丹池矿带
A. 桂西北丹池矿集区成岩成矿时代
位于桂西北的丹池矿集区以南丹县的大厂锡多金属矿床最重要，它是世界上最大的锡多金属矿床之一，由于矿床规模巨大，元素组合复杂和产出特征多样化等特点，长期以来备受国内外地质学界的高度重视，并一直是矿床地质研究的热点。到目前为止，对大厂锡矿成因的认识仍存在不同的观点，可归纳为3类:①认为矿床形成于燕山期，属于后生交代-充填矿床，在成因上与花岗岩有关(陈毓川，1964，1965年;陈毓川等，1985，1993;李锡林等，1981;张平，1983;叶绪孙，1985，1986;梁珍庭等，1985)。特别是在20世纪90年代，陈毓川等(1993，1996)、王登红等(1996)对大厂锡矿的成因进行过较系统的研究，明确提出成矿作用主要是岩浆热液沿层交代成矿的看法，并对91#矿体和92#矿体及拉么矿区的层状花岗岩的沿层交代作用进行了系统研究，建立了成矿模式，厘定了矿床成矿系列(陈毓川等，1985，1993，1996);②认为矿床形成于泥盆纪，属于同生沉积-喷气矿床或海相火山成因，在成因上与花岗岩无关(蔡宏渊等，1983;韩发等，1997;秦德先，2002);③沉积-热液叠加成矿，即认为铅、锌、黄铁矿可能来源于地层，而锡来源于花岗岩(曾允孚等，1982;涂光炽，1984，1987;陈骏，1988;丁悌平，1988)。
上述各种争论的焦点之一就是成矿的时代问题。早期前人曾用Rb-Sr和K-Ar定年法对矿区出露的细粒花岗岩、铜坑矿区早期矿化阶段钾长石蚀变岩和矿石晶洞中后期形成的伊利石进行过年龄测定(徐文忻等，1986;陈毓川等，1993)，获得年龄变化于91～138.6Ma之间，表明成矿作用发生在燕山期，且与笼箱盖花岗岩基本同时期，从而说明成矿作用与燕山期花岗岩之间存在内在的成因联系。近年来，在年代学研究方面，我们做了大量工作，取得了一批新资料:
1)王登红等(2004)通过对大厂矿田西矿带铜坑-长坡矿床91#层状矿体和龙头山矿床100#矿体中透长石、石英的常规快中子活化和激光原位40Ar/39Ar法同位素年代学研究，获得91#矿体块状锡石硫化物矿石中石英的40Ar/39Ar坪年龄为94.52±0.33Ma，等时线年龄95.37±0.45Ma，反等时线年龄94.89±0.16Ma，透长石的激光40Ar/39Ar等时线年龄为91.4±2.9Ma;100#矿体中石英的坪年龄为94.56±0.45Ma，等时线年龄93.5±1.2Ma，反等时线年龄为93.29±0.16Ma;
2)近期，陈毓川、李华芹、王登红等通过对广西大厂锡多金属矿田的3个成矿带中不同类型矿床中锡石-硫化物矿石中石英和与成矿作用有关的花岗岩体开展了系统的同位素年代学研究(采用的方法包括40Ar/39Ar快中子活化法、Rb-Sr等时线法和锆石SHRIMPU-Pb法等)，获得东矿带大福楼和亢马锡石-硫化物矿床中锡石的40Ar/39Ar坪年龄分别为119±21Ma和114.7±2Ma;中矿带拉么铜锌矿床中含矿石英脉石英矿物流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为100.5±3Ma(95%可信度)，茶山坳钨锑矿床矿脉中石英的流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为44.4±1.7Ma(95%可信度)，石英单矿物的40Ar/39Ar坪年龄为54.7±1.5Ma;西矿带铜坑405中段91#交代矿脉中锡石的40Ar/39Ar坪年龄为127.8±3Ma;拉么矿区530中段内出露的笼箱盖斑状黑云母花岗岩全岩Rb-Sr和锆石微区原位SHRIMP法测定的U-Pb年龄分别为98.6±3Ma(95%可信度)和94±4Ma(95%可信度);
3)最近，梁婷、王登红、屈文俊等在危机矿山项目等的资助下，进一步开展了黄铁矿、辉钼矿、毒砂等金属矿物等Re-Os等时线等新方法等研究工作，取得了新等成果。
一、样品采集及测试方法
1.样品简介
用于同位素年代学研究的样品分别采自大厂矿田东矿带大福楼、亢马矿床锡石-磁黄铁矿矿脉中的锡石;中矿带拉么矿区530中段坑道中揭露的笼箱盖黑云母花岗岩株中的斑状黑云母花岗岩，拉么铜锌矿床含矿石英脉中的石英和拉么矿区茶山坳钨锑矿床中的含矿石英脉;西矿带铜坑405中段沿层交代产出91#矿体中的锡石。按常规的矿物分离方法，从花岗岩中分离出纯净的锆石，并从矿石中分离出锡石单矿物和石英矿物，也作为同位素年龄的测定对象。另外，梁婷等人完成了对铜坑92#矿体中主要矿石矿物毒砂和黄铁矿的年龄测定，结果显示毒砂Re-Os等时线年龄为89±19Ma，黄铁矿部分数据Re-Os等时线年龄为122±44Ma。
2.分析方法
1)锆石U-Pb定年。野外从笼箱盖黑云母花岗岩中采集大样，室内从中分离出锆石，然后在双目镜下挑选出晶型完好、具有代表性的锆石和标准锆石(TEM)一起粘贴在环氧树脂表面，抛光并镀金，在做SHRIMP同位素分析之前，对待测锆石进行透射光和反射光显微照相。锆石微区原位U-Pb同位素分析在北京离子探针中心的SHRIMP-II离子探针上完成，对测定结果用标准物质对铀含量和年龄作了校正。
2)石英流体包裹体Rb-Sr同位素定年。石英矿物的Rb-Sr等时线年龄测定采用李华芹等(1993)所报道的分析流程;Rb、Sr同位素分析在国土资源部宜昌地质矿产研究所同位素实验室的MAT-261可调多接收型质谱仪上完成;分析过程中采用国际标准物质NBS-987监控仪器分析状态，用NBS607和Rb-Sr年龄国家一级标准物GBW04411监控流程。上述标准测定值分别为:NBS987，87Sr/86Sr=0.71026±0.00006;NBS607，Rb/10-6=523.22，Sr/10-6=65.56，87Sr/86Sr=1.20035±0.00009;GBW04411:Rb/10-6=249.08，Sr/10-6=158.39，87Sr/86Sr=0.76006±0.00009;87Rb/86Sr和87Rb/86Sr的测定精度好于1.5%～3%(石英矿物)和0.008%～0.02%，全部操作均在净化实验室内进行，使用的器皿由氟塑料、石英或铂金制成。所用试剂为高纯试剂经亚沸蒸馏，其Rb-Sr空白为10-11～10-12g/g。高纯水由Milli-Q水纯系统纯化，其Rb、Sr空白为10-12g/g;与样品同时测定的全流程空白都在0.3ng左右，当样品Rb、Sr含量低于10-6量级时，均作了空白校正。Rb-Sr等时线数据用Ludwing(2001)编的Isoplot程序处理;
3)锡石的氩氩法快中子活化法定年。关于锡石可用于直接测定矿床年龄，早已有文献报道。B.L.Gulson和M.T.Jones(1992)通过对印度尼西亚勿里沿锡矿和南非Zaaiplaats矿床中锡石的U-Pb和Pb同位素定年，结果表明，作为一种矿石矿物，锡石在直接测定矿床年龄方面比金红石和锆石更具优点，但锡石的40Ar/39Ar快中子活化定年至今还未见文献报道，本次对锡石40Ar/39Ar定年进行了尝试，并获得了初步成功。所研究的锡石样品采用40Ar/39Ar快中子活化法进行阶段加热，所采用的分析方法见刘义茂等(2002)的报道。Ar-Ar同位素分析在桂林矿产地质研究院同位素实验室MM1200型稀有气体质谱计上完成，仪器真空度约为2×10-7Pa，全系统40Ar本底为10-14mol，36Ar、37Ar、38Ar和39Ar的本底为10-16mol。样品经快中子照射冷却约120天后装入全不锈钢超高真空提取—纯化系统，样品连同系统一起加热250℃烘烤去气。冷却后真空度达10-8～10-9Pa。样品用电子轰击炉进行阶段升温加热，析出气体经海绵钛、蒸发钛和Zr-Al去气泵纯化。最后转入X质谱、依次反复地进行各Ar同位素峰值的静态测定。核反应诱发干扰Ar同位素通过照射纯钾、钙盐产生的有关Ar同位素进行校正。采用我国统一建立的K-Ar年龄黑云母标准物质(132.5Ma)作为比照来计算样品的阶段年龄及坪年龄。
二、测试结果及解释
1.东矿带成矿年龄测定结果
对大厂矿田东矿带大福楼、亢马锡-硫化物多金属矿床中锡石-磁黄铁矿矿脉的锡石进行了40Ar/39Ar快中子活化阶段升温测年，结果如表2-1、图2-1和表2-2、图2-2所示。大福楼和亢马锡矿床中锡石所获得的坪年龄谱图都显示出正常的平坦型谱图，而且大部分阶段升温析出的39Ar都符合成坪条件。两个样品的2～4阶段(750～1050℃)所构成的坪年龄为119.7±2Ma和114.7±2Ma，二者的坪年龄与相应的全熔年龄(120±5Ma和115.4±5Ma)在测定误差范围内近乎一致。由此说明40Ar/39Ar快中子活化阶段升温所获得的年龄数据基本上是可信的，据此推断大厂矿田东矿带大福楼、亢马锡石-硫化物多金属矿床的形成时代为早白垩世。
表2-1 大厂矿田大福楼锡石-硫化物矿床中锡石40Ar/39Ar阶段升温测年数据
测试:桂林矿产地质研究院戴橦模、陈民扬，样重0.3992g，J=0.0040885，坪年龄119.7±2Ma，全熔年龄120±5Ma。
表2-2 大厂矿田亢马锡石-硫化物矿床中锡石40Ar/39Ar阶段升温测年数据
测试者:桂林矿产地质研究院戴橦模、陈民扬，样重=0.6511g，照射参数J=0.0040841，坪年龄=114.7±2Ma，全熔年龄=115.4±5Ma。
图2-1 大厂矿田大福楼锡石-磁黄铁矿矿脉的锡石Ar-Ar年龄谱图
图2-2 大厂矿田亢马锡石-硫化物矿床中锡石Ar-Ar年龄谱图
2.中矿带成矿年龄测定结果中矿带以笼箱盖岩体出露及岩体周围分布有铜、锌、锡、钨、钼多金属矿化为特征。对拉么矿区530中段坑道中出露的笼箱盖斑状黑云母花岗岩、铜锌矿体含矿石英和茶山坳钨、锑矿含矿石英脉进行了系统的年代学研究，测得笼箱盖斑状黑云母花岗岩全岩的Rb-Sr等时线年龄和岩体锆石SHRIMPU-Pb年龄，结果列于表2-3、图2-3和表2-4、图2-4。分别获得Rb-Sr等时线年龄和同一岩体锆石SHRIMP206Pb/238U年龄加权平均值为98.6±2.5Ma(95%可信度)和94±3.4Ma(95%可信度)。上述测定结果表明，大厂矿区笼箱盖黑云母花岗岩岩株第二次侵入的斑状黑云母花岗岩的时间应归属为晚白垩世。
