滇东南薄竹山含钨锡花岗岩体暗色包体成因及其对成岩成矿的启示

The Bozhushan granite is a topical W-Sn bearing granite in the mineralization belt of Southeastern Yunnan Province, China. It belongs to W-Sn mineralization belt in Western South China. A number of superlarge and large tungsten-tin polymetallic deposits are found in the contact zone of the Bozhushan granite. Currently, there are two different explanations about the origin of the granite. One view is that the granite is S type granite formed in the extrusion environment. Other view is that the granite is A type granite formed in the extensional environment. It generally considered that bearing W-Sn granite is S type granite and derived from crustal source without input of mantle-derived material. The Bozhushan granite is A-type granite showing that the formation of W-Sn bearing granite relate to mantle-derived magma. However the involvement of mantle-derived magma in the formation of granite? We found a large number of enclaves associated with the Bozhushan granite. . Thus, it is very important that we study genic of enclave for origin of W-Sn bearing granite. In our recent study, we took detailed petrography and lithogeochemistry analyses, and take zircon U-Pb dating, Hf-O isotope composition for single zircon analysis and Sr-Nd isotope of enclave. We will further to reveal whether mantle-derived magma be involed in the formation of W-Sn bearing granite and tungsten-tin mineralization.

滇东南薄竹山花岗岩体是华南西部钨锡多金属成矿带滇东南成矿区内典型的含钨锡花岗岩体，在其接触带及附近发育多个超大-大型钨锡多金属矿床。该岩体成因存在较大争议，有挤压环境下形成的S型花岗岩和拉张环境的A型花岗岩两种不同的认识。通常认为含钨锡花岗岩为S型花岗岩，主要来源于地壳，没有幔源物质加入；而薄竹山A型花岗岩的观点则意味着含钨锡花岗岩的形成可能存在幔源岩浆的作用，但幔源岩浆是否直接参与仍不清楚。申请人在薄竹山花岗岩体中发现大量暗色包体，初步研究，包体与寄主岩有成因联系，对包体的成因研究能够进一步揭示薄竹山花岗岩源区特征及形成过程，进而对揭示含钨锡花岗岩形成是否有幔源贡献具有重要意义。本项目拟通过对包体的岩石学、岩石地球化学、锆石地球化学、锆石U-Pb年代学、锆石Hf-O同位素及全岩Sr-Nd同位素等进行研究明确包体的成因，揭示薄竹山花岗岩源区特征，进而揭示含钨锡花岗岩成岩成矿是否有幔源贡献。

本研究选择滇东南薄竹山含钨锡花岗岩中发育的大量暗色包体作为研究对象，获得了一批岩石学，岩石地球化学，锆石U-Pb年代学，锆石Hf-O同位素和全岩Sr-Nd同位素示踪数据。研究成果表明，包体具有比寄主岩更低的SiO2含量，更高的TiO2，MgO和CaO。在主量和微量对SiO2散点图中，寄主岩和包体的落点显示不连续且没有线性趋势，认为很可能是铁镁质和长英质岩浆端元组分不同比例的混合。此外，包体具有与寄主岩相似的锆石Hf-O，全岩Sr-Nd同位素特征和锆石U-Pb年龄。通过计算得出锆石饱和所需要的Zr的含量明显比包体全岩Zr含量高出很多。而且，包体的Zr的Ti饱和温度和Th/U比值与寄主岩也存在相似。综上所述，认为薄竹山暗色包体可能是来自地幔铁镁质岩浆。但包体中的锆石并不能直接从包体岩浆中结晶出来，而很可能是铁镁质岩浆注入花岗质岩浆房时，包体岩浆捕获了在花岗质岩浆房的底部早期结晶形成的锆石，锆石的Hf-O同位素也不能用于限制包体岩浆的初始组分。因此，在薄竹山地区晚白垩世，由于岩石圈伸展，软流圈地幔底侵，导致下地壳部分熔融形成花岗质岩浆，大约10-20%的底侵的铁镁质岩浆注入到了花岗质岩浆中发生了物质成分的扩散和再平衡，导致了两者Sr-Nd同位素的相似。包体岩浆捕获了花岗质岩浆房底部的早期结晶的锆石，使得包体锆石Hf-O-U-Pb同位素组成与寄主岩相似。根据新的研究成果(Yuan et al., 2019; Guo et al., 2021)表明，钨锡在岩浆中的富集与沉积岩部分熔融中白云母和黑云母的熔融有着密切关系，而且主要富集于地壳。综上，本研究得出结论，铁镁质岩浆在形成薄竹山富钨锡花岗岩中提供了物质成分和热量，形成了薄竹山高温花岗岩，但钨锡富集主要来自于地壳的高温部分熔融。