Question

矿床的成矿机理和成矿模型

Answer 1

通过对大厂矿床的综合研究，对矿床的成矿机理提出以下认识：

1）巨量的金属物质能够在大厂聚集，主要归功于：①有利的赋矿围岩，为成矿提供部分的成矿物质，如Pb，Zn，S等，同时围岩的岩性和围岩化学成分特点有利于成矿热液的运移、富集；②区内岩浆活动强烈，主体笼箱盖复式花岗岩体为高硅、富碱、富铝的S型含锡花岗岩，能够为矿床的形成提供主要的成矿物质和热源；③有利的构造条件为矿床的形成提供了动力和成矿物质的运移通道和储聚场所。正是由于以上条件在大厂地区非常罕见的耦合与聚集，才使得矿床的形成成为可能。

2）长坡-铜坑不同类型的矿体之间，以及与100号矿体之间矿石矿物的组成一致。主要的矿石矿物为锡石、铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂和脆硫锑铅矿等硫盐矿物，脉石矿物主要为石英、方解石、电气石、钾长石和绢云母等。矿物之间表现为明显多期次、多阶段的相互交代关系，与围岩之间表现为选择性交代有利地层。矿石和矿物（包括矿石矿物和脉石矿物）的稀土元素配分模式与区内花岗岩体是一致的，反映其成因上具有密切联系；同时，不同阶段形成的矿石矿物以及脉石矿物中稀土元素的含量以及特征变化是一致的，具有早期δEu的负异常，晚期δEu的正异常，反映了矿区成矿环境可能存在一个由相对还原向相对氧化的变化过程，同时也反映矿物形成具有多期、多阶段的特点。

3）不同类型矿体中，成矿物质来源是一致的。铅同位素研究表明主要为壳源铅和与岩浆作用有关的上地壳和地幔的混合铅。硫同位素特征反映了长坡-铜坑不同类型矿体硫来源是一致的。铜坑锡矿体与矽卡岩型锌（铜）矿体及高峰100号矿体之间硫同位素组成的差异，反映了成矿条件之间的变化。矿床由深部矽卡岩型的锌（铜）矿到上部锡多金属矿体，空间位置上从近花岗岩体到远离花岗岩体，重硫减少、轻硫富集，说明成矿物质的运移是由下部到上部，单一矿体之间硫同位素组成的变化与这一变化是一致的。至于100号矿体中重硫的富集，可能是岩浆热液和礁灰岩中存在的微晶石膏共同贡献的硫造成的（陈毓川等，1996）。

4）成矿流体的He和Ar同位素研究表明，矿体中成矿流体的来源以壳源为主，也有幔源组分的加入。随着成矿由早期到晚期，成矿流体中幔源氦的含量依次减少，壳源氦则相应增加，且大气降水流体参与成矿的作用可能加强。

5）不同类型矿体中元素富集特征分析表明，成矿物质的来源并非单一的岩浆来源，可能有幔源物质的加入。矿石中微量元素的变化趋势，也反映了不同类型矿体之间成矿物质的运移具有一定的规律性，即成矿物质运移是从下到上，从近岩体到远离岩体方向运动的。

6）年代学研究表明，大厂地区岩浆岩体形成时代在燕山晚期，约85～140Ma之间，岩浆活动持续可能约60Ma，而矿床的成矿时代应与岩体的侵入时代基本一致，成矿作用与多期岩浆活动相伴随，成岩与成矿是燕山晚期同一构造-热事件的产物。

综上所述，对大厂矿床的成因，我们认为，矿床的形成与燕山期花岗岩有着密切的联系。成矿物质的来源是多源的，既有岩浆来源，也有地幔来源和地层来源。成矿流体的来源也是多源的，既有壳源，也有幔源和大气降水的加入。岩浆活动为成矿提供了成矿物质和热源，有利的地层和构造条件为成矿提供了物质运移的通道和空间。岩浆活动、地层、构造三者有机的、“非常罕见”的耦合，促成了矿床的形成。富有争议的91号和92号层状矿体的形成是由于含矿流体沿层交代或交代充填有利的地层形成的，而100号矿体的形成以充填为主，即含矿流体充填礁灰岩中由于断裂或礁体不同部位层间滑脱（剥离）形成的“虚脱空间”形成。

基于以上的认识，建立矿床的成矿模式图（图8-13）。

图8-13 长坡-铜坑锡多金属矿床的成矿模式图

1—锡石硫化物矿体；2—矽卡岩化带及矽卡岩型锌（铜）矿体；3—石英闪长玢岩墙；4—花岗斑岩墙；5—裂隙脉型锡矿体；6—断裂及编号；7—矿体编号；8—地层代号；9—矿液运移方向