表2-3 大厂矿田拉么矿区530中段坑道中斑状黑云母花岗Rb-Sr同位素测定数据
注:λ87Rb=1.42×10-11a-1;t=98.6±2.5Ma(1σ);87Sr/86Sr=0.7009±0.0038(1σ)。宜昌地质矿产研究所李华芹等测试。
表2-4 大厂矿田拉么矿区笼箱盖斑状黑云母花岗岩岩体锆石SHRIMPU-Pb数据
图2-3 拉么矿区530中段笼箱盖斑状黑云母花岗岩Rb-Sr等时线图
图2-4 大厂拉么矿区笼箱盖斑状黑云母花岗岩岩体锆石SHRIMPU-Pb谐和图
从拉么矿区云英岩-矽卡岩型铜锌矿体中选取石英单矿物，测定其流体包裹体Rb-Sr等时线年龄结果如表2-5和图2-5所示。同一矿体中不同空间部位所采集的10个纯净石英矿物样品所拟合的直线，具有良好的线性关系(MSWD=5.4)，求得相应的等时线年龄为98.6±5.8Ma(95%可信度)。由测定结果可知，拉么铜锌矿床形成时间为燕山晚期，即晚白垩世早期—早白垩世晚期。
表2-5 广西大厂拉么锌矿含矿石英脉中石英矿物中流体包裹体铷—锶同位素年龄测定结果
注:λ87Rb=1.42×10-11a-1;t=101±2Ma(1σ);87Sr/86Sr=0.71144±0.00017(1σ);参加线性处理样品数为:10。宜昌地质矿产研究所李华芹等测。
图2-5 大厂拉么矿区含矿石英脉中石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄
拉么矿区的茶山坳钨、锑矿床，目前控制的主要是脉状矿体，与拉么沿层交代的铜锌矿体明显不同。选取含矿石英脉中的石英单矿物，测定其流体包裹体的Rb-Sr等时线和40Ar/39Ar快中子活化阶段升温年龄结果如表2-6、图2-6和表2-7、图2-7所示。结果表明，采自茶山坳钨、锑矿床不同空间部位的5个石英样品，其在87Rb/86Sr-87Sr/86Sr体系中所构成的直线具有很好的相关性(MSWD=1.2)，求得Rb-Sr等时线年龄为44.4±2Ma(95%可信度)。同一矿体中石英单矿物的40Ar/39Ar快中子活化阶段升温(800～1100℃4个温度阶段)的坪年龄为54.68±1.5Ma。上述测定结果表明，尽管同一矿床含矿石英脉中石英的两种定年方法所获得的年龄值之间相差约10Ma左右，但这一年龄信息预示着在大厂锡多金属矿带，可能有新生代成矿作用存在，或者是燕山期的成矿作用延续到喜马拉雅期。
表2-6 拉么矿区茶山坳钨锑矿含矿石英脉中石英流体包裹体Rb、Sr同位素测定数据
表2-7 大厂拉么矿区茶山坳钨锑矿床中石英40Ar/39Ar阶段升温测年数据
测试者:桂林矿产地质研究院戴橦模，陈民扬，样重=0.3025g，照射参数J=0.0040907，坪年龄=54.68±2Ma，全熔年龄=57±3Ma。
图2-6 拉么矿区茶山坳钨-锑矿床中石英Rb-Sr等时线图
图2-7 大厂矿田茶山坳钨-锑矿床含矿石英脉中石英矿物40Ar/39Ar年龄谱图
3.西矿带成矿年龄测定结果
对大厂矿田西矿带铜坑405中段91#交代矿脉中的锡石进行了40Ar/39Ar阶段升温年龄测定，结果由表2-8～表2-10和图2-9～图2-11所示。其中，样号为DCH60-3的锡石在750～1050℃温区范围内(2～4阶段)，连续相间的3个升温阶段所求得的年龄误差均小于5%，由它们所构成的坪年龄为127.8±3Ma，其坪年龄也与40Ar/39Ar快中子活化全熔年龄(128.6±3Ma)在测定误差范围内高度一致，由此表明铜坑91#交代矿体形成的时间亦为早白垩世。此外，还有两个锡石的氩氩法测试结果为坪年龄135.18Ma(表2-9，图2-9)和138.89Ma(表2-10，图2-10)，均接近于笼箱盖岩体中早期黑云母花岗岩的Rb-Sr等时线年龄(140Ma)和细粒花岗岩的K-Ar年龄(138.60Ma)(陈毓川等，1993)。这表明从花岗岩岩浆活动开始起，成矿作用就几乎同时发生。这3个锡石样品(DCH60-3、dch29b和dch49-4)的氩氩法坪年龄相差在10Ma左右。这表明，以锡石为代表的氧化物阶段的成矿作用延续了大约10Ma。
对同一矿体(91#)中的蚀变矿物透长石和石英也进行了氩氩法快中子活化分析(王登红等，2004)，其结果分别列入表2-11和表2-12，年龄谱线示于图2-11和图2-12、图2-13。结果表明，透长石形成于91.4Ma，石英形成于94.5Ma，二者明显晚于锡石，而且有30Ma左右的时间差。这一方面说明锡石不是泥盆纪喷气沉积的，另一方面也说明从锡石开始到整个层状矿体的形成可能经历了漫长的过程。
表2-8 大厂铜坑锡矿405中段91#交代矿体中锡石(dch60-3)40Ar/39Ar阶段升温测年数据
测试者:桂林矿产地质研究院戴橦模，陈民扬，样重=0.3784g，照射参数J=0.0040885，坪年龄=128±3Ma，全熔年龄=128.6±3Ma。
表2-9 广西大厂锡石(dch29b)40Ar/36Ar阶段升温测年数据
锡石dch29b:Tp=135.18±1.50Ma;Tf=135.27±2.50Ma;Tiso=150.67±3.01Ma。
表2-10 广西大厂锡石(dch49-4)40Ar/36Ar阶段升温测年数据
锡石dch49-4:Tp=138.39±1.50Ma;Tf=138.49±2.50Ma;Tiso=150.67±3.01Ma。
图2-8 大厂铜坑405中段91#交代矿脉中锡石(DCH60-3)的Ar-Ar年龄谱图
图2-9 大厂锡石(dch29b)的Ar-Ar年龄谱图
图2-10 大厂锡石(dch49-4)的Ar-Ar年龄谱图
图2-11 大厂锡矿床中透长石的40Ar/39Ar等时线年龄图
图2-12 大厂锡矿91#矿体中石英(DC455-91Q)的40Ar/39Ar坪年龄谱图
表2-11 大厂锡矿91#矿体中透长石(405-26-2)40Ar/39Ar激光微区分析结果
测试者:国土资源部同位素测试中心陈文.J=0.008023.等时线年龄T=91.4±2.9Ma;(40Ar/36Ar)0=294±38;MSWD=0.83。
图2-13 大厂锡矿91#矿体中石英(DC455-91Q)的40Ar/39Ar等时线(左)和反等时线年龄图(右)
表2-12 大厂锡矿91#矿体455中段石英(DC455-91Q)40Ar/39Ar快中子活化法分析结果
测试者:中国科学院地质地球物理研究所桑海清、王英兰。称样0.2386g，照射参数J=0.008278。
对龙头山100#矿体致密块状矿石中的石英也进行了氩氩法快中子活化分析(王登红等，2004)，其结果分别列入表2-13、图2-14、图2-15。结果表明，100#矿体中石英的氩氩法坪年龄为94.56Ma。可见，100#矿体与91#矿体的形成时代基本一致。
表2-13 大厂锡矿100#矿体中石英的(DC100Q)40Ar/39Ar快中子活化法分析资料
测试者:中国科学院地质地球物理研究所桑海清、王英兰。称样0.2634g，照射参数J=0.008278。
有趣的是，大厂的基性超基性岩脉晚于花岗岩形成(即花岗岩不是从基性岩中结晶分异出来的)。这种现象在柿竹园、赣南钨矿区也都可以见到。一方面表明各矿区成矿作用与幔源流体有关，另一方面也表明成岩作用与成矿作用之间可能是相互关联又相对独立的两个体系，二者之间是“兄弟关系”而不是“母子关系”，即:成矿流体不见得是花岗岩岩浆定位之后随着结晶分异作用的进行而分异出来的，而可能在花岗岩岩浆定位之前的“源区”就已经从岩浆中独立出来了，并且由于其流动性远远大于岩浆而先期上升到地壳某些有利部位，通过交代、充填等方式完成成矿作用。
根据上述思路，我们重新整理了大厂矿田范围内所获得的同位素年龄资料(表2-14)，结果显示:成岩作用自黑云母花岗岩(140Ma)开始到煌绿玢岩(81.53Ma)结束，大约经历了60Ma;成矿作用在138～128Ma(西矿带)和120～115Ma(东矿带)期间为氧化物阶段，形成以锡石为代表的矿化组合;101～91Ma期间为中温硫化物阶段，形成以铁闪锌矿为代表的矿化组合;55～45Ma期间为低温硫化物阶段，形成以辉锑矿为代表的矿化组合。这一结果与详细的矿物学、矿石学和矿床地球化学的研究结果是可以吻合的(比如，岩矿鉴定结果表明在长坡-铜坑91#、92#矿体中均见到闪锌矿交代锡石的现象)，从而表明:整个大厂矿田范围内，岩浆活动何时开始，成矿作用就几乎同时开始(稍晚);但岩浆活动结束时，成矿作用可能还在延续。
图2-14 大厂100#矿体中石英的40Ar/39Ar坪年龄谱图
图2-15 大厂100#矿体中石英(DC100Q)的40Ar/39Ar等时线(左)和反等时线图(右)
表2-14 瑶岗仙花岗岩体锆石SHRIMPU-Pb年龄测定结果
注:误差为1σ;Pbc和Pb*分别代表普通铅和放射成因铅，应用实测的204Pb对普通铅进行了校正。
B. 构造条件为成矿提供有利的定位空间
大厂矿床的形成明显受到构造的控制。构造既控制了矿床的分布，也控制了矿体的形态和变化，即构造条件为成矿物质的聚集提供了有利的空间。体现在以下方面：
1.构造控制了矿区岩浆岩和矿床的分布
丹池盆地为右江裂谷盆地边缘的次级裂陷盆地，属于古特提斯构造域，盆地的性质、演化和发展受古特提斯洋的控制。在早泥盆世塘丁期，伴随着古特提斯洋的开裂，NW向基底断裂产生张裂活动，形成NW向丹池坳陷带，同时诱发NE向的走滑断裂。两组断裂联合控制着丹池盆地内泥盆系和石炭系的沉积。NW向丹池断裂为深大断裂，在印支运动的强烈挤压作用下，形成NW向的褶皱和断裂（如大厂背斜和大厂断裂），奠定了丹池成矿带的构造格架。燕山晚期，由于太平洋板块自SE-NW方向挤压，NW和NE两组断裂再次发生走滑拉张活动，在两组断裂的交汇处，使得含锡花岗岩浆上升侵位形成矿床，同时还由于NE向断裂发育的等距性，形成的矿床大致等距分布。所以在丹池成矿带由北向南依次有麻阳、芒场、大厂、北香、五圩等锡多金属矿床（田），而在大厂矿田，围绕笼箱盖花岗岩矿体分布具有分带性，东带有大福楼、茅坪冲、坑马等矿床，西带有长坡-铜坑、巴黎、龙头山矿床，中部有拉么锌（铜）矿体。
