湖南省锡矿山低温热液型锑矿下篇

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锡矿山锑矿研究史

-年,湖南省地质研究所开展了锡矿山锑矿田地质特征及成矿规律的研究,并于年5月提交了科研报告《湖南省锡矿山锑矿田地质特征及成矿规律》。该研究报告完善矿田的地层系统,通过对矿田不同地层锑含量的测定,否定了矿源层的存在,认为成矿与沉积相和沉积环境无直接联系,主要受岩石化学性质和岩性组合的控制。并提出F75是矿田的主要导矿构造。认为锡矿山存在“早晚两期和五次脉动式的成矿阶段”提出锡矿山锑矿总体上应属“中-低温混合岩浆热液矿床”,主成矿期的锑来自岩浆,而介质具有多来源特点。尽管其部分观点有待商榷,但该研究报告工作细致、内容相当全面,对后人全面认识和了解锡矿山锑矿的地质特征很有价值,堪称锡矿山地区最有参考价值的科研报告。年,刘焕品等将该研究报告的部分成果整理成文,发表在《湖南地质》上。

年,湖南队谌锡霖等在《湖南锡矿山锑矿成因探讨》一文中,提出“西部大断层并非导矿构造”、“研究活动与矿床形成没有关系”、“含矿围岩只要是石英砂岩”等新认识,并认为该矿的层控特征“明显受岩相古地理条件的控制”。提出该矿床“是以沉积作用为基础,以成岩作用为主导,并经后期改造富集的层控矿床”。并推断“西部大断层的西边(上盘)很有找矿远景”。

-年,地矿部石油地质研究所吉让寿对锡矿山矿田的褶皱、断层、各种小构造进行较系统的研究,研究了矿区方解石的雁行脉,确定了该区成矿期的构造特征,计算了其应力值。这些研究成果发表在《地质论评》、《地球科学》和《石油实验地质》等刊物上。

年,队杨延显在《地质与勘探》上撰文,论述了锡矿山矿田原生晕异常特征,认为Sb/Hg/As等元素的原生晕异常,具有一定的找矿意义。队邹同熙()亦对该矿田的元素地球化学特征进行了探讨,认为存在多个矿源层,“深部矿源层(震旦、寒武系)与基性火山活动有关,上部矿源层为泥盆系”。

年,中国地大李鸿儒从构造应力场演变的角度,探讨了锡矿山童家院矿床地下空洞的成因。

年6月,湖南队林肇凤等在《湘中地区锑地质》一书中所得的结论,与刘焕品()的研究结论基本一致,只不过是对多源的解释更加明确。

年,锡矿山矿务局李智明利用有限应变分析,研究了锡矿山锑矿有限应变及其与锑成矿的关系。

年,中科院长沙大地所易建斌的博士学位论文《超大型锑矿床成矿的历史—动力学背景及其机制研究》认为,锡矿山超大型锑矿床的形成,反映了富锑大陆壳体长期构造分异演化、继承及递进、叠加成矿演化的发展过程,是来源丰富的幔、壳多源物质+幔、壳断裂含矿流体运输系统+浅部有利岩性、构造组合成矿环境这三个方面的最优配置的结果。

-年,锡矿山锑矿与中南大学合作开展锡矿山锑矿成因研究,年2月提交《湖南省锡矿山找矿前景研究研究报告》,提出了锡矿山锑矿属“热卤水古岩溶成因类型”的观点。黄任军()、文国璋等()分别在《矿山地质》、《地质与勘探》上发表了相关成果。

年,地科院宜昌所史明魁等出版了《湘中锑矿》一书,对湘中盆地及毗邻的雪峰山一带的锑矿床的成矿地质条件和成矿规律进行了总结,提出湘中锑矿床的形成是“古水热体系中心的地层源热液矿床”。矿质来源于对流房内部的深部地层或矿源岩系,含矿围岩并非矿源层。循环水主要来源于成矿时或成矿前的地下水、次为地层水。热水循环的驱动力来自隐伏的中生代火成岩体。

