矽卡岩矿床

矽卡岩矿床

Skarn Deposits

1、定义：

有使用“skarn”一词的许多定义。矽卡岩可以形成于区域的或接触变质作用影响，也可以由各种交代作用形成，包括岩浆的、变质的、流星的或许有海洋成因的热液交代。它们出现于深成岩体（pluton）邻近，沿断层和主要的剪切带（shear zones）内，在浅地热体系中，在海床（seafloor）底部，在深埋变质域的地壳深部。连结近些不同环境和定义一种岩石为矽卡岩的是矿物学。该矿物学上，包含钙质硅酸盐的广泛变种和伴生矿物，然而通常是石榴石（garnet）和辉石（pyroxene）佔优势。

根据若干标准矽卡岩可以细分。外矽卡岩(exoskarn)和内矽卡岩（endoskarn）是用来特指沉积的或火成原岩（igneous- protolith）的术语。镁质的和钙质的矽卡岩（magnesian and calcic skarn）可以用来描述原岩及其导致的矽卡岩矿物的主要成分。这些术语可以结合使用，如在由白云岩形成橄榄石-透辉石（forsterite-diopside）矽卡岩时可以使用镁质外矽卡岩。

钙硅酸盐质角页岩（calc-silicate hornfels）是经常用于描述相关细粒钙硅酸盐的术语，这些岩石是不纯碳酸岩单元，像泥质（silty）灰岩和钙质页岩变质的结果。

反应矽卡岩（reaction skarn）可以由页岩和碳酸盐岩稀疏交互地层的等化学变质（isochernical metamorphism）。在那里,邻近岩性间,

成分的交代转移可能在小规模（也许几公分）尺度上发生。类矽卡岩（skarnoid）是用于描述相对细粒贫铁的钙质硅酸盐岩石的术语，它起码是局部受原岩成分控制的反映。类矽卡岩是纯变质角页岩与纯交代的粗粒矽卡岩间的过渡体。

对于所有先前这些术语来说，原岩的成分和结构趋向于控制形成矽卡岩的成分和结构。比较而言，多数有经济价值的重要矽卡岩矿床是大规模交代迁移的结果。这里液体的成分控制由此而产生的矽卡岩及其矿石矿物。

2、矽卡岩的矿物学。

正像矿物学是认可和定义矽卡岩的一把钥匙一样，它也是在理解其成因方面，和在经济意义上判定重要矿床的准则。矽卡岩矿物作为围绕潜在矿床的广泛蚀变圈(“alteration envelope”)，在野外可以填图。由于多数矽卡岩矿床是分带的，在勘查阶段早期识别最终蚀变特征可能是至关重要的。矽卡岩矿物学特征和分带性细节可以用于制定专门的矿床探测模型，也可以用于服务农业发展和区域综合发展的更一般勘查模型。

尽管许多矽卡岩矿物是典型的造岩矿物，某些矿物是很少的。然而，多具有成分变异，可以为其形成环境提供重要信息。

某些矿物，如石英和方解石，出现在差不多所有矽卡岩中。另一矿物，如硅镁石（humite）、方镁石（periclase）、金云母（phlogopite）、滑石（talc）、蛇纹石（serpentine）和羟镁石（brucite）是镁矽卡岩的典型矿物，而且不出现于其它类型的矽卡岩中。另外，有许多含锡、

硼、铍和氟的矿物很具局限性，但局部意义是很重要的，寓有基因（parageneses）的。

Zharikov(1970)或许是第一次描述主要矽卡岩分类中矽卡岩矿物学上的系统变化。他应用相平衡（phaseequilibria）、矿物兼容性（mineral compatibilities）和固溶体系列的成分变化来描述并对不同矽卡岩类型的特征矿物组合（characteristic mineral assemblages）进行预言。他的观察已被Burt（1972）和Einaud（1981）等拓展了，包括矿床类型的广泛多样性以及类型间的矿物学变异。最多用于分类和勘查的矿物是像石榴石、辉石和闪石那些在所有类型矽卡岩中出现的矿物，以及指示标记成分变化的矿物。例如，含锰辉石（manganiferous pyroxine）、锰钙辉石（ohannsenite）、差不多总是专属性发现于含锌矽卡岩。无须很多信息支持，它的出现就可以定义为这种矽卡岩类型。当成分数据有效可用时，以端元（end menbers）摩百分比（mole percent）表示（denote）矿物成分就成为可能。例如，辉石含70mol%的铁钙辉石（hedenbergite），28mol%的透辉石(diopside)和2mol%的锰钙辉石，可以表示为HD70Di28J02。许多矽卡岩体系中，铁含量的变化是最重要的参数。所以，许多矿物的描述简单化为其含铁端元。也就是Hd10或Ad90。大量的成分数据可以用图式来概括。三角图解（triangular plots）常用于表达复杂矿物(如石榴石、辉石)成分上的变化。

闪石(amphibols)较难以用图解来描绘（portray），因为它们存在结构和成分的变化。不同矽卡岩类型中闪石间的主要差异在Fe、Mg、

Mn、Ca、Al、Na和K数量上变化。来自含Au、W和Sn 矽卡岩的闪石，逐渐增多是更含铝的（阳起石actinolite-绿钠闪石hasting site-角闪石hornblende）；来自含Cu、Mo和Fe矽卡岩的是更富铁的透闪石tremolite-阳起石系列的闪石；来自含锌矽卡岩的是富锰并是贫钙的，波动在阳起石至锰铁闪石（dannemorite）间。对于特定的矽卡岩矿床或矽卡岩聚合体（group of skarns），在较不普通矿物相，如符山石（idocrase）、钙蔷薇辉石（bustamite）或橄榄石（olivine）上的成分变化，可能提供洞察到分带模式或区域岩石成因的信息。

3、矽卡岩的时空演化(evolution)

作为最初（1902~1918）对矽卡岩特征的认识，矽卡岩矿床的形成是动力作用的结果。在多数大的矽卡岩矿床中都存在早期或末期（distal）变质作用导致的角页岩反应硅卡岩和类矽卡岩向晚期或最近的交代变质导致的相当粗粒含矿矽卡岩的过渡（transition）。由于强大的热力梯度和大规模流动循环单元，比其借助区域变质的等化学再结晶的简单模型，接触变质可能相当复杂。例如，循环变化着的溶液通过相当简单的碳酸岩原岩中的断裂可以引发若干不同的反应。因此，在最深成环境中，陡的（steep）热力梯度通常导致连结小规模交代运移的复杂变质环（aureole）的形成，反应矽卡岩和类矽卡岩就是证据。

更复杂一些的变质热液同时加入了一些岩浆成分，像Fe、Si、Cu等，产生纯变质和纯交代作用之间的闭联体(continuum)。

在相当高的温度下（Wallmach和Hatton1989年描述>1200℃），早