矽卡岩矿床

矽卡岩矿床综述

摘要：矽卡岩矿床是铁、铜、钨、锡、铅、锌和金以及一些非金属矿产的重要来源之一。我国矽卡岩矿床分布十分广泛。近年来的研究在成矿地质环境、成矿物理化学条件、矿物包裹体、同位素、实验模拟以及矿物相平衡方面有较大的发展。矽卡岩矿床是所有矿床类型中数量最多和变化性最大的床,有重要的经济意义和成因特征。本文对矽卡岩的矿床地质特征、矿床主要类型和矿床地球化学方面做一些总结。

关键词：矽卡岩矿床；矿床地质特征；矿床成因；地球化学

矽卡岩一词最早源于瑞典,后来广泛应用于中酸性侵入岩与碳酸盐岩接触带形成的一套蚀变硅酸盐矿物组合。矽卡岩矿床是在中酸性-中基性侵入岩类与碳酸盐类岩石的接触带上或其附近，由于含矿气水溶液进行交代作用而形成的[1]。目前,除贵州省和台湾省外二十七个省市自治区范围内均有矽卡岩矿床分布[2]。矽卡岩矿床是金属矿床中的一种重要类型，是矿床学研究的重要对象[3]。接触交代带流体存在两个系统,它们代表不同来源,一种是岩浆来源,一种是天水循环来源,还存在地层水(建造水)加入的可能性。环太平洋地区是世界上最重要的巨型矽卡岩矿床成矿带,不仅矿床数量多、品位富、类型复杂,而且许多矽卡岩矿床的储量在世界金属矿床总量中也占有十分重要的位置[4]。

一、矿床地质特征

矿床常成群成带分布,主要产于地台活化区和摺皱带的拗陷区,成矿时代以燕山期为主[5]。矽卡岩矿床的分布是不均匀的,常成群成带沿一定大地构造单元的有利构造岩浆活动带(区)产出。关于矽卡岩矿床成矿带(区)的划分,欧阳自远(1958)曾作过研究[6]。

矿体分布在侵入岩及其周围岩石的接触带上或其附近。以产于外接触带的蚀变碳酸盐岩中为多，少数产于内接触带的蚀变侵入体中。由于矿床形成明显受岩浆分异冷凝、围岩性质、接触带构造以及交代作用强度的影响，所以矿体的产状、形状均比较复杂，矿体连续性也差，常呈似层状、凸镜状。

矿床常具有分带性，一般靠近岩浆岩一侧形成的内矽卡岩，称为内带，主要由较高温的矿物组成，如磁铁矿、赤铁矿、石榴子石、辉石等，靠近围岩一侧形成外矽卡岩，称为外带，主要由高-中温矿物组成，如石榴石、辉石、角闪石、绿泥石、绿帘石、阳起石等。

越来越多的地球物理和地质资料表明,深部构造和矽卡岩矿床的分布以及矿化组合有着十分密切的联系,有些区域性深断裂带明显地控制着矽卡岩矿床的分布。矽卡岩的含矿性同与之有关的火成岩组合与大地构造环境之间有着密切联系。大洋岛弧环境中的偏基性火成岩类产有较高的铜、钴和金含量的富铁(磁铁矿)矽卡岩,大陆边缘的中到酸性的钙一碱性岩浆,在中等深度环境下,产生含钨矽卡岩和少量的含锌矽卡岩,在浅成环境下产有含铁、铜、铝和

铅锌的矽卡岩,造山晚期或造山期后大陆环境下进一步演化的花冈质岩浆产有含锡、钨、铂、锌、铍和萤石的矽卡岩[7]。

从矽卡岩矿床中的矿物分布特征来看，近岩体以高温无水矽卡岩矿物为主, 而远离岩体则以低温含水矽卡岩矿物为主, 此分带特征与我国一些重要的矽卡岩多金属矿床的交代分带特征一致[8]。从矿物种类上来说，矿石物质成分复杂，非金属矿物主要有石榴子石、辉石及其他硅酸盐矿物。此外还有石英、萤石、黄玉等碳酸盐矿物。金属矿物以氧化物和硫化物为主，磁铁矿、赤铁矿、锡石、白钨矿、方铅矿等。

二、矿床成因

矽卡岩矿床的形成不仅具有独特的地质环境和形成条件，就其形成作用来说也与其他各类内生矿床有所不同。成矿过程是复杂的，多期多阶段性的表现是明显的。早期交代形成的硅酸盐组合明显地不同于一般热液矿床，其成分和接触带的两种主要反应岩石密切有关。晚期形成的石英硫化物组合虽和一般的热液矿床无明显差异，但他并非独立的产物，而是统一成矿过程中的一个组成部分，它只是在最后阶段在较低温度条件下形成的。