2.构造控制了矿体的产出形态、位置和规模
大厂矿床矿体的形态有层状与脉状之分。矿体的产出除了受到围岩性质的影响外，主要还受到构造性质的控制。主要体现在：①大厂背斜是大厂矿区主要的构造型式之一，背斜的转折端是应力集中的部位，容易产生横张节理和虚脱空间，有利于矿液充填，因而在大厂倒转背斜的倾伏端是大脉状矿体产生的有利场所，随着背斜向SE倾没，大脉状矿体也逐步减少或消失，该类矿体规模不大，矿脉的连续性较好且稳定，矿体的品位表现为上富下贫；②在应力作用下，层内的剪切褶皱、不同岩性层间滑脱构造以及岩层内的裂隙构造是区内主要的容矿构造类型，控制着区内层状及网脉状矿体，该类矿体规模较大（如75号、77号、79号、91号、92号矿体）；③晚期区内以张性为主兼具剪性的NE和NW及SN向断裂有利于脉状矿体的形成；④一些次级褶皱的转折端往往形成虚脱部位，有利于形成富且小的富矿包；⑤在岩体与围岩接触部位的岩突、接触带与断裂构造的复合部位有利于层状和脉状的Zn-Cu矿体的产出（如拉么Zn-Cu矿）；⑥100号矿体的产出也明显受到构造的控制。处于背斜轴部的礁体隆起顶部，由于受到强烈的挤压，产生不同程度的层间剥离、破碎，在与断裂和裂隙的交汇处，在一定范围内产生一些富矿包及矿柱；在礁体不对称隆起的西翼陡倾斜的扭褶部位，往往产生一些SN向的横张断裂和层间错动，形成一些陡倾的矿体和层状矿体；在礁体的轴部，受到两个压扭性大逆冲断裂的控制以及礁体特殊岩性的影响，在深部应力集中和挤压强烈的部位形成较大的“虚脱空间”，为矿液的充填和100号超大型矿体的形成提供了有利的场所。
事实上，矿体形成是断裂、褶皱以及岩体侵入作用产生的多种有利构造形迹的复合。矿体的分布也是由主导控矿构造的方向所决定的，而矿床的主要容矿构造是由主干断裂所派生的次级断裂，如NE向断裂。
C. 成矿元素地球化学背景
地层的地球化学特征是决定成矿条件的重要因素之一。加里东运动使广西大部分地区上升为陆，泥盆系是加里东褶皱基底上的第一个盖层，也是大厂地区的主要赋矿地层。基底应属于下古生界至前寒武系。陈毓川（1993）对桂北地区各时代地层单元，按照同类岩石中成矿元素出现高背景含量的频率比较，总结出在桂北地区下泥盆统富集W，Sn，Au，As，Pb，Th，V；中泥盆统纳标组富集V，Ni，Sb，Zn；上泥盆统榴江组富集Sn，Cu，Au，Sb，V，Th，Mn，P（表5-1）；而基底四堡群中富集W，Sn，V，Fe，Mn，Co；丹州群富集Th，Fe，Cr，Co；寒武系富集Th，P，Au，As，Sn，Pb；下奥陶统富集Cu，Ni，Mo，V。据此认为，基底地层具有向上覆地层提供成矿物质的条件。
表5-1 桂北地区泥盆系主要成矿元素含量（wB/10-6）
大厂矿区位于丹池成矿带的中部，蔡宏渊等（1985）、李孝全等（1988）等对大厂外围以及矿区泥盆系中微量及矿化元素的分析结果见表5-2，从中反映：
1）矿区外围整个泥盆系均富含成矿元素，但在不同地层中其丰度是有差别的。如泥质岩中含量较高，其次是炭质页岩和碳酸盐岩，硅质岩中含量相对较低。在泥盆系赋矿地层中各成矿元素的富集程度不一致，如Zn在下泥盆统塘丁组和中泥盆统罗富组（尤其是罗富组）中最为富集，到上泥盆统富集程度减弱；Sn含量与桂北背景值相比，上泥盆统五指山组与区域背景值接近，而在下泥盆统和中泥盆统含量明显低于背景值；Cu在中泥盆统纳标组、罗富组以及上泥盆统底部榴江组中较为富集，高出桂北背景值1.5～2倍，而在下泥盆统塘丁组和上泥盆统细条带灰岩及扁豆灰岩中含量低于背景值（图5-1）。
表5-2 大厂矿区及其外围元素含量（wB）对比
（据蔡宏渊等，1985；李孝全等，1988）
图5-1 大厂矿区外围和矿区赋矿地层主要成矿元素对比
2）矿区内成矿元素Sn，Pb，Cu，W，As，Sb，Ag等含量高出矿区外围及桂北背景值一倍至数倍，尤其是富含S和有机碳。与矿区外围相比，矿区内元素含量变化在不同地层单元是不完全一致的。塘丁组Sn，Zn，Cu，As，Ag，Mn含量普遍增高，而Pb，Ba，As，Sb等减少；纳标组Sn，Pb，Ag，As，Sb，Mn升高，而Cu，Zn，W，Ni，Co，Ba，Sr，P降低；罗富组Zn含量为区内最高值，平均达212.05×10-6，与外围平均值一致，Sn，Cu，W，Rb，Sr，As，S含量升高，而Pb，Ba，Hg等含量低于外围；硅质岩中除了Ba，P，F含量降低外，其他主要元素Sn，Cu，Pb，Zn，Ag，Sr，Ba等含量增高；而到了上泥盆统中部五指山组Zn的含量明显较低，且低于外围背景值，其他元素含量虽高于外围相应元素，但增加幅度有差异，如Sn的含量高于中泥盆统罗富组及上泥盆统下部榴江组。
3）矿区内主要成矿元素含量与矿区外围及桂北背景值的对比明显偏高，这可能与富含成矿元素的流体迁移过程有关。原始的地层不可能有成矿物质的高度富集，地层中元素的高含量可能是由于富含成矿元素的成矿流体在有利的地质条件下，充填或充填交代有利的地层造成的。
D. （二）典型矿床特征
1.广西大厂式锡多金属矿床
(1)地质背景
广西大厂式锡多金属矿床位于华南褶皱系赣湘粤桂褶皱带南丹-河池褶断带上。出露地层主要是泥盆系、石炭系、二叠系，其次是三叠系。泥盆系是重要的赋矿地层，其岩性为一套富含有机质的细碎屑岩-硅质岩-灰岩组合，并发育生物礁。锡主要赋存在灰岩及硅质岩中，铜和锌多局限于有机质较富的页岩夹泥灰岩中，汞常见于炭质灰岩或白云岩化灰岩中。
燕山晚期岩浆多次活动，第二、三、四次黑云母花岗岩、花岗斑岩、白岗岩与成矿有关，并控制了矿田及矿床的分布。大的岩体均呈隐伏-半隐伏状产于矿田深部，地表仅见岩墙、岩床或岩脉群。岩体钨、锡、钼、铅、锌等成矿元素比我国酸性侵入岩平均值高数倍至数十倍，属壳源重熔型成矿花岗岩。
构造以NW向丹池断裂和一系列雁行排列的紧密狭长线形褶皱为主体，辅以NE向褶皱和断裂，复合叠加部位是成岩、成矿的有利部位。矿床紧密地围绕岩体分布，并产于多组构造叠加隆起的背斜轴部。矿体或矿带受NW向、NE向、EW向及SN向断裂、褶皱鞍部的虚脱部位和层向破碎带、穿层的裂隙带以及花岗岩体接触带控制。
(2)矿床地质特征
该成矿带从北西至南东依次分布有麻阳、芒场、大厂、北香及五圩矿田，围绕燕山晚期花岗岩体表现出明显的分带性：钨钼矿床直接产于岩体内，锡多金属矿床邻近岩体，而锑汞砷硫化物矿床则远离岩体分布。
大厂矿田位于丹池成矿带中段，丹池大断裂和主背斜从矿田中部通过，将矿田分为西、中、东3个矿带。西矿带有铜坑、长坡、巴力、龙头山等锡多金属矿床；中矿带有拉么铜锌矿床、茶山坳钨锑矿床；东矿带有大福楼、坑马等锡多金属矿床。西矿带锡多金属矿床产于上泥盆统硅质岩、条带状灰岩、扁豆状灰岩中，自上而下有大脉型、细脉带型、似层状细脉型和似层状网脉型矿体，其中似层状网脉型矿体规模巨大；中带拉么铜锌矿床属矽卡岩型，呈似层状产于龙箱盖黑云母花岗岩外接触带，并叠加有黑(白)钨矿-辉锑-石英-萤石脉状矿床；东矿带锡多金属矿床，矿体主要呈脉状和细脉状产于中、上泥盆地层中。
大厂矿田主要有铜锌、锡多金属、钨锑3种矿化类型，相应形成矽卡岩型铜锌矿石、锡石多金属硫化物(硫盐)矿石及钨锑矿石。其中锡石多金属硫化物矿石是大厂矿区的主要类型，金属矿物除锡石、铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、毒砂、方铅矿外，以富含Ag、Cu、Sn的锑铅硫盐矿物为显著特征。矿石矿场组合表现出一定的分带性，即铅、锑的硫化物在矿床上部呈方铅矿、辉锑矿单金属硫化物出现，向下则以铅、锑的硫盐矿物产出。
围岩蚀变为岩体接触带发育的矽卡岩化、大理岩化，锡石多金属硫化物矿化期发育电气石化、钾长石化、白云母化、硅化、绢云母化和菱铁矿化。
(3)成矿模式
丹池成矿带大厂式锡多金属矿床的形成，在时间、空间和成因上与燕山晚期地壳重熔型含矿黑云母花岗岩有着密切的联系。由于强烈的燕山运动，引起花岗岩的侵入活动，随着岩浆分异演化和结晶作用，形成了富含矿质和挥发组分的岩浆期后热液，在构造作用配合下，含矿热液沿围岩的裂隙运移，因物化条件变化，破坏了含矿热液体系的平衡，造成矿物的快速沉淀，于是围绕花岗岩体形成了一系列排列有序的、从高温到低温的锡多金属矿床组合：云英岩型钨钼矿床-矽卡岩型铜锌矿床-高、中温热液锡多金属矿床-中、低温银多金属、钨锑、汞锑矿床(图3-1)。
(4)找矿综合信息标志(模型)
1)地质标志：拗陷带中多组构造复合叠加隆起的背斜轴部；在背斜轴部发育富Sn的燕山晚期壳源重熔型花岗岩；具有泥盆系中、上统含有机质的细碎屑岩-硅质岩-碳酸盐岩组合；多组断裂、裂隙发育；围岩发育硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化和矽卡岩化蚀变；围统岩体矿化具明显的分带。
2)地球物理标志：布格重力异常大型重力梯级变异带拐弯部的NW向局部重力低，航磁△T局部磁力高、磁力低变异部的正磁异常区。
3)地球化学标志：有明显的W、Sn、MKo、Bi和Ag、Pb、Zn综合异常，异常规模大且与矿区对应好。单元素Sn、W、Pb、Zn、Ag等异常亦较明显。
4)遥感标志：遥感图像显示NW向线性构造有成群分布的小环形构造，并有次级NE向线性断裂与NW向构造相交。
2.广东曲江大宝山铜多金属矿床
(1)地质背景
矿床位于华南褶皱系，赣湘粤桂褶皱带，粤北晚古拗陷区盆边，断裂构造交汇区。
1)地层：为富含W、Sn、Pb、Zn、Cu、Ag、Au元素的寒武系、震旦系基底和泥盆系矿源层。矿床赋存于海西期第一个海侵旋回、由碎屑岩向碳酸盐岩夹碎屑岩建造过渡的部位。即中泥盆统棋子桥组底部钙质、白云质细碎屑岩夹石英细砂岩和上泥盆统天子岭组灰岩，其性脆、孔隙发育、化学性质活泼。
