南岭地区镁质矽卡岩型锡矿床成矿机制研究

Former researches about skarn type tin deposit usually focus on calcic skarn and magnesian skarn has not been considered to be an important type for a long time. It is generally believed that tin can not get into silicate minerals by isomorphic replacement to form large deposits. However, the discovery of Hehuaping large magnesian skarn type tin deposit breaks this theory. In this study, we will sample typical sections and drill holes to take mineralography analyze in detail, and so as to understanding the paragenetic association of minerals, alteration zoning and mineralization characteristics of magnesian skarn type tin deposit. In addition, we will take composition analysis on magnesian skarn minerals from different stages to make the geochemistry behavior of tin clear. Finally, we use fluid inclusion temperature measurement to find out the physicochemical conditions which control this behavior and preliminary establish the mineralization mechanism of magnesian skarn type tin deposit.

在过去的矽卡岩型锡矿床研究中，往往以钙质矽卡岩为主，而镁质矽卡岩型锡矿化一直以来未受重视。通常认为，镁质矽卡岩化过程中，锡无法通过类质同象替换进入硅酸盐矿物，因而不能形成大规模矿床。然而，近期在南岭地区发现的荷花坪大型镁质夕卡岩型锡矿床打破了这一认识。本项目拟通过对荷花坪矿床的典型剖面钻孔取样，进行详细的矿相学研究，掌握镁质矽卡岩型锡矿床的矿物组合、蚀变分带及矿化特征；继而对各期次镁质矽卡岩矿物进行成分分析，明确锡元素在其中的地球化学行为；最后通过流体包裹体研究查明控制这些地球化学行为的物理化学条件，初步建立镁质矽卡岩型锡矿床的成矿机制。

镁质矽卡岩在世界上相对较少，而华南的荷花坪锡石硫化物矿床正是此种类型。共识别出四个矽卡岩和矿化期次，依次为进变质矽卡岩期、退变质矽卡岩期、锡石硫化物期和碳酸盐期。从新鲜花岗岩到未蚀变的围岩可分辨出清楚的矿物共生组合分带，具有典型的镁质矽卡岩矿物组合，如镁橄榄石、尖晶石、透辉石、透闪石、蛇纹石、滑石、金云母等等。各种矽卡岩矿物的地球化学组成显示，随着矽卡岩化过程的发展，Mg端员组分逐渐降低，而铁锰端员组分相应提高。锡矿化首先产生在退变质期形成的锡石-磁铁矿-透辉石矽卡岩中。然而，锡石的沉淀主要发生在第三阶段，形成沿着层间破碎带充填的锡石硫化物脉。流体包裹体研究显示早期高温成矿流体为岩浆来源。相反的，退变质期流体的特征为相对低温(220 to 300 °C)低盐度(2 to 10 wt.% NaCl equiv)，表明混入了大气降水。主要的第三期成矿流体的特征为更低的温度(170 to 240 °C)和盐度(1 to 6 wt.% NaCl equiv)，表明流体混合是锡成矿的有效机制。第四期的流体主要为大气降水，特征为很低的温度(130 to 200 °C)和盐度(0.4 to 1 wt.% NaCl equiv)。镁质矽卡岩矿物通常不含Fe3+ 和 Ti4+，或者含量很低，这就限制了锡的对于硅酸盐矿物的类质同象替换。这一过程防止了钙质矽卡岩中常常发生的矽卡岩矿物“吸收”大量流体中锡并降低经济价值的情况。因此，从成矿角度而言，镁质矽卡岩可能更胜一筹。