逐渐富集(Schrönetal., 1988；Götzeetal., 2004；Larsenetal., 2004)。对比然巴二云母花岗岩与白云母花岗岩中石英的微量元素成分(图6)，可见Ti含量表现出较好的系统变化。如前文所述，石英中的Ti含量强烈依赖于岩浆结晶温度(如Wark and Watson, 2006)。然巴二云母花岗岩普遍具有高于白云母花岗岩的石英Ti含量，这应与二云母花岗岩的结晶温度相对较高有关(具体讨论见4.2部分)。从二云母花岗到白云母花岗岩，石英中的Al含量总体差别不大，表明它不是指示喜马拉雅淡色花岗岩分异程度的灵敏指标。尽管如此，有少量白云母花岗岩中石英的Al含量急剧增高，可高达约1000×10-6以上。有研究认为，经高度分异演化形成的富挥发分岩浆中的石英会强烈富集Al成分(Mysen, 1987; Mülleretal., 2000)。因此，部分白云母花岗岩中石英所具有的极高Al含量反映了高演化的淡色花岗岩中强烈富集挥发分的特征。在全岩成分上，然巴白云母花岗岩具有相对于二云母花岗岩明显更高的Ge含量(白云母花岗岩：Ge=2.10×10-6～3.46×10-6；二云母花岗岩：Ge=0.83×10-6～1.57×10-6；Liuetal., 2014)，但该变化趋势并未体现在石英的成分中，这表明淡色花岗岩石英中Ge元素的分布特征受控于更复杂的因素。Jacamon and Larsen(2009)曾提出石英中的Al/Ti和Ge/Ti比值可以类比全岩的K/Rb、Rb/Sr和Zr/Hf等地球化学指标，能够有效指示岩浆的分异演化程度。如图6g-h所示，然巴二云母花岗岩和白云母花岗岩中石英的Al/Ti和Ge/Ti比值表现出明显的系统差异。白云母花岗岩中石英的Al/Ti大多高于10，Ge/Ti大多高于0.1，而二云母花岗岩中石英的Al/Ti和Ge/Ti比值往往低于上述界线值。由此可见，石英中的Al/Ti和Ge/Ti比值有潜力成为指示淡色花岗岩分异程度的重要指标。值得注意的是，上述两个比值在两类淡色花岗岩中的系统差异仍主要受控于石英中Ti含量的变化。

表2 Rhyolite-MELTS模拟计算中假定的岩浆物理-化学条件Table 2 Assumed magmatic physicochemical conditions for Rhyolite-MELTS calculations

然巴两类淡色花岗岩中石英的Li元素含量相当。值得注意的是，这些石英的微量元素成分表现出偏离Li/Al=1/4等值线的趋势(图6a)。一般认为，当石英Si-O四面体结构中的一个四价的Si4+被一个三价的Al3+离子替代时，一价的Li+常常作为最重要的电价补偿元素(Si4+→Al3++Li+)同时进入石英晶格间隙中(Dennen,1966; Walsbyetal., 2003; Mülleretal., 2018)。因此，石英中的Li含量受控于进入晶格中的Al含量，并且理论上石英中Li与Al含量的摩尔比应为1:1，质量比应接近1:4。然而，然巴淡色花岗岩中的大部分石英，特别是白云母花岗岩中石英由于具有明显偏低的Li/Al比值而远离该等值线，这意味着应存在其它的替代元素进入石英的晶格中。Na和K也被认为是常见的进入石英晶格中的电价补偿元素(Jacamon and Larsen, 2009)。如图6c所示，高Al含量的石英表现出明显的富Na趋势，K含量无明显变化(未展示)，表明Na元素有可能是进入石英晶格的重要替代元素，这与然巴淡色花岗岩岩浆体系随着分异进行逐渐富Na的趋势相一致(二云母花岗岩：Na2O=3.28%～3.83%；白云母花岗岩：Na2O=3.75%～5.17%；Liuetal., 2014)。另外，Breiteretal.(2013, 2020)指出，在富水的岩浆体系中，水所提供的H+也会与Li竞争进入石英晶格(Si4+→Al3++H+; Breiteretal., 2020; Potrafkeetal., 2020)。因此，然巴花岗岩中部分石英具有的低Li/Al比值可能与岩浆演化晚期残余液相逐渐富Na有关，也可能与岩浆体系演化晚期形成富水环境有关。

