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世界上绝大多数原生锡矿床都与花岗岩密切相关,并且被认为是岩浆热液来源。这些与锡矿化在成因上直接相关的花岗岩称为含锡花岗岩。含锡花岗岩是锡元素富集和运移的主要载体,其形成过程蕴含着锡成矿的关键信息,因而揭示含锡花岗岩的形成机制对于建立科学系统的锡成矿理论至关重要。前人研究指出含锡花岗岩主要为高分异的、还原的S型或钛铁矿系列花岗岩。但进一步的研究认为,一些锡矿床也与I型花岗岩密切相关。此外,近年来的研究还发现,许多含锡花岗岩是A型花岗岩。在另一方面,花岗岩可以在诸如俯冲造山带、碰撞造山带、大陆伸展背景等多种构造环境中产出,但对于含锡花岗岩形成的构造环境的研究还比较少,理解也不深入。综上所述,我们对含锡花岗岩的成因及其产出的构造环境还缺乏系统的认识。东南亚锡矿带是世界上锡资源历史产出量最大的锡成矿带,缅甸南部地区是东南亚锡矿带的重要组成部分,该区域产出有许多中到大型的原生锡矿床,并出露了大面积的花岗岩。这些锡矿床和花岗岩主要形成于东特提斯构造演化过程中,因此,它们为研究大陆边缘俯冲和碰撞过程中含锡花岗岩及锡矿床的形成提供了天然的素材。本次工作以缅甸南部的典型锡矿床和花岗岩体为研究对象,开展了系统的矿床地质、岩相学、岩石地球化学、矿物化学、成岩成矿年代和同位素地球化学的研究,构建了该区域上成岩成矿的年代学框架,揭示了含锡花岗岩和锡矿床的成因机制,探讨了其形成的构造环境。获得的主要结果和认识如下:Hermyingyi矿床位于缅甸南部土瓦地区,是该地区一个典型的石英脉型Sn-W矿床。矿区出露的地层为上石炭-下二叠系抹谷群沉积变质岩,主要由厚层泥质岩、和少量灰岩、石英岩及火山碎屑岩组成。侵入岩为中粒二长花岗岩,造岩矿物为钾长石(25-30%)、斜长石(30-35%)、石英(30-35%)、黑云母(~5%)和白云母(~2%)。矿体主要以众多近于平行的含矿石英脉的形式赋存在二长花岗岩体内部,厚度从几厘米到2米不等,部分矿脉长度超过300米,垂直深度超过200米。在矿脉两侧往往发育硅化和云英岩化蚀变。矿石矿物主要为锡石和黑钨矿。对矿石矿物进行了原位微区地球化学和U-Pb同位素年代学分析(锡石微量元素、硫化物S同位素组成、锡石U-Pb同位素定年、黑钨矿U-Pb同位素定年)。结果显示锡石颗粒中含有的主要包括Fe、Ti、W、Nb、Ta、Al、Sc、Mn、Zr、Hf和U等元素,较高的Fe和W含量暗示了其岩浆热液来源,而早阶段的锡石中更高的Fe、Zr、Hf、Ti、Sc及U含量则反映了成矿过程中热液流体组成的变化。矿脉中的硫化物(黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、闪锌矿)δ34S值为+0.2‰-+6.9‰(平均值为+3.3‰),与酸性侵入体有关的岩浆热液矿床的δ34S值一致,指示了岩浆硫的来源。矿石中黄铁矿和方铅矿的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为18.711-18.764、15.733-15.786和39.284-39.436,指示Pb主要来自于地壳。锡石和黑钨矿的形成年龄分别为60.6 Ma±3.1和60.4±1.0 Ma,表明Hermyingyi矿床锡钨矿化时代约为60 Ma。而对二长花岗岩中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb同位素定年得到其结晶年龄为70.5±0.6 Ma。二长花岗岩比锡钨矿化早形成10 Myr左右,暗示其可能并不是直接的成矿母岩。