最全矽卡岩型矿床

矽卡岩型矿床本章介绍了矽卡岩型矿床的概念与特征，阐述了矽卡岩型矿床的形成条件、成矿作用和成矿过程，并按矿种分类，例举了矽卡岩型Fe、Cu、W、Mo、Pb、Zn等矿床的地质特征及典型矿例。

第一节概述一、基本概念中酸性侵入体和碳酸盐类等岩石的接触带及其附近，由含矿热液交代作用而形成的热液矿床称为接触交代矿床。

在接触交代矿床中一般都具有典型的矽卡岩矿物组合，而且矿床在成因和空间上都与矽卡岩存在密切的关系。

因此，这类矿床又称矽卡岩型矿床。

矽卡岩是一套蚀变岩组合、具有粗粒结构、主要由多种硅酸盐矿物和部分氧化物矿物组成的岩石，按成分可把矽卡岩分成钙矽卡岩和镁矽卡岩两类：钙矽卡岩是指热液在接触带交代石灰岩时主要形成石榴子石（钙铝榴石-钙铁榴石）、辉石（主要为透辉石-钙铁辉石），有时还有相当数量的符山石、硅灰石、方柱石以及透闪石、阳起石、绿帘石等。

钙矽卡岩是最常见的一类矽卡岩。

镁矽卡岩是指热液在接触带交代白云质灰岩或白云岩时，由于白云质岩石中不仅含CaO，而且还富含MgO，因此常形成镁橄榄石、透辉石、尖晶石、硅镁石以及金云母、蛇纹石等矿物。

镁矽卡岩在自然界分布不如钙矽卡岩广泛。

由于白云质灰岩中同时富含钙和镁，所以镁矽卡岩往往和钙矽卡岩伴生产出，实际上单纯的镁矽卡岩是很少见的。

无论是钙矽卡岩还是镁矽卡岩，按其矿物组合，又可进一步分为简单矽卡岩和复杂矽卡岩两种类型。

简单矽卡岩是指只有石榴子石、辉石等无水硅酸盐矿物组成的矽卡岩，它是矽卡岩化早期高温气水阶段的产物。

复杂矽卡岩是在简单矽卡岩的基础上发展起来的，早期形成的石榴子石和透辉石等矿物，经晚期热液交代形成了阳起石、透闪石、绿帘石和绿泥石等含水的硅酸盐矿物。

这种有晚期矿物叠加的矽卡岩，称为复杂矽卡岩。

镁矽卡岩也可有简单和复杂之分。

简单的镁矽卡岩主要由镁橄榄石、透辉石、硅镁石和尖晶石组成，为早期的产物。

复杂的镁矽卡岩是在上述矿物组合的基础上，叠加有晚期产生的蛇纹石、金云母等矿物而成的。

矽卡岩矿物有数十种之多，常见的有十余种（表5-1）。

表5-1 矽卡岩矿物分类表矽卡岩型矿床具有重要的工业价值。

从世界范围看，这类矿床是世界钨的最主要来源，是铜、铁、钼、锌的主要来源之一，同时也是钴、金、银、铅、铋、锡、铍、稀土、硼等相对次要的来源。

这类矿床在中国也占有特殊地位，如矽卡岩型铜矿占中国铜矿储量的第三位（16.4%），占富铜矿储量的第二位；铁矿占富矿储量的第一位（38.0%）。

矽卡岩型矿床中经常伴生镍、铋、硒、碲、金、银等稀有、分散和贵金属元素，有的含量较高，可综合回收利用。

二、矽卡岩矿床的特征（一）矿体的产状、形态与规模矿体多分布于中酸性岩浆岩与碳酸盐类岩石的接触带中，一般不超出热变质晕的范围，并多产于外接触带上，一般距接触面100~200m范围内（图5-1），少数产于内接触带。

图5-1矽卡岩型矿床的产出位置示意图（转引自袁见齐等，1985）由于矿床的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、形态均比较复杂，矿体连续性也差。

常呈似层状、透镜状、巢状、柱状、脉状、复杂树枝状以及各种不规则形状。

规模大小不一，有直径数米的小矿体，也有长数千米、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，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、磁黄铁矿、黄铁矿、辉钼矿、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。

非金属矿物主要为矽卡岩矿物，如钙铝-钙铁石榴石系列、钙铁辉石及透辉石系列以及其他Ca、Mg、Fe、Al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、黄玉、萤石、绢云母、白云母和含铁、镁的碳酸盐矿物。

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和各种交代结构等。

（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，矿床可分内带和外带两个带：内带为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，外带主要由高温-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。

第二节矽卡岩型矿床的形成条件一、物理化学条件1．形成温度矽卡岩型矿床的形成温度范围在900~200℃，为气化至热液阶段的产物，是一类特殊的热液矿床。

据实验所知：典型的矽卡岩矿物组合形成温度在900~500℃，金属氧化物的形成温度一般在600~350℃，而金属硫化物的形成温度在450~200℃。

2．形成压力与深度接触交代过程中，CaCO3分解生成CaO+ CO2，这对形成矽卡岩具有重要意义，如：CaCO3+ MgCO3+2SiO2→CaMgSi2O6（透辉石）+2CO2如果接触交代作用的形成部位过深，所处的压力过大，上式中的CO2就难以从CaCO3中分出，从而不利于矽卡岩的形成。

