滇西锡矿带地质特征与成矿构造背景

曹华文，张寿庭，林进展，王光凯

（中国地质大学 地球科学与资源学院，北京100083）

滇西锡矿带是中国重要的锡矿带之一，向南与占世界锡产量60%左右的东南亚锡矿带相连，两者同属一个构造－岩浆成矿带[1]。该锡矿带东以澜沧江断裂为界，南段和西侧皆通达中缅边境，拥有小龙河、来利山、铁厂3个大型锡矿床和阿莫、薅坝地等10个中型矿床以及百余处小型锡矿床（点）（图1，表1），锡金属储量达0.3×106t。

滇西锡矿带受特提斯构造演化的影响，板块活动控制明显。关于西南三江缝合带及特提斯构造演化阶段还存在比较大的争议。因此，滇西锡矿带的成矿地球动力学和成岩成矿机制备受地质研究者[2－4]重视。对滇西锡矿带的产出部位（大陆内部碰撞造山带，还是大陆边缘岩浆弧）、控矿区域构造活动期次（主要是古—中特提斯构造影响，还是新特提斯构造影响），以及对含矿岩体的成因类型、成岩成矿构造模型、地球动力学背景等方面的认识仍有较大差异。本文结合滇西锡矿带野外地质特征和系统总结前人的研究资料，归纳其规律性，探讨滇西锡矿床的成矿地球动力学背景和成岩成矿机制。

1 区域地质演化

滇西地区夹持于古特提斯缝合带与新特提斯缝合带之间，为青藏高原冈底斯构造岩浆岩带的东（南）延部分[5]。经历了中元古代—古生代的冈瓦纳大陆演化、地块分离[6]，古—中生代“三江”多岛弧盆－碰撞造山[4]，最终在新生代时期，形成于印度板块与欧亚板块之间的碰撞造山作用[7]。据钟大赉[3]、李文昌等[4]、邹光福等[5]的研究，三江缝合带的构造演化历史经历了4个演化阶段：加里东期—海西期的原特提斯阶段，晚海西期—印支期的古特提斯阶段，燕山期的中特提斯阶段和喜马拉雅期的新特提斯阶段。

a.前寒武纪至早古生代时期，经历了泛非事件后，原始劳亚大陆和原始冈瓦纳大陆相连，形成第一次联合古陆，进入原特提斯洋演化阶段。1 800Ma B.P.，在澜沧江结合带东侧发育中元古界大勐龙群和崇山群变质岩系。1 100～600Ma B.P.期间，于昌宁—孟连裂谷结合部发育上元古界澜沧群和西盟群高压低温变质岩。大致同时期里，在腾冲地块东侧发育一套变质程度为绿片岩相的高黎贡山群片麻岩。

图1 滇西锡矿带矿床分布及地质简图Fig.1 Regional geological sketch map showing the structure and distribution of the deposits in the West Yunnan tin ore belt

b.晚古生代时期，第一次联合大陆解体，发生裂解作用。石炭纪时期，昌宁—孟连洋和金沙江洋盆相继打开，进入扩张阶段，开始古特提斯洋的演化。中—晚三叠世时期（240～220Ma B.P.）[8]，在思茅地块东侧，随着金沙江—墨江洋壳向西俯冲，古特提斯洋东支闭合，形成金沙江—哀牢山缝合带；在思茅地块西侧，思茅地块与保山地块碰撞拼合，古特提斯洋西支闭合，形成昌宁—孟连—澜沧江结合带，并在澜沧江一带形成大面积分布的临沧古岛弧花岗岩带和澜沧江陆源花岗岩带。从泥盆系到三叠系，地层岩性相对稳定，以碳酸盐岩为主，间有碎屑沉积岩。

c.随着全球第二次联合古陆的解体，滇西地区转入中特提斯演化阶段。侏罗纪时期（200Ma B.P.）沿班公湖—怒江一线发生海底扩张，形成中特提斯洋盆。中—晚侏罗世，保山地块沿班公湖—怒江与腾冲地块发生洋壳俯冲，中特提斯洋随之闭合。燕山晚期（135Ma B.P.），随着板块俯冲碰撞造山作用的影响，形成腾冲岩浆弧，腾冲地块处于隆升阶段，缺失侏罗系—白垩系。

d.在燕山晚期晚阶段，随着雅鲁藏布江洋的开合，印度板块与欧亚板块碰撞拼合（65Ma B.P.）[9]。经过新特提斯岩浆活动的叠加，腾冲地区构造－岩浆活动强烈，成为一个双向岛弧叠加的岩浆弧。从新生代开始，该地区进入陆内汇聚挤压造山作用阶段。由于爆发了燕山期和喜马拉雅期2次大规模的岩浆活动，腾冲地块形成出露面积约占全区面积50%的中、新生代侵入岩、火山岩（图1）。