年12月,湖南有色地勘局刘智渊等在《锡矿山锑矿田矿床特征》研究报告中提出,锡矿山在成因上属“海底喷流沉积型后生—同生热液充填交代锑矿床”。

年,湖南地矿厅黎盛斯在《湘中锑矿深源流体的地幔柱成矿演化》一文中提出,湘中地区的锑矿与地幔作用有关,系“深源流体的地幔柱成矿演化”所致。

年,湖南有色地勘局凌水成在《湖南锡矿山锑矿田地质地球化学特征及矿床成因研究》一文中认为,锡矿山锑矿田是在板(片)碰撞过程中形成的,成矿物质主要来自下地壳,F75与Fx断裂是成矿热液上升通道。

,中科院大地所单业华、易建斌对锡矿山形成的构造环境进行了探讨,认为该矿是形成于白垩纪-老第三纪的伸展体制下。

年,地科院胡雄伟完成其博士学位论文“湖南锡矿山超大型锑矿床成矿地质背景及矿床成因”。该论文利用方解石和少量辉锑矿样品进行了Sm-Nd同位素定年,得到了.29±4.63Ma,尽管该Sm-Nd等时线拟合程度不是太好,但该年龄是锡矿山第一个成矿年龄数据。胡雄伟在论文中提出“成矿溶液为高锑含量之混合地下热水,成矿物质Sb和S来源于基底地层系统”,并认为锡矿山属于“与古地下热水循环、排泄有关的矿床”。该论文内容相当丰富、基础地质工作尤为扎实,堪称研究锡矿山锑矿最优秀的学位论文。

年,南京大学解庆林等从热力学角度探讨了锡矿山矿区硅化作用的形成机制,认为降温和酸化作用均导致硅质的沉淀,且温度降低起主要作用。

年,南京大学解庆林等对锡矿山硅化蚀变过程中不同组分带入带出量,进行了质量平衡计算,并用“矿液中缺乏其它金属元素”来解释锡矿山矿石矿物的单一性。

年,南京大学杨照柱等对锡矿山矿区的硅化灰岩、流体成矿作用和稳定同位素进行了研究。

年3月,成都地质学院金景福等出版了《湘中锡矿山式锑矿成矿规律及找矿方向》一书,探讨了锑成矿的地球化学机理、锑成矿与硅化的耦合关系,总结了该区锑矿的时空分布规律,认为湘中锡矿山式锑矿的形成主要与燕山晚期-喜山早期拉张构造—岩浆活化有关,岩性组合对锑矿床的空间展布起主导作用。随后该项目组的陶琰(,)、唐建武()、金景福()等以论文形式发表了相应的科研成果。

年,湖南物化院饶家荣等分析了湖南元素锑的化探异常分布规律,及其与构造、岩浆的关系,并建立了锡矿山矿田的“幔—壳构造成矿模型”。

年,中科院地化所彭建堂等对锡矿山锑矿床的C、O、Sr同位素进行了较系统的研究,并进行水/岩反应的理论模拟。提出“锡矿山的成矿体系为开放体系,成矿流体来自或流经盆地下部的基底碎屑岩,水/岩反应和温度降低的耦合作用导致了该区锑矿石的沉淀,矿质锑可能主要来自富Sb的元古宇基底”。这些研究成果发表在年的《地质论评》、《地球化学》。并从同位素示踪角度探讨了锡矿山的物质来源,提出富Sb的交代型地幔和富Sb的元古宇基底为锡矿山大规模成矿提供了充足的矿源(年《矿物学报》)。

年,中南大学印建平、戴塔根对锡矿山成矿物质来源进行了探讨,认为“赋矿泥盆系不是矿源层,前泥盆系老地层才是主要的矿源层,成矿流体以大气降水为主、有岩浆水和变质水加入的混合水”,该矿属“中低温异地沉积—改造型矿床”。同年,戴塔根、陈国达还对锡矿山提出了构造控矿“三层楼”模式,并进行了成矿预测。

年4月,中科院地化所彭建堂提交了博士后出站报告《扬子地块南缘锑矿床的超常富集机理研究》,从充足的矿源、大规模流体作用和充分的水/岩反应、有利的储矿空间、特殊的构造环境和深部地球物理背景等方面,论述了锑在锡矿山局部超常富集的必然性。

年,南京大学卢新卫等对湘中区域古流体的地球化学特征进行了研究,认为湘中区域古流体是一种来源于大气降水的低温、低盐度、偏碱性的还原性地质流体,并认为锡矿山等金属矿床的成矿流体均由这种区域古流体演化而来。

