CN115993437A - 一种判断花岗岩钨锡成矿潜力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种判断花岗岩钨锡成矿潜力的方法。该方法通过对采集的花岗岩进行全岩和矿物的微区分析，计算花岗岩的岩浆氧逸度、岩浆分异程度和岩浆热液转换强度三个指标，通过这三个指标高效的评价花岗岩的钨锡成矿潜力，克服了钨锡成矿岩体难以判断的难题，建立了在勘查新区快速评价花岗岩钨锡成矿潜力的新方法和工作流程。通过该方法找到钨锡矿床的可能性大于70％，具有重要的实用价值。

Description

一种判断花岗岩钨锡成矿潜力的方法
技术领域
本发明属于矿产勘查评价领域，具体涉及一种判断花岗岩钨锡成矿潜力的方法。
背景技术
钨锡作为不可替代、具有重大用途、存在较高安全供应风险的关键金属元素，广泛用于洁净能源、信息产业、航天航空和国家安全等重要高新技术领域。钨锡矿床产出在花岗岩顶部突出的内外接触带，找到了成矿岩体很快就可以锁定相关的矿体。然而中国是世界花岗岩分布最为广泛的国家之一，在这些花岗岩中，仅有极少数的花岗岩可以形成钨锡矿床。因此，如何建立一种简单有效的花岗岩体钨锡的成矿潜力判别方法显得尤为重要。
前人通过锡石、Ar-Ar年代学等方法对钨锡矿床中的矿石进行定年，确定矿床的形成年龄，然后对矿区的岩体进行锆石U-Pb定年，通过对比岩体和矿体的时空关系来确定是否为成矿岩体，但是这种方法只适用于发现矿床且钨锡矿床的矿石矿物为锡石且能够获得Ar-Ar年龄的地区，并不能广泛应用于花岗岩的钨锡成矿潜力判别，不能完全满足现今找矿的需求。
在花岗岩成矿潜力及成矿岩体判别方面，李欢等(2020)利用花岗岩体中的U-Pb定年及Lu-Hf同位素比值等特征来判断花岗岩的成矿潜力。很多矿床，如W、Sn、Li、Be、U、Th、Fe、Cu、Pb、Zn等矿床，都可能和花岗岩相关，不同性质的花岗岩会形成不同类型的矿床，如与花岗岩相关的铜矿通常与高氧逸度的岩浆相关，因此单纯利用锆石U-Pb定年及Lu-Hf同位素比值等特征来判别花岗岩的含矿性可能存在多解性。
因此，需要寻找一种新的、高效的、适合所有花岗岩判断钨锡成矿潜力的方法，以扭转钨锡资源紧缺形势，并实现找矿突破。
发明内容
针对现有技术存在不确定性大、存在多解性、找矿矿种针对性不强等问题，本发明提供了一种利用全岩和矿物微区地球化学判断花岗岩钨锡成矿潜力的方法，该方法能够快速准确的识别花岗岩的钨锡成矿潜力，相比传统方法准确率高，能够大幅度提高找矿效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
提供一种判断花岗岩钨锡成矿潜力的方法，具体包括以下步骤：
(1)圈定成矿地段：依据选定的研究区进行地质、物探、化探等资料收集，并综合分析成矿前景，圈定成矿的有利地段；
(2)样品采集：在成矿有利地段对有成矿潜力的花岗岩进行样品采集，每个有前景的花岗岩采集4-5块样品以上；
(3)样品分析：对样品进行全岩主微量元素分析得到全岩主微量元素数据，进行锆石矿物的微区分析得到锆石的微量元素数据；其中确定SiO2的含量，并利用花岗岩的全岩数据计算Fe2O3/FeO、Rb/Sr、K/Rb、Nb/Ta、Zr/Hf、TE1,3分异系数；利用锆石的微量元素数据，确定U浓度(μg/g)，计算锆石的铕异常(Eu/Eu*)、轻稀土(LREE)、重稀土(Total REE)、花岗岩的形成温度T(℃)和氧逸度(lg(fO2))参数；
(4)花岗岩钨锡成矿潜力判别：
利用花岗岩全岩的SiO2和Fe2O3/FeO比率的关系以及花岗岩中的矿物锆石中温度T和氧逸度之间的关系确定岩浆的氧化还原性质，判别氧逸度高低；然后利用花岗岩全岩的Nb/Ta、Zr/Hf、TE1,3、Rb/Sr、K/Rb参数，确定岩浆的演化程度，判别分异程度；最后利用锆石的U浓度、Eu/Eu*、LREE、Total REE确定岩浆热液转化程度，判别岩浆-热液转换强度；根据花岗岩的岩浆氧逸度、岩浆分异程度和岩浆热液转换强度三个指标，判断花岗岩是否具有钨锡成矿潜力。
按上述方案，所述步骤(4)中，花岗岩钨锡成矿潜力判别具体为：
