浅谈与花岗岩相关的锡矿床地质特征

林涛

（新疆大学，新疆乌鲁木齐830047）

浅谈与花岗岩相关的锡矿床地质特征

林涛*

（新疆大学，新疆乌鲁木齐830047）

与花岗岩相关的锡矿床是目前已知的重要锡矿床类型之一。锡成矿作用在时间和空间上尤其与花岗岩由密切的关系，花岗岩不仅为锡成矿提供重要物源，也是重要的锡成矿场所。通过对锡及与锡成矿有关的花岗岩特征，以及与锡成矿相关的岩浆作用和热液作用及交代蚀变的描述，浅析与花岗岩相关的锡矿床地质特征。

锡矿；与花岗岩相关；地质特征

与花岗岩相关的（granite-related）锡矿床是目前已知的重要锡矿床类型之一，其特指与花岗岩固结作用以及亚固相作用有关的锡矿床。20世纪90年代，统计结果表明世界上锡矿产量的90%都是来自与花岗岩相关的锡矿床。中国已探明锡矿储量居世界第一位，达到576×104t，其中与花岗岩相关的锡矿床占到了70%。因此，对其矿床地质特征的进一步总结与研究能够更加全面地认识其形成的因素，为以后锡矿床的找矿指明方向。

1　锡的地球化学特征

锡具有亲氧、亲铁、亲硫的三重性，只是在不同的物理化学条件下，显示不同的化学亲合力。在氧化环境中锡优先形成SnO2；而在还原富硫的环境中锡显示其亲硫性，形成黝锡矿、硫锡矿等；而在还原的岩浆中，锡与铂族元素形成金属互化物：锡铂矿、锡钯矿、表现为亲铁性。一般说来锡以亲氧性为最强，由于锡具有强的亲氧性，在各类岩浆岩中其含量明显地在酸性岩中增高，并造成锡与酸性岩具有密切的成矿专属性。

酸性岩与锡矿化关系密切，因此酸性岩中的锡含量也比较高，世界各地花岗岩中的锡含量为3×10-6。花岗岩中的锡含量与区域地球化学背景有关，不同地区的花岗岩往往在锡含量上存在显著差异，如华南锡成矿区（广东、广西、江西、湖南等省）的花岗岩中锡含量可达32×10-6，而我国北方花岗岩中的锡含量仅为（1～4）×10-6。

2　与锡成矿有关的花岗岩特征

2.1与锡成矿有关的花岗岩的地球化学特征

锡大多数随着岩浆演化而趋于不断富集，锡成矿作用在时间和空间上尤其与花岗岩由密切的关系。花岗岩不仅是锡成矿的重要物源之一，并且也是重要的锡成矿场所之一，锡石呈浸染状广泛分布于花岗岩中。

花岗岩的地球化学特征与其含矿性是密切相关。与一般花岗岩相比，锡矿化花岗岩大多为过铝质花岗岩［摩尔比Al/（Na+K+2Ca）＞1］，SiO2介于68%～75%之间，Al2O3为13%～18%，Na2O+K2O＞7%。与锡成矿有关的花岗岩特点是SiO2和K2O含量较高（K2O＞Na2O），而TiO2、Fe2O3、MgO和CaO含量较低。微量元素中Sn、F、B、Rb、Cs、Li等元素含量较高，而Ba、Sr、Zr、Ti等元素含量较低。

2.2与锡成矿有关的花岗岩的矿物特征

前人对分布于世界各地与花岗岩相关的锡矿床研究发现，与锡矿床伴生的黑云母花岗岩和二云母花岗岩中钾长石多于斜长石，角闪石不存在或罕见，斜长石主要是更长石。

在副矿物中，除常见磷灰石、锆石和金红石，通常还含有一种或几种气成矿物——黄玉、萤石和电气石。

2.3花岗岩中锡的赋存

锡在花岗岩中的行为主要受熔体的fo2控制。在处于氧化条件的熔体中，锡以Sn4+形式存在，并置换黑云母、角闪石、榍石、金红石等矿物中的金属元素，如锡以Sn4++Fe2+=2Fe3+置换形式存在于磁铁矿中，但结晶分异作用不能使Sn富集。相反，在还原条件下，锡主要呈Sn2+形式，其富集程度随分异作用而增强。

3　岩浆作用与锡成矿

在成因上有交代变质说和岩浆分异说。交代变质学说认为，锡的矿化作用是由岩浆期后的流体向上运动导致的，来源于岩体下部的淋滤作用，在强烈的挥发分作用下富集于花岗岩体的顶端。岩体自上而下常见微斜长石化、钠长石化、以及云英岩化分带现象。

岩浆分异学说认为，矿化的花岗岩是由结晶分离造成的，其从岩浆晚期到岩浆期后的水岩反应过程中进行了适当的重新分配。岩浆后期到岩浆期后富集挥发分，富F流体造成的元素Sn的再分配。岩浆分异学说具有以下论点的支持：（1）花岗岩类岩石和火山岩脉之间具有相似的组分，而且在石英斑晶中可见岩浆包裹体；（2）实验表明富卤素花岗岩体系的分馏过程中，富钠长石和贫石英的花岗岩中F和Li元素有所增加；（3）流纹岩中的熔融包裹体研究表明大多数的稀有金属具有非常低的流体/熔体分配系数；（4）钻井岩芯的采集研究发现，其具有岩浆分异的层序特征，上部的具有被侵位的现象。

