矽卡岩矿床

• （3）成矿作用模式（见图8） • 虽不排除部分矿床的铁来自岩体的围岩，但大多 数矿床的铁质是岩浆热液带入的，岩体富钠及钠 化蚀变作用有利于铁质进入热液。当岩体侵位于 中、浅部位的碳酸岩盐等有利围岩冷凝结晶时， 岩浆中的挥发组分开始向岩体的顶部及边部集中， 在早期高温阶段（超临界状态）流体通过双交代 或渗滤交代作用形成干矽卡岩；其后因温度降低 沿接触带上升的接近临界状态的富铁流体与围岩 （包括干矽卡岩）交代形成湿矽卡岩矿物组合及 磁铁矿，即铁矿的主要形成阶段；在更晚阶段则 形成伴生的赤铁矿、锡石等氧化物及铜、铅、锌 的硫化物。
• 2、矽卡岩：是由接触交代作用形成的具有特征 钙镁铝硅酸盐矿物组合的蚀变岩。 • 矽卡岩分类： • a、按矽卡岩的产出部位可分为：内矽卡岩（产 于内接触带）和外矽卡岩（产于外接触带）。 • b、按矽卡岩的矿物组合可分为钙矽卡岩和镁矽 卡岩。 • （a）钙矽卡岩常见矿物组合是：石榴石、透辉石、 硅灰石、方柱石、角闪石、符山石、黑柱石、阳 起石、绿帘石、绿泥石等。 • （b）镁矽卡岩常见矿物组合是：橄榄石、顽辉石、 紫苏辉石、透辉石、硅镁石、透闪石、蛇纹石、 韭角闪石、金云母、尖晶石、水镁石等。
• （2）矿床特征 • 矿体呈似层状、凸镜状、囊状、不规则状产于接触带 的矽卡岩中，主要受接触带、断裂及层间破碎带、捕 虏体等构造控制，与围岩多呈渐变关系。 • 矿石矿物以磁铁矿为主，可见赤铁矿、菱铁矿、镜铁 矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、锡石、闪锌矿、方 铅矿等。脉石矿物为矽卡岩矿物组合，如石榴石、透 辉石及钙铁辉石、方柱石、钠长石、阳起石、符山石、 绿泥石、方解石、金云母、蛇纹石、白云石、石英等， 因矿床和矽卡岩类型而异。 • 矿石具交代结构、交代残余结构、它形-半自形粒状 结构，浸染状、条带状、斑杂状、角砾状、致密块状 等构造。 • 围岩矽卡岩化普遍，且常具有一定的分带性，分带情 况因矿床而异、蚀变最强烈的部位多在正接触带。近 矿围岩多见金云母化、阳起石化、透闪石化、绿泥石 化。
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2、富含成矿物质的围岩有利于形成相应的层控矽卡岩矿 床。例如： a、硅质（条带、结核）的钙碳酸盐岩利于形成层控硅灰 石矿床。硅灰石围绕硅质团块生长的现象说明形成硅灰石 的硅和钙主要来自围岩。 b、硅质（条带、结核）的镁质碳酸盐岩有利于形成层控 石棉矿床。矿床中也可见蛇纹石及石棉围绕硅质团块的现 象。 c、含菱铁矿、黄铁矿的碳酸盐岩有利于铁矿的形成。这 是因为地层提供了成矿物质和矿化剂，如铜官山石炭系黄 龙组。 d、含膏盐的碳酸盐岩层有利于铁矿的形成。原因是氯化 钠溶于热液有利于铁的活化迁移；溶解崩塌所形成的盐 （膏）溶角砾岩渗透性强为含矿热液提供了良好的流动通 道和成矿场所。 3、裂隙发育，渗透性强的围岩有利于矽卡岩及矿床的形 成。如薄层及与不同强度的岩层互层的碳酸盐岩比厚层及 岩性单一的同类岩石易于蚀变和成矿。
图7 某地铁矿地质剖面图 （示：断裂破坏的接触带构造） 1— 表土；2—灰岩；3—闪长岩；4—矽卡岩化闪长岩
5 重要的矿床类型
