锡成矿与A型花岗岩关系的地球化学研究——以湖南芙蓉锡矿田为例

湖南芙蓉超大型锡矿田位于湘南千里山－骑田岭地区南西部，骑田岭花岗岩体南部。该矿田是郴州－蓝山北东向W-Sn-Pb-Zn成矿代的重要组成部分。本论文在深入细致的野外地质工作基础上，选取有代表性的样品，首先进行了系统的显微鉴定、流体包裹体观察等，然后通过同位素年代学、微量元素、稀土元素和稳定同位素同位素（S、Pb、稀有气体）对比研究，探讨了矿田的成矿物质来源、成矿流体来源及骑田岭A型花岗岩岩浆活动与成矿的关系。最后初步建立了矿田的成矿理论机制。论文取得的主要认识如下： （1）芙蓉锡矿田是新近发现的一个与骑田岭花岗岩有关的超大型锡矿田。该矿田具有有利的成矿地质背景，其规模超大、Sn品位高、找矿潜力大。该矿田所赋存的骑田岭花岗岩样品投影点都落入A2亚类花岗岩范围内，是至今为止发现的与A型花岗岩有关（目前对该种新型锡矿类型研究还较少）的一个罕见的超大型锡矿田。 （2）芙蓉超单元岩体成岩同位素年龄大都在151～160Ma左右，该单元与成矿有关的岩体同位素年龄大都在136～160Ma，本文最新研究则表明芙蓉锡矿田主成矿期为150～160Ma。该矿区成岩与成矿时间比较吻合，正处于我国东南部中生代大规模的陆内岩石圈拉张和伸展，南北向构造体制向东西向的另一个构造体制转换，从而造成我国东南部成矿大爆发的独特地质背景时期。 （3）成矿物质、成矿流体多来源：矿田矿石硫化物流体包裹体的He同位素地球化学研究结果表明，该矿田成矿流体具壳幔两端员混合的特征，其中壳源组分主要由矿区骑田岭花岗岩提供，而幔源组分则可能与华南中生代大规模的地幔物质上涌、岩石圈发生拉张、伸展作用有关；Pb同位素组成表明，芙蓉超大型锡矿田成矿流体中的铅主要来源于上地壳，主要由矿区骑田岭A型花岗岩的岩浆热液提供；S同位素组成表明，该矿田成矿流体中的硫非单一的骑田岭花岗岩岩浆来源，同时有地层硫、生物硫及地幔硫等多种来源硫的混入；岩石、矿石及矿石硫化物的REE地球化学研究结果也进一步表明，在骑田岭花岗岩的岩浆热液作用阶段，岩石圈发生拉张、伸展作用产生的多期次的高温热液参与了矿田的成矿作用。 （4）成矿流体非均一化：矿石的REE地球化学以及S、He同位素组成分布特征表明，该矿田成矿流体均一化程度不完全。 （5）构造、岩浆岩及骑田岭花岗岩与成矿存在密切的关系：芙蓉锡矿田的构造控矿模式是邵阳－郴州断裂及炎陵－郴州－蓝山断裂为深源成矿物质的上涌提供了通道，郴州－临武大断裂为含矿流体的贯入提供了通道，而骑田岭矿区内发育的大小褶皱及断裂为矿质提供了储存空间，并直接控制了矿体的形成和分布；燕山期大规模、多期次的岩浆活动，及区内广泛分布的中酸性花岗岩类与该区Sn、Pb、Zn等有色金属成矿关系密切；区域大面积骑田岭A型花岗岩不仅在时空上与该区成矿密切相关，而且在成矿过程中起到了提供主要成矿物质、成矿流体等重要作用。 （6）初步建立了矿田成矿机制：在骑田岭岩体的岩浆作用阶段，由于中生代华南地幔物质上涌、岩石圈发生拉张、伸展作用，使幔源岩浆上侵，并在这个过程中导致对地壳物质的同化，形成了壳幔混合流体。骑田岭花岗岩岩体冷却，高的K、U、Th含量导致高的热产率，岩体内及围岩中发育的大断裂和小裂隙及围岩中丰富的水，都十分有利于岩浆侵位后数百万年的热液对流循环，形成广泛的蚀变和成矿作用，而芙蓉锡矿田的成矿流体可能就是这种在岩浆作用阶段已发生过壳幔混合的岩浆流体所分异出来的可能混合了浅源流体（包括雨水源、地下水源等）的热液流体。