Question

研究现状及存在问题

Answer 1

大厂矿田研究历史较长，据记载，新中国成立前，岳胜、丁文江、张兆瑾、张庚等老一辈地质学家先后在大厂矿带开展过地质调查工作，初步确定了该区的地层层序、构造轮廓、矿产种类及其分布特征等。新中国成立后，1954年开始至今，广西215地质队对矿带进行了系统的地质调查工作，为提高丹池矿带研究程度和探明矿产资源作出了巨大贡献，被评为功勋地质队。与此同时，铜坑-长坡矿和高峰矿下属的地测科也都在各自所属的矿山开展了大量“探边摸底”的找矿工作，为矿山开发、建设提供了一手资料。

在科学研究方面，广西地勘局、地质七队、大厂矿务局、中国科学院地球化学研究所、中国地质科学院矿床所等单位先后在1958年、1959年起开始在本矿带进行科学研究。以陈毓川院士为首的科研集体先后在20世纪60年代(陈毓川，1964;1965)、80年代(陈毓川等，1985)、90年代(陈毓川等，1993;陈毓川等，1996;王登红等，1996)对丹池成矿带及大厂矿田的地质特征、矿石矿物学、区域成矿规律进行了卓有成效的研究，建立了大厂矿带矿床成矿系列和成矿模式;同时，李锡林等(1960，1981)、叶绪孙(1985)、叶绪孙等(1996，1999)、刘元镇等(1987)、郜兆典(2002)等讨论了原生锡矿床的地质特征和成矿规律。论证了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。蔡宏渊等(1983)、叶俊等(1985，1989)、周怀阳等(1987)、张国林等(1987)、陈骏(1988)、韩发等(1997)、徐新煌(1991)、罗德宣等(1993)、廖宗廷等(1994)、秦德先等(2002，2004)则先后提出了大厂矿田火山同生喷气和后期与花岗岩有关热液叠加成矿的认识。涂光炽(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、多来源、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，杨凤筠等(1968)率先开展了大厂锡矿田硫同位素研究;徐文炘等(1986)开展了岩体的Rb-Sr测年和成矿物理化学条件研究;李荫清等(1988)通过对大厂矿带流体包裹体的详细研究，获得了该区岩浆熔融体和成矿流体的特征及其演化的一系列重要信息。丁悌平等(1988)通过对大厂矿田岩石和矿物的稳定同位素研究，认为矿石铅与花岗岩浆活动有成因联系;Fu等(1991、1993)对大厂矿田流体包裹体及C、O、S同位素进行了系统研究，认为成矿流体来自于花岗岩。蔡建明等(1995)、聂爱国(1996)分别开展了五圩矿田和茶山锑矿成矿流体研究;张起钻(1999)研究提出，大厂龙头山100^#矿体硫同位素集中分布于6‰～12‰，具有油气硫的特点，其流体包裹体具高盐度、高密度、富含CO₂、Cl^-、CH₄、K⁺、低K⁺/Na⁺、F^-/Cl^-等特点，其成因与生物有机成矿作用有关。赵葵东等(2002)、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、Ar同位素的测试，指出成矿流体中有地幔流体的混入。

在构造研究方面，陈洪德等(1989)对丹池成矿带沉积相及盆地演化特征进行了研究。徐珏(1988)对丹池地区矿田构造进行了系统总结，主要强调了燕山期构造的控岩、控矿作用;杨海明等(1990)对芒场矿田开展了构造地球化学的研究工作;高计元(1998)研究提出，矿床的分布总体上受桂西北盆-山系的控制，矿床的生成和定位是盆-山系发生、发展和演化到一定阶段的产物;章程(2000)对五圩矿田构造应力场及力源进行了探讨。

尽管不同时代、不同单位根据不同的思路、采用不同的技术手段，开展了侧重点不同的研究，取得了大量的研究成果，也有力地指导了地质找矿工作。但是，大厂矿田范围内仍然有一些科学问题尚待解决，具体包括:①对于成矿时代仍然存在争论，有的认为成矿于燕山期，有的认为成矿于泥盆纪;②对于成矿物质来源也有不同看法，有的认为成矿物质来自于花岗岩，有的认为来自于地层;③对于找矿方向也有不同看法，有的认为应该沿着地层找矿，有的认为应该围绕花岗岩找矿，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之谜，我们认为目前迫切需要研究以下科学问题，如:为什么有至少123万t的锡和大量的其他金属集中到大厂矿田这个不足100km²的弹丸之地?这么多的成矿物质从何而来?如何聚集的?矿体的定位机制是什么?最大的成矿深度是多少?如何寻找深部矿体?等等。

