蚀变

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围岩蚀变是内生成矿作用的一种产物,它对气成--热液矿床的寻找有着指导意义。因为这些蚀变围岩绕着矿体分布,面积比矿体大得多,因此,比矿体易于发现。不同的围岩蚀变,反应不同的矿化类型。例如:矽卡岩化常与铁、铜、铅、锌、钨、锡、钼等矿床相伴生;云英岩化是发现钨、锡、钼等矿床的主要标志,青盘岩化中常伴生有金、银、铜、铅、锌等矿床。又如,有的围岩浊变本身就是矿床,如长江中下游一带次生石英岩化中的叶腊石矿床和明矾石矿床等。但是值得注意的,不是所有的围岩蚀变都与成矿有联系,因此它只能作为一个间接的找矿标志。

火山成因矿床的围岩蚀变,是火山岩地区找矿工作的重要标志。据研究,矿体(或矿脉)旁侧是面积分布较广的强蚀变带,远离矿体的是弱蚀变带,它们是在同一热液作用下形成的,在空间上往往也表现出有规律的分布。

(一)区域性热液蚀变

区域性热液蚀变,在火山岩地区分布很广泛,它不仅见于矿区,而非矿区也有大面积或零星发育的蚀变现象。属于这类常见的蚀变有黄铁矿化、次生石英岩化、碳酸盐化、碱质交代等。

(二)近矿围岩蚀变

由于矿床地质背景不同,近矿围岩蚀变类型及其变化规律也各有其特征。如我国西北某地海相喷发的黄铁矿型铜--铜、铅、锌矿床,其近矿强蚀变“无长石带”主要表现为硅化、绢云母化,原岩中长石完全被石英、绢云母交代,形成石英岩、绢云母石英片岩及石英绢云母片岩。又如产于我国宁芜地区陆相中--碱性火山岩系铁矿床,其近矿蚀变带即为黄铁矿化、硅化、碳酸盐化等组成的变安山岩化。

根据岩浆侵入时的演化特点及相应的成矿作用可分为正岩浆期、残浆期和气液期三种。

1、正岩浆期

这个阶段是以硅酸盐类矿物成分从岩浆中结晶析出形成岩浆岩为主的阶段;此时,挥发性组分相对数量很少并且是均匀地“溶”于硅酸盐熔浆之中,只在本阶段末期,大部分硅酸盐类矿物已经结晶析出之后才开始活动,在矿床形成上起显著作用。总之,这个阶段是以成岩为主、成矿为辅的阶段。

2、残浆期

这是大部分硅酸盐类矿物已从岩浆中结晶析出成为固体岩浆岩之后,残余下来的那部分岩浆———残浆进行活动的时期。这个阶段的特点是,挥发性组分的相对数量已大大增加,并和硅酸盐类熔浆混溶在一起进行活动。挥发性组分相对集中而产生的内应力,有助于残余的硅酸盐熔浆侵入到周围已固结岩石的裂隙之中,并在挥发性组分的作用之下,形成了伟晶岩脉。伟晶岩脉本身常常具有一定的工业意义,其中又往往含有由挥发性组分所形成的有用矿物,所以伟晶岩脉可以认为同时具有既是岩石又是矿床的双重意义,因而这个阶段也可以说是成岩、成矿平行活动时期。

3、气液期

在上述两个阶段之后,岩浆中大部分造岩组分已固结成为岩石,造岩阶段已经完成,从而进入到岩浆期后阶段。这个阶段的特点是,在岩浆结晶过程中陆续以蒸馏方式从岩浆中析出的挥发性组分开始进入独立活动时期。随着温度的降低,挥发性组分在物态上将由气体,或超临界流体状态,转化为热液;这个时期称为气水热液期,是形成矽卡岩矿床和岩浆热液矿床的时期。当气液从母岩中分离出来向外流动时,由于温度、压力、气液成分以及围岩性质等的改变,气液中有用组分就可在母岩或围岩的裂隙或接触带中沉淀富集成为气水热液矿床。含矿热液也可来自变质作用、地下水环流和海底热卤水。

当岩浆直接喷出地表或海水中时,由于温度和压力的急剧降低,其阶段划分就不十分明显了,所以在火山活动中所形成的矿床要比在侵入活动中所形成的情况复杂,有其独立的特殊性,而另成为一类火山成因矿床。围岩蚀变及其找矿意义

围岩蚀变及其找矿意义

围岩蚀变(wall-rock alteration),又称围岩交代蚀变,主岩交代蚀变,是指容矿围岩在流体(气相、汽相、液相)的作用下所发生的化学变化和物理变化,从而引起围岩化学成分和结构构造的变化。