2)构造：矿床位于坳中隆过渡带。在长期活动的EW向、NE向断裂及NW向断褶带作用下，矿体定位受EW向断裂及沿岩层层面、不同岩性界面产生的层间断裂控制，后期褶曲致使矿体增厚、富集。
3)岩浆岩：与燕山期浅成-超浅成壳幔混合源中酸性花岗闪长岩、次英安斑岩有关。
图3-1 丹池成矿带与燕山期黑云母花岗岩有关的锡石硫化物多金属成矿模式图
(2)矿床特征
矿床类型有接触交代型钨铋矿床、斑岩型钼矿床、岩浆热液铜铅锌矿床(伴生金银)及风化淋滤褐铁矿矿床。
铜铅锌矿体为似层状、透镜状并与地层同步褶曲，以多层状富集于向斜槽部。矿石矿物组合复杂，由上至下主要有：菱铁矿、黄铁矿组合，黄铁矿、方铅矿、闪锌矿(银)组合；磁黄铁矿、黄铜矿(金)组合及外围白钨矿、黑钨矿、辉钼矿组合。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石黄铁矿化，碳酸盐岩化以及外围接触交代型矿床的矽卡岩化。
(3)成矿模式
矿床位于复式背斜倾状端及穹隆边缘；分布于中、上泥盆统灰岩夹细砂岩与中下统碎屑岩过渡层中；发育高角度断裂及中等幅度褶曲；出露燕山期浅成 超浅成中酸性壳幔混合源(同熔型)岩浆岩(图3-2)。
图3-2 粤北层控铜铅锌猛矿成矿模式图
(4)找矿综合信息标志(模型)
1)蚀变矿化：广布铁锰帽；围岩具硅化、绢云母化、绿泥石化或矽卡岩化。
2)地球物理标志：位于布格重力异常北西梯级带等值线向北东或南西方向拐弯扭曲部位；航磁△T异常，局部磁力高、磁力低成群分布区内的规模较大、形态不规则的正磁异常凹凸变化部位。
3)地球化学标志：有与矿床相对应的化探异常，其组分复杂、套合好、浓集中心及浓度分带明显，主要组分是Cu、Mo、Pb、Zn、Ag，其次为 As、Bi、Hg、Ni、Co、V、Cd、Mn、Ba，异常走向为NW向并与矿体延伸一致。
4)遥感标志：有由NWW向与NE向线性构造组成的近EW向展布的菱形构造图像和由构造或岩浆岩显示的环形图像。
3.江西岩背锡矿床
(1)地质背景
矿床位于武夷山隆起区的古生代褶皱带，属于闽西-赣东南构造-岩浆岩活动区。中生代以来表现为强烈断裂、张陷和岩浆活动，沿深断裂出现大规模的火山喷溢和浅成相的中酸性花岗岩侵位。矿床产于NNE向石城-寻乌深断裂控制的酸性-中酸性火山岩盆地中。
(2)矿床特征
岩背矿床位于密坑山破火山口的南东方向，锡矿化发生于EW向、NNE向和NW向断裂复合地段。成矿作用与超浅成并具隐爆特征的次火山岩 花岗斑岩活动有关。矿体赋存于鸡笼嶂组(J3j)流纹质凝灰熔岩与花岗斑岩的内接触带，其中内接触带占三分之二。矿体总体走向NNE，倾向 N，倾角18°。主矿体平面上呈不规则椭圆状，长450m、宽250m，最厚处达89m。在纵剖面上矿体呈透镜状、似层状。矿石矿物主要有锡石、黄铜矿，其次为闪锌矿、磁铁矿、黄铁矿、方铅矿、黑钨矿、辉银矿等；非金属矿物主要有石英、黄玉、绿泥石、绢云母、萤石等。矿石构造主要为浸染状和细脉浸染状构造，部分角砾状构造，具交代结构、结晶结构、固溶体分离结构等。矿床蚀变发育，呈面型分布。锡矿化主要与黄玉石英化、绿泥石黄玉、石英化关系密切。
(3)成矿模式
岩背矿床与成矿关系密切的含锡花岗岩体不是次火山岩体，而是继密坑山火山喷发之后，另一构造——岩浆-成矿期的多阶段侵入的花岗岩系列，成矿母岩为高侵位细粒似斑状花岗岩体。成矿岩体有别于斑岩型锡矿床中的次火山岩体(图3-3)。
图3-3 岩背锡矿成矿模式示意图
岩背锡矿床具有多期多阶段成矿的特点。含锡花岗岩岩浆期形成铷、稀土和铌钽矿化；气化-高温热液期形成岩体内接触带的含W、Sn黄玉石英岩带；高温-低温热液期形成近接触带的锡石、闪锌矿矿床，远离接触带为裂隙型银矿床。
成矿流体主要来自岩浆热液，有地表水加入。成矿物质Sn、Fe、Cu、S等主要来自深源同熔中酸性火山-侵入岩。由深源同熔中酸性岩浆分异演化，形成岩浆期后含矿热气流体沿大断裂和古火山通道上升，在适当的构造部位充填交代成矿。
(4)找矿模型
矿床产在横向叠加于NNE向基底隆起之上的近EW向晚侏罗世火山盆地内的花岗斑岩内外接触带。
火山-次火山岩喷发或侵入通道附近并有成矿杂岩体侵入或隐爆角砾岩筒分布，成矿杂岩体前峰和隐爆角砾岩筒顶部或内侧是形成矿体的最有利部位。
断裂、裂隙带发育部位，特别是多组断裂复合部位。
(5)找矿标志
有与矿区位置较吻合的Sn、W单元素异常及W、Sn、Mo、Bi综合异常显示。矿区通常出现Sn、Be、Bi、Cd、Zn、Ag元素异常，Sn异常衬度大并与Be、Bi、Cd、Zn等元素在平面上叠置，且具明显的浓集中心。
4.湖南骑田岭芙蓉锡矿田
(1)地质背景
矿田位于NE向炎陵-郴州-蓝山岩石圈断裂与NW向郴州-邵阳地壳断裂交汇部，构造位置属华南褶皱系赣湘粤桂褶皱带，处于骑田岭复式岩体南段。出露地层主要为石炭系(碳酸盐岩间夹粉砂岩、砂岩)、二叠系(底部为碳酸盐岩，中上部为砂泥质、硅质岩石)，二叠系栖霞组为主要赋矿地层。区内褶皱、断裂发育，以NE向为主，次为NW向和SN向。NE向断裂最为醒目，主干断裂控制着锡矿带的分布，次级断裂控制了矿体的形态、产状、规模。岩浆岩属骑田岭复式岩体的一部分，有印支期、燕山期两个超单元及燕山晚期岩脉。骑田岭岩体内部共分解为210个呈岩基、岩株、岩瘤、岩脉状产出的侵入体，燕山早期二长花岗岩、红长石化花岗岩及燕山晚期花岗斑岩、正长斑岩、细粒花岗岩脉与成矿关系密切。
(2)矿床地质特征
锡矿体在骑田岭复式花岗岩体中成群、成带分布，组成白腊水-安源、黑山里-麻子坪、山门口-狗头岭3个NE向锡矿带，带间以区域性断裂分界。单矿带长4～8km，宽1～2km。矿床(体)类型齐全。共有矽卡岩-破碎带蚀变岩复合型(岩体残留顶盖)、矽卡岩型(正接触带)、云英岩型(成矿岩体顶面附近)、破碎带蚀变岩型(岩体中，有绿泥石或云英岩化两类矿化蚀变)、蚀变花岗岩型(岩体中，受节理、裂隙带控制)、岩脉型(细粒花岗岩脉、斑岩脉等)等主要锡矿类型，且自岩体南接触带往北向岩体内大致出现以上顺序的空间分带，以矽卡岩-破碎带蚀变岩复合型锡矿规模最大，次为蚀变花岗岩型和岩体型。
1)破碎带蚀变岩型：为区内的主要锡矿类型，矿体赋存于岩体内外接触带，受NE向破碎带控制，呈大脉状、脉状、透镜状产出，具成群成带分布特点；单脉规模长500～3155m，厚0.8～57.41m，矿物成分较复杂，矿体平均品位0.11%～2.685%，大都在0.8%以上。该类型矿床以芙蓉矿田19号矿脉为典型代表，近地表受构造破碎带及矽卡岩分布范围的双重控制，与矿化矽卡岩复合形成不规则的厚大矿体，深部则只受断裂破碎带的控制，呈脉状产出。矿体走向长大于2050m，厚9.60～57.41m，矿化蚀变带宽50～150m，Sn品位0.101%～1.362%，平均品位为0.629%。矿石矿物组合复杂，种类较多，金属矿物主要为锡石，次为磁铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、白钨矿、辉铋矿等；非金属矿物主要为透闪石、透辉石、石英等。矿石结构主要有结晶结构、交代残余结构等，构造主要有浸染状构造、条带状构造、块状构造等。锡石多为自形-半自形晶，粒状，粒径一般为0.1～0.5mm，多呈浸染状分布于矿石中。矿石类型以磁铁矿-锡石矿石、透辉石透闪石-锡石矿石为主。围岩蚀变类型主要为云英岩化、钠长石化、绿泥石化、绢云母化、矽卡岩化、硅化，锡品位与蚀变强度呈正相关关系。
2)矽卡岩型：位于岩体南外接触带中，呈似层状、透镜状、扁豆状、不规则状产出。矿体长50～1000m以上，厚3～20m，平均含锡0.2%～0.6%。
3)岩体型：位于成矿岩体顶面附近，受节理裂隙带控制，与花岗岩呈过渡接触关系。矿体呈脉状、似层状、透镜状、扁豆状产出。主矿体控制长100～500m，宽30～60m，含锡0.2%～0.3%。矿物成分主要为锡石、石英、绢云母，金属硫化物较少。
4)破碎带蚀变岩型：受NE向断裂控制，呈大脉状、脉状、透镜状产于岩体内，具成群、成带分布特点，单脉长500～1580m，厚0.8～2m以上。矿石矿物为锡石、黄铁矿、黄铜矿和方铅矿，脉石矿物为石英、绿泥石、绢云母等。围岩蚀变有绿泥石化、绢云母化和硅化等。
5)蚀变花岗岩型：矿体分布于花岗岩中，受NE向断裂或节理裂隙带控制，矿体呈产状平缓的面状体，垂直厚为3～48m，形态变化较大。金属矿物以锡石为主，次为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等，非金属矿物有绿泥石、绢云母、长石等。赋矿围岩为红长石化花岗岩，围岩蚀变为强烈的绿泥石化和绢云母化。
6)岩脉型锡矿：产于NE向花岗斑岩、石英斑岩脉及NW向细粒花岗岩脉内。矿石金属矿物主要是锡石，非金属矿物为长石、石英、黑云母、绢云母等。矿石具浸染状、“隐爆角砾状”构造。围岩蚀变不强，仅有微弱的绿泥石化和绢云母化。
(3)成矿模式
芙蓉矿田不同类型的锡矿，是在相似的地质作用和物质来源下，于不同演化阶段、不同的控矿条件及不同的部位形成的具有成因联系的一组矿床(图3-4)。
图3-4 芙蓉矿区锡矿成矿模式图
(4)找矿模型
芙蓉锡矿田的找矿模型见表3-2。
表3-2 芙蓉锡矿田矿找矿模型
5.湖南柿竹园钨锡钼铋多金属矿床
(1)地质背景
深部构造-岩浆岩带及构造位置与骑田岭锡矿田相同。位于千里山花岗岩体南东内弯外接触带，共计探明多金属储量166×104t。其中WO375×104t，Sn48×104t，Mo13×104t，Bi30×104t。中泥盆统棋梓桥组云质灰岩和上统佘田桥组泥质条带灰岩夹泥灰岩为主要赋矿围岩。褶皱有泥盆系组成的NNE向柿竹园向斜、野鸡尾背斜等。断裂以NNE向和NE向为主，次为NW向及近EW向。NE向断层多被花岗斑岩充填，近EW向断裂是铅锌、黄铁矿容矿断裂，SN向断裂为成矿后的石英斑岩、辉绿岩脉。千里山岩体出露面积不足10km2，时代为燕山早晚期，从早至晚形成细粒斑状黑云母二长花岗岩(
(2)矿床特征
