第1章 绪论
1.1 西昆仑—喀喇昆仑地区的地理位置
西昆仑—喀喇昆仑地区位于我国新疆境内塔里木盆地的西南部，东起麻扎，南部与克什米尔地区相连，西与阿富汗、塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦毗邻，为青藏高原西北缘和塔里木盆地西南缘的结合部，整个工区为一弧形，地理坐标：东经74o00′～80o00′；北纬34o00′～39o15′，面积约80 000km2，行政区属于新疆维吾尔自治区喀什地区、和田地区和克孜勒苏柯尔克孜自治州。
研究区内山脉呈北西走向，山体巍峨、地势险峻，海拔一般在3200～5000m。主峰乔戈里峰（8611m）、公格尔山（7719m）和慕士塔格峰（7509m）均超过7000m，雄伟挺拔、高耸入云，现代冰川发育，慕士塔格峰素有“冰山之父”之称。研究区气候属于寒冷干旱的高山-山地荒漠、半荒漠气候。冬、夏季温度变化剧烈，夜晚气温低，白天太阳辐射强，日温差大，一般可达15～20℃。西昆仑山北麓平原地区年降水量一般为50～100mm，山区可达100～400mm，但山区水系发育，随高度增加气温降低，在海拔4000m左右，年平均气温在0℃以下，积雪常年不化。*佳野外工作时间为6～9月，其他季节山区多被积雪覆盖。
依中国自然地理区划，研究区主要为青藏高原地区的阿里—昆仑山地高寒荒漠草原区，区内湖泊、沼泽广布，冻土发育。区内地形地貌具有两山夹一沟的特点，即北部为高耸云霄的昆仑山，南部为喀喇昆仑高山-极高山区，中部为麻扎—大红柳滩大峡谷。
研究区属寒冷、干旱型气候，降雨量地区分布不均匀，塔什库组克山北坡年降水量可达350～400mm，向北向南迅速减少，麻扎达拉以南以降雪为主，年降水量不足40mm，降雨（雪）多集中于春末到夏季。7～8月冰雪融水、暴雨山洪常成灾害。研究区年平均气温在？4.9～1.7℃，*高气温24.6℃，*低气温达？36℃，除库地等少数地区外终年皆冬，空气含氧量一般比平原地区低30%～50%。
区内植被以高山区植被为主，植被稀少，只在河谷阶地有少量红柳类植被；亚高山区植被有高寒草甸及少量的山地草原草场，主要组成植物为莎草科、禾本科、菊科等杂类草，西合休一带有零星的云杉和昆仑圆柏。粮食作物主要为小麦，仅极少量分布在塔什库尔干、库地、塔吐鲁沟一带。高原野生动物主要有黄羊、藏羚羊以及狼等。
区内人烟稀少，人口分布极为不均。叶尔羌河下游、库地以北及新藏公路沿线较为集中，居民有维吾尔族、柯尔克孜族及塔吉克族，维吾尔族居多。
研究区有两条横跨西昆仑山和喀喇昆仑山系的公路：一条为西部的中巴喀喇昆仑公路，以喀什市为起点，经红其拉甫口岸通往巴基斯坦；另一条是中部的新藏公路，北起新疆叶城，南至西藏拉孜县。然而，由于恶劣的气候与地形条件，上述公路经常塌方，同时研究区地形切割强烈，沟谷窄而坡度大，除公路外，汽车无法穿行，自然交通条件极为恶劣。总之，研究区交通条件极差，整个研究区除公路沿线及前山外，绝大部分地区人迹罕至。
1.2 国内外稀有金属矿产研究现状
1.2.1 国外伟晶岩稀有金属矿产研究现状
稀有金属矿产有锂、铌、钽、铍、铯、锡、钨、钇、钍、铀、锆等。锂稀有金属资源已经从普通的矿产资源，变成未来的能源资源，被誉为“白色石油”、“能源金属”或“高能金属”（许志琴等，2018）。全球锂矿主要有三种类型：伟晶岩型、盐湖卤水型和黏土型（Benson et al.，2017），其中伟晶岩型锂矿由于品位高、易开采，具有较高的经济价值。稀有金属花岗伟晶岩的类型根据主要造岩矿物（索洛多夫和张新春，1960）、伟晶岩的形成深度（Fersman and Pegmatites，1940；Ginzburg et al.，1979）等划分，目前应用较广的是？erny和Ercit（2005）根据岩石成因划分的LCT型（Li-Cs-Ta）、NYF型（Nb-Y-F）及LCT-NYF混合型（？erny et al.，2012）。
