矽卡岩型矿床

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1、矽卡岩型矿床矽卡岩型矿床 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。接触交代矿床中一般都具有典型的矽卡岩矿物组合，矿床在成因和空间上与矽卡 岩存在密切的关系，因此，这类矿床又称矽卡岩型矿床（skarn deposits） 。侵入体的存在是矽卡岩型 矿床的一个前提条件。 需要强调指出的是，并不是所有的出现矽卡岩的矿床都与侵入体有关，由于不存在侵入体接触 带构造，且热液矿化和围岩蚀变（矽卡岩）的形成主要受断裂构造控制，因此这些矿床并不能称为 矽卡岩型矿床。如青海东昆仑的肯德可克钴铋金铜矿床，其矿体产在富硅的热水沉积硅质岩和富钙 的含碳钙质板

2、岩两种地层界限附近的断裂带中，矿区地表范围内和所施工的大量钻孔中都未见到与 矽卡岩有关系的侵入体的存在，因此这类矿床与典型的矽卡岩型矿床存在本质的区别，受断裂构造 控制明显，应属于热液脉型矿床，因此这种矿床的勘查应沿断裂构造带展开，而非侵入体的接触带 及其附近。再如，西澳大利亚产在高角闪岩相和麻粒岩相变质岩中的深成热液金矿床，其围岩蚀变 组合也类似于矽卡岩，但受剪切构造带而非侵入体接触带控制，该类金矿属于典型的热液脉状金矿， 目前还没有研究者把其称为矽卡岩型金矿。 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 （超过 70% 的世界钨产量来自该类矿床） ，是铜

3、、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。这类矿床在我国也占有特殊地位，如矽卡岩型铜矿占我国铜 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。 一、一、（一（二（一（二矽卡岩型矿床的形成条件矽卡岩型矿床的形成条件 ）物理化学条件）物理化学条件 1 形成温度 矽卡岩型矿床的形成温度范围由 900200左右，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

4、900500之间，金属氧化物的形成温度 一般在 600350之间，而金属硫化物的形成温度大致在 450200之间。 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+2SiO2CaMgSi2O6（透辉石）+2CO2 如果接触交代作用的形成部位过深，所处压力过大，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 31073108Pa。因此，矽卡岩型矿床可形成于从浅成到中深成的环境。 3 其它物理化学条件 除温度、压力外，

5、成矿热液的氧逸度、pH值、二氧化碳逸度和硫逸度等也是影响矽卡岩矿物成 分、矿物组合特征和制约矿床形成过程的重要参数，例如，在高氧逸度条件下形成的矽卡岩型钨矿 床中含钼较高，而在低氧逸度条件下形成矽卡岩型钨矿床中含锡较高。 ）岩浆岩条件）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1模等对矽卡岩型矿床的形成有决定性的影响。有关的侵入岩类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。 侵入岩的类型对矽卡岩型矿床具明显的成矿专属性

6、，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、钼矿床主要和花岗岩类有关。 和矽卡岩型矿床有关的侵入体大多属于中深成相到中浅成相，岩石常具细粒结构和斑状结构， 斜长石斑晶中有时可见到环带结构，角闪石中有时有辉石残余及反应边结构。部分成矿的浅成相岩 体和火山岩关系密切，属次火山岩相，成分以中性岩居多。 成矿侵入体的规模以小型为主，个别规模小的出露仅为几平方公里。侵入体的产状以岩株、岩 瘤较为常见。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

7、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影响，凹凸不平的接触面较平整的接触面 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6-1） 。 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。 据统计，我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（三）围岩条件 围岩岩性对矽卡岩型矿床的形成有重 要影响

8、，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，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。凝灰岩、安山岩等火山岩在一定 条件下也可形成矽卡岩型矿。 如我国长江中 下游一些矽卡岩型铁矿床的围岩即为火山 岩。 矽卡岩矿物有数十种之多， 常见的有十 余种（表6-1） 。 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。由于这些矽卡岩矿 物

9、的成分中都含有一定数量的钙，故称为钙矽卡岩。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。这些矽卡岩矿物的成分 中富含镁，故称为镁矽卡岩。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。 图 6-1 辽 南 铜 矿 地 质 剖 面 图 1-铜矿体；2-花岗岩类；3-大理岩 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

10、种 类型。简单矽卡岩是指只由石榴石、辉石等组成的矽卡岩，它是矽卡岩化早期高温气水阶段的产物。2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，为早期阶段产物。复杂的镁矽卡岩是在上述矿物组合基础上，叠加有晚期产生的蛇纹石、 金云母等矿物而成的。 表6-1 矽卡岩矿物分类表 表6-1 矽卡岩矿物分类表 矽卡岩类型及形成阶段 矿物名称 有关矿产 主要 石榴石（钙铝石榴石-钙铁石榴