年,中科院地化所谢桂青、彭建堂,长沙大地所易建斌分别对锡矿山矿区煌斑岩的地球化学特征进行了探讨。

年,彭建堂等在胡雄伟()工作的基础上,对锡矿山矿区成矿期的方解石进行了Sm-Nd同位素年代学研究,得到了两条等时线年龄(.5±1.1Ma、.1±3.7Ma),据此提出锡矿山至少存在晚侏罗世、早白垩世两期成矿作用。并认为多期成矿有助于解释锡矿山地区巨量矿石堆积现象。该研究成果发表在《科学通报》上。

年、年,南京大学马东升等分别从微量元素及其实验地球化学、同位素地球化学等方面对湘中地区的锑(金)矿床的成矿物质来源进行了探讨,认为这些矿床的锑、金等成矿物质重要来源于元古界基底碎屑岩。

年,中国地质大学(北京)何明跃等对锡矿山矿区的石英和辉锑矿的矿物标型特征进行了研究,并认为这些石英中的硅质“很可能来源于壳源花岗岩浆”。

年,中科院地化所彭建堂在国外ChemicalGeology杂志上对锡矿山方解石Sm-Nd定年的成果进行进一步阐述,比较了早、晚两期方解石在矿物学和地球化学(微量元素、同位素)等方面的不同,评价了利用热液方解石对热液矿床进行Sm-Nd同位素定年的可行性,认为那些富MREE和HREE、Sm/Nd比值大且变化范围宽的方解石,对Sm-Nd同位素成功定年很有利。

年,南京大学杨瑞琰根据湘中盆地的水文地质条件,建立了热-重力驱动型的流体运移模型,对锡矿山成矿流体的热场进行了模拟;在此工作的基础上,年对该研究者对该矿成矿流体的热场与运移进行数值模拟,提出锡矿山的成矿流体主要来自大乘山和龙山地区。

年,中科院地质所范德廉等在OreGeologyReviews发表文章,将锡矿山锑矿划归为“赋存于黑色页岩中的矿床”,认为锡矿山主要是形成于沉积—成岩阶段,为同生成因;该矿形成于Frasnian期海退(.7–.2Ma),并认为这种海退导致的缺氧环境对该区锑的富集成矿尤为关键。

年,中科院地化所彭建堂等对锡矿山矿区的方解石进行了稀土元素地球化学研究,发现含矿方解石都为LREE亏损型,MREE和HREE明显富集,并认为这种分配模式主要受矿物晶体化学因素控制。

年,中科院广州地化所杨东升等在ResourceGeology杂志上发表了有关锡矿山硫同位素组成的文章,认为该矿存在两个明显不同的硫源,是前寒武纪基底提供了矿质锑和硫。

年,中南大学胡阿香硕士学位论文“湘中锡矿山煌斑岩的地质地球化学特征及其成因研究”,较系统地研究了矿区煌斑岩的地质、地球化学特征及其成因,认为煌斑岩与成矿两者不存在成因联系,煌斑岩形成于两期成矿事件之间,并推断煌斑岩并非锑矿化的东部边界,煌斑岩以东仍有寻找富矿的潜力。

年,中南大学彭建堂等对锡矿山煌斑岩中锆石进行了微区原位U-Pb同位素定年,根据锆石U-Pb年龄与江南古陆前寒武纪浅变质岩沉积年龄的一致性,推断湘中盆地深部存在新元古界基底,锡矿山所处的湘中地区处于扬子地块而非华夏地块,并认为锡矿山锑矿和煌斑岩均形成于一种岩石圈拉张伸展的构造环境。

矿床规模和品位

据不完全统计,湘中地区锑矿床(点)多达处(林肇凤等,),占湖南全省锑矿储量的98%(王曰伦等,;张宝贵等,),仅锡矿山锑矿已探明锑的储量约×t(Laznicka,)或万吨(史明魁等,)。由此可见,湘中锑矿在中国乃至世界锑资源中均占有举足轻重的地位。湘中地区地处江南古陆东南部,主要由雪峰古陆和湘中盆地两部分组成(图2),前者主要由前寒武系浅变质碎屑岩组成,而后者则主要由晚古生界碳酸盐岩组成8.7g/t。

图2湘中地区地质构造背景及锑矿分布简图(彭建堂,)




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