铍是最轻的碱土稀有金属,在医药、航空航天和国防军工等领域具有不可替代的特殊价值,是绝对重要的战略矿产。在当前国际形势和我国快速发展的背景下,铍的需求开始激增,且对外依存度持续增加。因此,明确我国铍资源量,研究其富集机制和分布规律,对于科技发展和国防安全都是十分紧迫的任务。大兴安岭南段发育巨量的花岗质火山-侵入杂岩,是我国重要的稀有金属成矿带之一,然而,关于铍成矿的研究工作却十分薄弱,制约了对该区域铍元素超常富集机制及其成矿规律的深入理解。鉴于此,结合前期工作,本文选择了大兴安岭南段磨盘山、那斯嘎吐、朱家营子和查木罕四个铍矿点以及六处贫矿高分异花岗岩和与其伴生的低硅花岗岩为研究对象,开展了地质学、岩石学、年代学、岩石地球化学和矿物地球化学的系统研究。研究确定了高硅花岗岩与伴生岩石的成因联系及分异机制,分析了花岗质岩浆的源区性质、分异程度和演化过程及其与铍成矿的内在关系。同时,探讨了岩浆-热液系统中流体的性质及演化对铍的运移与沉淀的控制因素。最终,查明了大兴安岭南段燕山期高分异花岗岩和铍矿化的时空分布规律和地球动力学背景,揭示了大兴安岭南段燕山期花岗质岩浆-热液环境下铍的源-运-聚过程及超常富集机制。 锆石-独居石-磷钇矿-锡石-黑钨矿联合U-Pb定年,结合前人对大兴安岭南段高分异花岗岩成岩时代和铍成矿时代的研究,揭示了大兴安岭南段高分异花岗质岩浆作用主要发生在晚侏罗世-早白垩世(160~120 Ma),并在空间上表现出从西北向东南变年轻的趋势。此外,大兴安岭南段存在一条北东向展布的晚侏罗世-早白垩世铍成矿带,铍矿化时代(150~120 Ma)与高分异花岗岩成岩时代相近,二者存在密切的成因联系。这一岩浆-成矿事件形成于古太平洋板块回卷诱发的岩石圈伸展环境。大兴安岭南段铍矿点与贫矿高分异花岗岩体具有相似的源区,该源区主要由年轻下地壳物质和少量古老陆壳基底组成,并可能伴有蚀变洋壳或再循环远洋沉积物的贡献。针对成矿与不成矿高分异花岗岩的岩石学-矿物学-地球化学的综合对比研究表明:1)大兴安岭南段不存在源区铍的预富集;2)仅通过分离结晶无法解释岩体的高铍含量,花岗岩铍成矿可能是高程度结晶分异、强熔-流体相互作用和熔体结构的改变耦合的结果;3)相对还原、高温且富挥发分的岩浆具有更大的铍矿化潜力;4)在花岗质岩浆-热液系统中,除了浅部高分异花岗质熔体出溶的岩浆流体外,还涉及深部硅质岩浆储库出溶的岩浆流体。铍的超常富集可能是这两部分流体在穿地壳硅质岩浆系统中,与不同层位的晶体(主要是长石和云母)发生强烈相互作用的结果;5)铍主要以铍氟络合物的形式运移,而岩浆-热液系统的冷却促使萤石-黄玉沉淀以及铍氟络合物的分解,最终导致绿柱石在伟晶岩、云英岩或石英脉中大量沉淀成矿。大气水仅在流体演化后期的石英沉淀阶段出现,对绿柱石的沉淀没有贡献。 综合以上研究成果,本文查明了岩石圈伸展热驱动机制下的大兴安岭南段燕山期铍矿化的时空分布规律。同时,建立了无预富集下地壳起源的熔体-晶体-流体相互作用的铍超常富集模型。