钨和锡均是重要的战略性关键金属。华南南岭成矿带发育大量与晚中生代花岗质岩浆活动密切相关的世界级钨、锡矿床，其中晚侏罗世钨、锡矿床总体呈现“东钨西锡”空间分带的格局，即钨矿床主要分布于南岭成矿带东部的赣南及相邻地区，而锡矿床则主要集中于西部，郴州-临武断裂带附近（图1）。尽管这一分带现象早已受到关注，但其形成机制存在广泛争议。不同的观点包括：1）钨、锡在岩浆—热液过程中的地球化学行为不同；2）钨、锡花岗岩形成过程中的地幔贡献不同；3）南岭成矿带钨、锡花岗岩形成的部分熔融温度不同，等等。然而这些机制与许多地质事实不符或无法解释所有地质观察。
针对钨锡成矿作用最关键控制因素这一科学问题，南京大学地球科学与工程学院（关键地球物质循环与成矿全国重点实验室）于津海教授研究团队联合中国科学院地球化学研究所周美夫研究员，指导团队博士研究生夏浪系统对比了南岭地区与钨、锡成矿有关的中生代花岗岩地球化学特征，发现两类花岗岩存在明显区别（图2）。根据详细的地球化学分析和热力学模拟，研究团队提出岩浆源区组成是控制南岭地区钨锡成矿空间分带的最关键因素。这一研究成果以“The Zonal Distribution of W- and Sn-mineralized Granites in the Nanling Metallogenic Belt, South China: The Role of Magma Sources and Differentiation”为题，已于近日发表在国际知名矿床学期刊《Economic Geology》上。
图1 华南南岭地区钨锡矿床及相关花岗岩的空间分布
地球化学统计对比显示，南岭成矿带的晚侏罗世钨成矿花岗岩具有明显低的CaO/Na2O比值（<0.3;图2a, b），锡成矿花岗岩具有高的CaO/Na2O比值（>0.3），表明钨成矿花岗岩起源于富泥质的变质沉积岩，而锡成矿花岗岩起源于富砂质的变质沉积岩(Sylvester, 1998)。由于受到岩浆分异的影响，强分异花岗岩的CaO/Na2O比值不能完全代表原始岩浆的特征，但是两类花岗岩演化程度最低的样品的CaO/Na2O比值，同样显示出上述特征性差异(图2b)。更重要的是两类成矿花岗岩的成分显示出明显不同的演化趋势（图2c, d）。这些都表明钨成矿花岗岩和锡成矿花岗岩具有不同的原始岩浆组成，暗示不同的源区组成。
对前寒武纪基底岩石的地球化学分析已经指出，南岭成矿带的基底具有高的W-Sn背景值，但在空间上没有显示出Sn-W丰度的分带性(Yu et al., 2023)。因此，南岭成矿带的东钨西锡的分带特征最可能是受源岩岩性控制。部分熔融模拟证实泥质变质沉积岩在部分熔融之前能变质形成大量白云母，而白云母富集W元素，容纳了全岩的主要W含量。白云母脱水熔融可有效释放源岩中的钨，使熔体中的钨含量达到源岩的约5倍（图3）。而杂砂岩的变质则形成更多的黑云母，黑云母富集Sn元素。这样在较高温度条件下黑云母的大规模脱水熔融可产生Sn含量达到源岩约4倍的富锡熔体。这些模拟结果还表明，形成富锡岩浆并不要求此前必须发生一次富钨熔体的抽取（图3）。
南岭两类花岗岩的全岩地球化学成分(如Pb, Ba, F, TiO2, FeO, Mg#)进一步证实了钨成矿花岗岩主要由白云母脱水熔融产生，而锡成矿花岗岩主要由黑云母脱水熔融产生（图4）。
图2 钨锡花岗岩的源区地球化学特征
图3 相平衡模拟计算
除了源区成分和熔融条件差异，岩浆分异程度进一步强化了南岭成矿带钨和锡的成矿差异。与锡成矿花岗岩相比，钨成矿花岗岩经历了更强烈的岩浆分异。地质压力计计算结果显示西段的锡成矿岩浆总体侵位较浅，冷却较快，岩浆分异受到限制，较早发生流体出溶和流体—围岩相互作用；而东段的钨成矿岩浆大多侵位较深、冷却较慢，能够经历更充分的结晶分异及岩浆—热液演化，从而进一步促进钨的富集。
结合南岭基底变质岩的分布和断裂构造活动差异，本研究指出东南岭基底以泥质变质岩为主，较低温条件下以白云母脱水熔融为主，形成富钨岩浆，强烈演化最终导致钨成矿作用；西南岭基底中以变杂砂岩为主，同时期活动的郴州—临武断裂带为幔源岩浆和热量向上输送提供了通道，促进源区砂质变质岩发生以黑云母脱水熔融为主的高温熔融，形成富锡岩浆。郴州—临武断裂带的活动不仅为深部热流体的上升提供了通道，也促成了西部岩浆更浅的侵位深度、相对快速的冷却和较弱的演化程度。因此源区组成和构造活动差异共同造成了钨、锡的解耦，最终形成南岭成矿带总体“东钨西锡”的矿化分带格局。
图4 钨锡花岗岩地球化学特征
该研究将基底（源区）组成、构造热条件与岩浆演化过程统一到钨锡矿化分带模型中，为认识南岭乃至全球与花岗岩有关钨锡矿床的成矿规律提供了新的思路，也为区域钨锡资源勘查中识别有利基底岩石、不同的热条件及高分异岩浆演化区作为靶区提供了理论依据。
博士研究生夏浪为本论文第一作者，论文通讯作者为于津海教授，共同合作者包括中国科学院地球化学研究所周美夫研究员和我院章荣清副教授。该研究得到国家自然科学基金委“战略性关键金属超常富集成矿动力学”重大研究计划的重点项目（91962221）的资助。
文章信息：Xia, L., Yu, J.-H., Zhou, M.-F., & Zhang, R. (2026). The Zonal Distribution of W- and Sn-mineralized Granites in the Nanling Metallogenic Belt, South China: The Role of Magma Sources and Differentiation. Economic Geology. https://doi.org/10.5382/econgeo.5252
图文：夏浪，于津海
审核：曾罡
