锑是一种不可再生的战略性矿产资源，锑成矿作用研究受到国内外高度重视。沉积岩容矿型锑矿床是全球最重要的锑矿床类型，提供了全球超过50%锑矿资源储量。但该类矿床全球分布存在显著的不均一性，主要集中在环太平洋成矿域、中亚天山成矿域和特提斯成矿域，其形成和分布主要受何种因素控制一直是锑成矿作用研究的热点。湘中矿集区是华南巨型锑矿带的重要组成部分，发育了包括锡矿山在内的一系列大型–超大型沉积岩容矿型锑矿床，是建立和发展沉积岩容矿型锑矿床成矿理论的理想场所。湘中锡矿山超大型锑矿床是全球规模最大的沉积岩容矿型锑矿床，尽管以往对其地质特征、成矿流体性质与来源、成矿时代及动力学背景等方面研究取得了重要进展，但巨量金属锑的来源仍存在较大争议。近年来越来越多的证据显示，元古宙基底地层可能是锡矿山锑矿床的主要矿物源区。但湘中地区元古宙基底地层的厚度大、层位多、岩石类型复杂，不同层位、不同岩石类型中锑的含量、赋存状态及活化迁移效率等尚缺少系统研究。因此，元古宙基底地层中究竟哪些层位是锑的主要来源、贡献率如何仍未得到很好的限定，制约了对元古宙基底与锡矿山超大型锑矿床之间成因联系的认识。为解决上述问题，本研究以锡矿山超大型锑矿床和周缘元古宙基底地层为主要研究对象，利用ICP-MS（电感耦合等离子体质谱）、TIMA（矿物自动定量分析）、XRD（X-衍射分析）、LA-ICP-MS（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱）等分析开展了元古宙基底中不同岩石类型中锑的含量与赋存状态研究；同时利用LA-(MC)-ICP-MS（激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱）高精度分析技术开展了Sb、S同位素研究，结合元古宙基底不同层位代表性岩石的水岩相互作用实验研究结果，深入探讨了元古宙基底对锡矿山沉积岩容矿型锑矿床的制约作用。主要取得了几点认识：
（i）明确了元古宙基底中震旦系和板溪群为锡矿山锑成矿的主要源区。利用MC-ICP-MS（多接收电感耦合等离子体质谱）系统分析了元古宙基底中不同层位（冷家溪群、板溪群、震旦系）和锡矿山锑矿床不同成矿阶段的辉锑矿、蚀变围岩、新鲜围岩等锑同位素组成，结果显示锡矿山锑矿床中辉锑矿的锑同位素组成（-0.82‱~7.58‱）与赋矿围岩（8.13‱~18.7‱）存在显著差异，而与震旦系（0.24‱~6.24‱）和板溪群岩石（2.76‱~5.62‱）高度相似；同时，LA-MC-ICP-MS高精度原位S同位素分析结果表明，锡矿山锑矿床的原位S同位素组成高度均一，集中于7.26‰~8.45‰，明显不同于赋矿围岩（-25.97‰~+21.94‰）和冷家溪群（12.9‰~23.5‰），而与震旦系（6.74‰~10.92‰）和板溪群（0.6‰~16.2‰）较为吻合。上述结果表明，震旦系和板溪群为锡矿山锑矿床的主要物质源区。（ii）揭示了湘中元古宙基底中Sb的丰度及其变化规律。元古宙基底地层冷家溪群（0.97ppm）、板溪群（1.56ppm）和震旦系（2.86ppm）岩石中普遍富集Sb，但不同层位的富集程度存在显著差异，相对于扬子地块上地壳平均值的富集系数可达5~12倍，相对于湘中沉积盖层富集系数可达2~3倍。纵向上，Sb的含量由浅部震旦系至深部冷家溪群逐渐降低，即震旦系>板溪群>冷家溪群；横向上，湘中元古宙基底比邻区的黔东南和桂西北同时代地层更富集Sb。
（iii）初步查明了元古宙基底岩石中Sb的赋存状态。以元古宙地层（冷家溪群、板溪群、震旦系）中锑含量相对较高的代表性岩石为对象开展了系统的XRD分析，结果显示各类岩石均未发现富锑的独立矿物，仅在震旦系黑色碳质板岩发现极少量含锑华，可能与岩石略微风化有关；LA-ICP-MS元素面扫描结果显示，各类岩石中黄铁矿中锑含量相对造岩矿物更低，表明锑并非赋存于黄铁矿中。结合全岩矿物面扫描结果，认为元古宙基底岩石中Sb可能主要赋存于云母类或黏土类矿物裂隙中或吸附于矿物表面。
（iv）揭示了元古宙基底对锡矿山锑矿床成矿的物质贡献。水岩相互作用实验结果表明，元古宙基底不同层位Sb淋滤率变化呈现显著差异性，其中震旦系岩石中锑的淋滤率最高可达80%以上，板溪群岩石中锑的淋滤率多在40%以上，冷家溪群岩石的锑淋滤率最低，多低于30%。按照锑平均含量为2ppm、淋滤率为40%、上地壳岩石平均密度为2.7g/cm3的质量平衡计算结果显示，每单位体积（1km³）震旦系和板溪群岩石在后期热液淋滤过程中可释放出2160吨Sb，仅需要约1000 km3上述岩石即可形成锡矿山超大型锑矿床。
（v）完善了锡矿山超大型锑矿床成因模型。结合上述研究结果，进一步完善了锡矿山超大型锑矿床的成因模型：大气降水沿震旦系和板溪群高透水性的岩石下渗运移并活化萃取其中的锑而在深部形成富矿流体，中生代时期在隐伏岩浆活动的热驱动下，富矿流体沿深大断裂（F75）向上迁移并在浅部沉淀富集成矿。