1.围岩地层为成矿提供部分成矿物质
矿床中成矿物质来源主要有两种可能,一是由岩浆热液从深部带来,二是由围岩提供。在一定条件下,研究矿体围岩中成矿元素含量变化,将对查明成矿元素的来源提供重要的信息。季克俭等(1989)提出使用围岩中成矿元素含量变化来查明成矿物质来源方法的基本思路:同一层位或同一地质体的同种岩石具有相对稳定性,其造岩元素和微量元素的含量也是较稳定的。在这些层位和岩石形成的热液矿床,若成矿物质来自岩浆或深部,则这些层位或岩性的成矿元素含量仅在矿体及其附近增高,往外应无明显变化,基本上是稳定的;若成矿物质来自周围围岩层位或岩石,则成矿元素除在矿体及其附近显著增高外,在增高区外围必然存在一个降低区,再向外,成矿元素不会发生变化。
大厂矿床中主要的赋矿围岩为泥盆系的一套硅质岩-碳酸盐岩-碎屑岩建造,由第六章的分析可知,矿区内的成矿元素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,元素含量在不同地层中变化较大,但不同岩石中Sn的丰度大体是相近的,为(1~3)×10-6,仅在个别泥质岩中含量达(7~13)×10-6。赵振华(1984)对远离大厂矿区的南丹-罗富泥盆系微量元素的分析表明,各地层中As和Sb含量为地壳克拉克值的6~10倍,Pb和Zn富集1~2倍,Mn,Cu,Sn,W等元素低于克拉克值。同时,矿区外围一些含火山质物质的泥盆系岩石中Sn丰度也不高,如南丹益兰附近上泥盆统的地层中所谓的凝灰质岩石,化学分析含Sn也仅有3×10-6(刘元镇等,1987)。由此认为泥盆系可以为矿床形成提供As,Sb,Pb,Zn等元素,而不可能提供Sn,Cu,W,Mn元素。这一认识是与大厂矿石矿物中大量出现脆硫锑铅矿等硫盐矿物以及毒砂相吻合的。
2.围岩介质性质有利于锡富集和成矿溶液的演化
矿床形成除了有成矿物质来源外,还需要成矿物质聚集和析出的物理-化学条件。据韩发等(1997)研究,矿带内泥盆系的岩石化学成分具有以下几个显著特征:①Si含量高,硅质岩多,在榴江组中SiO2含量占90%左右,五指山组中SiO2含量达20%~30%,Si含量高使这些岩层具有较高的脆性,在后期构造作用下易于发生变形并产生诸多微细裂隙;②S含量高,本区泥盆系除下泥盆统底部和上泥盆统顶部外,其他各层位中普遍含星点状、结核状、条纹状或条带状细粒黄铁矿,反映在岩石化学成分上含S量高,各层位地层的S含量为:上泥盆统0.55%~1.16%,中泥盆统0.34%,下泥盆统0.78%;③Fe3+和Fe2+含量有明显的变化规律。下泥盆统和上泥盆统同车江组含Fe3+高,Fe2O3含量最低为0.70%,最高为7.31%,平均2.72%,Fe2+含量很低;中泥盆统和上泥盆统榴江组、五指山组,Fe2+含量高于Fe3+,氧化系数Fe3+/(Fe2+Fe3+)多低于0.3%。带内的矿化主要赋存在中泥盆统—上泥盆统五指山组这一大套具有还原特征的地层中;④有机炭含量高,本区泥盆系岩石的颜色普遍较深,其原因与岩石中普遍含有机炭有关,各层位地层有机炭含量分别为:下泥盆统1.75%,中泥盆统0.20%~0.36%,上泥盆统0.30%~3.88%。
大厂矿床的矿体分布具有明显的分带特征,以笼箱盖花岗岩体为中心,向外依次为矽卡岩型锌(铜)硫化物矿带、锡石-硫化物矿带。锡矿往往产在距离岩浆岩侵入体一定距离之外的空间内,在花岗岩岩体与围岩接触带上目前并没有发现具有经济意义的锡矿体。矿体的这一分布特点可能受围岩介质地球化学性质的影响。石原舜三(1977,1978)指出:在岩浆中,Sn可能因熔岩氧逸度的高低而呈四价或二价出现,在高氧逸度时,Fe3+/Fe2+比值高的情况下,Sn呈四价大量进入造岩矿物或暗色矿物中,导致岩浆晚期阶段锡的低氧逸度;反之,岩浆处于低氧逸度时,Sn主要呈二价而不能广泛地进入造岩矿物,有利于在残余熔浆中聚集。从上述岩石化学分析结果可见,大厂矿区地层普遍富含有机炭,S含量高,且主要赋矿地层中泥盆统和上泥盆统榴江组、五指山组中Fe2+含量高于Fe3+,氧化系数Fe3+/(Fe2+Fe3+)多低于0.3。大厂花岗岩侵位于这样的地质环境中,氧逸度也很低(0.23),低于云南个旧(0.27)和世界其他锡矿区的含锡花岗岩平均值(0.39)(叶绪孙等,1987)。所以岩浆结晶早期有利于Sn富集于残余熔浆。
当成矿早期成矿溶液在上述还原性较强的围岩中流动时,溶液的氧逸度
3.有利的岩性为成矿热液提供运移的通道和储聚空间
区内主要的赋矿围岩为硅质岩、条带状灰岩、富泥质或硅质灰岩等。岩层的层理都十分发育,岩石性脆易碎,在构造应力的作用下,容易产生大量的裂隙。据统计,硅质岩中的裂隙度可达8~10条/米。这些密集的裂隙的存在,有利于成矿流体由下向上运移、充填并选择性地交代富钙质的成分,形成层状或网脉状的矿体(如91号、92号矿体等)。同时,岩石多是较为塑性的泥质岩类与较为刚性的硅质岩与碳酸盐岩等组合,这类组合在应力的作用下,容易发生层间的滑脱或剥离,刚性岩层还会产生裂隙,可以构成良好的储矿空间(如77号矿体、75号矿体、79号矿体)。
对于100号矿体,其赋矿围岩为礁灰岩,礁体中存在生物的体腔、骨架间隙、粒间缝隙和溶蚀空洞等,孔隙度和渗透性较高,并有沥青质充填。内部结构不均匀,在应力作用下,礁体中也可以产生复杂的裂隙系统,这对成矿溶液的运移也是极为有利的,同时上部的钙质页岩也起着遮挡作用,有利于矿液在礁体中聚集,在有利的空间充填成矿。