稀有金属(锂、铍、铌、钽、铷、铯、锆、铪等)是支撑新能源、新材料、航空航天和高端制造等战略新兴产业发展不可或缺的关键金属,其富集成矿与高分异花岗岩演化密切相关。我国华南广泛分布的花岗岩孕育了丰富的成矿作用,是世界最重要的稀有金属矿床成矿区之一。南京大学王汝成教授课题组基于长期研究积累,系统梳理了华南稀有金属花岗岩岩石地球化学、矿物学和同位素地球化学特征,将该区成矿花岗岩的核心属性凝练为“两区”“两类”“两系列”的系统性认识。其中,首次创新性提出华南稀有金属成矿可划分为LCT型与NYF型两大成矿系列,并围绕两大系列的矿物演化路径、成矿物质源区差异、区域找矿潜力等维度完成了多尺度的系统总结,为华南后续的稀有金属找矿突破指明了清晰方向。
两区
本文系统厘清华南稀有金属花岗岩的区域分带格局,明确其空间分布主要集中于南岭与江南造山带两大构造单元。南岭地区作为华南传统稀有金属核心成矿区,同时江南造山带,尤其是其东段地区,是稀有金属成矿的另一关键潜力区带,相关空间分布特征见图1。

图1 华南稀有金属花岗岩分布图
两类
依据铝饱和指数(ACNK)华南稀有金属花岗岩主要划分为过铝质和准铝-弱过铝质两类(图2)。前者以南岭和江南造山带中段的宜春、香花岭、大吉山等为典型代表;后者以江南造山带东段的赣东北灵山、苏州等岩体为代表。

图2 华南稀有金属花岗岩的ACNK-ANK图
两系列
首次提出华南两系列成矿分类体系:南岭和江南造山带中段以Li、Rb、Cs、Be、Ta(>Nb)富集为主要特征的LCT系列和江南造山带东段以Nb(>Ta)、Li、Zr、REE为富集特征(图3)的NYF系列。

图3 华南稀有金属花岗岩Nb-Ta、Li、Cs和Zr-Hf富集对比图
不同系列稀有金属花岗岩的地球化学差异,也进一步记录在其矿物组成和演化过程中(图4)。LCT系列花岗岩的云母由早期铁云母向铁锂云母、锂云母演化,并普遍富Rb、Cs;NYF系列则由含锂、富氟的黑鳞云母向铁锂云母演化,Nb、Ta含量明显较高。铌铁矿族矿物差异则表现在:LCT系列中的主要包含铌铁矿—铌锰矿—钽锰矿序列;NYF系列中主要包含铌铁矿,可达钽铁矿成分,但铌锰矿和钽锰矿极为少见。

图4 华南LCT和NYF成矿系列花岗岩主要矿物分布
华南LCT和NYF两系列花岗岩在物源差异显著,副矿物锆石和矿石矿物铌铁矿的Hf同位素结果供了关于源区的重要示踪依据。LCT系列花岗岩的源区以成熟地壳物质为主,而NYF系列花岗岩源区则明显有新生地壳物质参与。这一差异表明,华南稀有金属花岗岩的区域差异与源区组成密切相关,进而影响花岗岩浆的结晶演化和成矿特征。
以上研究从“两区”“两类”“两系列”三个方面,系统揭示了华南稀有金属花岗岩的区域分带、类型划分和成矿系统。在江南造山带和南岭两大区域中,江南造山带东段以准铝-弱过铝质NYF系列花岗岩为代表,具有较好的铌成矿潜力;南岭及江南造山带中段以过铝质LCT系列花岗岩为主,是铷、铯等新兴战略性资源的重要突破点。寻找花岗岩型铯资源,需要瞄准花岗岩的极端高分异特征;寻找铷资源,则需要重视富铷花岗岩中晚期的流体出溶过程,热液交代作用可以活化长石中的铷,形成具有经济价值的铷云母。本次研究不仅为完善稀有金属成矿系统筑牢了理论基石,更推动了成矿理论向找矿实践的拓展,为区域勘查提供了科学依据。
文章第一作者兼通讯作者为南京大学王汝成教授。南京大学车旭东教授、谢磊教授,中国地质科学院矿产资源研究所诸泽颖副研究员,成都理工大学向路副教授,东华理工大学汤志敏副研究员及南京大学段昕昊、林彧涛、黄帅、袁嘉婧等研究生参与了这项工作。研究得到国家自然科学基金项目(92462302、42230809)资助。
文章信息:王汝成, 车旭东 , 谢磊 , 诸泽颖, 向路 , 汤志敏 , 段昕昊 , 林彧涛 , 黄帅, 袁嘉婧. 2026. 华南稀有金属花岗岩的区域分带、类型划分和成矿系统. 中国科学: 地球科学, 56(9): 3243-3257. 原文链接:https://www.sciengine.com/SSTe/doi/10.1360/SSTe-2025-0448
图文:车旭东 谢磊 林彧涛 黄帅 袁嘉婧
审核:曾罡

