华南地区是我国重要的稀有金属矿产区,绝大部分具有经济规模的稀有金属矿床与花岗岩有成因联系。其中,W矿和Nb-Ta矿均与富锂的稀有金属花岗岩的形成演化过程密切相关,但华南稀有金属花岗岩主要发育W矿,只有少数具有Nb-Ta矿,很少出现具有经济规模的W和Nb-Ta矿共存的现象。对于稀有金属花岗岩存在明显的W和Nb-Ta成矿差异的机理一直不清楚。矿物作为元素的主要载体,其结构和成分变化记录了岩浆演化、热液流体作用以及成矿作用过程。基于上述认识,本文对华南地区分别以钨矿和铌钽矿为主的典型花岗岩体进行了详细的矿物学、岩石学、地球化学和Li同位素研究,探明W和Nb-Ta成矿作用与岩浆演化和流体作用过程的成因联系,揭示这些成矿元素的迁移、富集规律,从而为研究华南稀有金属花岗岩的成矿机制提供新约束。华南中生代W、Nb-Ta成矿花岗岩体均为经历多期、多阶段演化的复式岩体。雅山铌钽花岗岩体和西华山钨矿花岗岩体均为过铝质,并具较高岩浆演化程度,含较高的Si O2、Al2O3、Li和F。两岩体晚阶段花岗岩的稀土总量较低,稀土配分曲线显示明显的四分组效应,并具强烈的Eu负异常,富集Cs、Li、Rb和高场强元素Ta、Nb。雅山含铌钽花岗岩体相对于西华山钨矿花岗岩体具有更高的Li、F、P含量,稀土的四分组效应更明显,具有更强烈的Eu负异常,其Rb/Sr比值较高,Nb/Ta和Zr/Hf比值较低,因此含铌钽花岗岩岩浆演化程度相对更高。华南中生代W、Nb-Ta成矿花岗岩中的长石、云母和锆石等矿物的成分可以指示岩浆演化程度。随着岩浆演化,稀有金属花岗岩中的云母成分由早期相对富镁铁质的黑云母或黑鳞云母变化到晚期相对富Li和F的锂白云母或锂云母。相比于西华山钨矿花岗岩体,雅山铌钽花岗岩体晚阶段的黄玉锂云母花岗岩中的长石具有更高的磷含量,发育具有较高Li、Rb、Cs、F、Nb、Ta的锂云母,其锆石的P2O5和Hf O2含量相对较高。另外,雅山黄玉锂云母花岗岩中还出现富Cs矿物(铯沸石、富铯锂云母)和富F矿物(黄玉),为岩浆高度分异演化的结果。以上矿物学特征也说明雅山铌钽花岗岩具有比西华山钨矿花岗岩更高的岩浆演化程度。在岩浆分异演化过程中,体系中P、F、Li等挥发份元素的富集将增加熔体中的非桥氧数(NBOs),导致钽、铌元素的溶解度加大并在岩浆演化过程中逐渐富集,因此雅山岩体最晚阶段的黄玉锂云母花岗岩的全岩和云母矿物都具有最高的Ta、Nb含量。雅山黄玉锂云母花岗岩中的云母环带从核部到幔部的F、Rb、Cs、Ta、Nb元素呈上升趋势,Fe O、Mn O元素含量下降,反映岩浆演化过程,边部较窄,其Rb、Cs、Nb、Ta、F、W含量降低,反映了少量的流体交代作用。由于Ta、Nb在流体-熔体间的分配系数极低,岩浆演化是雅山岩体的Ta、Nb元素富集与成矿的关键,而岩浆演化后期少量外来流体的加入并不影响Nb、Ta元素的富集与成矿。西华山岩体晚阶段的白云母花岗岩和云英岩均未出现明显的钨富集特征。但在两类岩石中均发育菱铁矿和云母环带结构。菱铁矿与富CO2流体的交代作用相关,受富CO2的外来流体交代作用影响,原生云母形成环带结构,具有扩散不平衡的特点,W、Sn、Fe、Mn等元素从核部至边部逐渐降低。岩浆期后的富氟热液流体不仅萃取了围岩及早期形成的花岗岩中的W、Sn、Fe、Mn等元素,并通过云英岩化过程降低了体系的氧逸度和增加流体p H值,从而促进钨矿形成。云英岩的云母环带边部与核部之间为成分突变,为外来低温流体介入引起成矿流体环境骤变而快速结晶的结果。因此西华山岩体的钨矿形成与流体作用密切相关。雅山岩体从二云母花岗岩、锂白云母花岗岩至黄玉锂云母花岗岩的岩浆结晶分异演化过程中,锂同位素分馏很弱;西华山岩体在早阶段黑云母花岗岩到二云母花岗岩的岩浆结晶分异演化过程上的锂同位素分馏也很弱,但晚阶段白云母花岗岩因流体作用,在云母边部发生不平衡扩散作用,产生特殊的δ7Li值升高的锂同位素分馏;西华山云英岩则出现明显的δ7Li值降低的锂同位素分馏,可能原因是外来流体具有相对较低的δ7Li值,或者因为水-岩反应过程中6Li相对7Li更易于从岩石中淋滤至流体。锂同位素分馏特征的不同进一步证明,雅山岩体的NbTa矿形成是岩浆高度分异演化的结果,而西华山岩体W矿的形成与晚期流体交代作用密切相关。