石英脉型黑钨矿是一种重要的热液矿床类型，通常出现于经受不同程度热液作用的花岗岩岩体，因而其形成过程被认为与长英质岩浆的分异演化及热液流体交代作用密切相关。然而对于成矿元素的富集机制一直存在争议。一种观点认为，成矿元素主要是在岩浆分异过程中不断聚集，然后通过岩浆流体萃取后富集成矿；另一种观点则认为成矿元素主要是外部（变质流体或大气降水）流体交代先存花岗岩体，使成矿元素被释放出来并逐渐富集成矿。

针对上述问题，中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室博士李洁（现工作单位为自然资源部第二海洋研究所）、黄小龙研究员及其合作者利用原位分析手段对我国华南地区西华山钨矿（图1）不同岩性花岗岩（包括：黑云母花岗岩、二云母花岗岩、白云母花岗岩）和云英岩中云母和菱铁矿（图2）进行精细的矿物学研究，刻画了成矿元素在花岗岩岩浆分异和流体运移中的迁移和富集过程。

图1 研究区地质背景图

图2 西华山花岗岩和云英岩中的云母背散射电子图像

图3 西华山花岗岩和云英岩中的云母成分变化

BG-黑云母花岗岩；TMG-二云母花岗岩；MG-白云母花岗岩；T.T.-三八面体变化趋势；D.T.-二八面体变化趋势

研究发现：（1）从黑云母花岗岩到二云母花岗岩再到白云母花岗岩，云母中K/Rb和Nb/Ta比值降低（图3e），Rb和Cs含量增加（图3b-c），表明岩浆演化程度逐渐升高，同时云母中W含量逐渐增加（图3g），表明成矿元素在岩浆演化过程中逐渐富集；

（2）白云母花岗岩和云英岩中出现菱铁矿（图2c-d），表明在岩浆演化后期存在富Fe、Mn和CO2流体；与白云母花岗岩相比，云英岩中云母具有较高的F含量和较低的Fe3+/Fe2+比值（图3h），表明形成云英岩的流体具有较高的F含量且氧逸度相对较低；

（3）云英岩中云母边部W含量高于核部（图3g），表明钨成矿与外来流体和岩浆流体间混合作用密切相关，具体过程如图4所示。在云英岩化过程中流体pH值升高，使流体中聚合钨酸盐分解形成WO42-，富WO42-溶液与富Fe、Mn外流体的混合物最终在有利位置沉淀为脉状黑钨矿，因此云英岩化过程对钨成矿起着关键作用；

图4 钨成矿过程示意图

（4）热液型云母与岩浆成因云母具有不同的Li、F含量关系，由此提出根据热液型云母的F含量计算其Li2O含量的新公式（Li2O=0.0748×F2+0.0893×F ）。

该研究受重点研发计划（2016YFC0600204）和国家自然科学基金（41625007，U1701641）共同资助，近期发表于国际矿物学著名期刊《American Mineralogist》。

论文信息：Li J., Huang X.L.*, Fu Q., Li W.X. (2021). Tungsten mineralization during evolution of a magmatic–hydrothermal system: mineralogical evidence from the Xihuashan rare-metal granite in South China. American Mineralogist, 106 (3): 443–460.

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（同位素地球化学国家重点实验室供稿）