《Journal of Geochemical Exploration》：Origin and evolution of granites in the world-class Gejiu Sn-Cu-polymetallic ore district: Implications for mineralization and tectonic setting
编辑推荐：
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变沉积岩的部分熔融与年轻物质的混合产生了富含Sn和Cu的岩浆。
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在还原且硫含量低的条件
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变沉积岩的部分熔融与年轻物质的混合产生了富含Sn和Cu的岩浆。
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在还原且硫含量低的条件下，晶体分异作用使得岩浆中的Sn和Cu含量增加。
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由于更多的晶体分异作用，老厂-卡房矿床中的Sn和Cu含量更高。
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来自富含Cu的围岩的外部Cu供应进一步促进了元素的富集。
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这些花岗岩形成于原华南板块的俯冲和断裂过程中。
引言
Cu和Sn通常集中在不同的源岩中，并在岩浆演化过程中受到不同的物理化学条件控制。因此，单一岩浆系统中同时富集这两种金属的矿床形成一般被认为是不太可能的（Ballard等人，2002；Jugo，2009；Sun等人，2023；Shu和Deng，2025）。然而，最近的研究记录了许多以显著Sn和Cu富集为特征的矿床（Sillitoe和Lehmann，2022）。这种共富集可能是由于富含Sn的岩浆与富含Cu的围岩相互作用的结果（Zhan等人，2024），或者来自同时含有Sn和Cu富集组分的异质源区（Zhang等人，2024）。这些过程为生成同时富集这两种金属的矿床提供了合理的机制。尽管Cu和Sn在岩浆和热液演化过程中的化学行为相对相反，但越来越多地发现共富集的矿床挑战了这一传统观点。解决这一看似矛盾的现象对于阐明岩浆-热液系统中Sn和Cu共富集的机制以及改进相关矿床的预测勘探模型至关重要。
位于中国西南部边缘的格居Sn和Cu多金属矿区（图1a）拥有中国最大的矽卡岩型Sn矿床（Chang等人，2019；Cheng等人，2024）。因此，它为研究Sn和Cu同时矿化的机制提供了理想的天然实验室。从北到南，五个主要矿床分别是马拉格、松树窖、高松、老厂和卡房（图1b；Cheng等人，2012a；Cheng等人，2013a）。对南部矿区（老厂-卡房矿床）的先前研究表明，尽管Sn和Cu的矿化在空间和时间上与晚白垩纪花岗岩相关，但这两种金属的来源不同。Sn主要来源于花岗岩岩浆，而Cu主要从富含Cu的围岩（三叠纪玄武岩）中淋出（Sun等人，2023；Zhan等人，2024）。相比之下，北部矿区（马拉格-松树窖矿床）中没有三叠纪玄武岩，但仍然发生了Cu矿化，尽管规模较小（图1c）。此外，当前的资源估计表明，矿区南部的Sn矿化程度高于北部（Chen等人，2021）。这些观察提出了一个关键的科学问题：在没有外部富含Cu的岩性地层（如三叠纪玄武岩）的情况下，晚白垩纪花岗岩本身是否可能是北部矿床中Sn和Cu的共同来源？如果是这样，哪些岩浆过程促进了这两种通常分离的金属在北部的共富集？又是什么导致了格居矿区北部和南部矿化特征的差异？
此外，先前的研究提出了格居岩浆事件的不同构造背景，包括碰撞型、从碰撞到伸展的过渡型以及伸展型构造（Jia等人，2014；Yang和Chen，2024；Shang和Chen，2025）。
为了更好地约束格居矿区Sn和Cu矿化的岩浆和矿化过程，并为未来的勘探提供框架，本研究对五个主要矿床的花岗岩进行了全面的调查。报告了新的岩石学、地球化学、Sr-Nd-Pb-Hf同位素、锆石U-Pb地球年龄学、锆石微量元素和矿化元素数据。根据岩石学和地球化学特征，将东部格居花岗岩分为三个岩性单元：深色斑状花岗岩、北部马松等粒状花岗岩和南部老卡等粒状花岗岩。这些单元被系统地比较，以评估它们的成因和矿物学意义。本研究旨在解决三个关键问题：（1）格居花岗岩的源岩特征如何影响Sn和Cu的矿化；（2）北部和南部矿区之间岩浆演化的差异是否控制了矿化强度和规模的变化；（3）什么样的构造环境影响了格居花岗岩的侵入及其相关的热液矿化。基于这些结果，我们发展了一个综合的成因和矿物学模型，将岩浆源特征、岩浆演化、Sn和Cu的矿化以及格居地区的区域构造过程联系起来。
章节摘录
地质背景
在新元古代，扬子块和卡西亚块之间的碰撞导致了华南块的形成（图1a；Wang等人，2007）。这一事件还导致了沿两块之间的缝合带形成了江南造山带（JOB）。JOB主要由新元古代的变沉积岩和变火山岩组成，其上不整合地覆盖着显生代地层。该带从西南向东北延伸，可分为
采样
样品来自东部格居矿区多个矿床的钻芯、地下隧道和地表露头（补充材料1；图1）。采集的岩石包括等粒状和斑状花岗岩。大多数花岗岩体埋藏较深，仅在白沙冲、北包台和新山有零星的地表露头。这些花岗岩侵入到格居组的碳酸盐岩中。总共系统收集了131个花岗岩样品
方法
共分析了131个花岗岩样品的全岩地球化学特征。此外，选出了21个样品进行锆石U-Pb测年，14个样品进行全岩Sr-Nd-Pb同位素分析，8个样品进行锆石Lu-Hf同位素分析（表1）。
锆石U-Pb测年结果和微量元素特征
详细的锆石U-Pb年龄和微量元素数据见补充材料2和补充材料3。大多数锆石颗粒呈亚自形到自形，主要为长柱状，少数为短柱状。它们的阴极发光图像显示出多变的内部分区，并具有高Th/U比值，表明其具有岩浆起源（Belousova等人，2002）。所有样品中几乎不存在继承性锆石。阴极发光（CL）图像和相应的U和Pb数据 东部格居地区花岗岩的成因
岩浆后的蚀变会显著改变火成岩的主要元素和微量元素组成。因此，评估蚀变程度是使用地球化学数据约束岩浆生成和演化的前提。东部格居花岗岩的灼烧损失（LOI）值较低，范围为0.14%至2.88%，平均值为0.79%。手工样本观察和岩石学检查显示，原生矿物组合和火成岩结构保持完整
结论
（1）锆石U-Pb测年表明，东部格居的花岗岩形成于晚白垩世（78.5–86.9 Ma）。斑状花岗岩的年龄为86.3–83.1 Ma，马松等粒状花岗岩的年龄为85.1–83.1 Ma，老卡等粒状花岗岩的年龄为86.9–78.5 Ma。 （2）东部格居花岗岩来源于江南造山带内的一个共同源岩，主要由富含Sn的变沉积岩组成，此外还有其他成分的贡献
作者贡献声明
Guangjie Li：撰写——初稿、软件使用、项目管理、方法论制定、数据分析、概念构思。 Yongqing Chen：撰写——审稿与编辑、验证、资金筹集。 Xu Zhu：数据分析。 Rong Yang：数据分析。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢Tao Zaili博士、Wen Qiqian和Shang Zhi的详细评论。
资助
该研究得到了昆明理工大学（编号202202AG050006）、国家自然科学基金（项目编号41972312和41672329）以及云南省科技厅（项目编号202303AA080006）的财政支持。
Guangjie Li|Yongqing Chen|Xu Zhu|Rong Yang
