单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1矿 床 学 第五章 矽卡岩型矿床第一节 概 述一、基本概念接触交代矿床是指在中酸性侵入岩与碳酸盐类岩石的接触带上，由于含矿气水热液发生复杂的交代作用而形成接触交代岩（矽卡岩）及矿床，这种矿床被称为接触交代矿床，或称为矽卡岩（ skarn ）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：矽卡岩类类型及形成阶阶段 矿矿物名称 有关矿产矿产钙矽卡岩 早期主要石榴子石(钙铝石榴子石-钙铁石榴子石) 辉石(透辉石-钙铁辉 石)铁 钨 铍(钼) 锡 次要符山石 硅灰石 方柱石晚期主要绿帘石 阳起石 透闪石铜 铅 锌(钼)次要绿泥石 镁矽卡岩早期主要镁橄榄石 透辉石 铁 次要尖晶石 硅镁石 硼镁铁矿硼晚期主要蛇蚊石、金云母铜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，少数产于内接触带 二）矿石特征矿石物质成分：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(硼镁铁矿，硅钙硼石，硼镁石；日光榴石，金绿宝石，硅铍石，石英，石棉，金云母等)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、镁的碳酸盐矿物矿石的结构构造有：块状构造、浸染状构造、条带状构造、晶洞构造等；粗粒结构和各种交代结构等 晶洞构造石英（灰白色）的部分晶洞内生长有方铅矿的晶体黄铜矿等硫化物集合体形态不规则、大小不均一，星散分布于斑岩中浸染状构造辉锑矿（黑色）集合体沿块状石英-白钨矿的网状裂隙穿插交代脉状穿插构造铅锌硫化物及少量黄铁矿、脉石矿物构成致密块状矿石块状构造（三）矿床的分带性按出露位置，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，主要由高温矿物组成，如石榴子石、辉石等，次要矿物有符山石、方柱石等 。
外带是指交代碳酸盐岩等围岩形成的矽卡岩带，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 金属矿化的分带性：金属氧化物（磁铁矿、赤铁矿、白钨矿、锡石等）主要分布内接触带上，和内矽卡岩带共生多形成于矽卡岩期 金属硫化物（黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等）主要分布外接触带上，和外矽卡岩带共生，少数产于碳酸盐围岩中多形成于石英硫化物期 金属矿化往往还和某些特定的矽卡岩带密切共生，如铁矿化富集于石榴子石矽卡岩带内，铜矿化常与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450-2002形成压力与深度矽卡岩矿床形成压力与其所在的深度有关，大多数研究者认为主要是在中等深度，也可在浅深条件下形成一般形成于14.5km之间。
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31073108 Pa因此，矽卡岩型矿床可形成于从浅成到中深成的环境比岩浆矿床（十几几十km）和伟晶岩矿床（39 km）形成深度要小得多二、岩浆岩条件 岩浆岩体：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 ，与成矿关系密切 2）碱性系列：碱性正长岩-花岗正长岩-石英二长岩-二长岩 矽卡岩矿床还表现出明显的成矿专属性，显示了岩浆岩与成矿的关系：铁、铜矿床与石英闪长岩、闪长岩有关；钨、锡、铋、钼矿床与花岗岩类有关；铅、锌矿床与花岗岩类有关，其次与花岗闪长岩有关岩体的产状与规模：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 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形态上：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形成时代上： 中国：东部以燕山期岩体为主，西部以海西期岩体为主；世界：主要为中生代的或更年轻的岩体 时代较老的岩浆岩很少形成接触交代矿床 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大理岩三、围岩条件围岩的岩性：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）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 围岩的构造特征：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，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 矽卡岩型铜矿床模式图（据翟裕生（1995）原图稍加修改） 1-矽卡岩型矿体；2-可能伴生的斑岩型矿床；3-可能伴生的爆破角砾岩型矿体；4-脉型矿体；5-可能伴生的层控（沉积-改造）型矿体；6-砂岩及粉砂岩；7-碳酸盐岩；8-泥质岩及页岩；9-石英闪长岩；10-花岗闪长岩/闪长玢四、构造条件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，以似层状或透镜状为主，产状和围岩层理基本一致；整合接触的矽卡岩型矿床矿体剖面示意图 （转引自姚凤良等，1983） 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 “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。