Ti相对于Zr和Sc在岩浆热液流体演化和迁移过程中消耗更快,Hermyingyi矿床石英脉中的锡石具有较低的Ti/Zr和Ti/Sc比值,也指示它们形成于岩浆热液成矿系统的远端。因此,结合花岗质岩浆演化的晶粥模型,推断Hermyingyi矿床的成矿流体可能来自于岩浆房演化晚期的岩浆出溶作用,矿区深部具备良好的找矿前景。Tagu矿床是缅甸南部丹老地区的一个重要的石英脉型Sn-W矿床。区内地层包括上石炭-下二叠系抹谷群沉积变质岩和第四系沉积物,侵入岩为似斑状花岗岩。矿体主要为多条含矿石英脉,产出在似斑状花岗岩边缘,赋存在岩体内部和抹谷群沉积变质围岩中。形态上较大的矿脉大多产在岩体内部,宽1到5米不等。主要的矿石矿物为锡石和黑钨矿,热液蚀变发生在石英脉边缘,包括云英岩化、白云母化和硅化。似斑状花岗岩呈中粒-粗粒结构,浅色矿物主要为石英(25-30%)、钾长石(30-35%)、斜长石(20-25%)和白云母(3-5%),暗色矿物为黑云母(5-10%)。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年结果表明似斑状花岗岩的侵位年龄约为86 Ma,锡石和黑钨矿LA-SF-ICP-MS U-Pb同位素定年结果显示它们的形成年龄分别为86.9±1.5 Ma和85.1±2.0 Ma,成岩和成矿时代在误差范围内一致。硫化物(毒砂、黄铁矿、黄铜矿)原位硫同位素组成分析显示其δ34S值为-5.7‰-+1.8‰,平均值为-2.6‰,指示矿石中硫源主要为岩浆硫。不同成矿阶段黄铁矿Pb同位素组成没有明显差异,206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为18.684-18.771、15.698-15.792和39.187-39.474,指示地壳Pb来源。全岩地球化学分析表明似斑状花岗岩具有高硅(Si O2=71.05-73.48 wt.%)、高碱(Na2O+K2O=7.44-8.86wt.%)、强过铝质(A/CNK=1.12-1.26)的特征,为典型的S型花岗岩。高稀土总量、轻稀土富集模式、中等Eu负异常,以及全岩Rb/Sr(10.2-13.6)、Rb/Ba(2.53-4.33)、Zr/Hf(34.1-35.2)、Nb/Ta(4.72-7.86)和锆石Zr/Hf(39.4-47.5)比值,均指示其经历了中等的岩浆结晶分异作用。似斑状花岗岩的初始87Sr/86Sr比值较高(0.781-0.7333),全岩εNd(t)值较低(-13.9--13.0),对应的两阶段模式年龄为1941-2014 Ma;锆石εHf(t)值为-15.6--9.8;对应的两阶段模式年龄为1687-1986Ma,表明其主要来源于古元古代地壳基底的部分熔融。此外,较低的Ca O/Na2O比值(0.23-0.40)和较高的Rb/Sr和Rb/Ba比值,指示其起源于泥质岩为主的沉积岩地壳的部分熔融。综上,Tagu矿床的似斑状花岗岩为典型的含锡花岗岩,与锡矿床的形成具有紧密的成因联系。除了Hermyingyi和Tagu矿床外,还利用矿石矿物直接定年方法,对缅甸南部地区其他七个锡钨矿床开展了精确的成矿年代学研究。结果显示,Thikhatoe、Thaling Taung、Kalonta、Taungphila、Pagaye、Bawapi和Kanbauk矿床普通铅校正后的锡石206Pb/238U加权平均年龄分别为61.9±0.6 Ma、60.4±0.9 Ma、63.0±0.6Ma、62.9±0.6 Ma、69.5±0.5 Ma、63.6±0.6 Ma和61.3±0.6 Ma,与从这些矿床中采集的黑钨矿的U-Pb同位素定年结果在误差范围内一致。综合这些成矿年龄和前人发表的数据,揭示出东南亚锡矿带的西花岗岩省(从云南腾冲地区经缅甸至泰国南部)分别在125-110 Ma、90-60 Ma和50-40 Ma期间发生了3次重要的锡成矿事件。