①氧逸度判别：处理步骤3)所得全岩主微量元素数据，当SiO2在66-75wt％之间，Fe2O3/FeO比值落在y＝2.6198×10-27×e0.8503x曲线以下位置(SiO2为横坐标，Fe2O3/FeO为纵坐标)，当75wt％<SiO2≤80wt％，Fe2O3/FeO比值低于10时，说明这些花岗岩具有形成钨锡矿床的潜力；处理步骤3)所得锆石的微量元素数据，当温度介于600-900℃，且氧逸度(lg(fO2))落在y＝0.0364x-35.909(lg(fO2)为纵坐标，温度为横坐标)曲线以下区域时，说明这些花岗岩具有钨锡成矿潜力，同时满足上述两项指标，说明这些花岗岩具有低的氧逸度，具有形成钨锡矿床的潜力；
②分异程度的判别：处理步骤3)所得全岩主微量元素数据，如果全岩的参数满足Nb/Ta<7、Zr/Hf<35、TE1,3>1.05、Rb/Sr>2、K/Rb<150，说明这些花岗岩具有较高的分异程度，具有形成钨锡矿床的潜力；
③岩浆-热液转化程度判别：处理步骤3)所得锆石的微量元素数据，如果这些花岗岩中的锆石满足U>250μg/g，Eu/Eu*<0.3，LREE>20μg/g，Total REE>1050μg/g，说明这些花岗岩经历了强烈的岩浆-热液转化过程，具有形成钨锡矿床的潜力；
④如果这些花岗岩同时满足上述①②③三方面的判别条件，说明这些花岗岩具有氧逸度较低、分异程度高、岩浆-热液转换强度大的特征，具有很好的钨锡成矿潜力，可以判断为钨锡成矿岩体(找到钨锡的可能性>70％)，则根据花岗岩的出露位置在一定半径内圈定找矿靶区；若花岗岩体不满足上述三个方面的指标之一，说明为非成矿岩体，找矿潜力小，则不进行靶区圈定。其中，所述步骤(3)和(4)中涉及到的元素或是化合物代表对应元素或化合物的质量百分含量，例如步骤(4)中SiO2，代表其在全岩主微量元素中的质量百分含量，除非特殊标记的，文中涉及类似情况同样理解。
优选地，当花岗岩体同时满足①②③三方面的判别条件，具有钨锡成矿潜力，判断为钨锡成矿岩体，根据花岗岩的出露位置在一定半径内圈定找矿靶区；若花岗岩体不满足上述三个方面的指标之一，说明为非成矿岩体，找矿潜力小，则不进行靶区圈定。
按上述方案，所述步骤3)中，TE1,3分异系数计算为：TE1,3＝[((2×CeN/(LaN+PrN))×(2×PrN/(CeN+NdN))×0.5)×((2×TbN/GdN+DyN))×(2×DyN/(TbN+HoN))×0.5](Irber,1999)}，N代表球粒陨石标准化值。
按上述方案，所述步骤3)中，利用锆石的微量元素数据，结合Geo-fO2氧逸度综合分析软件和Geokit软件，计算锆石的铕异常(Eu/Eu*＝2×EuN/(SmN+GdN))、轻稀土(LREE)、重稀土(Total REE)、花岗岩的形成温度T(℃)和氧逸度(lg(fO2))参数。
按上述方案，所述步骤3)中，
全岩主微量元素分析：对花岗岩样品进行粉碎到200目处理，然后利用X射线荧光光谱仪(XRF)和重铬酸钾法完成主量元素测定，得到SiO2、TiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5的含量，之后用ICP-MS分析完成花岗岩样品的微量元素分析，得到Li、Be、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Sn、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta的含量；
矿物的微区分析测试：将步骤(2)采集到的部分样品用于挑选锆石，然后在显微镜和阴极发光图像下观察对应锆石的特征，详细记录其锆石的类型，并开展激光剥蚀电感耦合等离子质谱原位微区元素分析，获得每个测试点的微量元素数据。
按上述方案，所述步骤4)中，获得氧逸度判别、分异程度的判别和岩浆-热液转化程度判别的标准具体步骤如下：
步骤1.取成矿岩体和非成矿岩体，各采集5块样品以上；
步骤2.对样品进行全岩主微量元素分析得到全岩主微量元素数据，进行锆石矿物的微区分析得到锆石的微量元素数据；其中利用花岗岩的全岩数据计算Fe2O3/FeO、Rb/Sr、K/Rb、Nb/Ta、Zr/Hf、TE1,3分异系数；利用锆石的微量元素数据，计算锆石的铕异常(Eu/Eu*)、轻稀土(LREE)、重稀土(Total REE)、花岗岩的形成温度T(℃)和氧逸度(lg(fO2))参数；
