稀有金属矿化多发生于地壳经历反复改造的地区,与过铝质花岗岩的岩浆源区,岩浆演化程度以及热液活动等密切相关。中亚成矿域是世界三大成矿域之一,是显生宙以来全球最大的增生型造山带。中国阿尔泰是中亚造山带的重要组成部分,也是我国重要的稀有金属矿集区,其经历了从古生代的增生楔到中生代的成熟大陆地壳演化(Jiang et al., 2019),是研究大陆地壳从增生到成熟化过程中稀有元素富集的绝佳地区。本研究以中国阿尔泰冲乎尔和阿勒泰地区出露的花岗岩和奥陶系哈巴河群变沉积岩为研究对象,通过对变沉积岩和与之成因相关花岗岩的微量元素部分熔融和结晶分异模拟来反映稀有元素从源区部分熔融到花岗岩阶段的富集趋势。冲乎尔和尚可兰岩体均位于中阿尔泰地体内。该构造单元以哈巴河群为基底,覆以低级变质的古生代地层。冲乎尔岩体侵入哈巴河群中,主体为中粗粒黑云母花岗岩,锆石U-Pb加权平均年龄为453.9±2.5 Ma,内部嵌套有高演化的细粒白云母花岗岩株,锆石U-Pb加权平均年龄为450.5±5.5 Ma。黑云母花岗岩具中等至偏高的SiO2 (67-72%wt.%),呈现弱过铝质(11.1)组成特征。与黑云母花岗岩相比,其具有显著的Eu负异常和弱的轻重稀土分异(LaN/YbN=0.76~1.32),更亏损Ba,Sr,P和Ti和不同于球粒陨石的Zr/Hf=20~27以及极低的Nb/Ta=4~6,表明白云母花岗岩经历了强烈的结晶分异过程。对稀有元素的分析结果表明,该白云母花岗岩的钨(6-14 ppm;锡,3-14 ppm;铌,9-17 ppm;钽,2-4 ppm;锂,7-60 ppm;铍,6 ppm;铷,177-367 ppm;铯,3-30 ppm)等稀有金属元素含量显著高于变沉积岩和黑云母花岗岩,而锂在白云母花岗岩中未见富集,且低于黑云母花岗岩含量(61-66 ppm)。冲乎尔哈巴河群变沉积岩Sr-Nd-Hf同位素组成[(87Sr/86Sr)i=0.7080~0.7095,εNd(t)=-4.0~-3.1,εHf(t)=-1.6~0.0]与黑云母花岗岩[(87Sr/86Sr)i=0.7052,εNd(t)=-2.6,εHf(t)=11.4]和白云母花岗岩[(87Sr/86Sr)i=~0.7066,εNd(t)=-4.9~-3.5,εHf(t)=9.2~17.7]具有一定的相似性,且存在不同程度的Nd-Hf同位素解耦现象。对哈巴河群变沉积岩进行实比批式部分熔融和结晶分异模拟计算表明,变沉积岩经过30%的部分熔融产生的熔体,再经20%的结晶分异,其稀土元素和微量元素(Rb,Sr,Li和Nb)含量与黑云母花岗岩大致匹配,若熔体经40%的结晶分异,其稀土元素和微量元素(Rb,Sr,Ba,Be和Sn)含量可与白云母花岗岩匹配。尚可兰岩体侵入到志留(库鲁木提群)-泥盆系(康布铁堡组)地层中,由黑云母二长花岗岩和高演化的二云母花岗岩组成,二云母花岗岩锆石U-Pb加权平均年龄为209.2±4.1 Ma(Lin et al.,2019)。黑云母二长花岗岩具相对高的SiO2含量(73.8-73.9%wt.%),呈弱过铝质(1尚可兰黑云母花岗二长岩同位素组成[εNd(t)=-0.6,锆石εHf(t)=1.2~8.2](Wang et al., 2014),以及二云母花岗岩[(87Sr/86Sr)i=~0.7246,εNd(t)=-0.4~2.3,εHf(t)=6.0~7.1](Lin et al., 2019)与哈巴河群变沉积岩一定程度上相似,存在类似的Nd-Hf同位素解耦现象。模拟计算表明,其经过20%的部分熔融产生的熔体,其稀土元素和部分微量元素含量可与黑云母花岗岩大致匹配,若再经历20%的结晶分异,其稀土元素和部分微量元素含量可与二云母花岗岩匹配,且部分二云母花岗岩的锂铍铌钽钨铷含量高于模拟演化熔体。本文认为,哈巴河群变沉积岩的实比批式部分熔融和结晶分异模拟可以大致反映普通花岗岩和高演化花岗岩中的稀有元素富集趋势,稀有元素的富集受源区组分和花岗岩演化的制约。相比于冲乎尔岩体,尚可兰花岗岩体的侵位时代和演化程度不同,稀有元素富集趋势也不同。其高演化花岗岩均属于过铝质花岗岩,均发生了稀有金属的富集,冲乎尔以富集钨,锡和铯为特点,而尚可兰高演化花岗岩稀有金属富集趋势更强,富集种类多样(钨锡铍铌钽)。阿尔泰从增生楔到成熟陆壳改造过程中,高演化过铝质花岗岩对稀有元素的富集作用增强。