1)大厂锡多金属矿床规模大、矿种多、品位高，元素组合复杂，矿化分带清楚，矿体产出特征具多样化，所以工业意义、研究意义都很重大。通常而言，超大型矿床多为孤立产出，成矿作用具有“偏在性”(裴荣富等，2005)，受到地质、地球化学、地球物理等方面成矿条件的综合控制。大厂与个旧、柿竹园为我国最大的3个锡矿床，均分布在以南岭为中心的华南地区，但是成矿的环境、成矿条件、矿物组合上均具有各自的特殊性，个旧、柿竹园矿床的形成是与岩浆岩有关的热液矿床，而大厂矿床与笼箱盖主岩体之间并没有直接的接触关系，成矿作用在不同的阶段是不均匀的，具有幕式特征。大厂矿床，尤其是占储量80%的铜坑91^#、92^#以及高峰100^#、105^#矿体，在大厂如此小的范围内，多种金属元素巨量堆积，形成的关键是什么?成矿的背景有什么特殊性?这些问题并未得到解决。

2)作为举世瞩目的超大型矿床，经过近60年的研究、开发，在区域地层、构造、岩石学、同位素、成矿物化条件等方面积累了丰富的资料，这对于矿山深部及其周边地区的找矿具有十分重要的指导意义。但是，必须看到，在已有的丰富资料中，往往带有原研究者或勘查者的主观意识，具有一定的历史局限性，有的甚至是错误的认识。这些错误的资料(或认识)被反复引用，并被用作推断的依据，就会演绎出更多的错误，不利于进一步的找矿工作。大厂矿床的成因问题，至今仍未达成共识。目前存在3种分歧: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、而与海底火山(热液)有关的热水沉积矿床;③属于多期次、多阶段、多成因，早期为热水沉积，晚期为燕山期岩浆热液改造。成因认识分歧的焦点是对大厂层状、似层状矿体成因的理解。具体来讲，集中反映在以下几个方面:①92^#矿体的主要容矿岩石———硅质岩的成因，是热水沉积形成还是正常沉积作用形成?②与矿体相伴而生的电气石是同生还是后生?③脉石矿物中的长石是透长石还是冰长石?是同生还是后生?④成矿流体的来源问题。回答这些问题，是解决大厂矿床成因问题的关键。正是由于大厂矿床成因问题悬而未决，直接影响了矿山后续资源的找矿方向。

3)从现有的研究资料分析，我们认为在矿床成因方面存在分歧意见的主要原因是对矿床的研究没有建立在扎实的矿相学研究之上，研究的样品或者是单阶段、或者是选择易于获得、便于挑选、分析的样品，而矿物之间的相互关系并没有查清楚，从而影响了对客观事实的认识。矿床成因问题归根到底是成矿的动力学问题，即成矿物质的源、运、聚。只有搞清成矿的动力学机制，才能建立起正确的矿床成因模式，进而建立矿床的预测模型，指导矿山后续资源勘查的方向和探矿工程部署。

4)大厂锡多金属矿床的一般性和特殊性问题。相对于世界上和国内其他锡矿，大厂有没有共性，其特殊性又表现在哪里?对这一问题的研究将影响到找矿方向问题，如大厂地区有没有“个旧”、有没有“柿竹园”?

基于此，我们认为有必要在正确认识大厂矿田成矿动力学背景和矿床地质特征的前提下，通过系统、详尽的岩石学、矿床学、矿相学、成矿流体和构造地球化学研究，探讨大厂铜坑矿(重点91^#、92^#矿体)中成矿物质的来源、成矿流体的运移机制、成矿元素在时间、空间上的分布规律等，重新厘定大厂锡(多金属)矿床的成因模型，进而建立大厂锡矿的预测模型，为矿山后续资源的勘查和开发提供依据。

具体而言，可以通过对大厂锡矿(重点在铜坑91^#、92^#、100^#、105^#矿体)矿物组合、共生和伴生组分的研究，从横向和纵向上，对不同成矿期次、不同成矿阶段矿体中的矿石矿物和脉石矿物(重点对电气石、长石)的微量元素、稀土元素、成矿流体特征进行对比、分析，并结合构造地球化学研究，来揭示矿床成矿物质来源、成矿流体演化机制，重新厘定矿床的成因模式，建立矿床的深部预测模型，为矿山的进一步勘查指明方向。