步骤3.确定氧逸度判别、分异程度的判别和岩浆-热液转化程度判别的标准，其中：
①氧逸度判别：处理步骤2所得的数据，以SiO2含量为横坐标，Fe2O3/FeO比值为纵坐标进行投图，确定以下判断标准：当SiO2在66-75wt％之间，Fe2O3/FeO比值落在y＝2.6198×10-27×e0.8503x曲线以下位置，当75wt％<SiO2≤80wt％，Fe2O3/FeO比值低于10时，说明这些花岗岩可能具有形成钨锡矿床的潜力；以温度T为横坐标，氧逸度(lg(fO2))为纵坐标进行投图，确定以下判断标准：当温度介于600-900℃，且氧逸度(lg(fO2))落在y＝0.0364x-35.909曲线以下区域时，说明这些花岗岩可能具有钨锡成矿潜力，同时满足上述两项指标，说明这些花岗岩具有低的氧逸度，具有形成钨锡矿床的潜力；
②分异程度的判别：处理步骤2所得全岩主微量元素数据，分别以TE1,3为横坐标，Nb/Ta为纵坐标进行投图，以TE1,3为横坐标，Zr/Hf为纵坐标进行投图，以Zr/Hf为横坐标，Nb/Ta为纵坐标进行投图，以K/Rb为横坐标，Rb/Sr为纵坐标进行投图，综合得到以下标准：如果全岩的参数满足Nb/Ta<7、Zr/Hf<35、TE1,3>1.05、Rb/Sr>2、K/Rb<150，说明这些花岗岩具有较高的分异程度，具有形成钨锡矿床的潜力；
③岩浆-热液转化程度判别：处理步骤2所得锆石的微量元素数据，分别以Eu/Eu*为横坐标，U为纵坐标进行投图，以Eu/Eu*为横坐标，Hf为纵坐标进行投图，以Total REE为横坐标，LREE为纵坐标进行投图，以Total REE为横坐标，Eu/Eu*为纵坐标进行投图，综合得到以下标准：如果这些花岗岩中的锆石满足U>250μg/g，Eu/Eu*<0.3，LREE>20μg/g，TotalREE>1050μg/g，说明这些花岗岩经历了强烈的岩浆-热液转化过程，具有形成钨锡矿床的潜力。
形成钨锡的花岗质岩浆具有如下三个方面的特征：氧逸度较低、分异程度高、岩浆-热液转换强度大。全岩地球化学和矿物(如锆石)的微量元素地球化学可以很好的反映这三方面的特征，如全岩的Fe2O3/FeO比率和花岗岩中的矿物锆石的氧逸度计算可以确定岩浆的氧化还原性质，花岗岩全岩的Nb/Ta、Zr/Hf、TE1,3、Rb/Sr、K/Rb比率确定岩浆的演化程度，锆石的U、Eu/Eu*、LREE、Total REE可以反映岩浆热液转化程度。因此通过对含矿和不含矿花岗岩进行上述三个方面的判别，为花岗岩钨锡成矿潜力标识的建立提供了可能。
本发明是一种利用全岩和矿物微区地球化学判断花岗岩钨锡成矿潜力的方法。首先利用花岗岩全岩的Fe2O3/FeO比率和花岗岩中的矿物锆石(lg(fO2))比值确定岩浆的氧化还原性质；然后利用花岗岩全岩的Nb/Ta、Zr/Hf、TE1,3、Rb/Sr、K/Rb参数，确定岩浆的演化程度；最后利用锆石的U、Eu/Eu*、LREE、Total REE确定岩浆热液转化程度，最终判断花岗岩是否为钨锡成矿岩体。该方法将全岩和矿物微区成分的变化与钨锡矿床的成矿潜力判别紧密结合，克服了传统方法判断成矿潜力效率低下、周期长、成本高的难点。通过该方法找到钨锡矿床的的可能性大于70％，是一种非常值得推广的花岗岩钨锡成矿潜力判别方法。该方法提出利用全岩和矿物微区方法判断花岗岩钨锡成矿潜力，属于原始创新成果，能够为矿集区尺度进一步缩小找矿靶区提供理论依据，提高了找矿效率。
本发明的有益效果如下：
1.本发明提供了一种利用全岩和矿物微区地球化学判断花岗岩钨锡成矿潜力的方法，通过对采集的花岗岩进行全岩和矿物的微区分析，计算花岗岩的岩浆氧逸度、岩浆分异程度和岩浆热液转换强度三个指标，将全岩和矿物微区成分的变化与钨锡矿床的成矿潜力判别紧密结合，通过这三个指标高效的评价花岗岩的钨锡成矿潜力，克服了钨锡成矿岩体难以判断的难题，建立了在勘查新区快速评价花岗岩钨锡成矿潜力的新方法和工作流程。
2.本发明是一种经济、绿色、高效的找矿新方法，通过搜集大量的数据验证发现，通过该方法找到钨锡矿床的可能性大于70％，具有重要的实用价值。
附图说明
图1为实施例1中(a)花岗岩全岩主微量Fe2O3/FeO-SiO2图解；(b)花岗岩中锆石的lg(fO2)-温度图解(数据来自华南和冈底斯成矿带含钨锡花岗岩和不含钨锡花岗岩)。