矿床总体为一近SN向展布的似层状矿，略向E倾，倾角5°～20°，长约1000m，宽600～850m，厚150～300m(最厚500m)，上部裸露地表，下界与燕山早期花岗岩顶面一致。共查明有用矿物142种，自上而下大致呈4个矿石带产出，其间界线为渐变并时有穿插和包含。1带(锡铍)为网脉大理岩和矽卡岩化大理岩，以锡石为主；2带(钨铋)为矽卡岩，组分复杂、连续性好，以白钨矿、辉铋矿为主；3带(钨锡钼铋)为紧贴花岗岩并有云英岩网脉产出的矽卡岩，系矿床最富、最厚矿体，矿石矿物以白钨矿、黑钨矿、辉铋矿、辉钼矿、锡石为主；4带呈透镜状、扁豆状产出，矿化较均匀。矿体具有西强东弱、西钨东锡、下钨上锡的富集规律。矿石矿物主要有用组分为WO3、Sn、Mo、Bi，伴生BeO、S、Cu、CaF2、Nb2O5、Ta2O5等，且具有钨铋同步消长、接触带富集，从上至下锡变贫、钼变富，呈上白钨下黑钨的分布规律。
(3)成矿模式
成矿物质来自岩浆岩。前寒武系、泥盆系跳马涧组成矿元素丰度高，使重熔型花岗岩富含钨锡等成矿元素并随着演化逐步富集。千里山岩体位于这一巨大深部岩浆岩带高侵位顶部，并与化学性质活泼的碳酸盐岩侵入接触。当矿液运移至富钙镁围岩物理化学条件发生变化，成矿元素于矽卡岩中沉淀形成矿体。多次侵入活动带来的成矿作用迭加，是形成规模巨大的多金属矿床的必要条件(图3-5)。
(4)找矿模型
湖南柿竹园锡多金属矿床找矿模型见表3-3。
表3-3 柿竹园锡多金属矿找矿模式
图3-5 柿竹园钨锡多金属矿床成矿模式图
E. （一）南丹-河池锡多金属矿找矿远景区（Ⅰ）
南丹-河池锡多金属成矿区是我国著名的锡多金属成矿带，主要位于南丹芒场—河池五圩一带，在大地构造上位于右江再生地槽与桂中拗陷的拼结地带，呈NW-SE向，受控于紫云-南宁区域大断裂带。主要出露地层为泥盆系、石炭系、二叠系和三叠系，主要岩性为碳酸盐岩和碎屑岩。其中中、下泥盆统发育了一套浊积岩，中、上泥盆统有礁灰岩和硅质岩、电英岩等喷流岩产出，为超大型大厂锡多金属矿的赋存层位。
区内主构造线方向为NW向，有NW向的基底断裂及近SN向的断块构造；盖层构造以NW向的丹池大背斜和南丹-昆仑关大断裂为主，褶皱形态一般表现为紧密狭长、呈雁行状排列，具线形褶皱特点。局部构造隆起控矿明显，NE向构造叠加形成的5个短轴背斜分别控制了麻阳、芒厂、大厂、北香和芙蓉厂5处矿田的分布。
区内岩浆岩以燕山期的中酸性浅成岩为主，有龙箱盖岩体，北部的芒场地区见零星分布，呈岩基、岩床、岩墙、岩脉产出。岩石种类有花岗斑岩、石英斑岩、闪长玢岩、石英闪长岩、石英安山玢岩等。据重力异常推断，南部的五圩地区存在隐伏岩体。各岩体呈串珠状分布于丹池大断裂的两侧，或侵入于丹池大背斜、芒场背斜、大厂背斜的轴部。
1：20万水系沉积物测量结果，锡、铜、铅、锌、银等元素有较好的异常显示，圈定综合异常6处，其中已知矿异常3处，未知矿异常3处。异常主要分布于丹池大断裂带和巴马断裂带上，异常走向基本与断裂走向一致，明显受断裂控制，分布于丹池大断裂带上的异常与锡多金属矿关系密切，异常形态多为长轴状，浓集中心明显，具外、中、内浓度分带。各元素异常浓集区含量特征：锡含量大于70×10-6，铜为(57～166)×10-6，铅大于220×10-6，锌大于469×10-6，银大于859×10-9。
该成矿区矿产丰富，种类繁多。已发现大型矿床11处(其中长坡-铜坑和巴力-龙头山锡多金属矿达到超大型规模)，中型矿床7处，小型矿床9处，集中分布于芒场、大厂、五圩3个矿田内，初步统计累计探明储量锡125×104t、铅锌780×104t，锑130×104t，铜33×104t，钨18×104t，银8000t。找矿潜力巨大。
F. 成矿带的划分及其主要特征
本书在前面论述热水沉积矿床成矿系列时，实际上已较详细地论述了广西某些地区在一定地质时期、一定构造环境中与热水沉积作用有关的矿产或矿床组合及其特征，为成矿带的划分奠定了基础。由于热水沉积事件与拉张构造环境有关，特别是与同沉积断裂及与之有关的沉积盆地有关，因此，在讨论广西热水沉积矿床的成矿带时，主要以相应的拉张坳陷区进行论述。与之有关的坳陷区主要有桂北—桂东元古宙—早古生带裂陷带，桂东南早古生代裂陷带，桂中—桂北泥盆纪走滑断陷带，桂北(丹池)晚古生代裂陷带，桂西南泥盆纪—早三叠世裂陷带，桂西北早中三叠世裂陷带。相应在区内划分出了以下6个主要的成矿带，即桂北—桂东元古宙—早古生代裂陷铁锡钒钨铜重晶石成矿带，桂东南早古生代裂陷铅锌铜钨多金属成矿带，桂中—桂北泥盆纪走滑断陷铅锌重晶石黄铁矿成矿带，桂北(丹池)晚古生代裂陷锰锡多金属成矿带，桂西南泥盆纪—早三叠世裂陷锰铅锌重晶石黄铁矿成矿带，桂西北早中三叠世裂陷金矿成矿带。
一、桂北—桂东元古宙—早古生代裂陷铁锡钒钨铜重晶石成矿带
广西在元古宙时发生了多次裂谷活动。中元古代时在桂北发育了四堡群优地槽沉积，新元古代初桂北沉积了丹洲群，早震旦世在桂北有长安组、富禄组及南沱组沉积，在桂东沉积了鹰阳关组，晚震旦世桂北为泥质岩、硅质岩建造，桂东为下龙组板岩夹白云岩、英安岩。寒武系分为清溪组及边溪组，主要由陆源碎屑浊积岩组成，并夹硅质岩。
本区形成的矿床有桂北中元古代形成的锡矿(五地、一洞、九毛等)，新元古代则有形成于陆间海盆两侧的铁矿(鹰阳关、三江)，到晚震旦世—早寒武世有重晶石矿床的形成(里旺、板必)。早寒武世还有钒矿(罗城怀群)、钨矿(牛塘界)的形成，中晚寒武世有钦甲铜锡铁矿的形成。
因此，本区元古宙以铁锡矿化为特征，但矿化较弱。锡矿并未形成真正的矿体，主要是作为后期锡矿化的矿源层产出，铁矿床规模可达中、大型。寒武纪时矿化较强，有钨、钒、铜、锡及重晶石矿产出，其中白钨矿化及钒矿化仍有较好的找矿前景。
二、桂东南早古生代裂陷铅锌铜钨多金属成矿带
本区主要指早古生代时的钦州海槽，为灵山-藤县断裂带与博白-岑溪断裂带之间的区域，在加里东期是大瑶山边缘海的一部分。区内地层寒武系—志留系为连续沉积，并有多期海底火山活动(杨斌等，2000a)。沉积环境主要为浅海陆棚-次深海相，仅岑溪地区为次深海、深海相-滨浅海相。产于本区的矿床有奥陶系中的铅锌铁矿(下水)及铜银多金属矿(鸡笼顶)，中、上奥陶统及下志留统中的钨钼矿(油麻坡、六苏、大岭、平塘)，下志留统中的铅锌矿(佛子冲、东桃)。因此，本区以铅锌铜钨多金属矿化为特征，其中铅锌规模较大，可达大型。钨矿可达中型，还有一些钨(钼)矿点，可看作是后期钨(钼)矿化的矿源层，为本区找寻热水沉积型钨(钼)矿床提供了新的信息。可以说，广西早古生代中晚期的多金属矿化大多产于本区。
三、桂中—桂北泥盆纪走滑断陷铅锌重晶石黄铁矿成矿带
本区包括江南古陆南缘的桂北环江—融安一带至大瑶山古陆西侧的来宾、武宣、象州一带，属于湘桂泥盆纪沉积盆地的一部分，是早泥盆世开始的板内张裂运动的结果，同时受到区域性的龙胜-冷水江同沉积断裂带的控制(王剑等，1998;李文炎等，1991)。区内上古生界，尤其是泥盆系广泛分布。其沉积环境主要为碳酸盐台地相区的局限台地、半局限台地及开阔台地相带，以及生物礁(滩)相带和台盆相带，另有滨岸碎屑岩相区的潮坪相带。产于该区的热水沉积型矿床在桂中主要是早泥盆世形成的铅锌重晶石黄铁矿(武宣乐梅、朋村、古立、盘龙、九崖)及中晚泥盆世的重晶石矿(来宾古潭、象州潘村)，桂北则主要为中晚泥盆世的铅锌矿(泗顶)及铅锌黄铁矿(北山)，次有早泥盆世的保安铅矿。此外，大瑶山古陆西南侧的桂平锡基坑、凤凰岭及庆丰铅锌矿床，以及木圭锰矿可能也属该成矿带的南延部分。区内成矿作用明显受到龙胜-冷水江同沉积断裂带及其派生断裂的控制，导致深循环热卤水因就位机制不同而分别形成早、中、晚泥盆世的层状矿和部分早、中泥盆世的脉状矿。该区为广西重要的铅锌重晶石黄铁矿成矿带，仍有较大找矿前景。
四、桂北(丹池)晚古生代裂陷锰锡多金属成矿带
本区即通常所称的丹池成矿带。丹池盆地是右江裂谷盆地的次级盆地，为明显受到紫云-丹池同沉积断裂带控制形成的裂陷槽，其南端达上林、武鸣至南宁一带。沉积环境为台沟相带及台沟边缘的生物礁相带。区内晚古生代地层，尤其是泥盆系、石炭系广泛分布。从早泥盆世至早石炭世均有矿床形成，但主要是在中晚泥盆世成矿，如长坡-铜坑、龙头山、拉么、北香、五圩的锡多金属矿床，益兰及万宝山汞矿。此外有早泥盆世的大明山钨矿、大丰钒矿及早石炭世形成了益州龙头、同德及忻城理苗锰矿。因此，本区以晚古生代、特别是中晚泥盆世形成的锡铅锌铜锑汞等多金属矿床为特征，且规模大，常达大型、超大型。本带为广西最重要的锡多金属成矿带，其找矿潜力较大。
五、桂西南泥盆纪—早三叠世裂陷锰重晶石黄铁矿铅锌成矿带
本区主要指桂西南的大新、靖西、天等一带，是广西重要的锰矿成矿带。它是右江裂谷盆地的一个次级盆地，构造上是由广南-富宁-那坡断裂带控制形成的那坡-龙州裂陷槽，而广南-那坡断裂带同样也为区域性的同沉积断裂带。沉积环境主要为台沟相带，次为潮下带-半局限性盆地及开阔台地相带、浅海陆棚相带。区内分布有晚古生代地层及三叠系，尤其是泥盆系广泛分布。本区矿产主要是晚泥盆世形成并产于五指山组或榴江组中的锰矿(下雷、湖润、土湖)，次为产于下泥盆统益兰组中的弄华式重晶石-黄铁矿矿床，以及产于中泥盆统中的长屯式铅锌矿床。另外，本区在早三叠世还形成了东平锰矿，但矿化较贫，为次生锰矿的矿源层。
六、桂西北早中三叠世裂陷金矿成矿带
本区主要是指桂西北的右江裂谷带，同样是广义的右江裂谷盆地中的一个次级盆地。从早泥盆世中晚期开始，该区开始发生裂陷，直到早、中三叠世形成了该裂陷盆地。区内三叠系广泛发育，而在大片坳陷区内的局部隆起区则分布有寒武纪及泥盆纪—二叠纪的地层。在右江裂谷带中广泛分布的微细浸染型金矿多产于下、中三叠统中。高龙、金牙、明山、罗楼、浪全、那比等金矿均属热水沉积型矿床。即使产于局部隆起区中的脉状、透镜状金矿床，如八渡、龙川等，可能也应属于盆地内深循环热水沿着由同沉积断裂派生的断裂上升充填而成，二者在成矿热水的来源上密切相关，只是就位方式不同(陈大经等，2003;谢世业等，2006)。因此，本区以中、早三叠世形成的微细浸染型金矿为特征，且金矿找矿还有较大前景，其次还有晚古生代的热水沉积型金矿，如马雄、隆或等矿床。
