矽卡岩型矿床的地质特征

矽卡岩型矿床的地质特征

（一）矿体的产状、形态与规模

矽卡岩型矿床大多产于中酸性岩浆岩与碳酸盐类岩石的接触带上，并多产于外接触带，一般距接触面100~200m范围内（图6-6）。

由于矿床形成明显地受岩浆分异冷凝、围岩性质、接触带构造以及交代作用强度的影响，故矿体的产状、形状均比较复杂，矿体连续性也差。常呈似层状、透镜状、巢状、柱状、脉状等。规模大小不一，有直径数米的小矿体，也有长数公里、延深达千米以上的巨大矿体。一般为中等规模，厚10~30m，沿走向长200~500m。除有的钨、钼、锡、铁、铜等类矿床可达大型外，多数矿床为中小型。

（二）矿石特征

矿石物质成分复杂，

非金属矿物主要有石榴

子石、辉石及其他钙、

镁，铁，铝的硅酸盐矿

物（如镁橄榄石、硅镁

石、符山石，方柱石、

蛇纹石、透闪石、阳起

石、绿泥石、绿帘石、

金云母等）。此外，还有

石英、萤石、黄玉及含

镁、铁的碳酸盐矿物。图6-6 矽卡岩型矿床的产出位置示意图 （转引自袁见齐等，1985）

金属矿物以氧化物和硫

化物为主，如磁铁矿、赤铁矿、锡石、白钨矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、毒砂等；硼及铍矿物次之，如硼镁铁矿、硼镁石．硅钙硼石、日光榴石、香花石、硅铍石等。 由于矿物成分复杂，形成的温度范围也广，所以矿石的结构构造也多种多样，有块状构造、浸染状构造、条带状构造、晶洞构造等。又由于成矿温度较高，有挥发性组分的参与，因而矿石一般多为粗粒结构。

（三）矿床的分带性

矽卡岩型矿床常具分带性，尤其是矽卡岩的矿物种类繁多，往往呈不同的矿物组合产出，在空间上常具带状分布，特别是在侵入接触带附近，这种分带现象尤为明显。按出露位置，矽卡岩可分内带和外带2个带：内带是指交代岩浆岩形成的矽卡岩带，外带是指交代碳酸盐岩等围岩形成的矽卡岩带。内带主要由较高温矿物组成，如石榴子石、辉石等，次要矿物有符山石、方柱石等。外带主要由高-中温矿物组成，如石榴子石、辉石，角闪石、绿泥石、绿帘石、阳起石等，次要矿物有硅钙硼石等。距接触带较远的围岩中，温度降低，广泛发育有石英、方解石，有时有萤石、重晶石。

与矽卡岩分带特点对应，金属矿化也具有明显的分带性。金属氧化物（磁铁矿、赤铁矿等）主要分布在靠近岩体一侧的接触带上，和内矽卡岩带共生，很少产于远离接触带处。金属硫化物（黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等）主要分布在靠近围岩一侧的外接触带上，和外矽卡岩带共生，少数可直接产于碳酸盐类围岩中。此外，金属矿化往往还和某些特定的

矽卡岩带密切共生，如铁矿化常富集于透辉石、石榴子石矽卡岩带内，铜矿化经常和绿帘石、透闪石等矽卡岩伴生，铅锌矿化则在矽卡岩体之外，靠近灰岩的地段沉淀。

按形成时间，由早期矽卡岩形成的带称为原生矽卡岩带，由晚期矽卡岩叠加在早期矽卡岩上形成的带称为叠加矽卡岩带。各矽卡岩带中，由侵入体至围岩，SiO2和Al2O3含量由高逐渐降低，CaO含量则由低逐渐升高，侵入体中的Fe2O3向围岩方向迁移。

（四）成矿阶段

矽卡岩型矿床一般都是经历多次气水热液交代作用形成的。根据大量资料总结，矽卡岩型矿床的成矿过程可分为2个成矿期和5个成矿阶段：

1. 矽卡岩期

主要形成各种钙、铁、镁、铝的硅酸盐矿物，无石英形成。该成矿期又可分为以下3个成矿阶段。

（1）早期矽卡岩阶段：形成硅灰石、钙铝-钙铁石榴石、透辉石-钙铁辉石和方柱石等无水硅酸盐和少量符山石等含水硅酸盐，组成矽卡岩的主体，一般又称干矽卡岩阶段，是在高温的超临界条件下形成的。这一阶段除少量磁铁矿外，一般不形成有用矿物，通常是不具工业意义的，故这一阶段也可称之为无矿矽卡岩阶段。

（2）晚期矽卡岩阶段：形成阳起石、透闪石、绿帘石等含水硅酸盐，故又称湿矽卡岩阶段，是在接近超临界状态条件下形成的。这一阶段形成的矿物明显地交代早期矽卡岩矿物，且磁铁矿大量出现，有时构成富集的磁铁矿矿体，故又称为磁铁矿阶段。

（3）氧化物阶段：这一阶段中硅酸盐类矿物已很少见，开始出现石英、萤石等矿物。它介于矽卡岩期和石英硫化物期之间，具有过渡性质，是由温度较高的热液作用形成的。金属矿物除赤铁矿、白钨矿、锡石外，还有少量磁铁矿。后期同时开始出现少量硫化物，如辉钼矿、磁黄铁矿等。