伟晶岩成因主要为以下几类：变质作用相关的变质深熔与变质分异成因模式、与岩浆作用有关的岩浆结晶分异成因模式和交代成因模式（Ramberg，1952；Stewart，1978；？erny and Ercit，2005；Dill，2015）。岩浆结晶分异成因模式可以解释较多的伟晶岩成因，成为地质学者更倾向和接受的伟晶岩成因解释，即伟晶岩是花岗岩结晶分异的产物，这种分离结晶作用导致了残余熔体中的稀有金属的富集（London，2008，2018；Deveaud et al.，2015），同时强调了伟晶岩熔体中H2O、P、B和F等挥发分的重要作用，认为伟晶岩熔体演化晚期体系富集挥发分物质，能够降低熔体黏度，有利于形成巨大的晶体颗粒（London et al.，1988；London，1990，1992，2009；Bartels et al.，2010，2013）。然而初始介质、冷却史、温压条件、挥发分含量和残余熔体中稀有金属含量的不同等细节问题也产生多个岩浆结晶分异成因模式（Jahns and Burnham，1969；？erny et al.，1992，2005；London，2005，2009，2018）。近年来，锂同位素为研究花岗岩与伟晶岩之间的成因联系提供了新的证据（Thomas and Davidson，2015；Teng et al.，2006；Maloney et al.，2008），沉积岩是花岗岩的可能源区；伟晶岩和花岗岩中云母的δ7Li值为？3.6‰～3.4‰，并没有受分离结晶作用和地壳深熔作用的影响，其中较低的δ7Li值来自变沉积地壳。花岗岩和伟晶岩中黑云母具有类似的锂同位素组成，表明过铝质花岗岩的极端岩浆分馏并不能形成伟晶岩（Barnes et al.，2012）。Benson等通过对不同构造环境中形成的岩浆锂富集程度的对比，及对石英熔融包裹体内原位微量元素的测定，认为中等—极度富集锂元素的岩浆在成因上与长英质大陆地壳物质的参与有关（Benson et al.，2017）。
花岗伟晶岩通常表现出不均一性和复杂的内部结构（London，2014），按其内部结构通常可分为三类：均一伟晶岩、环带状伟晶岩和层状伟晶岩。环带状伟晶岩的分布*为广泛，其结构带从外向内可分为边缘带、外带、中间带、核缘、核部（London，1996；Selway et al.，1999）。高分异的层状伟晶岩会出现颗粒巨大的矿物晶簇，学者们发现了许多富含宝石矿物和富钽的层状伟晶岩（Heinrich，1967；Foord，1976）。均一伟晶岩较为少见，由粗粒矿物晶体组成，主要组成矿物为长石、石英和锂辉石，其形成除了与地质构造条件相关外，有时还与围岩的重结晶作用有关（Sundelius，1963；？erny et al.，1981）。
LCT型伟晶岩群常围绕单个相关的花岗岩，以不同类型和亚类型的伟晶岩区域分带产出，按该序列，一定类型的伟晶岩体的数量随复杂性和分异程度的加大而减少（？erny，1992）。？erny（1991a）认为伟晶岩区域分带的分布主要取决于伟晶岩类型（距源区距离）及其熔体成分的热稳定性（Manning and Pichavant，1985）。一些学者认为从一个分带的母体岩浆岩继承了垂直化学分带的可能性更大（Simmons et al.，1987；Poli and Tommasini，1991；London，1990，1992；Bea et al.，1994；Mahood et al.，1996），这一观点与流纹岩从大的硅质岩浆房分离的模式一致（Hildreth，1979）。
