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北山造山带位于中亚造山带南缘,是认识中亚造山带演化的关键区域。在古生代时期是北山地区不同洋盆和陆块形成演化的重要阶段,经历了一系列复杂的弧陆拼贴碰撞和大陆增生,发生了多期次岩浆作用,形成了铜、镍矿,以及稀有金属矿产,但稀有金属矿产研究程度较低。本文在野外地质调查基础上,通过对星星峡地区含铷花岗岩-伟晶岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,结合岩石学、岩石地球化学的研究,探讨其形成时代、源区特征、成因机制、形成构造环境及稀有金属的成矿机制,指明新型矿种找矿勘探方向。取得的主要认识如下:1、片麻状花岗岩上、下交点年龄分别为1853±16Ma和152±2Ma,上交点代表花岗岩成岩年龄,为古元古代晚期,下交点代表热事件年龄,为晚侏罗世;含天河石花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄变化范围较大,206Pb/238U年龄介于425 ±6～502±6Ma之间。经分析,岩浆锆石年龄加权平均值为427±8Ma,大致可以代表岩石形成年龄,其余锆石年龄为466±12Ma和500±9Ma,应为岩浆捕获围岩锆石,指示该地区中奥陶世和中-晚寒武世发生过两次构造事件;伟晶岩锆石U-Pb年龄分别为509±4Ma和406±5Ma,前者为捕获锆石,后者为伟晶岩成岩年龄,同时揭示了研究区花岗岩演化至花岗伟晶岩持续时间达21Ma。2、研究区花岗岩类演化从黑云母二长花岗岩、含天河石花岗岩到含天河石花岗伟晶岩。岩石总体SiO2含量变化有递减趋势,Al2O3、Na2O+K2O含量递增,CaO含量先减少后增加,MgO、TiO2、Fe2O3、P2O5总体含量低;岩石富钠贫钾,属于过铝质高钾钙碱性花岗岩。花岗岩总体Sr、Ba含量低,且变化范围较大,Rb、Cs、Pb含量高;Rb、Nb、Ta含量递增;Nb/U比值、Y/Nb比值、Rb/Sr比值变化范围大;在原始地幔标准化的微量元素蛛网图曲线上,表现为Ba、Sr、Nb、La、Ce、Eu的亏损,Y轻微亏损,Cs、Rb、Pb强烈富集,Zr、Hf、U、Th中等富集,Ta轻微富集。花岗岩ΣLREE含量相对较低,ΣHREE含量高。在球粒陨石标准化的稀土配分模式图上,LREE从亏损到富集,HREE从富集到亏损,(La/Yb)N从0.13到4.21;岩体具有强烈负Eu异常。岩石地球化学综合研究表明,花岗岩为高分异的A2(PA)型花岗岩,源岩富白云母。源岩部分熔融形成的高氟、富铷、富流体的岩浆,在岩浆作用过程中有褐帘石、独居石等富集轻稀土元素的矿物以及斜长石、钾长石的分离结晶;结合大地构造背景认为,含铷花岗岩-伟晶岩体形成于南天山洋盆碰撞之后的挤压-伸展转换的构造环境,同时提示在427 ± 8Ma之前南天山洋已发生闭合。3、白云母是成矿物质Rb和成矿流体的主要来源。富含白云母的源岩熔融产生高氟富铷富流体岩浆,Rb与F形成络合物迁移,直至岩浆演化末期络合物水解,F-与Ca2+形成萤石,或进入云母等矿物,Rb进入长石形成矿化的含天河石花岗岩。