图2为实施例1中花岗岩全岩主微量(a)Nb/Ta-TE1,3图解、(b)Zr/Hf-TE1,3图解、(c)Nb/Ta-Zr/Hf图解、(d)Rb/Sr-K/Rb图解(数据来自华南和冈底斯成矿带含锡花岗岩)。
图3为实施例1中花岗岩中锆石的(a)U-Eu/Eu*图解、(b)Hf-Eu/Eu*图解、(c)LREE-Total REE-Eu/Eu*图解、(d)Eu/Eu*-Total REE图解(数据搜集于华南和冈底斯成矿带含钨锡花岗岩和不含钨锡花岗岩)。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明进行详细描述，但需要理解的是，所述实施例和附图仅用于对本发明进行示例性的描述，而并不能对本发明的保护范围构成任何限制。所有包含在本发明的发明宗旨范围内的合理的变换和组合均落入本发明的保护范围。
实施例1
提供一种判断花岗岩钨锡成矿潜力的判别标准，包括以下步骤：
(1)依据选定的研究区进行地质、物探、化探等资料收集，并综合分析成矿前景，在华南和冈底斯成矿带圈定成矿的有利地段；
(2)样品采集：在华南和冈底斯成矿带成矿有利地段对成矿和不成矿花岗岩进行样品采集，每个有前景的花岗岩采集一系列有代表性的样品；
(3)全岩主微量元素分析：对花岗岩样品进行粉碎到200目处理，然后利用X射线荧光光谱仪(XRF)和重铬酸钾法完成主量元素测定(SiO2、TiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5)，用于XRF分析的样品处理流程如下：①将200目样品置于105℃烘箱中烘干12小时；②称取～1.0g烘干样品置于恒重陶瓷坩埚中，在1000℃马弗炉中灼烧2小时，取出待冷却至室温再称量，计算烧失量；③分别称取6.0g助熔剂(Li2B4O7:LiBO2:LiF＝9:2:1)、0.6g样品、0.3g氧化剂(NH4NO3)置于铂金坩埚中，在1150℃熔样炉中熔融14分钟，取出坩埚转移到耐火砖上冷却，然后将玻璃片取出以备XRF测试。之后用电感耦合等离子体质谱分析(ICP-MS)完成花岗岩样品的微量元素分析(Li、Be、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Sn、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta)；用于ICP-MS分析的样品处理如下：①将200目样品置于105℃烘箱中烘干12小时；②准确称取粉末样品50mg置于Teflon溶样弹中；③先后依次缓慢加入1ml高纯HNO3和1ml高纯HF；④将Teflon溶样弹放入钢套，拧紧后置于190℃烘箱中加热24小时以上；⑤待溶样弹冷却，开盖后置于140℃电热板上蒸干，然后加入1ml HNO3并再次蒸干；⑥加入1ml高纯HNO3、1ml MQ水和1ml内标In(浓度为1ppm)，再次将Teflon溶样弹放入钢套，拧紧后置于190℃烘箱中加热12小时以上；⑦将溶液转入聚乙烯料瓶中，并用2％ HNO3稀释至100g以备ICP-MS测试。
(4)矿物的微区分析测试：将步骤(2)采集到的部分样品用于挑选锆石，然后在显微镜和阴极发光图像下观察对应锆石的特征，详细记录其锆石的类型，并开展激光剥蚀电感耦合等离子质谱原位微区元素分析，采用GeolasPro激光剥蚀系统由COMPexPro 102ArF193nm准分子激光器和MicroLas光学系统组成，ICP-MS型号为Agilent 7700e。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合，激光剥蚀系统配置有信号平滑装置(Hu et al.,2015)。激光束斑和频率分别为32或者44μm和5Hz。然后利用软件ICPMSDataCal完成每个测试点的微量元素数据；
(5)计算花岗岩形成的各项参数：利用花岗岩的全岩数据计算Rb/Sr、K/Rb、Nb/Ta、Zr/Hf、TE1,3分异系数{其中TE1,3＝[((2×CeN/(LaN+PrN))×(2×PrN/(CeN+NdN))×0.5)×((2×TbN/GdN+DyN))×(2×DyN/(TbN+HoN))×0.5](Irber,1999)}，N代表球粒陨石标准化值。利用锆石的微量元素数据，结合Geo-fO2氧逸度综合分析软件和Geokit软件，计算锆石的铕异常(Eu/Eu*)、轻稀土(LREE)、重稀土(Total REE)、花岗岩的形成温度T(℃)和氧逸度(lg(fO2))等参数。
