研究生知识库

广西大厂矿田产有世界级的锡多金属矿床。矿田位于丹(南丹)–池(河池)成矿带的中部隆起区，处于江南古陆西南缘、右江盆地东北缘的丹池褶皱带内。矿田内中酸性岩浆活动强烈，各类矿床围绕笼箱盖花岗岩体呈带状分布。不同学者对大厂矿田内锡多金属矿床的成因仍存在一些争议，对这一超大型锡多金属矿田的成矿物质和成矿流体的来源仍不清楚，对于成矿流体的性质、演化及其成矿过程的研究仍然十分薄弱，特别是对不同流体包裹体类型的先后世代关系及其空间分布规律仍不清楚。在前人研究工作的基础上，本次研究以大厂矿田内规模最大、成因最为复杂的铜坑和高峰两个矿床为重点研究对象，在系统的野外地质研究基础上，运用矿物学、矿相学与岩相学、元素地球化学、同位素地球化学、流体包裹体地球化学等方法与手段，对铜坑和高峰矿床的成矿物质与流体来源、成矿流体的演化过程及其成矿过程进行了系统的研究，取得了一些新的认识和成果，初步建立了成矿模式，主要认识如下：(1)铜坑和高峰矿床具有不同的矿物组合和围岩蚀变特征。铜坑矿床不同矿化类型矿体中广泛发育锡石 + 黄铁矿 + 毒砂 + 闪锌矿 + 脆硫锑铅矿矿物组合，磁黄铁矿仅见于深部的矽卡岩型锌(铜)矿体中，围岩蚀变强烈；高峰矿床中广泛发育锡石 + 毒砂 + 磁黄铁矿 + 闪锌矿 + 脆硫锑铅矿矿物组合，缺少原生黄铁矿，容矿礁灰岩中蚀变不强烈。(2)硫化物-硫盐矿物的ICP-MS分析和原位LA-ICPMS分析显示，闪锌矿相对富集Fe、Cd、Cu、In和Mn等元素；毒砂相对富集Sb、Ni、Co和Se等元素；黄铁矿相对富集As、Ni和Se等元素；磁黄铁矿相对富集Ni、Se和Co等元素；脆硫锑铅矿相对富集Sn、Mn、As、Ag、In和Cd等元素。(3)流体包裹体岩相学和显微测温学研究显示，笼箱盖黑云母花岗岩石英斑晶中的流体包裹体类型以富CO2气相流体包裹体为主，具有两阶段演化特征，早期以高温(480 ~ 530°C)、低盐度(1.0 ~ 8.0wt% NaCl equiv)、富CO2(CH4)为主要特征，而晚期流体则具有相对较低的均一温度(320 ~ 400°C)，但盐度基本不变(3.0 ~ 9.0wt% NaCl equiv)。同样，铜坑矿床锡石-硫化物和矽卡岩锌铜主成矿阶段及高峰矿床锡石-硫化物主成矿阶段，其成矿流体也具有两阶段演化特征。流体包裹体类型主要为CO2型流体包裹体，具有高温(320 ~ 410°C)、低盐度(1 ~ 9wt% NaCl equiv)、富CO2(CH4)的特征，成矿晚期硫化物-硫盐-碳酸盐阶段包裹体类型为气液两相盐水溶液流体包裹体，成矿流体具有相对较低的温度(210 ~ 310°C)，盐度基本保持不变(3 ~ 6wt% NaCl equiv)，表明铜坑和高峰矿床成矿流体主要来源于花岗质岩浆分异出的超临界流体，晚期流体则由主成矿阶段流体冷却和压缩而成(vapor-like fluid contraction and cooling)。(4)硫同位素分析表明，铜坑矿床硫化物和硫盐矿物的δ34S值范围为–9.3 ~ 3.6‰，峰值为–5 ~ –2‰，显示铜坑矿床中的硫主要来源于岩浆，并有少量生物成因硫的混入；高峰矿床硫化物和硫盐矿物的δ34S值范围主要集中在7 ~ 11‰之间，表明高峰矿床中的硫以岩浆来源为主，并混合了礁灰岩微晶石膏中的硫。(5)铅同位素分析表明，铜坑和高峰矿床硫化物和硫盐矿物铅同位素组成与黑云母花岗岩和花岗斑岩铅同位素组成基本一致，均位于上地壳演化线附近，表明铜坑和高峰矿床矿石铅主要来源于熔融了地壳的花岗质岩浆。锌同位素分析表明，铜坑和高峰矿床闪锌矿与花岗斑岩及闪长玢岩均富集较重的锌同位素；拉么、灰乐和亢马等矿床闪锌矿与笼箱盖黑云母花岗岩及基底四堡群变质沉积岩均富集较轻的锌同位素，表明铜坑和高峰矿床闪锌矿与花岗斑岩和闪长玢岩具有相同的锌源，而拉么、灰乐和亢马等矿床闪锌矿与笼箱盖黑云母花岗岩具有相同的锌源。(6)锡石、石英和方解石的氢氧同位素分析表明，铜坑矿床和高峰矿床的成矿流体具有相似的氢氧同位素组成范围(δ18OH2O = 7.0 ~ 19.6‰，δD = –132 ~ –48‰)，成矿流体主要来源于岩浆水，成矿过程中的去气作用导致最早沉淀的锡石δD值(δD = ?132 ~ ?82‰)比后期形成的石英(δD = ?73 ~ ?48‰)低，成矿流体交代围岩过程中灰岩氧的加入导致铜坑矿床成矿流体具有较高的δ18OH2O值(δ18OH2O = 12.6 ~ 19.6‰)。(7)初步建立了大厂矿田铜坑和高峰锡多金属矿床的成矿模式：从深部岩浆房中分异出的中等密度超临界流体交代碳酸盐岩地层形成矽卡岩，并产生大量的CO2进入热液体系，导致成矿流体发生不混溶，分离成富CO2类气相流体和卤水两个端元。富CO2类气相流体经压缩和冷却及有限沸腾形成锡石-硫化物或矽卡岩锌铜主成矿阶段富CO2气相流体和中低盐度盐水溶液，进一步冷却和压缩，形成成矿晚期硫化物-硫盐-碳酸盐阶段的低盐度流体。流体包裹体研究显示，高峰矿床–200m以上矿体，锡石和石英中的流体包裹体以富CO2气相流体包裹体为主，而缺失多子晶流体包裹体组合，推测该矿床深部可能存在高品位的锡石-硫化物矿石或矽卡岩型锌(铜)矿石。