相对于二云母花岗岩，白云母花岗岩中石英的Be含量整体偏高。Breiteretal.(2014)曾发现花岗伟晶岩中石英的Be含量并不随着岩浆分异程度的增高而明显增加，仅在有绿柱石或富Be堇青石出现的伟晶岩中，石英才会表现出Be的富集。然巴白云母花岗岩中的石英具有明显偏高的Be含量，与该类花岗岩中常出现绿柱石的现象相符(王汝成等, 2017)，这表明石英中的Be含量有潜力成为指示喜马拉雅淡色花岗岩Be矿化的重要指标。此外，然巴二云母花岗岩和白云母花岗岩中的石英均具有较高的K、Ca和Sc含量，但这些元素没有表现出随岩浆分异演化而发生系统变化的趋势，显然，它们不是指示岩浆分异演化程度的灵敏指标。

4.2 石英中Ti含量对喜马拉雅淡色花岗岩结晶温度的约束

岩浆体系可被视为一个复杂的热力学系统，因此约束岩浆的形成和结晶温度是理解岩浆过程的重要前提。石英是花岗岩岩浆体系演化至晚期阶段的主要结晶矿物，近年来石英Ti温度计得到了迅猛发展，这为准确约束花岗岩的结晶温度提供了重要工具(Wark and Watson, 2006; Thomasetal., 2010; Huang and Audétat, 2012; Thomasetal., 2015; Zhangetal., 2020)。本文根据石英中的Ti含量估算获得的然巴二云母花岗岩结晶温度为666～515℃，白云母花岗岩的结晶温度为559～358℃。一般认为，花岗岩体系的固相线温度为700～650℃(Tuttle and Bowen, 1958；Luthetal., 1964; Steineretal., 1975)。显然，然巴淡色花岗岩岩浆可以演化至低于花岗岩浆体系固相线的温度，特别是白云母花岗岩，最终的结晶温度甚至可以低于400℃。大量研究发现，花岗伟晶岩通常具有显著低于一般花岗岩体系固相线的结晶温度，如美国加利福尼亚南部拉蒙纳地区的伟晶岩-细晶岩脉的结晶温度为500～260℃(Morgan and London, 1999; Londonetal., 2012)，美国布拉克山(Black Hills)哈尼峰成矿伟晶岩的结晶温度为450～350℃(Sirbescu and Nabelek, 2003)，阿根廷科尔多瓦波塞地区伟晶岩结晶温度为522～420℃(Colomboetal., 2012)。岩相学和实验岩石学等方面的资料已证实，这是由于伟晶岩体系中富含H2O、F、B、P等挥发分，它们可以显著降低体系的固相线温度(Wyllie and Tuttle, 1964; Stewart, 1978; Manning and Pichavant, 1985; Burnham and Nekvasil, 1986; Holtzetal., 1996; London, 1997)。然巴白云母花岗岩具有与世界上其它地区典型伟晶岩相近的结晶温度，表明其熔浆体系中应类似的极度富含挥发分成分，这应与它所经历的高度分异演化过程有关。