(6)确定氧逸度判别、分异程度的判别和岩浆-热液转化程度判别的标准，其中：
①氧逸度判别：处理步骤5所得的数据，以SiO2含量为横坐标，Fe2O3/FeO比值为纵坐标进行投图，如图1a，确定以下判断标准：当SiO2在66-75wt％之间，Fe2O3/FeO比值落在y＝2.6198×10-27×e0.8503x曲线以下位置，当75wt％<SiO2≤80wt％，Fe2O3/FeO比值低于10时，说明这些花岗岩可能具有形成钨锡矿床的潜力；以温度T为横坐标，氧逸度(lg(fO2))为纵坐标进行投图，如图1b，确定以下判断标准：当温度介于600-900℃，且氧逸度(lg(fO2))落在y＝0.0364x-35.909曲线以下区域时(lg(fO2)为纵坐标，温度为横坐标)，说明这些花岗岩可能具有钨锡成矿潜力，同时满足上述两项指标，说明这些花岗岩具有低的氧逸度，具有形成钨锡矿床的潜力；
②分异程度的判别：处理步骤5所得全岩主微量元素数据，分别以TE1,3为横坐标，Nb/Ta为纵坐标进行投图(如图2a)，以TE1,3为横坐标，Zr/Hf为纵坐标进行投图(如图2b)，以Zr/Hf为横坐标，Nb/Ta为纵坐标进行投图(如图2c)，以K/Rb为横坐标，Rb/Sr为纵坐标进行投图(如图2d)，综合得到以下标准：如果全岩的参数满足Nb/Ta<7、Zr/Hf<35、TE1,3>1.05、Rb/Sr>2、K/Rb<150，说明这些花岗岩具有较高的分异程度，具有形成钨锡矿床的潜力；
③岩浆-热液转化程度判别：处理步骤5所得锆石的微量元素数据，分别以Eu/Eu*为横坐标，U为纵坐标进行投图(如图3a)，以Eu/Eu*为横坐标，Hf为纵坐标进行投图(如图3b)，以Total REE为横坐标，LREE为纵坐标进行投图(如图3c)，以Total REE为横坐标，Eu/Eu*为纵坐标进行投图(如图3d)，综合得到以下标准：如果这些花岗岩中的锆石满足U>250μg/g，Eu/Eu*<0.3，LREE>20μg/g，Total REE>1050μg/g，说明这些花岗岩经历了强烈的岩浆-热液转化过程，具有形成钨锡矿床的潜力。
如果这些花岗岩同时满足上述①②③三方面的判别条件，说明这些花岗岩具有氧逸度较低、分异程度高、岩浆-热液转换强度大的特征，具有很好的钨锡成矿潜力，可以判断为钨锡成矿岩体，则根据花岗岩的出露位置在一定半径内圈定找矿靶区；若花岗岩体不满足上述三个方面的指标之一，说明为非成矿岩体，找矿潜力小，则不进行靶区圈定。
实施例2华南成矿带W-Sn花岗岩成矿潜力判别
(1)依据选定的研究区进行地质、物探、化探等资料收集，并综合分析成矿前景，在华南成矿带圈定成矿的有利地段；
(2)样品采集：在华南成矿带成矿有利地段对有成矿潜力的花岗岩进行样品采集，每个有前景的花岗岩采集一系列有代表性的样品；
(3)参照实施例1中步骤(3)-(5)进行数据分析和计算；
(4)依据实施例1中步骤(6)对华南收集的西华山样品进行了氧逸度、分异程度和岩浆-热液转化程度的判别，以查明其是否具有成矿潜力。其中：
①氧逸度判别：华南花岗岩SiO2在71-79wt％之间，Fe2O3/FeO比值介于0.03-11之间，大部分样品都落在落在阴影区域内(当SiO2在66-75wt％之间，Fe2O3/FeO比值落在y＝2.6198×10-27×e0.8503x曲线以下位置，当75wt％<SiO2≤80wt％，Fe2O3/FeO比值低于10时)，如图1a，且将温度(550°-900°)和氧逸度(lg(fO2))(-24--3)的数据投入到图1b中，落在y＝0.0364x-35.909曲线以下区域时，说明这些花岗岩可能具有钨锡成矿潜力，说明华南地区的氧逸度满足成矿条件。
②分异程度判别：华南花岗岩的全岩数据计算获得的比值分为Rb/Sr(3.1-420)、K/Rb(45-140)、Nb/Ta(0.5-7.5)、Zr/Hf(5.1-34.5)、TE1,3分异系数(0.95-1.26)(图2)，大部分样品都参数满足Nb/Ta<7、Zr/Hf<35、TE1,3>1.05、Rb/Sr>2、K/Rb<150，说明这些花岗岩具有较高的分异程度，具有形成钨锡矿床的潜力。
