《Geochimica et Cosmochimica Acta》：Province-scale tin and zinc stable isotope fractionation trends in the Bolivian tin belt
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玻利维亚锡带十矿床锡锌矿物稳定同位素分析表明δ12?Sn（-0.56～1.64‰）和δ??Zn（-0.22～0.92‰）覆盖全球主要变幅，Llallagua和Huanuni锡同位素显著更高，与岩浆分异、流体沸腾及氧化相关，其他矿床受 meteoric water influx和成矿时间影响发生分馏。
埃文·C·赫什（Evan C. Hirsh）|亚当·C·西蒙（Adam C. Simon）|瑞安·马图尔（Ryan Mathur）|韦恩·鲍威尔（Wayne Powell）|彼得·梅加（Peter Megaw）|丹·阿萨埃尔（Dan Asael）
密歇根大学地球与环境科学系，美国密歇根州安娜堡，邮编48109
摘要
锡石（cassiterite）和闪锌矿（sphalerite）的Sn和Zn稳定同位素组成已被广泛用于理解岩浆-热液成因的Sn和Zn矿床的形成。本文报道了来自玻利维亚锡带十个含Sn和Zn的多金属矿床的锡石和闪锌矿的Sn同位素组成。这些矿床代表了不同的矿化类型和金属迁移路径。锡石的δ124Sn值范围为?0.56至1.64‰（n = 33），闪锌矿的δ66Zn值范围为?0.22至0.92‰（n = 20），涵盖了这两种同位素系统在全球范围内观察到的大部分变化。Llallagua和Huanuni矿床的Sn同位素组成明显较重（平均值为1.24 ± 0.24‰ δ124Sn；n = 10），与其他矿床（平均值为0.56 ± 0.55‰；n = 23）相比具有显著的差异，并且具有以下特征：与斑岩相矿体和/或岩脉的成因关联、富含蒸汽且盐度中等到高的流体包裹体、垂直分布且不连续的高品位矿脉，以及大量含电气石的岩浆-热液角砾岩。这些特征与Rayleigh分馏作用一致，表明正岩浆流体的分离、流体沸腾和氧化过程促进了锡石的沉淀并导致了Sn同位素的分馏。锡石沉淀后剩余的流体中重Sn同位素含量降低，并沿着矿区规模的流体通道传播。Sayaquira（?0.13–1.45‰）、Colquiri（0.18–1.44‰）、Colcha（0.07–1.47‰）和Monserrat（?0.56–0.93‰）矿床的锡石Sn同位素范围可能是因为在较长的矿化过程中有更多的大气水渗入，导致远端锡石从重124Sn贫乏的热液矿流体中沉淀。闪锌矿广泛的Zn同位素组成表明，在闪锌矿沉淀之前的早期正岩浆流体分离和沸腾过程中可能发生了显著的同位素分馏。随后，由于富含Sn和Zn较少的大气水的稀释以及流体pH值的改变和氧逸度的增加，可能在Monserrat、El Salvador和Huari Huari矿床中形成了轻同位素的闪锌矿。
章节摘录
引言与背景
玻利维亚锡带中的锡主要以锡石的形式存在于多金属裂隙充填脉系中，这些脉系是由从伊利曼石系列（ilmenite-series）S型花岗岩（广义定义）岩浆中释放出的还原性岩浆-热液流体沉淀形成的。这些脉系中的锌主要以闪锌矿的形式存在，并在矿带边缘及许多矿床内部的远端位置富集，它们是在锡石沉淀之后直接形成的基岩硫化物阶段沉淀的。
地质背景
玻利维亚锡带是一个沿弧形弧线分布的Sn-Ag-W-(Sb-Bi-Zn-Cu-Pb)金属矿床带，位于安第斯山脉东科迪勒拉山脉中部，是全球四大锡矿床带之一（Turneaure和Welker，1947；Turneaure，1960a；Turneaure，1960b；Kelly和Turneaure，1970；Lehmann等人，1990；Müller等人，2001；Lehmann，2021）。形成玻利维亚锡带矿床的岩浆-热液活动与三叠纪和渐新世-中新世的岩浆作用有关（Lehmann等人，
样品选择
样品选自密歇根大学Turneaure收藏的十个矿床的整岩样品和厚切片，相关资料见Kelly和Turneaure（1970）的研究。样品的具体位置无法在矿床尺度上确定，因此无法直接测量其在共生矿物和岩浆接近程度框架中的位置，而是基于地质特征进行推断。
样品特征
从厚切片中获取了毫米级的切片，并进行了低倍成像。
矿物学
图2展示了锡石和闪锌矿的代表性扫描电子显微镜（SEM）背散射电子（BSE）图像。锡石的形态多样，包括角砾状碎屑（ARA3）、大型自形晶体（CCH19）、无定形块状矿物（SVD4、HUA123、MON14）以及小规模无定形分散体（CQ308、HRI8），通常与石英、闪锌矿和菱铁矿共生。铁硫化物矿物如黄铁矿、磁黄铁矿（较少见的是白铁矿）常分布于这些矿物之间。
与全球报道的Sn和Zn同位素组成的比较
玻利维亚锡带中的锡石显示出相似的Sn同位素组成范围，但其平均δ124Sn值通常高于全球其他岩浆-热液成因锡矿床（包括脉状矿床、矽卡岩矿床、外源花岗岩矿床和矽卡岩矿床）中的锡石（图4）（Yamazaki等人，2014；Yao等人，2018；Wang等人，2021；Mathur等人，2025）。玻利维亚锡带矿床中锡石较高的δ124Sn中值主要是由于某些样品的δ124Sn值较高所致。
结论
我们报告了玻利维亚锡带锡矿床中锡石和闪锌矿的新稳定同位素组成，并利用已知的矿床特征和同位素分馏机制来阐明岩浆-热液过程（图6）。所有样品的δ124Sn和δ66Zn值分别处于?0.56–1.64‰（n = 33）和?0.22–0.92‰（n = 20）的范围内，这涵盖了全球锡石和闪锌矿观察到的大部分同位素变化。
CRediT作者贡献声明
埃文·C·赫什（Evan C. Hirsh）：撰写初稿、可视化处理、数据验证、方法学研究、数据分析、概念构思。
亚当·C·西蒙（Adam C. Simon）：审稿与编辑、项目监督、资源协调、方法学研究、资金筹集、概念构思。
瑞安·马图尔（Ryan Mathur）：审稿与编辑、项目监督、方法学研究、资金筹集、概念构思。
韦恩·鲍威尔（Wayne Powell）：审稿与编辑、数据分析。
彼得·梅加（Peter Megaw）：
数据获取
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们感谢美国国家科学基金会（U.S. National Science Foundation）通过EAR项目（编号2233425和22333426）的支持。同时，我们也感谢密歇根大学的William Kelly和Frederick Turneaure教授在玻利维亚锡带进行的长期创造性及系统性的研究工作，他们收集并整理了该地区最重要的数百个锡矿样本。此外，Steven Kesler、José Tomás Ovalle、Owen Neill和Charles Knaack也为本研究提供了重要帮助。