矽卡岩矿床的物质来源不是单一的，随着成矿阶段的发展是有变化的。早期大部分物质来自彼此接触的两类岩石，主要形成硅酸盐矿物。晚期则有热液带来的不同来源的物质加入，这对形成金属矿床具有重要意义。根据某些矽卡岩矿床硫同位素资料分析，硫的来源主要来自于地幔，也有的来自地壳。这和观察到的矿化与岩浆岩有一定的专属性，矿体明显晚于与之成因联系的岩浆岩和矽卡岩的现象一致的，说明岩浆岩、矽卡岩、矿体三者系同一岩浆-围岩系统演化过程的不同阶段的产物。

三、矿床主要类型及实例

矽卡岩矿床的分类方法有很多种，至今还没有统一的方案。按矿种分类，可以分为矽卡岩铁、铜、钨、锡、钼、铅、锌、铍以及硼矿等。本文按矿种的分类方法，对主要的矽卡岩矿床类型做简要的概述。

1.铁矿床

矽卡岩型铁矿床就世界范围来说大多产于大洋岛弧地带，多与中到浅成的闪长岩-辉长岩类有关，有少量与花岗闪长岩和斜长花岗岩有关，常有同源的安山岩-玄武岩层，侵入岩普遍具钠化现象。接触交代铁矿床在我国分布广泛，是富铁矿石的主要来源。如湖北大冶铁矿床[9]，是我国著名的典型矽卡岩型铁矿床。

2.铜矿床

矿床主要与大陆边缘造山带的钙碱性花岗闪长岩到石英二长岩、石英闪长岩等岩株有关。少数矽卡岩铜矿与大洋岛弧环境的石英闪长岩到花岗侵入岩有关。如华铜的镁矽卡岩矿床[10]、铜关山铜矿。

3.钨矿床

矽卡岩钨矿床以产在大陆边缘造山带为特征，主要产在石灰岩和花岗岩以及石英二长岩、花岗闪长岩岩基和岩株的接触带中，如国外朝鲜的山洞（Sangdong）.

4.钼矿床

与矽卡岩钼矿床有关的侵入岩分异演化得更为充分。矿床常产于花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长岩、斜长花岗岩等岩体与石灰岩的接触带及其附近的围岩中，如辽宁杨家仗子钼矿。

5.锡矿床

这类矿床主要产于大陆边缘造山旋回的晚期或相对稳定区的构造坳陷带中的花岗岩体与石灰岩的接触带及其附近围岩中，如云南个旧锡石硫化物矿床[11]。

四、矿床地球化学

矿床学研究中，矿床地球化学的研究一直是一个很重要的研究内容，可以为矿床的化学特征、矿床成因等很多方面提供重要的信息。矽卡岩地球化学特征是分析其成因的重要标志[12]。一般认为, 黄铁矿中的 Co , Ni含量及其比值具有较好的成因指示意义[13]。刘云华等[14]对东昆仑野马泉地区矽卡岩矿床进行了地球化学分析，黄铁矿 Co/Ni比值为1.7~40 , 平均值为 14.4 ,显示黄铁矿物质主要来源于岩浆热液的特点。δ34S集中在3 .09‰-5. 69‰的范围, 其变化范围很小, 反映其成矿物质来源单一和成矿过程中物理化学条件的相对稳定,暗示矿床硫主要来自深源, 与我国其它地区矽卡岩矿床硫同位素特征相一致[15]。分析结果还显示, 硫化物含量越高矿石稀土总量越低, 其原因是在岩浆热液作用阶段,稀土元素主要富集在矽卡岩矿物中,而分配在硫化物中的稀土元素较低[16]。

稀土元素在石榴子石与熔体或流体之间的分配系数无论是在铁铝榴石系列中，还是在钙铁榴石系列中，一般认为是DHREE＞DLREE，具有HREE富集的左倾斜型的配分模式。但赵斌等研究发现较多的矽卡岩型矿床中石榴子石为LREE富集的右倾斜型[17]。

围岩性质是决定矽卡岩矿床形成的重要条件，它不仅影响成矿物质的沉淀，同时也影响成矿作用方式、矿体规模及矽卡岩和矿石的物质成分。围岩蚀变矿区围岩蚀变主要有硅化、钠长石化、绿帘石化、绿泥石化、黄铁矿化、角岩化、透闪石化、阳起石化、石榴石化、透辉石化、金云母化和大理岩化等[18]。