③岩浆-热液转化程度判别：华南花岗岩的U介于200-40000μg/g之间，Eu/Eu*介于0-0.37之间，LREE介于9.00-10000μg/g之间，Total REE介于500-26000μg/g(图3)，存在岩浆锆石转为热液锆石的特征，且满足U>250μg/g，Eu/Eu*<0.3，LREE>20μg/g，Total REE>1050μg/g，说明这些花岗岩经历了强烈的岩浆-热液转化过程，具有形成钨锡矿床的潜力；综上所述，这些花岗岩氧逸度、分异程度和岩浆-热液转化程度方面都满足钨锡成矿的条件，经过后期验证，在该区域也发现西华山钨锡矿。
实施例3冈底斯成矿带哈海岗和贾岗W-Sn花岗岩成矿潜力判别
(1)依据选定的研究区进行地质、物探、化探等资料收集，并综合分析成矿前景，在冈底斯成矿带圈定成矿的有利地段；
(2)样品采集：在冈底斯成矿带成矿有利地段对有成矿潜力的哈海岗和贾岗W-Sn花岗岩进行样品采集，每个有前景的花岗岩采集一系列有代表性的样品；
(3)参照实施例1中步骤(3)-(5)进行数据分析和计算；
(4)依据实施例1中步骤(6)对冈底斯成矿带收集哈海岗和贾岗样品进行了氧逸度、分异程度和岩浆-热液转化程度的判别，以查明其是否具有成矿潜力。其中：
①氧逸度判别：该地区花岗岩SiO2在70.5-78wt％之间，Fe2O3/FeO比值介于0.05-2.00之间，大部分样品都落在落在阴影区域内(当SiO2在66-75wt％之间，Fe2O3/FeO比值落在y＝2.6198×10-27×e0.8503x曲线以下位置，当75wt％<SiO2≤80wt％，Fe2O3/FeO比值低于10时(图1a)，且将温度(550°-800°)和氧逸度(lg(fO2))(-25--12)的数据投入到图1b中，这些数据落在y＝0.0364x-35.909曲线以下区域时，说明这些花岗岩可能具有钨锡成矿潜力。
②分异程度判别：这些花岗岩的全岩数据计算获得的比值分为Rb/Sr(0.9-90)、K/Rb(30-225)、Nb/Ta(0.2-5.1)、Zr/Hf(5-30)、TE1,3分异系数(0.97-1.48)(图2)，大部分样品都参数满足Nb/Ta<7、Zr/Hf<35、TE1,3>1.05、Rb/Sr>2、K/Rb<150，说明这些花岗岩具有较高的分异程度，具有形成钨锡矿床的潜力。
③岩浆-热液转化程度判别：这些花岗岩的U介于800-15000μg/g之间，Eu/Eu*介于0-0.31之间，LREE介于15-300μg/g之间，Total REE介于800-8200μg/g(图3)，存在岩浆锆石转为热液锆石的特征，且满足U>250μg/g，Eu/Eu*<0.3，LREE>20μg/g，Total REE>1050μg/g，说明这些花岗岩经历了强烈的岩浆-热液转化过程，具有形成钨锡矿床的潜力；综上所述，这些花岗岩氧逸度、分异程度和岩浆-热液转化程度方面都满足钨锡成矿的条件，经过后期验证，在该区域也发现哈海岗和贾岗钨矿床。
实施例4冈底斯成矿带帮布勒和查个勒花岗岩W-Sn成矿潜力判别
(1)依据选定的研究区进行地质、物探、化探等资料收集，并综合分析成矿前景，在冈底斯成矿带圈定成矿的有利地段；
(2)样品采集：在冈底斯成矿带成矿有利地段对有成矿潜力的帮布勒和查个勒花岗岩W-Sn进行样品采集，每个有前景的花岗岩采集一系列有代表性的样品；
(3)参照实施例1中步骤(3)-(5)进行数据分析和计算；
(4)依据实施例1中步骤(6)对冈底斯成矿带收集帮布勒和查个勒进行了氧逸度、分异程度和岩浆-热液转化程度的判别，以查明其是否具有成矿潜力。其中：
①氧逸度判别：该地区花岗岩SiO2在72.5-78wt％之间，Fe2O3/FeO比值介于0.02-7.00之间，大部分样品都落在落在阴影区域内(当SiO2在66-75wt％之间，Fe2O3/FeO比值落在y＝2.6198×10-27×e0.8503x曲线以下位置，当75wt％<SiO2≤80wt％，Fe2O3/FeO比值低于10时)(图1a)，且将温度(570°-850°)和氧逸度(lg(fO2))(-22--2.5)的数据投入到图1b中，这些数据落在y＝0.0364x-35.909曲线以下区域，说明这些花岗岩可能具有钨锡成矿潜力。
