钨矿和锡矿是我国优势和战略矿产资源，其成因常与高分异花岗岩有密切联系。世界级钨锡矿床（如湖南柿竹园超大型钨多金属矿、云南个旧锡矿集区、英国Cornubian锡钨矿集区、德国与捷克交界的Erzgebirge钨锡矿集区等）相关的高分异花岗岩有较高含量的U、Th、K，其放射性生热率大多超过5 μW m^-3，属于高产热花岗岩。然而，放射性生热在多大程度延长花岗岩超固相线时限以及如何影响后期热液钨锡成矿作用争议较大，高产热花岗岩与大型、超大型钨锡矿床共存是偶然还是必然也缺乏深入研究。相对于花岗岩化学成分研究，钨锡成矿花岗岩的岩浆物理过程研究相对薄弱。

       为服务于新一轮找矿突破战略行动，矿田构造研究室刘向冲研究员、肖昌浩副研究员与中国地质大学（北京）张德会教授、加拿大温莎大学杨建文教授等合作，通过有限元方法模拟花岗质岩浆固相线以上的冷却过程及钨、锡自硅酸盐熔体向热液的扩散过程，得到如下认识：

       1. 钨、锡自硅酸盐熔体向热液的扩散比H₂O慢几个数量级，因而在岩浆-热液过渡阶段钨、锡在硅酸盐熔体与热液的平衡分配难以实验，钨、锡成矿作用是速率控制的（即与时间相关），因而岩浆超固相线时限至关重要。

       2. 花岗岩超固相线时限与放射性生热率、岩浆垂向厚度成正比，与固相线温度、围岩热传导速率成反比；

       3. 平均放射性生热率达到5-10 μW m^-3、随岩浆演化逐渐降低固相线温度、中等的热传导速率可使高产热花岗岩的超固相线时限延长49-427 ka (1 Ma = 1000 ka)，比同尺寸但只有正常放射性生热率（2 μW m^-3）的花岗岩超固相线时限多11–85 %；相应地，钨、锡自硅酸盐熔体向热液的扩散总量提高17–95 %。在这种高热花岗岩固结前，热液从成矿母岩提取金属的总量大幅增加，这将提高钨、锡成矿（尤其是成大矿）的概率。

       4. 高分异花岗岩有较高的放射性生热率、较低的固相线温度、较大的岩体厚度（需地球物理数据解译等）可作为钨锡成矿的有利指标。

图1 四个世界级钨锡产地花岗岩的放射生热率的统计图

图2 放射性生热率和固相线温度对花岗岩超固相线时限（a, c, e）与硅酸盐熔体提取W、Sn总质量（b, d, f）的影响

       上述研究成果发表在国际地球化学领域知名刊物《Geochimica et Cosmochimica Acta》，https://doi.org/10.1016/j.gca.2023.03.012，研究工作得到中国地质调查局地质调查项目（DD20230344）和中国地质科学院地质力学研究所基本科研业务费（DZLXJK202103, DZLXJK202203）等项目的联合资助。