其实质是:在不同的温度和压力环境下,不同性质(酸碱度、氧逸度等)的成矿流体与围岩必然会处于不平衡状态。为了使两者之间趋向于达到化学与物理的平衡状态,必定要发生物质与能量的交换。这就会导致围岩中与流体不平衡的矿物要发生溶解,析出一些元素进入流体中,而另一些化学组分则沉淀下来,形成新的矿物。对于围岩而言,必然会涉及到物质的带入带出。

蚀变岩则是指围岩交代蚀变过程中,在一定的物理化学条件下,处于相对平衡状态的矿物共生组合所构成的岩石。交代蚀变岩可以完全由新生矿物所组成,同一平衡矿物组合内各种新生矿物没有交代蚀变现象,几乎是同时形成的,它们具有变晶结构,如矽卡岩。如果原岩没有被完全交代,仍然有原生矿物残留,则具变余结构、残余结构,则可称为“化”,如矽卡岩化。

流体与围岩的交代蚀变方式有:扩散交代、渗滤交代和两者兼有的交代三种方式。

围岩蚀变可发生在成矿流体运移途中(头晕蚀变,通道蚀变,成矿前蚀变),也可发生在矿质沉淀期间(矿晕蚀变,成矿期蚀变),还可以发生在矿质卸载之后(尾晕蚀变,成矿后蚀变)。

由于成矿物质淀积的温压条件不同,其伴随的围岩交代蚀变也不同。对特定的蚀变矿物而言,它既可以是高温成矿期蚀变,也可以是中温成矿期的矿前蚀变或通道蚀变,更可以是成矿后的蚀变。因此,就具体的蚀变矿物而言,对于不同的矿床类型和矿种,其找矿的指示意义可能截然不同。这需要具体情况具体分析。

围岩交代蚀变的强度与范围,既取决于流体的物理化学性质,如活度、逸度、pH、Eh、温度、压力等,也取决于围岩的物理化学性质,如孔隙度,渗透性、裂隙的发育程度,顺层还是切层,与流体的远近,与流体化学性质的差异。流体与围岩的化学性质差异越大,

围岩交代蚀变越强烈。

围岩蚀变可以呈面型、体型分布,也可为线型分布。其分布范围变化很大,有的在矿脉的两侧为毫米级、厘米级宽,有的围绕着矿体则可分布达数十米宽。不同温度压力条件形成的蚀变岩在空间上可以分离,形成不同的晕圈;也可以在时间的推移下,随流体性质的演变而出现共生叠加现象,即高温、中温、低温围岩交代蚀变岩混杂于一处,此时往往会形成多金属矿床。

最常见的围岩蚀变有:

矽卡岩化:矽卡岩主要是由石榴子石(钙铝石榴子石-铁铝石榴子石)、辉石(透辉石-钙铁辉石)、角闪石及其他一些钙、铁、镁的铝硅酸盐矿物所组成的岩石。它主要产生在中酸性侵入体与碳酸盐类岩石的接触带或其附近,在中等深度条件下,经气水热液的高温交代作用形成的。在矽卡岩中常有一些含挥发份的矿物,如方柱石、萤石、斧石、电气石等,以及如绿泥石、绿帘石、蛇纹石、滑石、各类云母、石英及钙、铁、镁的碳酸盐等热液矿物,金属矿物则以磁铁矿、白钨矿、锡石、黄铁矿及铜、铅、锌的硫化物等为主。与矽卡岩有关的矿产主要有:钨、锡、钼、铁、铜、铅-锌等。

钾化:为钾质交代的产物,主要为以钾为主的长石蚀变,包括微斜长石化、正长石化、透长石化、冰长石化。由于它们不易区别,且成分几乎完全相同,故统称钾长石化。在与花岗岩有关的钨、锡、铍、铌、钽以及斑岩铜、钼矿床等的下部,经常发生有大规模的钾长石化带。由于以钾长石为主的钾化,与花岗质岩石的造岩矿物相同,一般难以识别,需要仔细观察和镜下研究方可确定。低温热液的钾长石化,以冰长石化为主,多发生在中性、弱酸性火山岩中,也可在基性或酸性岩中发生,有时与青盘岩化有关。与其有关的矿产主要为火山岩系中的一些金属矿床。钾化还包括各类富钾的云母交代蚀变,如黑云母化、白云母化,绢云母化、伊利石化。