这三期锡成矿事件的发生时间与区内花岗岩的侵入时代高度一致,说明锡矿化与花岗质岩浆作用具有密切的成因关联。利用缅甸南部花岗岩中锆石的微量元素进行了氧逸度估算。结果显示,Ce4+/Ce3+比值为2.4-239(平均为52.3),Eu N/Eu*比值为0.001-0.20(平均为0.05),fo2值为-44.2--1.1(平均值为-18.0),△FMQ=-19.4-13.42(平均为-0.54),和同期在西缅甸地体上形成的与铜金矿化相关的弧岩浆岩相比,这些花岗岩明显具有更低的氧逸度。结合前人资料,认为还原性的岩浆继承了变质沉积岩源区的性质,这是西花岗岩省中形成大量含锡花岗岩的重要控制因素。矿产评价时,岩浆热液型锡矿应注重含锡花岗岩氧逸度条件的研究。东南亚锡矿带西花岗岩省的花岗岩广泛分布于腾冲地块和Sibumasu地体西缘,它们记录了中生代-新生代东特提斯构造-岩浆演化的历史。结合本文对缅甸南部的花岗岩年代学研究结果表明,西花岗岩省强烈的岩浆活动主要发生在早白垩世至早始新世(约130-40 Ma)。早白垩世花岗岩主要出露在腾冲地块东部和缅甸境内的抹谷变质带。岩石地球化学和同位素数据表明,早白垩世花岗岩Si O2为59.20-77.90%,K2O为1.31-5.66%,A/CNK值为0.91-1.16,属于偏铝质至弱过铝质、中钾钙碱性至高钾钙碱性系列,εNd(t)值为-10.5--4.8,εHf(t)值为-14.3-+1.9,两阶段Hf同位素模型年龄为1.1-2.4 Ga。它们在成因类型上以I型为主,是以中元古代玄武质角闪岩为主和少量下地壳沉积岩的源区部分熔融的结果,部分岩体显示出高Si O2含量、高碱含量、高A/CNK(>1.1)值,低Ca O和Mg O含量归因于岩浆的高度分离结晶作用。早白垩世花岗质岩浆作用可能与西缅甸地体和腾冲-Sibumasu地体发生碰撞后的后碰撞背景下的密支那洋板片的断离有关。晚白垩世至古新世花岗岩Si O2含量较高,为66.30-78.30%,K2O为1.39-6.49%,A/CNK值变化范围较大,为0.84-1.31,从偏铝质到强过铝质、中钾钙碱性至钾玄岩系列。它们的成因类型多样,可能包括I型、S型以及I与S型之间的过渡类型。此外,多数花岗岩表现为高Si O2(>70%)、高K2O(>3.5%)、低Al2O3(<14%),显示出与A型花岗岩相似的地球化学特征。全岩εNd(t)值为-16.5--5.5,锆石εHf(t)值为-22.7-0.0,TDM2(Hf)值为0.8-2.6 Ga。它们主要源自古元古代至中元古代变质沉积岩的部分熔融,基性物质贡献较小,其中,部分花岗岩经历了高度的分离结晶作用。这些晚白垩世至古新世花岗岩明显不同于弧岩浆岩,它们虽然形成于新特提斯洋壳俯冲时期,但主要位于弧后伸展环境。早始新世花岗岩Si O2为64.90-78.96%,K2O为2.74-5.99%,A/CNK值为0.98-2.22,主要为过铝质,从中钾钙碱性系列到钾玄岩系列,具有多种成因类型并且部分显示出A型花岗岩的地球化学特征。全岩εNd(t)的值(-12.0-+0.8),锆石εHf(t)值(-17.8-+5.7)和TDM2(Hf)值(0.8-2.3 Ga)变化范围较大,指示它们的岩浆源区主要为古元古代至中元古代大量变质沉积岩和少量变火成岩。这些花岗岩可能形成于印度-亚洲碰撞后的后碰撞环境,与新特提斯洋闭合后大洋板片断离诱发的地幔软流圈上涌有关。东南亚锡矿带西花岗岩省这些成因多样性的花岗岩暗示锡矿化可能与花岗岩的成因类型没有对应关系,含锡花岗岩的多样性主要受岩浆源区和部分熔融条件影响。以上研究也表明,无论在大洋板片俯冲阶段还是陆-陆碰撞的后碰撞阶段,都可以发生广泛的锡成矿作用。