②分异程度判别：帮布勒和查个勒的花岗岩的全岩数据计算获得的比值分为Rb/Sr(0.18-4.0)、K/Rb(110-250)、Nb/Ta(6.0-19)、Zr/Hf(20-44)、TE1,3分异系数(0.97-1.05)(图2)，这些样品基本不满足Nb/Ta<7、Zr/Hf<35、TE1,3>1.05、Rb/Sr>2、K/Rb<150，说明这些花岗岩具有较低的分异程度，没有形成钨锡矿床的潜力。
③岩浆-热液转化程度判别：这些花岗岩的U介于60-360μg/g之间，Eu/Eu*介于0.25-0.51之间，LREE介于30-90μg/g之间，Total REE介于600-1050μg/g(图3)，不存在明显的岩浆锆石转为热液锆石的特征，不满足U>250μg/g，Eu/Eu*<0.3，LREE>20μg/g，Total REE>1050μg/g，说明这些花岗岩没有经历岩浆-热液转化过程，不具有形成钨锡矿床的潜力；综上所述，这些帮布勒和查个勒花岗岩氧逸度虽然较低，但是分异程度和岩浆-热液转化程度方面都不满足钨锡成矿的条件，没有具备形成钨锡矿床的潜力，经过后期验证，在这些区域没有发现钨锡矿床。
综上，通过冈底斯和华南地区西华山、哈海岗、贾岗、帮布勒和查个勒地区的花岗岩进行了氧逸度、分异程度和岩浆-热液转化程度的判别，得出西华山、哈海岗和贾岗地区具有形成钨锡矿床的潜力，而帮布勒和查个勒地区由于分异程度和岩浆-热液转换程度不够，不具备钨锡矿床的潜力，并通过后期的地质队的钻探验证工作等，在西华山、哈海岗和贾岗地区都发现了钨锡矿床，而帮布勒和查个勒地区地区的钻探验证工作只发现了铅锌矿体，没有找到钨锡矿体，从而验证了本发明方法的判断，说明该方法是一种非常值得推广的花岗岩钨锡成矿潜力判别方法。

Claims (6)

1.一种判断花岗岩钨锡成矿潜力的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)圈定成矿地段；
(2)进行样品采集；
(3)样品分析：对样品进行全岩主微量元素分析得到全岩主微量元素数据，进行锆石矿物的微区分析得到锆石的微量元素数据；其中确定SiO2的含量，并利用花岗岩的全岩数据计算Fe2O3/FeO、Rb/Sr、K/Rb、Nb/Ta、Zr/Hf、TE1,3分异系数；利用锆石的微量元素数据，确定U浓度，计算锆石的铕异常、轻稀土、重稀土、花岗岩的形成温度T和氧逸度参数；
(4)花岗岩钨锡成矿潜力判别：
利用花岗岩全岩的SiO2和Fe2O3/FeO比率的关系以及花岗岩中的矿物锆石中温度T和氧逸度之间的关系确定岩浆的氧化还原性质，判别氧逸度高低；然后利用花岗岩全岩的Nb/Ta、Zr/Hf、TE1,3、Rb/Sr、K/Rb参数，确定岩浆的演化程度，判别分异程度；最后利用锆石的U浓度、铕异常、轻稀土、重稀土确定岩浆热液转化程度，判别岩浆-热液转换强度；根据花岗岩的岩浆氧逸度、岩浆分异程度和岩浆热液转换强度三个指标，判断花岗岩是否具有钨锡成矿潜力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，花岗岩钨锡成矿潜力判别具体为：
①氧逸度判别：处理步骤(3)所得全岩主微量元素数据，当SiO2在66-75wt％之间，Fe2O3/FeO比值落在y＝2.6198×10-27×e0.8503x曲线以下位置，当75wt％<SiO2≤80wt％，Fe2O3/FeO比值低于10时；处理步骤(3)所得锆石的微量元素数据，当温度T介于600-900℃，且氧逸度落在y＝0.0364x-35.909曲线以下区域时，同时满足上述两项指标，说明这些花岗岩具有低的氧逸度；
②分异程度的判别：处理步骤(3)所得全岩主微量元素数据，如果全岩的参数满足Nb/Ta<7、Zr/Hf<35、TE1,3>1.05、Rb/Sr>2、K/Rb<150，说明这些花岗岩具有较高的分异程度；
③岩浆-热液转化程度判别：处理步骤(3)所得锆石的微量元素数据，如果这些花岗岩中的锆石满足U>250μg/g，Eu/Eu*<0.3，LREE>20μg/g，Total REE>1050μg/g，说明这些花岗岩经历了强烈的岩浆-热液转化过程；