然巴白云母花岗岩相对于二云母花岗岩在全岩化学成分上表现出更高的演化程度(Liuetal., 2014)，给出的石英结晶温度也明显低于二云母花岗岩，符合随着岩浆演化温度降低的趋势。值得注意的是，然巴二云母花岗岩和白云母花岗岩中石英均给出了较宽的结晶温度范围(>150℃)，这可能反映了淡色花岗岩岩浆体系漫长的结晶分异过程。Liuetal.(2019)曾对然巴岩体的结晶分异机制进行了讨论，指出然巴二云母花岗岩与白云母花岗岩之间是通过晶粥体的原地结晶分异模式完成的，即岩浆在侵位后缓慢的冷凝结晶过程中，形成一种早期结晶矿物与残余的高演化熔浆共存的“晶粥体”(Wickham, 1987)，部分高演化熔浆从晶粥体中抽离，结晶形成白云母花岗岩，而残余的晶粥体在完全结晶后形成了具有相对较低演化程度的二云母花岗岩。二云母花岗岩中石英所给出的温度高值可能代表了晶粥体中早期矿物开始结晶的温度，低值代表了残余晶粥体最终固结的温度。如图7所示，二云母花岗岩中的大量石英也是结晶于比一般花岗岩固相线更低的温度，这应与晶粥体中滞留的高演化熔浆富含挥发分有关，也与二云母花岗岩中存在晚期热液石英的现象相符。白云母花岗岩中有少量石英给出了显著偏高的温度(近560℃，高于其它石英近50℃)，它们可能代表了高演化熔浆从晶粥体逃逸过程中携带的早期结晶矿物；大量石英所给出的511～400℃是逃逸出晶粥体的高演化熔浆结晶的主要温度范围。如果将二云母花岗岩的全岩LREE饱和温度视为整个岩浆体系开始结晶的起点温度(814～777℃；Liuetal., 2014)，那么然巴淡色花岗岩的岩浆演化过程经历了大约400℃的降温跨度。显然，综合利用包括石英Ti温度计在内的各类矿物温压计，可以对喜马拉雅淡色花岗岩的岩浆房存储状态和岩浆演化过程进行更为细致的约束和刻画。

4.3 石英微量元素成分对喜马拉雅淡色花岗岩成矿潜力的指示

图8 石英Ge/Ti比值与Ti含量相关图Fig.8 Plot of Ge/Ti ratio against Ti content in quartz of the Ramba leucogranites, comparing with rare-metal S-type granite, common S-type granite and LCT and NYF pegmatites

图9 石英Ge-Al-Ti三元图解Fig.9 Ge-Al-Ti ternary diagram of quartz from Ramba leucogranites, comparing with rare-metal S-type granite, common S-type granite and LCT and NYF pegmatites

本文系统搜集了已报道的世界各地普通S型花岗岩、稀有金属成矿S型花岗岩、LCT型伟晶岩、NCF型伟晶岩的石英微量元素(Larsenetal., 2004; Breiter and Müller, 2009; Beurlenetal., 2011; Breiteretal., 2014, 2020)，并将然巴淡色花岗岩的石英微量成分特征与它们进行对比。在Ge-Ti-Al图解中(图9)，然巴白云母花岗岩中的石英由于具有低Ti和相对较高的Ge含量的特征而区别于普通S型花岗岩，落入与稀有金属成矿花岗岩和伟晶岩区域，证明其具有较好的稀有金属成矿潜力。更重要的是，然巴花岗岩中的石英微量元素成分更多表现出与LCT(Li-Cs-Ta)型伟晶岩中石英的相似性，暗示了喜马拉雅淡色花岗岩的稀有金属成矿的主要类型。

5 结论

(1) Li、Be、Na、K、Al、Ca、Sc、Ti、Ge是喜马拉雅淡色花岗岩石英中常出现的微量元素，其中Be与Ti含量以及Al/Ti与Ge/Ti比值能够有效反映岩浆演化趋势。

(2) 利用石英中Ti元素含量估算然巴二云母花岗岩的结晶温度范围为666～491℃，白云母花岗岩的结晶温度范围为559～358℃，表明喜马拉雅淡色花岗岩的最终结晶温度，特别是白云母花岗岩的结晶温度远低于一般的花岗岩体系的固相线温度。

(3) 与同岩浆成因的、演化程度较低的二云母花岗岩相比，发生稀有金属矿化的然巴白云母花岗岩中石英具有显著偏低的Ti含量(<10×10-6)和高的Ge/Ti比值(>0.1)，暗示石英微量元素成分在未来喜马拉雅淡色花岗岩探矿工作中的重要应用意义。

致谢感谢曾庆栋老师和另一位审稿专家的悉心审阅和给出的建设性意见！感谢李晓峰老师辛苦组织本专辑。本文在完成过程中得到了中国科学院地质与地球物理研究所赵俊兴副研究员的帮助与启发。