G. 桂北(丹池)地区晚古生代热水沉积型锰锡多金属矿床成矿系列
一、区域成矿地质背景
该矿床成矿系列地跨南丹、河池、宜山等市、县，总体呈北西向的带状分布(图4-8)。其大地构造位置处于古特提斯构造域和太平洋构造域的复合部位，位于华南微板块
广西热水沉积矿床成矿作用及找矿评价
图4-8 桂北(丹池)地区晚古生代热水沉积型矿产地质略图|1—三叠系;2—二叠系;3—石炭系;4—泥盆系;5—实测、推测断层;6—地质界线;7—燕山晚期花岗岩;8—燕山晚期花岗斑岩;9—燕山晚期石英斑岩;10—燕山晚期闪长玢岩;11—锡矿;12—铅锌矿;13—锡多金属矿;14—锌铜矿;15—汞矿;16—锑矿;17—锑钨矿;18—锑多金属矿;19—锰矿(Ⅰ级)的西南缘，属华南陆缘构造区(Ⅱ级)的右江海西-印支期裂陷海(Ⅲ级)，其四级构造单元为桂西断陷。早古生代该区属华南陆缘构造区的一部分，志留纪末的广西运动，使扬子板块与华夏板块聚合拼接在一起，形成统一的中国南方板块。早泥盆世初，由于区域性扩张和地幔热运动的影响，产生了北西向的南丹-昆仑关断裂，受其影响，形成了丹池半地堑式盆地，即丹池裂陷槽。自早泥盆世莲花山期—益兰期，海水由南西进入本区，发育了潮坪相带、潮下带-半局限盆地相带沉积;早泥盆世晚期塘丁期至中泥盆世早期，随着古特提斯洋沿金沙江-红河断裂带的扩张，本区进入泥盆纪第一次剧烈拉张期，海侵扩大，并从南向北推进，沉积环境发生了明显的变化，出现了与北西向同沉积断裂有关的南丹台沟，在台沟中发育了黑色炭质泥岩夹薄层硅质岩及灰岩，台沟两侧主要为开阔台地环境，或为潮下-半局限盆地及半局限台地环境;中泥盆世晚期，由于一些同沉积断裂的持续活动，导致该区部分地区下降，海侵扩大，为泥盆纪以来最大海侵的开始，并且由于东西向宜山断裂活动的加剧及与北西向丹池断裂联合，形成了分支状的南丹台沟(吴诒等，1987);晚泥盆世早期为广西泥盆纪地壳又一次剧烈拉张期，也为泥盆纪以来最大海侵期，区内沉积环境主要仍为台沟，次为台沟两侧的开阔台地或台地前缘斜坡，在台沟中沉积了硅质岩-泥岩-灰岩组合(罗富组)及硅质岩-硅质泥岩组合(榴江组)，同时伴随拉张作用，也有间隙性的火山喷发及有关的海底热泉活动，对区内锡多金属矿的成矿有着重要的作用;进入晚泥盆世晚期，再次发生海退，沉积环境虽仍以台沟为主，但台沟中沉积物主要为条带状、扁豆状灰岩;早石炭世，丹池断裂带进一步拉张裂陷，导致盆地南西侧在台沟相与乐业-巴马台地间的过渡地带有益兰同沉积断裂的形成，使丹池盆地由半地堑式演变为地堑式盆地(陈洪德等，1989b)，随着早石炭世的拉张裂陷，海侵再次扩大，沉积中心北移，但本区基本上仍保持沟台相间的格局，在台沟中仍为泥晶碳酸盐岩、泥质岩及硅质岩组合。中石炭世—晚石炭世盆地收缩变浅，浅水碳酸盐台地广泛分布，至早二叠世，主要为一套滨、浅海碎屑岩与开阔台地相的碳酸盐岩沉积，早二叠世末的东吴运动导致地壳再次张裂，直到三叠纪早、中期，再次处于盆地最大拉张期，海侵扩大，盆地加深，其沉积相由早三叠世泥质岩为主的浅海陆棚相演变为中三叠世浊流沉积的半深海-深海槽盆相。中三叠世以后的印支运动使广西全境上升为陆，进入滨太平洋大陆边缘发展阶段。
由于北西向南丹-昆仑关断裂带的强烈拉张活动，诱发了北东—北北东向的走滑断层，走滑挤压与拉张相伴。走滑挤压造成盆地局部隆起，发育生物礁和碳酸盐台地，隆起西侧表现为张裂作用，形成次级坳陷，沉积了硅质岩、硅质泥岩及泥灰岩等岩石。隆起区使坳陷区的水体处于相对封闭状态，次级坳陷成为矿化富集的有利场所。
区内地层自下泥盆统莲花山组直到上泥盆统榴江组、五指山组及同车江组，以及石炭系、二叠系、下-中三叠统和第四系均有出露。赋矿围岩岩性主要为下泥盆统塘丁组黑色炭质泥岩夹含碳硅质岩;中泥盆统纳标组生物礁灰岩，罗富组含炭泥岩、泥质灰岩;上泥盆统榴江组硅质岩，五指山组碳酸盐岩、硅质岩，同车江组泥页岩、泥灰岩;下石炭统大塘阶灰岩、含燧石灰岩夹泥质灰岩、硅质岩。
区内岩浆活动较强烈，主要为燕山晚期的中酸性侵入岩，分布在龙箱盖、大厂、芒场等地，岩石类型有黑云母花岗岩、花岗斑岩、石英闪长玢岩、石英斑岩、英安玢岩、白岗岩及少量辉绿玢岩，属浅成-超浅成侵入体，以岩株、岩墙、岩脉、岩床和岩枝等形式产出。火山岩在丹池盆地不甚发育，据有关资料认为在上泥盆统五指山组、同车江组及下石炭统中有海相火山岩产出，岩性有基性、中基性及酸性的次火山岩、熔岩、凝灰岩等(曾允孚等，1993;张清才，1995;韩发等，1997)
二、矿床成矿系列主要地质特征
本矿床成矿系列由4个矿床式(龙头式、大厂式、益兰式、五圩式)组成。各矿床式主要地质特征如表4-4所示。
表4-4 桂北(丹池)地区晚古生代热水沉积型锰锡多金属矿床成矿系列各矿床式特征简表
续表
1)本矿床成矿系列的显著特征是锡矿化很发育，形成了多个超大型及大型的锡矿床;同时矿化类型复杂多样，除锡矿化外，还有锌、锑、铅、汞、砷、银、硫及伴生的镓、镉、铟、铋等矿化可综合利用，而且锡多金属矿床主要产于丹池盆地中部，如大厂、芒场，向盆地两端及盆地边缘则逐渐变为铅锌锑汞矿化(如五圩矿田)或单一的汞矿化(如万宝山、益兰汞矿床)，在盆地南东端还有单一的锰矿化产出(图4-8);成矿温度上有高温的锡矿、高中温的铅锌矿及低温的锑、汞、砷、银矿化。
2)成矿构造环境均为丹池裂陷槽，沉积环境均为台沟相，仅龙头山矿床为台沟边缘的生物礁相。
3)层位控矿明显，主要为泥盆系，次为下石炭统，具体有下泥盆统塘丁组，中泥盆统纳标组、罗富组、东岗岭组，上泥盆统榴江组、五指山组，直到下石炭统大塘阶的不同层位中分别产出不同的矿床，但总体以中泥盆统纳标组、上泥盆统榴江组、五指山组为最主要的赋矿层位，如大厂龙头山、芒场大山、马鞍山及五圩箭猪坡、三排洞矿床赋矿层位主要为纳标组，长坡-铜坑矿床及益兰汞矿主要赋存于榴江组及五指山组，而龙头锰矿则赋存于下石炭统大塘阶。赋矿围岩岩性有硅质岩-灰岩-泥岩组合，如长坡-铜坑锡多金属矿床及龙头锰矿床;生物礁灰岩，如龙头山锡多金属矿床;(含炭)泥页岩夹粉砂岩、泥灰岩组合，如大福楼锡(锌)矿、箭猪坡、三排洞铅锌锑银矿等矿床。
4)矿田、矿床分布明显受到裂陷盆地中次级隆起旁侧的次级坳陷控制。盆地内自北西至南东有麻阳、芒场、大厂、北香、五圩、龙头(柳城)及西部的罗富隆起，相应在隆起区西侧则有万宝山矿床、芒场矿田、大厂矿田、北香矿床、五圩矿田、龙头矿床及益兰矿床产出，而且在万宝山—芒场—大厂—五圩—龙头这些矿田、矿床间还具等距分布的特征(图4-9)。
5)矿体形态以层状、似层状、透镜状为主，脉状、细脉状矿体也较发育，前者一般与地层整合产出，并同步褶皱，反映其同沉积特征，后者中的细脉状矿化如前述(第三章第八节)，主要为成岩期或同构造期形成，并严格产于层状矿体中，而大脉状穿层产出的矿体则是在层状矿体形成后，与后期岩浆作用有关的矿体，与热水沉积成矿作用无直接成因联系。
图4-9 丹池成矿带构造位置及矿产分布示意图(据韩发等，1997;张清才，1994编制)
6)各矿床式在矿物成分上有明显差异，大厂式、五圩式矿床中矿物成分较复杂，益兰式、龙头式矿床中矿物成分较简单。大厂式矿床中矿物种类很多，仅据长坡-铜坑矿床的不完全统计即达74种(赖来仁等，1984)，主要矿物成分有锡石、铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂、方铅矿、脆硫锑铅矿及石英、方解石、电气石、钾长石、绢云母等。五圩式矿床的矿物种类也较多，主要为铁闪锌矿、脆硫锑铅矿、辉锑矿、黄铁矿、雌黄、雄黄、锰菱铁矿及石英、白云石、方解石等。其与大厂式矿床的差别在于矿床中一般不含或仅有少量锡石，含砷矿物主要为雄黄、雌黄，而不是毒砂，磁黄铁矿也很少见及，非金属矿物中一般不含电气石，总体反映出五圩式矿床成矿温度较大厂式矿床低，因而较高温度的矿物如锡石、毒砂、磁黄铁矿、电气石等均不发育或没有产出，反之中低温的辉锑矿、雄黄、雌黄等矿物却较发育。益兰式汞矿的矿物成分较单一，主要矿物为辰砂、方解石、石英，矿物组合上，除辰砂外，还有黄铁矿、白铁矿、雄黄、雌黄、辉锑矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等矿物，反映出低温或中低温成矿的特征。龙头式锰矿床则以发育锰矿物、尤其是含锰碳酸盐矿物为特征，主要为锰方解石、含锰方解石，次有菱锰矿、钙菱锰矿，还有少量褐锰矿、硫锰矿等，与上述3种矿床式的矿物成分明显不同，而褐锰矿、硫锰矿及重晶石等矿物的产出反映了热水沉积成矿的矿物学特征。
7)矿石组构相似，各矿床式矿床的矿石矿物粒度较细，一般为显微细粒状结构或细微粒状结构，反映了深部热水在海底溢出与海水相遇后，因压力降低及快速冷却导致矿物粒度结晶细小的特征，如长坡-铜坑矿区层状矿体中的锡石粒度一般为0.02～0.2mm，铁闪锌矿粒度一般为0.02～0.05mm;龙头山矿区早期锡石的粒度为0.1mm左右，早期黄铁矿一般为5～50μm;益兰矿区黄铁矿为0.05mm左右;此外长坡矿区局部还可见黄铁矿的草莓状结构。各矿床式在矿石构造上一般均发育条带状、纹层状、薄层状、浸染状及角砾状等构造，如长坡-铜坑矿区的条带状、纹层状构造主要由金属硫化物条带、条纹(磁黄铁矿、黄铁矿、铁闪锌矿、锡石、石英及少量毒砂、电气石、白云母、钾长石等组成)与硅质岩条带、条纹或钙质条带等相间组成;在北香矿区，矿石的纹层、条带主要由云雾状-微粒状碳酸盐矿物与铅锌硫化物矿物相间组成;在龙头锰矿区的条带、纹层则是由不同颜色(浅灰-灰色、灰-深灰-灰黑色，淡肉红色-黄褐色-米黄色、灰黑色-米黄色-黄褐、肉红色)的碳酸锰矿物条带、条纹组成;在益兰汞矿区则为黄铁矿、辰砂等矿物沿层面浸染形成条带状或微层状构造。矿石结构构造上的这些特征明显地反映出矿床热水沉积成矿的特征。
8)区内各矿床式的蚀变均较弱，主要蚀变类型为硅化、碳酸盐化、黄铁矿化和绢云母化等。在大厂式矿床中蚀变较其他各矿床式稍强，除上述蚀变类型外，还有电气石化，同时蚀变还具“底蚀构造”特征。
