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与碱性岩浆岩有关的稀土元素矿床是世界范围内工业稀土资源的主要来源。然而,我们对于与之相关的地球动力学背景、岩浆-热液过程等仍然知之甚少。本文选取产于巴基斯坦境内科西斯坦岛弧区（Kohistan Island Arc,KIA）的科西斯坦岩基（Kohistan Batholith,KB）中新近发现的存在稀土元素矿化的碱性正长岩、伟晶岩,和近于同期形成的埃达克质花岗岩作为研究对象,分别开展了岩石学、年代学、矿物化学成分、全岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素地球化学的研究,揭示了正长岩与伟晶岩之间的成因联系、岩浆的起源及演化过程、岩浆的物理化学条件等问题,并对科西斯坦岛弧（KIA）发生碱性岩浆作用时的地球动力学背景进行了阐释。作为发生稀土矿化的主要岩石单元,科西斯坦岩基（KB）中的伟晶岩有大量的稀土矿物产出,如硅钛铈矿和独居石（体积比例达到了10%～35%）,这些稀土矿物是从演化过程中稀土元素过饱和的岩浆熔体中结晶出来的。正长岩中的锆石U-Pb年龄为31.2±0.3Ma,代表了正长岩的侵位年龄,与伟晶岩中锆石和独居石的年龄大体一致（分别为30.1±0.3 Ma和30.9±0.3 Ma）。产出在正长岩和伟晶岩中的锆石具有相似的εHf（t）值,在+0.2～+2.5之间变化,表明正长岩与伟晶岩具有相同的岩浆源区。从正长岩到伟晶岩,锆石的REE,Hf,Y,U等元素和挥发分的含量显著升高。利用锆石测试数据计算得到的Ce*,Ce4+/Ce3+和fO2等参数,伟晶岩中均较正长岩高,指示发生在伟晶岩中的REE矿化是在更加氧化的环境中发生的。来自正长岩中的锆石具有相对伟晶岩样品更高的Ti含量,导致根据微量元素地质温压计计算得到的锆石饱和温度显示,正长岩为626-700℃,高于伟晶岩样品的计算结果（496-645℃）。正长岩与伟晶岩中的榍石同样显示出化学组成上的变化,伟晶岩中的榍石具有较高的REE、Sr、Ga、Eu*、Fe2O3/Al2O3,以及较低的CaO含量和Ce*。榍石中的Eu*、Ga含量以及Fe2O3/Al2O3比值受到岩浆氧化还原条件的显著影响。晚期的榍石表现出更高的Ga含量和Fe2O3/Al2O3比值,显示伟晶岩中的REE矿化是在相对氧化的条件下发生的。同时,榍石中的Ga含量和Fe2O3/Al2O3比值与榍石中的REE含量,以及锆石中计算得到的氧逸度,存在正相关关系。正长岩与伟晶岩中的暗色矿物成分存在显著的差别,正长岩中的云母主要是黑云母,伟晶岩中是金云母;正长岩中的辉石为霓辉石,伟晶岩中为霓石;在化学成分上,镁铁质硅酸盐矿物从正长岩到伟晶岩显示出F、SiO2、MgO、XMg、Na2O、FeOt的升高和TiO2,Al2O3、CaO、Mn O的降低,代表它们结晶时岩浆的物理化学条件发生了显著的变化。伟晶岩中的金云母相对正长岩中的黑云母,具有更高的F含量,指示晚阶段的岩浆中具有更高的水和挥发分的饱和度。这一解释得到了伟晶岩中独居石的高S含量,以及伟晶岩中更高含量的角闪石、方解石模式矿物组分。霓石族矿物的演化趋势是,伟晶岩中的霓辉石具有更多的霓石成分(也就是更高的Na和Fe3+含量),透辉石端元（Ca、Mg）的比例则显著降低,硬玉端元（Na、Al）的比例则出现了不明显的升高,这说明伟晶岩期的岩浆相对正长岩期更加富碱。正长岩与伟晶岩中不同期次的副矿物以及镁铁质硅酸盐矿的成分变化揭示了碱质岩浆的长时间分离结晶过程,而REE则在参与组分中逐步富集最终发生矿化。基于上述研究,我们可以反演出两次显著的岩浆事件:（1）早期的正长岩岩浆具有低氧逸度、低水和挥发分含量等特点;（2）晚期的伟晶岩岩浆挥发分含量和氧逸度都发生了显著的升高,同时温度降低。晚期的岩浆作用过程导致了KIA地区现今的REE矿化。锆石U-Pb定年结果显示,研究区内的的埃达克质花岗岩侵位时间为33.2 Ma,接近且略早于正长岩（31.2 Ma）和伟晶岩（30.9 Ma）。该处埃达克质花岗岩具有高Al2O3（13.05-15.46 wt.%）、高Sr（683-1161 ppm）、低Y（4.6-8.9 ppm）的特征,因而表现出高的Sr/Y比值。埃达克质花岗岩还具有较低的MgO（0.18-0.27 wt.%）和Ni（0.47-0.75 ppm）,这说明它们的母岩浆可能来自于加厚下地壳的部分熔融。正长岩具有高的K2O含量（8.7-10.3 wt.%）和较高的K2O/Na2O比值（2.2-3.15）,属于钾玄岩-超钾粗玄岩系列,同时强烈富集大离子亲石元素（LILEs）和轻稀土元素（LREEs）,亏损高场强元素（HFSEs）和P、Ti、Y等;正长岩的Sr-Nd-Hf同位素特征指示它们的母岩浆可能起源自经过交代的洋壳。这套钾玄质正长岩具有高的Th/Yb比值和低的Ba/La比值以及Hf/Sm比值,表明碳酸盐岩沉积物对于洋壳的交代作用起到了关键的影响。以上证据显示,形成科西斯坦岩基（KB）中的碱性岩可能来自于受到交代的大洋地壳的部分熔融,略晚于加厚地壳部分熔融形成的埃达克质花岗岩。两者都形成于后碰撞阶段板片断离引发的岩浆活动。类似的后碰撞碱性岩在整个特提斯构造域沿线广泛分布,针对科西斯坦岩基（KB）岩浆演化和矿化过程的详细研究,对于评价相似的岩浆岩的成矿潜力有重要意义。