4　热液作用与锡成矿

热液作用在锡成矿过程中具有特殊而重要的意义，一是因为几乎所有锡矿床的形成都和热液过程有关；二是以锡石石英脉为代表的热液型锡矿床具有极其重要的经济价值。

锡在地壳中主要以2种价态存在。Sn4+形成主要的矿石矿物锡石，或某些水相络合物，并且很可能在花岗质熔体中占主导地位，而Sn2+络合物是深部热液流体中的最重要物种。根据水溶液体系的氧逸度和溶液的pH值，Sn4+或者Sn2+可以与热液流体中的不同配位体配位而形成各种各样的络合物，常见的配位体有Cl-、OH-和F-。

锡在热液体系中的活动性不取决于含水相的来源，而明显地取决于体系的温度、盐度和氧逸度。最适宜锡在热液中活动的条件是高温、高盐度和低氧逸度。前人的实验研究表明，在温度高于350℃、Ni-NiO缓冲时，锡在纯水中以二价锡物种形式为主。当温度低于250℃时，Sn4+的羟基络合物对锡石溶解度的贡献随温度而升高，但当温度在250℃～300℃时会急剧下降。然而，水相锡的浓度对热液体系中碱的浓度和类型非常敏感。在任何给定的流体酸度下，高碱/酸比和高K/Na比将非常有利于SnO2溶解。在相同的P、T、fo2条件下，从高度演化的、富钾长石的花岗岩中分异出的流体比二长岩中分异的流体更有利于锡的迁移。

5　交代蚀变与锡成矿

云英岩化是与花岗岩类有关的气化—高温热液的一种重要交代蚀变类型，其产物云英岩与锡矿床密切相关。云英岩主要由花岗岩类岩石交代蚀变而成，主要矿物有石英、白云母、绢云母、铁锂云母等。

早在19世纪40年代，地质学者们已认识到花岗岩锡矿化和云英岩化的密切关系。随后的研究发现，流体作用于花岗岩的过程中，云英岩化会导致pH值升高、fo2降低和F-等配合物增多。然而，这些变化也正是导致锡沉淀与矿化的原因。尽管锡成矿的成因有交代变质和岩浆分异的不同观点，但是，云英岩作为与花岗岩有关的锡成矿系统中的赋矿岩石，对于锡的富集成矿是具有重要作用的。

一般云英岩分布于花岗岩体的顶部，是锡矿体的集中部位。在花岗岩体中，云英岩化及其有关的矿化常与晚期花岗岩在空间上和成因上有联系。因此，云英岩化现象对于锡矿床的找矿具有重要意义，是直接的找矿标志。

6　典型矿床实例

英格兰西南部的康沃尔矿床（Cornwall）为世界级经典的Sn（-W）矿化案例，该矿床产在巨大的华力西晚期的花岗岩体中，与花岗岩密切相关。

中国东南内部的西华山Sn（-W）矿床，Sn矿化产在花岗岩岩体的顶部，其与花岗质岩浆演化具有密切关系。

新疆东准噶尔东部发现的干梁子、贝勒库都克、卡姆斯特等锡矿，构成一NW-SE向展布的锡矿带。在前人对该区矿床进行的研究工作中，均认为锡与花岗岩关系密切。

［1］Černý，P.，Blevin，P.L.，Cuney，M.，London，D..Granite-related ore deposits.In：Hedenquist，J.W.，Thompson，J.F.H.，Goldfarb，R.J.，Richards，J.P.（Eds.），Economic Geology One Hundredth Anniversary Volume 1905-2005［M］.Society of Economic Geologists，2005：337-370.

［2］Hutchison，C.S.Geology of Tin Deposits in Asia and the Pacific［M］.Springer，1988..

［3］Lehmann，B.Metallogeny of Tin.Lecture Notes in Earth Sciences，32.Springer-Verlag，1990.

［4］陈慧军，张寿庭，张云辉.中国主要锡矿床类型、成矿时期及品位模型［J］.资源与产业，2014，16（2）：64-70.

［5］陈骏，王汝成，周建平，季俊锋.锡的地球化学［M］.南京大学出版社，2000.

［6］胡受奚.交代蚀变岩岩石学及其找矿意义［M］.地质出版社，2004.

［7］刘家远，喻亨祥.新疆北部卡拉麦里富碱花岗岩带的碱性花岗岩与锡矿［J］.有色金属矿产与勘查，1997，6（3）：128-135.

［8］王莉娟，王京彬，王玉往，龙灵利，唐萍芝.新疆东准噶尔老鸦泉富碱花岗岩型锡矿床地质及成矿流体［J］.岩石学报，2011，27（5）：1483-1492.

［9］于阿朋，王汝成，朱金初，谢磊，张文兰，车旭东.广西花山花岗岩云英岩化分带与锡成矿过程的矿物学研究［J］.高校地质学报，2010，16（3）：281-293.

［10］朱金初，王新光，殷成玉.个旧锡矿区不同岩石中锡的富集特征及成矿模式［J］.地质找矿论丛，1991，6（2）：11-17.

P618.44

A

1004-5716（2016）10-0139-02

2015-11-05

2015-11-06

林涛（1989-），男（汉族），新疆乌鲁木齐人，新疆大学地质与矿业工程学院在读硕士研究生，研究方向：矿物学、岩石学、矿床学。