LCT伟晶岩是Li、Be、Rb、Cs、Nb、Ta等关键稀有金属的主要来源。伟晶岩成因长期存在花岗质岩浆极端分异与地壳岩石深熔两种主要模型的争论。铍（Be）作为核能、航空航天和冶金工业不可或缺的金属资源，其在地壳深熔伟晶岩中的富集机制仍缺乏系统认识，而制约这一问题的关键难题在于对源岩的可靠识别。

中国地质大学（北京）王瑞教授课题组，选择中国阿尔泰造山带科鲁木特-吉德克伟晶岩田作为研究对象，开展了系统的独居石U-Pb年代学、全岩地球化学、Nd-Hf同位素分析以及部分熔融数值模拟，系统评估了不同同位素体系在示踪Be伟晶岩源区中的适用性，并定量约束了Be富集熔体的形成条件。

研究表明，Sm-Nd体系在源岩示踪方面明显优于Lu-Hf体系。Sm和Nd均为轻稀土元素，化学行为相似，且独居石对流体改造具有较强的抵抗力，其Nd同位素组成能可靠记录初始熔体的源区特征(Pimentel and Silva, 2003)。Nd同位素数据表明，三叠纪Be伟晶岩与同期花岗岩具有一致的Nd同位素演化趋势和二阶段模式年龄（T_DM²=1.3–1.2 Ga），明确指示其来源于早泥盆世S型黑云母花岗岩的部分熔融，排除了直接来自库鲁木提群变沉积岩深熔或花岗质岩浆极端分异的模型（图1）。

相比之下，Hf同位素体系易受“锆石效应”干扰——沉积分选过程中锆石的选择性分布（Vervoort et al., 1999)，以及部分熔融过程中锆石的不完全溶解（Finch et al., 2021），均可导致Hf同位素显著不平衡（图2）。本研究发现，深熔型伟晶岩的Hf同位素值随熔融温度升高而降低（图3），这一特征可与高分异型伟晶岩（Hf同位素值保持均一）有效区分，为全球伟晶岩成因类型的判别提供了新的地球化学指标。

部分熔融模拟进一步揭示，白云母脱水熔融是Be富集的主导机制。在约4 kbar、640–700°C的中等压力和低温条件下，白云母分解所释放的Be可高效进入熔体，而适中的压力条件抑制了堇青石（强烈吸收Be）的生成，从而避免Be的显著损耗（图4）。

图1 Be-伟晶岩、花岗岩和库鲁木提群变沉积岩的Nd-Hf同位素数据。（a）全岩及锆石εHf(t)值，（b）全岩及独居石εNd(t)值，分别与伟晶岩、花岗岩和库鲁木提群变沉积岩年龄的对应关系图。（c）基于Lu-Hf同位素和（d）基于Sm-Nd同位素计算的亏损地幔模式年龄（T_DM²）箱线图。

图2 库鲁木提群变沉积岩的（a）化学蚀变指数（CIA）、（b）成分变异指数（ICV）、（c）Al/K比值以及（d）Al₂O₃/SiO₂与ΔεHf(t)的关系图；（e）花岗岩的Zr含量与ΔεHf(t)的关系图及（f）Nb/Zr与ΔεHf(t)的关系图

图3 （a）Nd同位素与温度的关系图及（b）Hf同位素与温度的关系图。（c）温度与轻稀土元素（LREE）含量的关系图。实线代表在硅质体系（D=0.6）中，独居石溶解度以LREE饱和浓度随温度和熔体水含量（W, wt.%）变化的趋势。（d）温度与Zr含量的关系图。实线代表锆石溶解度随温度和熔体成分（M）变化的趋势。（e）三叠纪花岗岩的Ba与Rb/Sr比值关系图，（f）温度与Rb/Cs比值关系图。缩写：Ms（VP），白云母加水熔融；Ms（VA），白云母脱水熔融；Bi（VA），黑云母脱水熔融

图4 在3–8 kbar和600–800°C温压范围内，相平衡模拟计算的（a）白云母、（b）堇青石和（c）熔体的体积百分比等值线图。（d）模拟熔体中Be的平均含量计算结果

本研究得到了国家自然科学基金委战略性关键金属超常富集成矿动力学重大研究计划集成项目（92462304）、国家自然科学基金青年科学基金A类（42225204）、中央高校基本科研业务费项目（2652023001）以及教育部高等学校学科创新引智计划（111计划，B18048）的资助。研究成果发表于国际地学期刊 GSA Bulletin。论文第一作者为中国地质大学（北京）刘思宇，通讯作者为王瑞教授。

论文信息：Liu, S., Wang, R^.#, Sha, H., and Hou, Z., 2026, Nd-Hf isotope disequilibrium indicating Be-rich melts sourced from the anatexis of S-type granitic protolith: GSA Bulletin。

全文链接：https://doi.org/10.1130/B39177.1

参考文献

Finch, M.A., Weinberg, R.F., Barrote, V.R., and Cawood, P.A., 2021, Hf isotopic ratios in zircon reveal processes of anatexis and pluton construction: Earth and Planetary Science Letters, v. 576, 117215.

Pimentel, M.M., and Silva, M.G., 2003, Sm-Nd age of the Fazenda Brasileiro 765 gabbro, Bahia, Brazil: Example of robust behavior of the Sm-Nd isotopic system under extreme hydrothermal alteration: Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 75, no. 3, p. 383–392.

Vervoort, J.D., Patchett, P.J., Blichert-Toft, J., and Albarède, F., 1999, Relationships between Lu–Hf and Sm–Nd isotopic systems in the global sedimentary system: Earth and Planetary Science Letters, v. 168, no. 1–2, p. 79–99.