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2 矿床的时空分布

2.1 成矿空间

从图1和表1可以看出，滇西地区所发现的锡矿床主要位于怒江断裂西侧，而怒江断裂被解释为中特提斯班公湖—怒江洋的缝合碰撞带。这表明锡成矿事件主要发生在碰撞带，与中—新特提斯碰撞造山作用在空间上一致。保山—中缅马苏地块是冈瓦纳大陆中分裂出的微大陆，其东、西两侧先后发生了古、中特提斯洋壳俯冲作用，形成昌宁—孟连缝合带和怒江缝合带，并由此在该微地块东西两侧边缘形成岩浆岩带和锡矿带。目前发现的锡矿床主要位于地块边界缝合带附近，在相对稳定的保山—中缅马苏地块内部则鲜见锡矿化的分布。

这些现象可能说明：其一，锡矿化主要发生在地块边缘的碰撞结合部。它们在碰撞前均有活动大陆边缘环境，碰撞前的岩浆弧地质作用奠定了锡矿床的物质基础。其二，含锡花岗岩多属断裂带重熔型花岗岩，锡矿床的分布受多期断裂活动控制。比如在昌宁—孟连一带，晚古生代时期为碰撞构造强烈活动时期，碰撞期后由于断裂活化，形成浅层断裂重熔型含锡花岗岩[10]；在腾冲—梁河一带，贡山—瑞丽断裂是沿怒江断裂软弱带产出的一个巨大的基底滑脱带[1]，由于该大型基底滑脱断裂的作用，在其上盘形成了地壳深熔高侵位的含锡花岗岩基，腾冲—梁河一带的3条含锡花岗岩亚带直接受控于贡山—瑞丽基底滑脱断裂[1]。

2.2 成矿时间

滇西锡矿带的矿床多为与改造—重熔型花岗岩浆活动有关的原生锡矿床，少部分属于陆相表生风化带堆积型砂锡矿床。其总体与岩浆作用关系密切，因此成矿时间与含矿岩体成岩时间基本一致[2]。根据前人研究积累的同位素年龄数据和成矿带地质特征资料[1，2，11，12]，锡矿床和相关岩体主要形成于燕山晚期—喜马拉雅早期（表2），主要是燕山晚期；其构造背景是中特提斯构造域向新特提斯构造域转换时期。

总体而言，目前的年龄资料给出了3组：（1）三叠纪晚期古特提斯西支构造活动时期（240～210Ma B.P.），但仅在澜沧江结合带临沧岩基南北两端发现部分矿床（点）；（2）侏罗纪晚期—白垩纪早期中特提斯构造活动时期（170～110Ma B.P.），该时期的矿化现象主要集中在怒江断裂两侧，受班公湖—怒江洋封闭影响明显；（3）白垩纪晚期—第三纪早期新特提斯构造活动时期（90～50Ma B.P.），腾冲—梁河一带由于受中—新特提斯活动的叠加影响，大面积发育双向岛弧叠加的岩浆弧，形成滇西地区重要的锡矿床分布带。

表2 滇西地区锡矿床成岩成矿作用时间Table2 Lithogenetic and meltallogenic ages of the tin deposits in the West Yunnan area

据上可知，虽然腾冲地块（Ⅴ带）是滇西主要的锡矿床分布区域，但保山地块东侧的结合带（Ⅲ带、Ⅱ带）（图1、图2）花岗岩也具有明显的成矿潜力，特别是保山地块东侧的临沧花岗岩基，尤其应注意在该岩基南北两端和西部零星出露的较晚期花岗岩岩株。

3 矿床地质与地球化学特征

3.1 赋矿地层

滇西原生锡矿床的赋矿地层具有多时代的特征，从最老的中元古界崇山群，经上元古界的西盟群和澜沧群，寒武系核桃坪组到石炭系勐洪群均有锡矿床产出（表1），表明其成矿不受地层时代和层位限制。滇西各时代地层锡丰度（质量分数）均在几个10－6数量级，与克拉克值相当或略偏高[2]。

但是滇西腾冲地块重要的锡矿床多集中在晚元古—早古生代变质岩群和石炭系勐洪群地层中。以往的实验数据表明[2]，这几套地层是滇西地区含锡较富的地层，在一些层位锡经历过早期的预富集。故滇西地区锡矿带的形成有可能受富锡地层的分布和后期富锡花岗岩岩浆侵入作用的共同制约。