区内热水沉积岩以大厂式矿床最发育，并以长坡-铜坑矿床为代表，其热水沉积岩类型有硅质岩、电气石岩、含长石岩或长石岩、条带状方解石石英长石岩，它们与锡多金属矿化密切伴生，或相间呈条带状、纹层状或互层状产出(韩发等，1997)。在其他矿床式中的热水沉积岩主要为硅质岩，如龙头式锰矿床中，硅质岩较发育，在含锰层上下均有产出，矿层底板即为薄层灰岩与硅质岩的互层，其硅质岩具球粒结构，球粒由微晶石英及玉髓组成，球粒内部为放射状、纤维状集合体;在益兰汞矿，辰砂常浸染于硅质岩中。此外，在芒场矿田所见“角岩”也可能为一种热水蚀变岩或热水沉积岩，有待进一步工作。
三、成矿作用及成矿模式
1.成矿环境
1)有利的构造环境:该矿床成矿系列产于丹池裂陷槽中，受南丹-昆仑关同沉积断裂带的控制。区内主要赋矿层位为中泥盆统纳标组、上泥盆统榴江组及五指山组下部，这与该区泥盆纪的地壳剧烈拉张期主要为早泥盆世晚期—中泥盆世早期(纳标期)及晚泥盆世早期的特征相符。这种地壳拉张裂陷与成矿作用在时间上的同步性和空间上的一致性表明成矿受到了地壳拉张裂陷的控制。
2)沉积环境:为南丹台沟及台沟边缘的龙头山生物礁相带，矿田(矿床)则受盆地中次级坳陷的控制，这些次级坳陷海水较深，同时由于受到旁侧次级隆起的阻挡，海水循环不畅，沉积了富含炭质的硅质岩、灰岩、泥岩含矿建造，如区内主要含矿层位纳标组含炭达1%～2%，主要在纳标期形成的龙头山生物礁体中含丰富的炭质、有机质及沥青。在长坡-铜坑矿区主要的含矿建造中炭质含量较高，如在榴江组纹层状锡石硫化物-硅质岩组合中平均含炭2.1%，在五指山组第二层纹层状锡石钾长石硫化物-碳酸盐-硅质岩组合中平均含炭2%(韩发等，1997)。在铜坑、北香等矿区的硅质岩中均有炭质分布，或呈云雾状、不规则短脉状产出，或呈条纹状与硅质条纹组成纹层状构造。在益兰汞矿的含矿层位中，无论是榴江组还是五指山组中均产有较多炭质泥岩;在龙头锰矿的含矿岩系中有高炭质黑色页岩，其中的黄铁矿条带、结核及有机质较发育，并与纹层状硅质岩呈互层产出(吴诒等，1985;张清才，1995)。这些特征表明，控制矿田、矿床的次级坳陷是一种相对封闭的低能、弱还原环境，有利于含矿热水的富集成矿。
3)古地热场环境:丹池盆地火山活动虽然不强，但仍有间歇性的火山活动发生。曾允孚等(1993)研究指出，丹池盆地晚泥盆世早期有石英、长石晶屑与纹层状锡石伴生，附近层位中有由这些矿物组成的残余凝灰结构;韩发等(1997)指出，上泥盆统同车江组在局部地区有凝灰岩和凝灰质熔岩;张清才(1995)研究指出，在车河以北及忻城北更峒、理苗一带下石炭统大塘阶的泥岩、泥晶灰岩中有黑云母、长石、石英等火山晶屑和玻屑产出，等等，表明丹池盆地在上泥盆统—下石炭统中确有火山岩分布。
生物礁的出现是深部热点的反映，沿南丹-昆仑关断裂分布有一系列生物礁，如分布于南丹台沟东北侧台地边缘的贵州独山布寨礁、广西南丹六寨礁及产于南丹台沟边缘的大厂龙头山生物礁，表明南丹-昆仑关同沉积断裂带不仅控制了南丹台沟的形成，也控制了生物礁的分布，从而也表明南丹台沟为一高的古地热场分布带。
另外，涂光炽等(1988)据对丹池盆地罗富泥盆系中沥青反射率测定所得古地温值为237℃。
上述特征说明丹池盆地具高的古地热场，为热水沉积成矿作用有利的古地热场环境。
2.同沉积断裂构造
前已述及，由于北西向南丹-昆仑关同沉积断裂的活动，诱发了北东—北北东向走滑断裂，在这些同沉积断裂的活动下，区内自北西→南东形成了一系列次级隆起和次级坳陷，矿田、矿床明显产于次级隆起西侧的次级坳陷中，而区内硅质岩的分布与同沉积断裂也密切相关(图2-1)，反映出同沉积断裂对区内成矿及硅质岩形成具明显的控制作用，正是这些同沉积断裂的多次活动导致深部热水多次上涌，从而形成了丹池盆地内不同层位产出的矿床及同一矿区产出的多层矿体。如在早泥盆世晚期(塘丁期)—中泥盆世早期(纳标期)的地壳第一次剧烈拉张期，在丹池盆地中段有大福楼矿床多层矿体的产出，纳标组更有龙头山超大型矿床、芒场矿田大山、马鞍山等大部分矿床，以及盆地南东段五圩矿田的箭猪坡、三排洞、芙蓉厂等矿床的产出;中泥盆世晚期(罗富期)地壳拉张减弱，同沉积断裂活动也不强烈，相应区内矿化也减弱，因此，区内热水沉积矿床不发育，在罗富组中仅有北香、万宝山等小型矿床产出;到晚泥盆世榴江期，为泥盆纪地壳的又一次剧烈拉张期，直到晚泥盆世五指山期早期，这期间为丹池盆地热水沉积矿床最主要的形成时期，区内主要的锡多金属矿床均在此期间形成，如赋存于榴江组中的长坡-铜坑92号矿体，赋存于五指山组下部的91号矿体，盆地北西段西侧产于榴江组中的益兰大型汞矿，等等;随着晚泥盆世末期地壳的隆起抬升，再次发生海退，热水沉积成矿作用再次减弱，仅有长坡-铜坑矿区的C层、D层等小矿体的形成;早石炭世地壳再次拉张，同沉积断裂的再次活动又导致在盆地南东端下石炭统大塘阶中龙头锰矿等矿床的形成。因此，丹池盆地同沉积断裂的发育乃是区内热水沉积成矿的重要构造标志。
3.地球化学特征
通过对硅质岩、电气石岩地球化学特征的对比研究表明(详见第五章)，区内与矿体密切伴生的硅质岩、电气石岩主要为热水沉积作用产物。
大厂硅质岩的Al/(Al+Fe+Mn)平均比值为0.39。研究认为Al/(Al+Fe+Mn)比值为0.01时属纯热水沉积物，比值为0.6则为陆源成因或生物成因沉积物，小于0.35为典型热水沉积物，由此可以看出，大厂硅质岩主要为热水沉积作用产物。微量元素地球化学研究表明，长坡-铜坑矿区5件硅质岩样品在Y-P2O5关系图上的投影点均落入热水沉积趋势线下侧，远离海洋沉积物及成岩含金属沉积物区，丹池盆地榴江组硅质岩的U/Th比值为0.93，但硅质岩在U-Th关系图上的投影点仍落入石化的热水沉积物区，表现出热水沉积的特征。丁悌平等(1994)对硅质岩硅、氧同位素组成的研究得知，大厂硅质条带的氧同位素组成δ18O为13.2～15.9，平均为14.2，硅同位素组成δ30Si为-0.6～0.6;作者对北香硅质岩的研究得知，其氧同位素组成δ18O为22.7～26，平均为24.4，硅同位素组成δ30Si为-0.4～-0.3。研究认为热水沉积硅质岩的δ30Si集中在-0.6～0.3之间，当δ30Si为0.5～0.6时为热水沉积作用与生物沉积作用共同作用的产物，而热水沉积硅质岩的δ18O值一般为12～24。据此可知，大厂、北香的硅质岩主要为热水沉积作用产物。
大厂地区电气石岩在Al2O3-(K2O+Na2O)及Al2O3-TiO2关系图上的投影点均落入热水沉积电气石岩区;其稀土元素组成及配分曲线等地球化学特征的研究表明该区电气石岩为热水沉积岩;长坡-铜坑电气石岩中电气石的δ18O为10.4～13.6，平均12.1，同样表明其热水沉积成因。
据张清才(1995)的研究，龙头锰矿碳酸锰矿石的Al/(Al+Fe+Mn)比值为0.008～0.3，表明属典型热水沉积物，而稀土元素特征研究表明，矿区的碳酸锰矿石的热水沉积占优势。
据上述可知，该矿床成矿系列中与矿体密切伴生的硅质岩、电气石岩及锰质岩(矿)主要为热水沉积产物，而这些热水沉积岩的产出乃是矿床为热水沉积成因的岩石学标志。
4.矿床地质特征
各矿床式矿体主要呈层状、似层状或透镜状，与地层整合产出，产状与围岩一致并同步褶皱;矿石具细微粒状结构，局部见草莓状结构，硅质岩具球粒结构，矿石中发育条带状、纹层状、微层状、软沉积滑动变形构造及同生角砾状构造;围岩蚀变较弱，大厂式矿床局部具“底蚀构造”特征;长坡-铜坑同生层状矿化中也见有细小的气液包裹体及不规则的暗色包裹体，而据纹层状电气石岩中的电气石-石英共生矿物对进行的氧同位素平衡温度计算结果为257～165℃，平均为(210±38)℃(韩发等，1997)，等等。这些矿床地质特征则是矿床既具同生沉积成因、又具热液成因的有力证据，表明矿床为热水沉积成因。
至于矿床中的部分脉状矿体，如益兰式、五圩式矿床中所见，一般规模小，它们主要是深部热水未能到达海底而沿水面以下岩层中的断裂裂隙充填而成。大厂式矿床中沿层状矿产出的细脉状矿体则是成岩期或同构造期的产物，而在大厂、芒场矿田中一些大脉型矿体则是与后期岩浆侵入作用有关的产物。
5.成矿模式
基于上述认识，作者认为，桂北丹池地区的大厂式、五圩式、益兰式及龙头式矿床均为热水沉积矿床，它们同受北西向南丹-昆仑关同沉积断裂带、丹池裂陷槽及南丹台沟的控制，矿床的形成与热水沉积成矿作用有关，成矿活动时间从早泥盆世延续到早石炭世，因此，它们应为与热水沉积成矿作用有关的同一矿床成矿系列，称为“桂北(丹池)地区晚古生代热水沉积型锰锡多金属矿床成矿系列”。其成矿模式如图4-10所示。
图4-10 桂北(丹池)地区泥盆纪—早石炭世热水沉积型锰锡多金属矿床成矿系列成矿模式图
H. 大厂矿区成矿预测与深部找矿
一、深部构造与成矿富集机制
“长坡-铜坑矿床深部区”及“黑水沟-大树脚区”是本次大厂矿山接替资源勘查项目的两个深部找矿区。其中，长坡-铜坑矿床深部区系指大厂断裂(F1)下盘区域，区内的锡多金属矿化主要受一组NW向叠瓦状逆冲断裂构造及次级褶皱构造控制;黑水沟-大树脚区位于老长坡矿床的东部，两者相距300～500m，区内的锌多金属矿化主要受NE向、NW向断裂及NE向挠曲构造的倾伏端控制。
1.长坡矿床深部叠瓦状构造特征及其对成矿的控制作用
(1)叠瓦状构造特征长坡矿区NW向断裂构造发育，地表以产于大厂倒转背斜西翼近轴部的大厂断裂(F1)为代表。深部钻探工程揭露发现，在F1下盘还发育有一系列与之相平行的逆冲断裂构造(F1-1、F3、F5等)，这些断裂上盘依次向上逆冲，在剖面上呈上下叠置关系，组成叠瓦状构造(图5-15)。
NW向断裂构造具有相同特征，走向NW330°～340°，倾向NE、倾角25°～80°，断层面上陡下缓，呈“犁形”产出。该组断裂是在泥盆纪同沉积断裂的基础上发展起来的。地球物理资料表明，NW向断裂在莫氏面深度推断图上仍有清晰反映，表明其影响深度达到了中下地壳亦或上地幔。中生代以来，该组断裂又经历了印支期的逆冲运动和燕山期以张为主兼具扭性的再活动(蔡明海等，2004)。
图5-15 长坡矿床深部区125勘探线剖面图