④如果这些花岗岩同时满足上述①②③三方面的判别条件，说明这些花岗岩具有氧逸度较低、分异程度高、岩浆-热液转换强度大的特征，具有花岗岩钨锡成矿潜力。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当花岗岩体同时满足①②③三方面的判别条件，具有钨锡成矿潜力，判断为钨锡成矿岩体，根据花岗岩的出露位置在一定半径内圈定找矿靶区；若花岗岩体不满足上述三个方面的指标之一，说明为非成矿岩体，找矿潜力小，则不进行靶区圈定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，利用锆石的微量元素数据，结合Geo-fO2氧逸度综合分析软件和Geokit软件，计算锆石的铕异常、轻稀土、重稀土、花岗岩的形成温度T和氧逸度参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，
全岩主微量元素分析：对花岗岩样品进行粉碎到200目处理，然后利用X射线荧光光谱仪和重铬酸钾法完成主量元素测定，得到SiO2、TiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5的含量，之后用ICP-MS分析完成花岗岩样品的微量元素分析，得到Li、Be、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Sn、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta的含量；
矿物的微区分析测试：将步骤(2)采集到的部分样品用于挑选锆石，然后在显微镜和阴极发光图像下观察对应锆石的特征，详细记录其锆石的类型，并开展激光剥蚀电感耦合等离子质谱原位微区元素分析，获得每个测试点的微量元素数据。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，获得氧逸度判别、分异程度的判别和岩浆-热液转化程度判别的标准具体步骤如下：
步骤1.取成矿岩体和非成矿岩体，各采集5块样品以上；
步骤2.对样品进行全岩主微量元素分析得到全岩主微量元素数据，进行锆石矿物的微区分析得到锆石的微量元素数据；其中利用花岗岩的全岩数据计算Fe2O3/FeO、Rb/Sr、K/Rb、Nb/Ta、Zr/Hf、TE1,3分异系数；利用锆石的微量元素数据，计算锆石的铕异常、轻稀土、重稀土、花岗岩的形成温度T和氧逸度参数；
步骤3.确定氧逸度判别、分异程度的判别和岩浆-热液转化程度判别的标准，其中：
①氧逸度判别：处理步骤2所得的数据，以SiO2含量为横坐标，Fe2O3/FeO比值为纵坐标进行投图，确定以下判断标准：当SiO2在66-75wt％之间，Fe2O3/FeO比值落在y＝2.6198×10-27×e0.8503x曲线以下位置，当75wt％<SiO2≤80wt％，Fe2O3/FeO比值低于10时；以温度T为横坐标，氧逸度为纵坐标进行投图，确定以下判断标准：当温度介于600-900℃，且氧逸度落在y＝0.0364x-35.909曲线以下区域时；同时满足上述两项指标，说明这些花岗岩具有低的氧逸度，具有形成钨锡矿床的潜力；
②分异程度的判别：处理步骤2所得全岩主微量元素数据，分别以TE1,3为横坐标，Nb/Ta为纵坐标进行投图，以TE1,3为横坐标，Zr/Hf为纵坐标进行投图，以Zr/Hf为横坐标，Nb/Ta为纵坐标进行投图，以K/Rb为横坐标，Rb/Sr为纵坐标进行投图，综合得到以下标准：如果全岩的参数满足Nb/Ta<7、Zr/Hf<35、TE1,3>1.05、Rb/Sr>2、K/Rb<150，说明这些花岗岩具有较高的分异程度，具有形成钨锡矿床的潜力；
③岩浆-热液转化程度判别：处理步骤2所得锆石的微量元素数据，分别以Eu/Eu*为横坐标，U为纵坐标进行投图，以Eu/Eu*为横坐标，Hf为纵坐标进行投图，以Total REE为横坐标，LREE为纵坐标进行投图，以Total REE为横坐标，Eu/Eu*为纵坐标进行投图，综合得到以下标准：如果这些花岗岩中的锆石满足U>250μg/g，Eu/Eu*<0.3，LREE>20μg/g，Total REE>1050μg/g，说明这些花岗岩经历了强烈的岩浆-热液转化过程，具有形成钨锡矿床的潜力。
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