据Einaudi等（1981）对130个研究较好的矽卡岩型矿床的统计，其形成压力为3×107~3×108Pa。

因此，矽卡岩型矿床可形成于从浅成到中深成的环境。

除用化学反应的条件来判断成矿深度外，还可以利用一些地质标志来判断成矿深度。

中等深度的标志为：岩浆岩具细粒及斑状结构，斜长石常具环带状构造，反环带构造常见，角闪石中有辉石残余物构成反应边结构；很少或不与伟晶岩共存；矿体延深较大，垂直分带明显，矿化均匀，矿石中固熔体分离结构发育。

深度较浅的标志为：矿化与小侵入体、次火山岩及喷出岩有关；矿体延深小，垂直分带不很清楚，各带间常有重叠现象；成分复杂，有大量的各种硫盐，分布不均匀；有大量晶洞、晶簇及胶状构造。

二、岩浆岩条件由于矽卡岩型矿床是岩浆气水热液交代围岩的结果，所以岩浆岩的成分、形成深度、形态、规模等对矽卡岩型矿床的形成有决定性的影响。

有利于形成矽卡岩型矿床的岩浆岩主要为中酸性岩浆岩，按岩性又可分为两个系列：（1）钙碱性系列：花岗岩-花岗闪长岩-石英闪长岩-闪长岩（2）碱性系列：碱性正长岩-花岗正长岩-石英二长岩-二长岩与成矿关系密切的为钙碱性系列。

在矽卡岩矿区中，常出现多阶段的、由不同岩相组成的岩浆岩杂岩体。

总的来看，与矽卡岩矿床有关的岩体化学成分，K、Na含量明显较同类岩石高，Mg、Fe、Ca含量偏低，且表现出一定的成矿专属性，如铁矿床往往和石英闪长岩、闪长岩有关；铜矿床、铅锌矿床大多和花岗闪长岩、石英二长岩有关，钨、锡、钼、铍矿床主要和花岗岩类有关。

就岩体的产状与规模而言，一般侵位于中深到中浅成条件下的中小型侵入体与成矿关系较为密切，岩体出露面积一般小于50km2，大多数在2~10km2左右，常呈岩株、岩瘤、岩钟、岩脉状产出，岩石具有明显的中深到浅成的岩相特征。

规模巨大的岩基状侵入体，除了由它分出的小型岩枝外，一般不形成矽卡岩型矿床。

侵入体的产状对矽卡岩和矿体的分布有较大影响。

一般情况下，矽卡岩和矿体大多分布在侵入体的上盘接触带，层状侵入体或多层侵入体可形成多层矿化，但以上盘接触带为主。

侵入体的形态对矽卡岩和矿体的形成和分布也有一定的影响，凹凸不平的接触面比平整的接触面更有利于形成矽卡岩和矿体。

据已有资料统计，岩体的凹入部位要较凸出部位更有利于成矿（图5-2）。

侵入体表面的这些奇特形态多数是由于围岩中存在裂隙以及岩浆的多期活动造成的。

由于这些裂隙为后期含矿溶液的运移和交代作用创造了条件，所以常常影响和控制着矽卡岩和矿体的分布。

图5-2辽南铜矿地质剖面示意图(转引自姚凤良等，1983)1－铜矿体；2－花岗岩类；3－大理岩据统计，中国的矽卡岩型矿床大多和较年轻的岩浆岩有关，时代较老的岩浆岩很少形成接触交代矿床。

三、围岩条件围岩岩性对矽卡岩型矿床的形成有重要的影响，最有利的围岩是碳酸盐类岩石。

石灰岩、白云质灰岩，白云岩等碳酸盐类岩石以其化学性质活泼、脆性较大、特别是硅化后易破碎，渗透性强和富含CaO或MgO而易被交代，形成各种类型的矽卡岩。

疑灰岩、安山岩等火山岩在一定条件下也可以形成矽卡岩型矿床，如中国长江中下游一些矽卡岩型铁矿床的围岩即为火山岩。

就围岩本身的特点而言，厚层的、成分单一的灰岩往往不利于成矿，而薄层碳酸盐岩石或成分不纯的碳酸盐岩，如泥质灰岩、白云质灰岩、含燧石条带灰岩、含有机质灰岩等对成矿较为有利。

特别是薄层灰岩与火山岩、粉砂岩、页岩互层时，由于它们的物理性质有明显差异，层面间的结合比较虚弱而有利于热液的流通，所以热水溶液更易于交代薄层灰岩而形成矽卡岩和矿体。

围岩的节理、裂隙及孔隙度等对矿化富集及矿体的形态、产状等也有重要的影响。

四、构造条件构造对矽卡岩型矿床的形成有重要的控制作用。

对矿体形态、分布和规模有影响的地质构造主要有下列几类。

1．接触带构造根据侵入岩和围岩的接触关系可把接触带构造分成两种类型：①“整合”接触型，接触面与围岩层面平行一致，这类构造所形成的矽卡岩及矿体的形态比较规则，以似层状或透镜状为主，产状和围岩层理基本一致（图5-3）；②“不整合”接触型，接触面产状和围岩产状斜交，矽卡岩及矿体的形态复杂多变，除沿接触带分布外，还可沿围岩层理分布，围岩中的矽卡岩或矿体常呈分枝状与接触带相连，形成一个形态复杂多变却又统一的矽卡岩体或矿体（图5-4）。