以F1、F3和F53条规模相对较大且相互平行产出的断裂为自然边界，自上而下将长坡矿床深部区分为3个叠瓦状构造带(图5-15)。
①号叠瓦状构造带:由F1断裂及其上盘的一系列次级褶皱和断裂组成，是长坡-铜坑矿区91、92号层状矿体以及脉状矿体的赋存部位。
②号叠瓦状构造带:分布在大厂倒转背斜西翼F1和F3断裂之间，由大厂倒转背斜西翼的第一个次级褶皱和若干次级断裂组成，F1-1断裂使次级向斜东翼进一步复杂化。115、77、77-1、77-2号等矿体均赋存于该褶皱断裂带中。
③号叠瓦状构造带:分布于大厂倒转背斜西翼F3和F5断裂之间，由大厂倒转背斜西翼的第二个次级背斜和若干次级断裂组成。在该构造带的南部区域发现有116、117号矿体。
(2)叠瓦状构造带内的矿化特征
在NW向叠瓦状构造中发育有多个锡石硫化物型矿体，矿体呈似层状和裂隙脉状产出，主要矿体与叠瓦状构造关系如下:
长坡-铜坑锡多金属矿包括大脉型、细脉型及层状产出的91号和92号矿体，产于大厂背斜东翼的①号叠瓦状构造带中，严格受大厂背斜轴部裂隙带和北东翼的次级褶皱、顺层滑动断裂及NE向裂隙构造控制，矿体的产出形态具有明显的分带特征，自上而下依次为:裂隙脉及细脉带矿体→层间剥离似层状矿体→似层状细脉带型91号矿体→似层状细脉、网脉带型92号矿体。
老长坡银锌矿产于大厂背斜西翼的②号叠瓦状构造带中，位于长坡-铜坑矿床深部区的南部，发育有111、112、113、114、115、16号等矿体，其中111～114号矿体为陡倾斜裂隙脉矿体，115号、16号矿体为缓倾斜似层状矿体。
长坡-铜坑矿床深部区锡多金属矿床，为近年来勘查新发现的矿床，产于大厂倒转背斜西翼的②号叠瓦状构造带中，介于F1与F3之间，发育有多个似层状和裂隙脉矿体。似层状矿体有115、77、77-1、77-2、75-1、79-1号矿体，裂隙脉矿体有200号等数条NW、NE向矿化裂隙脉。
此外，在本区F3与F5之间，即③号叠瓦状构造带中，由于工程控制程度较低，目前尚未发现有工业矿体。
(3)构造控矿规律
长坡-铜坑矿床深部区的构造控矿具有以下规律:①剖面上地层产状由缓变陡处，矿脉厚度增大，强度增高，显示了燕山晚期张扭性构造活动对成矿的控制;②刚性和塑性岩石界面附近易产出层间破碎带和层间滑动，是良好的成矿空间;③矿体(脉)往往呈现中部矿化富集，锡锌共生，往两端矿化变贫，成矿元素变为以锡为主或以锌为主，而不是锡锌共生;④裂隙状矿脉的倾向延深往往大于走向延伸。
2.黑水沟-大树脚区构造特征及其对成矿的控制作用
黑水沟-大树脚区是近年来在老矿区外围深部地质找矿卓有成效的一个勘查区，通过2005～2006年的深部钻探，在95号矿体下部，新发现了富而厚的96号矿体，施工的6个钻孔中有4个矿体厚度达10m以上，最厚30多米，突破了前人认为96号矿体往北变小、变贫的观点，为本区的找矿开拓了思路，扩大了矿床规模，新增锌铜金属资源量(333)98万t，而且矿床边界未控制，展示了良好的找矿前景。
黑水沟-大树脚矿床位于大厂矿田西矿带与中矿带的交接部位，西邻长坡-铜坑超大型锡多金属矿床，南接巴力-龙头山超大型锡多金属矿床，北靠笼箱盖大型矽卡岩锌铜矿床(图5-16)。
(1)黑水沟-大树脚区构造特征
黑水沟-大树脚区位于大厂倒转背斜北东翼(平缓翼)，深部发育一个NE向挠曲构造，长2500m，宽500～700m，轴向30°，从南西向北东方向倾伏，矿体主要沿该挠曲的北西翼分布。区内断裂构造较发育，主要有NW向的大厂断裂和NE向的黑水沟断裂(图5-16)。
1)大厂断裂。大厂断裂纵贯大厂背斜轴部，长＞8km，为逆冲断层。走向NW，倾向NE，北段(巴力以北)倾角较缓，为15°～30°，并且有上陡、下缓的特点，断距150～250m，延深大于800m;中段(巴力-龙头山)浅部主要以断裂破碎带的形式出现，破碎带宽达数十米，深部表现为一组断裂带;南段(龙头山以南)倾角变陡，为40°～45°。该断裂出露于矿区西侧地表，下部切入矿区深部，为本区的导矿构造。
2)黑水沟断裂。属正断层，长约4km，走向37°，倾向NW，倾角较陡，为60°～70°。该断裂横切矿区，西侧与大厂断裂交汇。区内的矿体主要沿该断裂及其两侧分布，表明该断裂对成矿有重要的控制作用，为本区的配矿构造。
此外，在罗富组内部，泥灰岩、钙质泥岩、页岩层的不同岩性组合之间，由于受早期挤压构造应力作用，极易产生层间滑动，形成层间剥离和层间破碎带构造，以及晚期受构造伸展剪切变形作用，形成的层内折叠构造、层间滑脱带及近EW向小褶皱，是区内主要储矿构造，95号、96号矿体即赋存于该种形态的构造中。
(2)矿化特征
区内矿体主要分布在大厂背斜北东翼，呈似层状赋存于中泥盆统罗富组中下部泥灰岩、钙质泥岩中，产状与地层基本一致，由于受到本区深部NE向挠曲构造影响，矿体从北西向北东方向倾伏，并主要沿该挠曲的北西翼分布，倾向NW，至倾伏端(大树脚区)则转为倾向NNE。矿体平面形态简单，呈舌状由SW向NE方向展布(图5-16)，南西端为锡多金属硫化物矿体，北东端为锌铜矿体。区内已发现多个工业矿体，其中95号和96号为两个主要矿体，二者近平行产出，垂直距离70～130m，95号覆于96号矿体之上(图5-17)。
1)95号矿体。产于罗富组中部，走向25°，倾向NW，倾角21°左右，向北东方向侧伏。已控制长2600m，宽60～800m，矿体连续性较好。以39线为界，南矿段(巴力-瓦窑山)主要为锡多金属硫化物矿体，北矿段(黑水沟-大树脚)主要为锌铜矿体。
2)96号矿体。产于罗富组下部，走向58°，倾向NW，倾角28°，延伸长2550m，控制面积1.15km2。矿体9号线开始倾向N，倾角15°。矿体呈似层状产出，不连续，厚度变化大。矿体具有膨胀收缩，分支复合现象。39号线以南为锡多金属矿体，以北为锌铜矿体。锡多金属硫化物矿段控制长340m，宽160～240m，平均厚度10.30m;锌铜矿段控制长1850m，宽100～500m，平均厚度9.50m，其厚度不稳定，厚度变化系数为129%。
图5-16 铜坑黑水沟-大树脚锌铜矿床地质简图C2h2—中石炭统黄龙组白云质灰岩;C2h1—中石炭统黄龙组燧石条带灰岩;C1c—下石炭统寺门组石英砂岩;D3t3—上泥盆统同车江组灰岩、页岩;D3w2—上泥盆统五指山组扁豆状、条带状灰岩;D3l1—上泥盆统榴江组硅质岩;D2l2—中泥盆统罗富组泥灰岩、泥岩;D2l1—中泥盆统罗富组礁灰岩;δμ3b5—闪长玢岩;γ3c5—花岗斑岩;1—地层界线;2—不整合地层界线;3—背斜轴;4—倒转背斜轴;5—向斜轴;6—正断层;7—逆断层;8—矿体及编号;9—砂锡矿
(3)构造控矿特征及规律
构造对于成矿作用的控制表现为:NW向构造(大厂背斜、大厂断裂)与NE向构造(黑水沟断裂、隐伏挠曲)叠加地段以及隐伏岩体凸起部位联合控制该区矿床定位。在矿床南段，由于大厂背斜核部礁灰岩所产生的砥柱作用，局部应力场发生改变，使上覆罗富组地层形成层间剥离和层间破碎构造，控制锡石-硫化物型矿体。矿床北段受晚期构造伸展剪切变形作用，形成的层内折叠构造、层间滑脱带，控制矽卡岩型锌铜矿体。该区深部发育NE向挠曲构造，从南西向北东方向倾伏，倾伏端
图5-47 大厂矿区铜坑-笼箱盖剖面图（据广西华锡集团215地质队资料修编）
二、深部找矿成果
在广西大厂矿集区，对于规模巨大的91、92和100号矿体的成因曾经争论不休，并影响到找矿方向，即“层控”论者主张沿层找矿，而“岩浆”论者主张围绕岩体找矿。近年来的研究充分表明，无论是层状似层状的91、92号矿体，还是楼梯状的100号矿体，均形成于95～100Ma年间的燕山晚期(王登红等，2004;梁婷等，2007，2008)，成矿机制既可以是沿层交代，也可以是沿断裂或“溶洞”充填，因此，深部找矿势在必行。在上述成矿理论研究的基础上，通过国家危机矿山资源接替项目的大力支持，华锡集团2006年在黑水沟-大树脚区95#、96#矿体共计探获(333)矿石资源量1836万t，合计金属量锌93.66万t、铜4.34万t、银542t。96#矿体存在厚大富矿块，为重大新发现。2007年新增矿石资源量(333)1733万t，金属量锌77.14万t、铜3.86万t、银309t。2008年度在黑水沟-铜坑一带新增(333)矿石资源量941.8万t，合计金属量Zn30.04万t，共伴生Pb4.64万t、Sb1.5万t、Cu0.87万t、Ag557.38t。黑水沟-大树脚锌铜矿预测区和铜坑深部锡锌矿预测区即黑水沟-铜坑矿区:据初步估算，到2008年底累计可提交(333)资源量为，矿石量4583万t，金属量Sn1.03万t、Zn206.95万t、Pb4.64万t、Sb1.5万t、Cu8.42万t、Ag1406t。长坡深部区提交(333)资源量为:矿石量265万t，金属量Sn0.82万t、Zn12.71万t、Pb5.09万t、Ag418t。羊角尖-茶山区据初步估算探获资源量(333)矿石量491万t，金属量:锌17.6万t，铜0.7万t，银171t。经初步估算，3个勘查区总计探获(333)资源量为:矿石量5340万t，金属量Sn1.85万t、Zn237.33万t、Pb9.73万t、Sb1.50万t、Cu9.14万t、Ag1995t。
三、区域找矿潜力
值得重视的是，在丹池成矿带的南部，与大厂矿集区遥相呼应的还有一个大明山-昆仑关矿集区，其成矿时代(大明山与马岭矿区辉钼矿Re-Os年龄均为95Ma)与大厂锡多金属矿床完全一致(蔺志永等，2008)。这一结果表明，丹池成矿带从南段的大明山矿田到北西段的大厂矿田(91#矿体和100#矿体的成矿时代均集中于95Ma前后)的成矿作用都是在燕山晚期发生的，而且几乎同时。考虑到丹池矿带内同一时期幔源岩浆岩的普遍存在及区域大地构造背景，认为成矿作用可能与幔源物质的上涌、深大断裂通达到地幔有关(梁婷等，2008)。在这样的动力学背景下，丹池成矿带具有良好的找矿前景，应该注意通过借鉴大明山钨矿“四位一体”模式，在大明山矿田寻找钨矿的同时也注意锡多金属，在大厂矿田寻找锡、铅锌多金属的同时也注意寻找独立钨矿(王登红等，2009)。