2. 石英-硫化物期

在这一成矿期中，SiO2一般不再和Ca、Mg、Fe、Al组成矽卡岩矿物，而是独立形成大量石英，并有典型的热液矿物如绿泥石、方解石等和大量金属硫化物形成。该成矿期又可分为2个阶段：

（1）早期硫化物阶段：矽卡岩矿物被大量交代，开始形成绿泥石、绢云母等，这一阶段中出现大量石英和萤石，成为矿石的主要脉石矿物。金属矿物主要有磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、毒砂和部分辉钼矿等，金属氧化物已很少见，所以也可称为铁铜硫化物阶段。它们是在高-中温热液条件下形成的。

（2）晚期硫化物阶段：这一阶段中，除交代早期形成的硅酸盐矿物如绿泥石和绢云母等外，石英和萤石的数量继续增加，开始出现大量方解石。金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿和黄铁矿，所以也可称之为铅锌硫化物阶段，是中温热液条件下形成的。矽卡岩型矿床中的矽卡岩和金属氧化物是汽化热液交代的产物，硫化物则是纯粹的热液作用产物。

上述成矿阶段的期次和顺序只是接触交代矿床的一般规律，不同矽卡岩型矿床的成矿发展可以是不完全相同的。它和侵入岩浆的演化、构造裂隙的间歇活动以及含矿气水热液的成分等密切相关。有的矿床只见有早期几个成矿阶段，后期矿化作用不甚发育，有的甚至只形成早期矽卡岩，而无后期热液矿化活动。但当矽卡岩型矿床发育有若干个成矿阶段时，其形成顺序通常符合上述规律。在一个成矿阶段中，所形成的金属矿物常常只是以某种类型为主，同一阶段形成几种矿化类型的现象是不多见的。

（五）成矿作用

矽卡岩型矿床是由热液交代作用形成的，主要包括渗滤交代作用和扩散交代作用。

1. 渗滤交代作用（infiltration metasomatism）

热液和岩石间的组分交换是通过流经岩石裂隙的流动热液实现的。当上升热液沿着几乎垂直于灰岩和硅铝质岩石的接触面流动时，溶液和围岩发生反应、溶解和吸取围岩中的组分，并将其带至上覆围岩，与之交代反应形成矽卡岩。渗滤交代作用中，温度梯度和压力梯度是引起热液流动的动力，因而热液能作较长距离的运移，故有可能形成厚大的矽卡岩带。

2. 扩散交代作用（diffusion metasomatism）

溶液和岩石间的组分交换，是以停滞的岩石粒间溶液为介质，通过组分的浓度差所引起的扩散作用实现的。上升溶液沿石灰岩和硅铝质岩石接触面流动时，灰岩中的CaO通过粒间溶液，以上升溶液为媒介向硅铝质岩石方向扩散，相反，硅铝质岩中的A12O3和SiO2以同样方式向灰岩方向扩散。由于这种组份的交代是由双方相互的扩散作用进行的，所以又称为双交代。双交代作用的结果，使接触带两侧的岩石发生成分置换，形成矽卡岩，其反应如下：

3CaCO3+A12O3+3SiO2→Ca3Al2Si3O12（钙铝石榴子石）+3CO2 ↑

在扩散交代作用中，浓度梯度是扩散组分运移的动力，随反应带厚度的增加和交代过程的停止而减小，因而扩散作用不可能形成厚大的交代带。

渗滤交代作用和扩散交代作用常常相互伴随。

（六）矿床成因

矽卡岩型矿床产生在特殊的地质环境中（中酸性侵入岩和碳酸盐岩类接触带附近），具有典型的矽卡岩矿物组合和独特的交代成矿方式，前人一般都把它作为内生矿床中独立的一个矿床类型加以研究，但也有人将它归为热液矿床，作为一个亚类。本书赞同矽卡岩型矿床属于热液矿床的思路，主要是因为矽卡岩型矿床与热液交代作用的密切成因联系。携带成矿物质的岩浆热液，在矽卡岩化作用早期的高温条件下以超临界流体的交代作用为主；而晚期温度较低的条件下，则以水为主的热液交代作用为主。

矽卡岩型矿床的成矿物质来源也不是单一的，随着成矿作用的发展是有变化的。早期大部分物质来自彼此接触的两类岩石，主要形成硅酸盐矿物。晚期则有热液带来的不同来源的物质加入，这对形成金属矿床具有重要意义。根据某些矽卡岩矿床硫同位素资料分析，硫的来源主要来自上地幔，也有的来自地壳。这和观察到的矿化与岩浆岩有一定的专属性、矿体明显晚于与之有成因联系的岩浆岩和矽卡岩的现象是一致的，说明岩浆岩，矽卡岩、矿体三者系同一岩浆-围岩系统演化过程的不同阶段的产物。

此外，矽卡岩型矿床还常和其他类型热液矿床相伴产出这也进一步佐证了矽卡岩型矿床属热液矿床。矽卡岩型矿床与斑岩型矿床伴生的情况更为多见，在接触带上为矽卡岩型矿床，在斑岩体内部为斑岩型矿床，这在铜钼矿床中尤为明显。美国西南部的斑岩型铜矿带中的许多矿床和我国湖北铜山口、江西城门山及西藏玉龙等矿床都是典型的斑岩-矽卡岩复合型矿床。