图2 滇西地区花岗岩构造环境示意图Fig.2 Sketch map of the tectonic settings for the granites in the West Yunnan tin ore belt

就赋矿地层的岩性而言，从中高变质岩到弱变质岩，从沉积岩到混合花岗岩，均具有锡矿化产出。部分含矿岩体甚至侵入到早期花岗岩基内。就变质程度而言，随着变质程度加深，从浅变质岩到中深变质岩，Sn（W）等成矿元素含量明显增高。此外，地层岩性对矿床类型、成矿元素组合和矿化强度有显著影响。例如，以砂岩、页岩等长英质岩石为围岩的矿床类型主要为云英岩（脉）型；围岩地层中含较多碳酸盐岩时，则往往发育矽卡岩型矿床。

3.2 成矿花岗岩体特征

除镇康乌木兰矿床与A型花岗岩密切相关外，滇西地区的锡矿床主要受中酸性高侵位的S型重熔花岗岩控制[1]。含锡花岗岩一般都是中浅成—中深成相的规模不大的复式侵入岩体。普遍具有明显的高分异演化特点，岩石结构比较均匀。锡矿床一般与沿早期岩基边缘或顶部裂隙带呈岩株侵入的晚阶段岩体有关[13]。

岩石类型一般为黑云母花岗岩和二云母花岗岩。岩体中钾长石为微斜长石，暗色矿物以黑云母为主，一般没有角闪石，副矿物组合为磁铁矿、钛铁矿、榍石、褐帘石、磷灰石、萤石、独居石等。含锡花岗岩酸性程度较高，SiO2质量分数一般＞70%，基性组分较低，5种氧化物（TiO2、FeO、MnO、MgO及CaO）质量分数总和＜4%。碱性程度较高，碱的总量wK2O＋N2O＞7.5%。岩石分异程度较高，以C.I.P.W 法计算的分异指数（DI）＞85。含锡岩体中wSn＞10×10－6，平均为25×10－6，是中国花岗岩Sn平均含量的12倍[24]。岩体富含岩浆演化晚阶段的碱金属元素Li、Rb和Cs，而贫碱土金属元素Sr和Ba，且挥发组分含量较高，富F和B元素。

根据该类花岗岩的地质特征及化学成分，滇西重熔型花岗岩的岩浆来源应为上地壳。总体符合Barbarin描述的 MPG[25]（含白云母过铝质花岗岩类），属大陆碰撞环境。

3.3 控岩控矿构造

锡矿床的控矿构造研究是成矿规律研究的重点之一[26]。滇西锡矿带总体沿区域构造线呈近NS和NE向展布，区域性隆、拗构造和深断裂控制了岩体及锡矿床的产出。区域重磁资料[3]表明，锡矿床主要分布于NS向地幔斜坡带，即地幔隆起区与拗陷区之间的过渡带，多位于重力异常低值区。已查明的锡矿床主要产于深断裂两侧，例如怒江断裂、澜沧江断裂和龙川江—瑞丽断裂等。NE和NS向次级断裂构造相互交织，形成格子状构造体系，控制着中—新生代成矿岩体的空间侵位和矿体的展布（图1）。而且，几乎所有的锡矿床都位于板块缝合带仰冲盘地壳加厚区，特别是怒江缝合带西侧的锡矿床。

3.4 矿床地质特征

在滇西锡矿带，除Sn作为最主要成矿元素外，W是较重要的伴生成矿元素，其次为Pb，Zn，Fe，Cu，Mo，Nb和Ta等。总体而言，Sn和 W等亲石元素矿化较为强烈和普遍，而Cu等亲铜元素矿化较弱。这种矿化元素特征明显不同于以亲铜元素为主的环太平洋成矿带，指示滇西地区成岩成矿的物源区成熟度较高，应为大陆地壳，地幔物质较少。

同一锡矿床内，常显示成矿元素的分带性，如来利山矿床原生垂向分带序列由上而下大致是：Hg－Pb－Sb－As－Bi－Cu－F－Sn－W－Mo－Nb－Be；而 侧 向分带以Sn－W－Cu为中心，向两侧依次是：Bi－Pb－Zn－As－Sb－Hg。矿化现象由上部的铅锌脉变为下部的含锡云英化带及云英岩型锡矿体。这种“上有铅锌、下有锡钨”的成矿－成晕垂直分带在滇西具有指导找矿的重要意义[13]。不同成因类型的矿床，其矿石矿物成分基本相同，主要是锡石，部分矿床见木锡石（腾冲丝光坪）等，但是矿体形态、产状、脉石矿物成分有所不同（表1）。