当侵入体局部超覆围岩之上形成超覆接触时，由于超覆接触面常比较陡，所形成的矽卡岩和矿体的产状也较陡 不整合接触的矽卡岩型矿床矿体剖面示意图（姚凤良等，1983） 1-第四系；2-上部嘉陵江灰岩；3-下部嘉陵江灰岩； 4-大冶灰岩；5-白云岩；6-花岗闪长斑岩；7-钼矿体；8-铜矿体超覆接触型矿体（湖北铁山）(湖北地质一队)1-大理岩；2-黄铜矿磁铁矿矿体；3-石英闪长岩；4-辉石闪长岩；5-矽卡岩化石英闪长岩；6-钠长石化闪长岩；7-透辉石闪长岩岩体的凹部往往对成矿有利；在接触带上断裂交错部位、与不同岩性接触部位、以及早期脉岩和断裂发育部位等均有利于矿化未经构造破坏的接触带构造一般不易形成大矿 接触带在深部的产状往往比较复杂时而向内倾，时而向外倾，时而呈是整合接触，时而又呈不整合接触，甚至出现多次分枝，或多次凸出又凹陷的复杂产状，造成多层矿化现象凹部对矿化的控制示意图 断裂破坏的接触带构造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，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，它们常为矿液的流动和矿质沉淀提供了有利场所，也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。
受围岩层理、层间 碎破带控制的矽卡岩型矿床1-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与矽卡岩型矿床有关的褶皱构造主要是背斜构造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，它们常为矿液的流动和矿质沉淀提供了有利场所，也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W1-白云质灰岩；W2-灰岩；-斑状黑云母花岗岩；-中-细粒黑云母花岗岩；-钾长石交代岩，伴有白钨矿（锡石）矿化；-钠长石化花岗岩；-云英岩或云英岩化花岗岩，可伴有铍、锡、钨、钼、铌、钽、铪矿化；-钙矽卡岩型铜、锡、（钨、铋、金）矿体；-镁矽卡岩型铜锡（钨）矿体；-产于石英-萤石-磷酸盐岩中的锡铜铅锌（银）矿体；-层间交代（锡、铜、铅、锌）矿体；-脉状交代（锡、铜、铅、锌）矿体；-电气石锡脉带型锡（钨、铍、锂、铜）交代矿床；-砂锡矿矽卡岩型锡矿床模式（据赵一鸣（1995）原图微加修改） 5围岩捕虏体侵入岩中的灰岩捕虏体也可形成一定规模的矽卡岩和矿体。
且大多位于接触带附近，矽卡岩体和矿体经常与接触带断续相连第三节 矽卡岩型矿床的成矿作用和成矿过程一、成矿作用 1接触渗滤交代作用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沿裂隙由接触渗滤式 交代作用形成矽卡岩2接触扩散交代作用（双交代作用）当溶液沿岩浆岩和石灰岩接触面流动时，外接触带石灰岩粒间溶液为CaO所饱和,内接触带岩浆岩中粒间溶液为S iO2、AI2O3所饱和，在上升溶液影响下,破坏原有平衡,使CaO向岩浆岩中扩散,而S iO2、AI2O3 等向石灰岩中扩散,形成矽卡岩浓度梯度是扩散组份运移的动力3CaCO3+Al2O3+3SiO2Ca3Al2Si3O12（钙铝石榴子石）+3CO2二、矿床的形成过程 矽卡岩矿床的成矿具有明显的多期性和阶段性一般矿化晚于矽卡岩成岩期，成矿过程大体分为两个期五个阶段：1矽卡岩期主要形成各种钙、铁、镁、铝的硅酸盐矿物，无石英形成包括三个阶段1）早期矽卡岩阶段：为高温超临界（ 800500 ）状态，形成岛状或链状无水硅酸盐矿物如硅灰石、钙铝-钙铁石榴子石、透辉石-钙铁辉石、方柱石等。
这些矿物构成了矽卡岩的主体由于这个阶段发生于高温的超临界条件下，因此形成的矽卡岩矿物不含水份，因此又可称“干矽卡岩阶段”除少量磁铁矿外，一般不形成有用矿物，故又称无矿矽卡岩阶段典型的化学反应有： CaO+SiO2CaSiO3(硅灰石)+CO2 CaO+MgCO3+2SiO2CaMgSi2O6(透辉石)+2CO2 CaCO3+FeO+2SiO2CaFeSi2O6(钙铁辉石)+CO2 3CaCO3十A12O3+3SiO2Ca3A12Si3O12(钙铝榴石)+3CO2 3CaCO3+Fe2O3+3SiO2Ca3Fe2Si3O12(钙铁榴石)+3CO2（2）晚期矽卡岩阶段：在接近临界（ 5。