11、石） 辉石（透辉石-钙铁辉石） 铁、钨、铍（钼）、锡 早期阶段 次要 符山石、硅灰石、方柱石 主要 绿帘石、阳起石、透闪石 铜、铅、锌（钼） 钙矽卡岩 晚期阶段 次要 绿泥石 主要 镁橄榄石、透辉石 铁 旱期阶段 次要 尖晶石、硅镁石、硼镁铁矿 硼 镁矽卡岩 晚期阶段 主要 蛇纹石、金云母 铜 碳酸盐岩层的构造对矽卡岩型矿床的形成也有一定影响，薄层灰岩比厚层灰岩有利于成矿，特 别是薄层灰岩和页岩、粉砂岩、火山岩等岩层互层时，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选择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

12、形态、产状等也有重要影响。 （四）构造条件（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：“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，以似层状和 透镜状为主，产状和围岩层理基本一致（图6-2） ；“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6-3） 。当

13、侵 入体局部超覆围岩之上形成超覆接触时，由于超覆接触面的倾斜经常比较陡，所形成的矽卡岩和矿 体的产状也较陡。 图 6-2 整 合 接 触 的 矽卡岩型矿床剖面图 1-浮土；2-大理岩；3-花岗岩；4-锡矿体；5-铜矿体；6-铅锌矿体；7-矽卡岩 3（2）围岩层理和层间破 碎带：围岩的层理面本身就是 构造脆弱带，不同岩性的岩层 之间的接触面、层间断裂、破 碎带和层间剥离，对形成矽卡 岩型矿床有特殊的意义，它可 使含矿气水热液在远离侵入体 的围岩中形成稳定的似层状矿 体或透镜状矿体（图6-4）。 图6-3 不整合接触的矽卡岩型矿床剖面图 l-第四系；2-上部嘉陵江灰岩；3-下部嘉陵江灰岩；4-大冶

14、灰岩；5-白云岩；6-花岗闪长斑岩；7-钼矿体；8-铜矿体 图 6-4 受 围 岩 层 理 、 层 间 碎 破 带 控 制 的 接 触 交代 矿 床 剖 面 图 l-浮土；2-大理岩；3-矽卡岩；4-白云岩；5-砂岩； 6-页岩；7-花岗斑岩； 8-铜矿体；9-铜锌矿体；10-角砾岩 （3）断裂和裂隙：岩浆岩 的侵入接触带往往就是断裂构 造带，穿切接触带的断裂可使 气水热液进入围岩，形成脉状 或分枝状的矽卡岩体和矿体， 也可使晚期含矿热液在矽卡岩 中形成脉状矿体。在断裂构造 交汇处还可形成囊状、柱状富 矿体。值得注意的是，未经错 动的接触带对形成矽卡岩型矿 床是不利的。据统计，几乎所 有形成矿

15、化的接触带都存在有 构造破碎现象。 （4）褶皱构造：褶皱构造 主要表现在对岩体及含矿热液 流通的控制。和矽卡岩型矿床 有关的褶皱构造主要是背斜构 造，这类背斜构造往往是岩体 侵入时的同期构造，有的甚至 就是由岩体侵入所引起的“被 动”褶皱。 背斜构造形成时所派 生的层间空隙、轴向断裂以及 环状或放射状断裂等，为含矿 热液流通提供了有利的空间。 背斜构造的轴部、倾伏端、轴 线转折处等，因空隙较大而有 利于矿液的流动，所以是形成 矽卡岩和矿体的有利部位（图 6-5）。 （5）围岩捕虏体：侵入岩 4图6-5 褶皱构造和矽卡岩型矿化的关系 1-岩浆岩；2-灰岩；3-砂岩；4-矿体；5-断层 中的灰岩捕

16、虏体也可形成一定规模的 矽卡岩和矿体。一般情况下，捕虏体 大多位于接触带附近，所形成的矽卡 岩体和矿体经常与接触带断续相连。 和捕虏体有关的矽卡岩化和矿化同样 受捕虏体接触面控制，少数情况下矽 卡岩和矿体几乎交代了整个捕虏体。 捕虏体中的褶皱、断裂和层间破碎等 构造同样影响着矽卡岩和矿体的形态 和分布。 二、（一（二（三矽卡岩型矿床的地质特征二、（一（二（三矽卡岩型矿床的地质特征 ）矿体的产状、形态与规模）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，且产于外接触带的居 多，一般距接触面100200m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1030m， 沿走向长200500m。除有的钨、钼、