4 矿床成因及物质来源

4.1 锡矿床成因类型

滇西锡矿带地质背景复杂，成矿环境多样，特别是岩浆期后成矿流体运移和沉淀的地球化学类型的差异性，使其不仅在同一亚系列中可形成不同的矿石组合类型，而且相似的矿石组合类型又可产出于不同系列的矿床中[27，28]（表3，图3）。如以小龙河为代表的内云英岩型矿床和以来利山为代表的外云英岩型矿床，虽然都为岩浆期后气化—高温热液阶段形成的云英岩型矿床，但是前者是在相对封闭环境、酸碱同位地球化学障[2]条件下形成的；而后者是在半开放（围岩地层裂隙发育）体系长英质围岩环境下的产物，两者产出特征和成矿规律大相径庭。再如，同处于气成－高温热液阶段的矿床，在滇西腾冲地块则主要形成云英岩型，而保山地块东侧结合带则主要为电气石－云英岩型。这是二者的地球化学背景不同所致：腾冲地块富F贫B，而保山地块东侧则富B贫F。

根据前人对滇西锡矿床类型的划分方案[1，2，29]，及对锡矿床成矿系列[30]的研究，结合滇西锡矿床形成的独特特征，将滇西锡矿床按其成矿地质作用分为2个系列11种矿床类型（表3）：（1）与改造型花岗岩浆活动有关的原生锡矿床；（2）陆相表生风化带堆积砂锡矿床。

表3 滇西锡矿带矿床类型简表Table3 Genetic types of the deposits in the West Yunnan tin ore belt

图3 滇西锡矿床成矿模式示意图Fig.3 Sketch map of the metallogenic model for the West Yunnan tin ore deposits

4.2 成岩成矿物质来源

滇西锡矿床的成矿物质来源与成矿岩浆的来源具有很大程度的相似性。对于滇西锡矿带的成矿和成矿岩浆的物质来源，前人开展了大量的研究和讨论[21，31－35]，总体认为成岩成矿物质来自于地壳重熔，有部分幔源物质的加入。但是滇西地区构造活动复杂，经过多期板块裂解、拼合，使不同时代、不同形成机制的岩浆活动叠加；且不同物源组分的相互渗透，导致滇西同一花岗岩体具有典型S型花岗岩特征，又表现出典型的I型特征[33，34]。如保山地块东侧澜沧江结合带的临沧花岗岩基，其形成是经过变质交代作用（或改造作用）形成的准原地花岗岩，故应属于陆壳改造型（S型）；但是其物源是前寒武系澜沧群含有大量幔源基性火山岩的主动大陆边缘沉积物。因此，这类岩体在成岩作用上是改造型，而在物源组分上则是幔－壳同熔的，岩石特征不同于S型又不同于I型。腾冲地块大量出露的花岗岩虽然明显是重熔作用形成的，但在岩石性质上也都兼有S型和I型的特点，表明也可能具有混合物源特征。毛景文研究认为滇西含锡花岗岩起源于下地壳，定位于上地壳（4～1km深成），成岩成矿物质很可能来自于前寒武纪的变质岩群[36]。

5 成矿地球动力学背景

5.1 腾冲地块

腾冲地块（Ⅴ带，见图1和图2）是滇西主要的锡矿床赋存位置，且成岩成矿年龄跨度较大（110～50Ma B.P.），经过了古、中、新特提斯构造的叠加作用。故对于腾冲地块含锡岩浆侵入体的地球动力学背景存在多种认识：（1）施琳等解释为新特提斯印度板块俯冲碰撞的弧后盆地环境[2]。（2）邹光福等认为腾冲地块岩浆弧是中特提斯班公湖—怒江洋盆关闭，保山地块沿缝合带向西俯冲形成的岛弧，是中特提斯陆陆碰撞的产物[5]。（3）而杨启军等通过从腾冲地块北东到南西的一系列的花岗岩结晶年代学资料认为，高黎贡花岗岩（124～118Ma B.P.）是中特提斯封闭、保山地块向腾冲地块俯冲的产物[37]；小龙河花岗岩、古永花岗岩（76～65Ma B.P.）是喜马拉雅期新特提斯封闭的产物，与印度大陆向亚洲大陆俯冲有关；来利山花岗岩（53Ma B.P.）是近于同碰撞花岗岩，盈江花岗岩（35Ma B.P.）是后碰撞花岗岩，故认为腾冲地块含锡岩体是中、新特提斯构造叠加的双向岛弧。

