研究现状及存在的问题

大厂矿田的研究历史悠久。据记载,新中国成立前,盛岳、丁文江、张、张庚等老一辈地质学家先后对大厂矿带进行了地质调查,初步确定了该区的地层层序、构造轮廓、矿产类型及其分布特征。1954新中国成立以来,广西215地质队对矿带进行了系统的地质调查,为提高丹池矿带的研究水平和查明矿产资源做出了重大贡献,被评为功勋地质队。同时,铜坑长坡矿和高枫矿的地测部门也在各自的矿山开展了大量的找矿工作,为矿山开发建设提供了第一手资料。

科研方面,广西地质勘查局、地质七队、大厂矿务局、中科院地球化学研究所、中国地质科学院矿床研究所等单位自1958、1959开始在该矿带开展科研工作。以陈玉川院士为首的科研组成立于20世纪60年代(陈玉川,1964;1965)、80年代(陈玉川等人,1985)、90年代(陈玉川等人,1993;陈玉川等,1996;王等,1996)对丹池成矿带和大厂矿田的地质特征、矿石矿物学和区域成矿规律进行了卓有成效的研究,建立了大厂矿带成矿系列和成矿模式;同时,等人(1960,1981),叶(1985),叶等人(1996,1999),刘源镇等人(65438+)。证明花岗岩及其成矿演化是锡多金属矿床形成的主要控制因素。蔡宏远(1983)、阿尔弗雷德(1985、1989)、周淮阳(1987)、张国林(1987)、陈军(1988)、韩发(1997)、徐新煌(1966)。屠光池(1984,1987)在分析了大厂矿田诸多成矿因素后,提出了大厂矿床具有多成因、多源、多阶段成矿特征的认识。

在成矿流体包裹体和同位素研究方面,杨等人(1968)在大厂锡矿田率先开展了硫同位素研究。许等(1986)进行了岩体Rb-Sr测年,研究了成矿的物理化学条件;李银清等(1988)通过对流体包裹体的详细研究,获得了大厂矿带岩浆熔体及成矿流体特征和演化的一系列重要信息。丁绵平(1988)研究过大厂矿田岩石和矿物的稳定同位素,认为矿石中的铅与花岗岩浆活动有关。傅等(1991,1993)对大厂矿田流体包裹体和碳、氧、硫同位素进行了系统研究,认为成矿流体来自花岗岩。蔡建明等(1995)和聂(1996)分别开展了武威矿田和茶山锑矿成矿流体研究;据张启钻(1999)研究,大厂龙头山100号矿体硫同位素富集在6 ‰ ~ 12 ‰之间,具有油气硫特征,其流体包裹体高盐度、高密度,富含CO2、Cl-、CH4、K+,低K+/Na+。赵奎东等(2002)和蔡明海(2004)对铜坑主要矿石矿物黄铁矿中的流体包裹体进行了he和Ar同位素测试,指出成矿流体中混有地幔流体。

在构造研究中,陈洪德等(1989)研究了丹池成矿带的沉积相和盆地演化特征。徐觉(1988)系统总结了丹池地区的矿田构造,主要强调燕山期构造的控岩控矿作用;杨海明等(1990)开展了芒场矿田构造地球化学研究。高继元(1998)的研究表明,矿床的分布总体上受桂西北盆山体系控制,矿床的产生和定位是盆山体系发生、发展和演化到一定阶段的产物。宪章(2000)讨论了吴圩矿田的构造应力场和力源。

虽然不同时代、不同单位根据不同的思路、不同的技术手段开展了各有侧重的研究,取得了大量的研究成果,也有效地指导了地质找矿工作。但大厂矿田仍存在一些有待解决的科学问题,包括:①关于成矿时代仍有争议,有的认为成矿发生在燕山期,有的认为成矿发生在泥盆纪;②对成矿物质的来源有不同的看法,有的认为成矿物质来自花岗岩,有的认为来自地层;③对找矿方向有不同看法,有的认为找矿要沿地层,有的认为找矿要围绕花岗岩,等等。