对于伟晶岩型锂铍稀有金属矿成因，普遍认为稀有金属成矿作用与花岗质岩浆结晶、演化过程有关，熔体中稀有元素的行为控制稀有金属成矿的发生，稀有元素在熔体中过饱和导致稀有金属矿物结晶，进而形成稀有金属矿床（？erny，1982；王汝成等，2017）。London（1987）认为花岗伟晶岩分异演化后期的热液交代与稀有金属矿化密切相关。Thomas等认为伟晶岩岩浆与花岗质岩浆的分离，在液相不混溶过程中形成稀有金属的迁移和富集（Thomas et al.，2000，2009，2011）。Baker认为稀有金属元素和B倾向富集于大型盆地沉积的杂砂岩和泥岩中，经过没有流体条件下阶段性的脱水反应，稀有金属元素和挥发分被逐步释放至深熔熔体中，通过晶体-熔体的分异作用逐步富集，至岩基的岩浆作用晚期，富挥发分相广泛出溶，富稀有金属-F-B流体沿剪切带扩散，随后富稀有金属熔体-流体系统向上迁移（Baker and Freda，1999，Breaks and Moore，1992）。
在伟晶岩型锂矿勘查方面，西澳大利亚州的格林布什（Greenbushes）锂矿，是目前世界上*大的锂辉石矿山，其锂资源储量超过370万t；北美洲的加拿大瓦布齐（Whabouchi）锂矿*引人注目，该矿床是北美洲*富的***硬岩型锂矿床；金斯山（Kings Mountain）是美国*大的锂矿山之一，2012年锂资源储量约32万t，2018年5月新一期勘探，发现其锂资源量超过100万t。非洲成矿条件好，如刚果民主共和国的马诺诺-基托托洛（Manono-Kitotolo）盛产锂辉石（王秋舒，2016），截至2018年8月，马诺诺锂矿估计有2.59亿t的锂资源预测量。
1.2.2 国内伟晶岩稀有金属矿产研究现状
在当前国家大力推动新能源高质量发展的大背景下，锂资源的开发利用覆盖节能环保、新一代信息技术、高端装备制造、新材料和新能源汽车等产业，也被广泛应用于原子能工业、电子工业、化学、冶金、航空航天等领域，同时更具有非常重要的战略意义（许志琴等，2018；彭爱平，2012；郑绵平和刘喜方，2007）。中国的锂矿储量在世界范围内位居前列，中国盐湖卤水型锂资源主要在青藏高原，其中西藏扎布耶碳酸盐型富锂湖在世界范围内占据重要位置，但由于开采受各方面条件制约，我国目前仍以大量进口伟晶岩型锂辉石矿为主。
国内伟晶岩型大型锂矿带主要有阿尔泰锂矿带（邹天人和徐建国，1975；邹天人和李庆昌，2006；吴柏青和邹天人，1989；伍守荣等，2015）、川西松潘—甘孜锂矿带（付小方等，2014，2015；李建康等，2014；王登红等，2017a；刘丽君等，2017），以及新发现的喀喇昆仑锂矿带（王核等，2017）。花岗岩型锂矿主要分布在江西、湖南、广西和贵州一带的华南锂矿异常带（谢学锦，2008）。伟晶岩型锂矿资源被认为品位高、易开采，而花岗岩型则品位低、不易开采（李建康，2014；王登红等，2016）。
自20世纪60年代开始，地质工作者在新疆、内蒙古等地陆续发现一系列具有工业价值的伟晶岩矿床，自80年代末陆续有学者对伟晶岩矿床地质特征、成矿年龄、成矿作用开展研究，由于云母是稀有元素的主要载体，邹天人等提议把伟晶岩分为黑云母伟晶岩、二云母伟晶岩、白云母伟晶岩和锂云母伟晶岩四类（邹天人和徐建国，1975）。在甲基卡地区，唐国凡等根据伟晶岩矿物的共生组合、结构特征等差异将伟晶岩分为微斜长石型、微斜长石钠长石型、钠长石型、钠长石锂辉石型、白云母型伟晶岩等五类（四川地矿局攀西地质大队，1984）。在伟晶岩形成的构造地质背景研究方面，王登红等（2004）认为阿尔泰伟晶岩在加里东期、海西期、印支期、燕山期期间，成矿规模逐渐扩大，成矿元素逐渐丰富，说明造山晚期相对稳定的阶段有利于结晶分异及稀有金属元素的富集。
对于伟晶岩型锂矿成因，国内外学界共识与前文所述一致。在此基础上，国内学者进一步深化了成矿机制研究。王登红等认为，锂在沉积过程中易被泥岩、页岩中的黏土类矿物吸附，岩石变质过程尤其是深埋、重熔、花岗岩化、花岗岩化产生岩浆、岩浆又结晶分异等过程，可以造成锂的再度富集，称为“多旋回深循环内外生一体化”成锂机制（王登红等，2017a）。
在锂矿勘查方面
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