从上述讨论总体可以得出：腾冲东北的铁窑山岩体（126Ma B.P.）岩浆侵位时代远早于新特提斯洋壳向北俯冲的时间，而与中特提斯洋（保山地块）向北俯冲的时间一致，故是对中特提斯洋壳沿班公湖—怒江缝合带向腾冲地块下俯冲碰撞的响应[34]；而腾冲西南的来利山锡矿化花岗岩年龄为50Ma，以及与其对应的梁河花岗岩锆石年龄为53Ma[38]，这与新特提斯主碰撞时期吻合。从成矿动力学角度看，腾冲地块形成于碰撞造山的主碰撞板块汇聚阶段[9，39]。主碰撞板块汇聚阶段的成矿作用发生在陆陆对接碰撞和大陆俯冲阶段，故产于大陆汇聚环境。

5.2 保山地块及东侧结合带

保山地块及东侧结合带（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ带，见图1和图2）主要是印支—燕山期花岗岩体，与锡矿化相关的岩体较少。柯街断裂（F13）—南定河断裂（F14）以西、怒江断裂以东地区是长期拗陷的古生代沉积盆地（保山地块，Ⅳ带），它处于怒江缝合带和昌宁—孟连结合带之间，又远离两侧板块边缘活动带，花岗岩浆活动较弱，且不具造山花岗岩性质。仅沿盆地边缘的局部穹窿侵入形成彼此不相连的孤立的花岗岩区，其构造部位可能处于地幔局部凸起点或局部热点，因此属于非造山陆内花岗岩[40]，该带鲜见锡矿床分布。

昌宁—孟连结合带（Ⅲ）在构造上为古生代板块俯冲—拼贴环境[3]；但也有学者认为该结合带在古特提斯时期应属部分地段具有洋壳演化特征的大陆裂谷[41]。按照大陆裂谷的观点，其可能的形成机理是：由于印支期澜沧江缝合带俯冲作用的结束，发生了思茅地块前缘陆壳与临沧岛弧的碰撞，导致弧后昌宁—孟连裂谷作用的终止。原来裂谷的拉张应力场转化为挤压应力场，从而沿裂谷带发生强烈挤压和剪切活动，形成韧性剪切带。这种剪切热导致了古裂谷带深部岩石的重熔，形成岩浆侵位，产生部分含锡花岗岩[2]。

临沧古岛弧花岗岩亚带（澜沧江结合带Ⅱ，见图1和图2）是由海西晚期—印支期的巨大的临沧花岗岩及稍晚分异的高侵位岩体所组成，其主体是古特提斯闭合碰撞时期整个火山—深成岩浆岛弧的组成部分。主体花岗岩形成于中三叠世（230Ma B.P.），在形成机制上反映了古特提斯西支晚期碰撞带的特点[42]或者碰撞后的背景[43]，但其在岩石特征上强烈继承了早期岛弧花岗岩的特性[2]。该花岗岩亚带印支期主体花岗岩并未形成锡矿床；但可能受中特提斯怒江洋俯冲碰撞的影响，在南北两端的燕山期侵入体中见部分锡矿化。

6 结论

a.滇西锡矿带受板块缝合带的影响，呈近南北向展布，西起腾冲、梁河，东南至景洪、勐宋，包括3个大型、10个中型和100余处小型锡矿床（点），探明锡金属储量超过0.3×106t，是东南亚巨型锡矿带的北延部分，成矿潜力巨大。

b.滇西锡矿带夹持于澜沧江断裂和密支那断裂之间，位于腾冲地块和保山地块；赋矿地层从元古界到中生界，赋矿围岩有变质岩、沉积岩和花岗岩体；多数矿床与中生代—早新生代中酸性花岗岩类有关；成矿岩体具有高碱、酸性程度较高、基性程度较低、高度分异的特点，是大陆地壳重熔的产物。

c.主要矿化类型有云英岩型、矽卡岩型和锡石－多金属硫化物型，以及部分砂锡矿。矿化类型受赋矿围岩和岩浆岩类型控制；钾长石化、钠长石化、云英岩化和硫化物化常见，电气石化、绿泥石化和萤石化相对较弱。

d.滇西锡矿带形成于3个时期：（1）三叠纪晚期古特提斯西支—澜沧江结合带构造活动时期（240～210Ma B.P.），该时期矿化较弱；（2）侏罗纪晚期—白垩纪早期中特提斯－怒江碰撞带构造活动时期（170～110Ma B.P.）；（3）白垩纪晚期—第三纪早期新特提斯－雅鲁藏布江碰撞带构造活动时期（90～50Ma B.P.），这是滇西地区锡矿化的主要时期。

e.尽管保山地块及其东侧缝合带见有大量的各个时期的花岗岩（基），但是滇西锡矿床主要分布在受中—新特提斯叠加作用的腾冲地块，板块俯冲的陆－陆碰撞作用控制明显。

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