根据上述研究工作中存在的问题,结合大厂矿带本身存在的自然奥秘,我们认为目前迫切需要研究以下科学问题,如:为什么在大厂矿田这个不到1000 km2的弹丸之地,至少集中了123万吨锡和大量其他金属?那么多成矿物质是从哪里来的?如何聚集?矿体的定位机制是什么?最大矿化深度是多少?如何寻找深部矿体?等一下。

1)大厂锡多金属矿床规模大、矿种多、品位高、元素组合复杂、矿化分带清晰、矿体产出特征多样,具有重大的工业和研究意义。一般来说,超大型矿床大多是孤立的,成矿作用是“偏向性的”(裴等,2005),受地质、地球化学和地球物理条件综合控制。大厂、个旧、柿竹园是我国三大锡矿床,均分布在以南岭为中心的华南地区。但成矿环境、成矿条件、矿物组合有其特殊性。个旧和柿竹园矿床为与岩浆岩有关的热液矿床,但大厂矿床与笼盖主体岩体无直接接触,不同阶段成矿不均匀,具幕式特征。大厂矿床,尤其是占储量80%的铜坑91#、92#和高枫100#、105#矿体,在大厂这么小的面积内,却有着各种金属元素的巨大富集。它形成的关键是什么?成矿背景有什么特殊性?这些问题都没有解决。

2)作为举世瞩目的超大型矿床,经过近60年的研究开发,积累了丰富的区域地层、构造、岩石学、同位素、成矿条件等资料,对矿山深部及周边找矿具有重要的指导意义。但必须注意的是,在丰富的资料中,往往存在着原研究者或探索者的主观意识,具有一定的历史局限性,有的甚至有错误的认识。这些错误的数据(或认识)被反复引用,作为推断的依据,会导致更多的错误,不利于进一步找矿。大厂矿床的成因至今仍无一致意见。目前有三种不同:①属于与燕山期花岗岩有关的岩浆热液矿床;(2)属于与岩浆无关但与海底火山(热液)有关的热液沉积矿床;③属于多期、多阶段、多成因,早期热液沉积,燕山晚期岩浆热液改造。对成因的分歧焦点是对大厂层状和似层状矿体成因的认识。具体来说,主要体现在以下几个方面:①92 #矿体的主要容矿岩石硅质岩的成因,是热水沉积形成的还是正常沉积形成的?②电气石与矿体的伴生是同生还是后生?③脉石矿物中的长石是三苯胺还是冰晶石?是同生还是后生?④成矿流体的来源。回答这些问题是解决大厂矿床成因问题的关键。正是因为大厂矿床的成因问题没有解决,直接影响到矿山后续资源的找矿方向。

3)从现有的研究资料分析,我们认为对矿床成因存在分歧的主要原因是对矿床的研究没有建立在坚实的矿物学研究基础上,所研究的样品要么是单阶段的,要么是容易获得、选择和分析的,矿物之间的关系没有搞清楚,从而影响了对客观事实的认识。矿床成因说到底是一个成矿动力学问题,即成矿物质的来源、运移和聚集。只有了解成矿动力学机制,才能建立正确的矿床成因模式,进而建立矿床预测模型,指导后续资源勘查方向和找矿项目部署。

4)大厂锡多金属矿床的一般性和特殊性。大厂与世界和国内其他锡矿相比,是否有共性,其特殊性在哪里?这个问题的研究会影响找矿的方向,比如大厂地区是“老”还是“石柱园”。

基于此,我们认为有必要对大厂铜坑矿(以91#和92#矿体为重点)的成矿物质来源、成矿流体的运移机制、成矿元素的时空分布规律进行系统细致的岩石学、矿床学、矿物学和构造地球化学研究。

具体来说,通过对大厂锡矿(主要在铜坑91#、92#、100#和105#矿体)矿物组合、共生和伴生组分的研究,可以横向和纵向研究不同矿化阶段矿体中的矿石矿物和脉石矿物(主要是电气石和脉石矿物)。结合构造地球化学研究,揭示了成矿物质来源和成矿流体演化机制,重新厘定了矿床成因模式,建立了矿床深部预测模型,为该矿进一步勘探指明了方向。