钠化:一种钠质交代作用,一般为钠长石化,也可有霓石化、钠闪石化等。在与矿化有关的花岗岩中,钠长石化常发生在钾长石化之后,在钠长石化之后往往发育云英岩化。在这类交代蚀变花岗岩中,常发生铌、钽、铍、稀土等矿化。在一些铁、铜矽卡岩矿床中,在内接触带中,钠化常常发育很好。在青盘岩化岩石中,也常有钠化的发生。

云英岩化:一种发生在花岗岩类岩石中的高温热液蚀变。在云英岩化过程中,常有氟、硼、水等挥发组分和金属元素参加。云英岩化除形成主要特征矿物:石英和白云母外,还可形成锂云母、黄玉、电气石、萤石、绿柱石以及黑钨矿、锡石、辉钼矿等。云英岩化和钾长石化、钠长石化在成因上密切相关,因此在蚀变岩体中,常可见到它们的共生。根据云英岩的主要矿物含量,可划分为:富云母云英岩、富石英云英岩、黄玉云英岩、萤石云英岩与电气石云英岩等类别或岩带。云英岩化常与钨、锡、钼、铋、铌、钽、铍、锂等矿化有关。

绢云母化:一种广泛的中-低温热液蚀变,在中性和酸性火成岩及板岩等富铝岩石中最

常见。单矿物的绢云母岩,一般少见。绢云母化常伴随有石英和黄铁矿的产生,因而可称为绢英岩化,若黄铁矿含量超过5%时,则称为黄铁绢英岩化。绢英岩化与云英岩化过程在本质上相同,只是后者形成温度较低,它们之间可存在着过渡关系,即云英岩-绢英岩化。在金、铜、铅、锌、钼和铋等以及萤石、红柱石、刚玉等矿床中都能见绢云母化现象。特别是斑岩型铜、钼矿床、黄铁矿型铜矿床和多金属矿床。

绿泥石化:一种重要的中、低温蚀变作用。与绿泥石化有关的原岩主要是中性-基性的火成岩,部分酸性火成岩和泥质岩石也可产生绿泥石化。在围岩蚀变过程中,绿泥石主要由富含铁、镁的硅酸盐矿物经热液交代蚀变而成,也可由热液带来铁、镁组分与一般的铝硅酸盐矿物交代反应而形成。与成矿作用有关的绿泥石化,多与其他热液蚀变作用(如电气石化、绢云母化、硅化、碳酸盐化等)共生,很少单独出现,与其有关的矿产主要是铜、铅、锌、金、银、锡和黄铁矿等。

青盘岩化:主要是安山岩、玄武岩、英安岩及部分流纹岩,受中、低温热液作用产生的,一般是在近地表条件下形成。青盘岩化产生的特征矿物为:绿帘石、绿泥石、钠长石和碳酸盐(方解石、白云石和铁白云石),可有少量的绢云母、黄铁矿和磁铁矿。与青盘岩化有关的矿床有:斑岩型铜、钼矿床,热液黄铁矿矿床,多金属矿床,金和金银矿床等。

泥化:可进一步划分为深度泥化和中度泥化两类。深度泥化蚀变的特点是含有特征矿物地开石、高岭石、叶蜡石和石英,常伴有绢云母、明矾石、黄铁矿、电气石、黄玉、氟黄晶和非晶质的粘土矿物。是一种蚀变比较强烈的类型。当岩石中的铝被大量淋出,蚀变就过渡为硅化;随着绢云母含量的增加,则过渡为绢云母化。中度泥化岩石中,以高岭石和蒙脱石类矿物占优势。它们主要是斜长石的蚀变产物,通常呈带状,向外可过渡为青盘岩化,向内(矿脉方向)过渡为绢云母化。易受泥化的岩石主要为基性、中性、酸性火成岩,尤以火山岩最为发育。深度泥化常构成某些铜、铅、锌矿蚀变的内带。中度泥化分布较广泛,与金、银、铜、铅、锌矿化有关。

硅化:使围岩中石英或隐晶质二氧化硅含量增加的一种蚀变作用。二氧化硅一般是由热液带入,也可由长石或其他矿物经蚀变后形成。硅化几乎在任何岩石中都可发育,从高温到低温条件下均可产生。由于硅化可以在广泛的环境中由热液作用形成,因此硅化常与其他蚀变,如绢云母化、绿泥石化、泥化、长石化等共生。如果硅化十分强烈,蚀变岩全由石英所组成,则称为次生石英岩。次生石英岩常呈糖粒状,花岗变晶结构,等粒结构。与硅化有关的矿床很多,其中主要有:铜、铅、锌、钼、钨、金、锑、汞、明矾石、重晶石矿,等等。

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