• 1、矽卡岩型铁矿床 • 此类矿床规模大小不一，可构成中、大型矿床， 一般多为富矿，而且常伴生Co、Ni、Au、Cu、 Pb、Zn→Cu、Pb、Zn、Mo、Bi、W、Sn等多种 有用金属组分，并且常与矿浆贯入型铁矿、矽卡 岩型铜矿、矽卡岩型锡等矿床共生。重要的矿床 如（河北）中关、（湖北）铁山、（新疆）磁海、 （菲）Parap、（美）Eagle Mountain、（墨） Fierro。
• 2、深度与规模：与接触交代矿床有关的侵入体多 为中-浅成中小型岩体，成矿岩体一般出露面积多 在2-10km2或更小，大于50km2的成矿岩体较为少 见。中、浅成岩体有利于成矿的原因是接触交代 形成矽卡岩的化学反应多伴随二氧化碳气体的形 成，中、浅成环境因围岩压力较低二氧化碳易于 释放因而有利于进行交代反应。成矿的中、小型 岩体则可能是大岩体峰顶部位的小岩株，由于剥 蚀较浅面积较小，但是 与深部岩体相连。因此， 深部岩浆上升的热液有利于在其顶部小岩株中得 到富集与交代成矿。相反，出露面积大的岩体说 明剥蚀较深，顶部有利成矿部位已被剥蚀，因而 往往不见矿化。
• b、捕虏体构造：被捕虏的围岩裂隙发育， 与岩浆有相对最大的接触面积，因而有利 于接触交代作用与成矿。 • c、断裂构造：与接触带重合及相交的断裂 有利成矿（见图7）。原因是断裂及其破碎 带常构成热液活动的通道和成矿的场所， 远离接触带的矿体多受断裂控制。 • d、褶皱构造：矿体多形成于接触带附近褶 皱的转折端及翼部层间滑动面。
• 3、接触交代矿床（矽卡岩矿床）：产于侵 入体接触带附近与矽卡岩有成因联系的矿 床。 • （二）工业意义： • 接触交代矿床中常见金属矿种有Fe、Cu、 PbZn、W、Sn、Mo、Be等。常见非金属 矿种有硼矿、石棉、硅灰石、（透辉石） 等。
2 成矿过程
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卡尔波娃认为矽卡岩矿床的成矿过程可分为两个矿化期、 五个矿化阶段。 （一）矽卡岩期：以钙镁铝硅酸盐矿物组合为特征 1、早期（干）矽卡岩阶段：形成于早期高温（800500º C）条件下，以不含水矽卡岩矿物组合为特征。 a、干矽卡岩阶段形成的钙矽卡岩常见矿物组合：石榴石、 透辉石-钙铁辉石、硅灰石、方柱石、（白钨矿）等。 b、干矽卡岩阶段形成的镁矽卡岩常见矿物组合：橄榄石、 顽辉石、紫苏辉石、尖晶石、透辉石、(硼镁铁矿)等。 2、晚期（湿）矽卡岩阶段：温度降低（600-400º C）， 以含水矽卡岩矿物组合为特征。 a、钙矽卡岩：角闪石、符山石、绿帘石、阳起石等。 b、镁矽卡岩：蛇纹石、透闪石、韭角闪石、硅镁石等。 此阶段是磁铁矿形成的重要阶段。（又称磁铁矿阶段）
• 3、氧化物阶段：形成温度约在400º C左右， 以过渡性矿物组合为特征，常见长石、云 母、石英、绿帘石、铍的硅酸盐、赤（磁） 铁矿、锡石、白钨矿、磁黄铁矿、辉钼矿、 毒砂等。
• （二）石英-硫化物期：温度在400º C以下， H2S大量溶解并且电离，以石英和硫化物等 热液矿物的大量形成为特征。 • 1、早期石英硫化物阶段：以中高温热液 矿物组合为特征，如磁黄铁矿、辉钼矿、 毒砂、辉铋矿、黄铁矿、黄铜矿等。（又 称铁铜硫化物阶段） • 2、晚期石英硫化物阶段：以中低温热液 矿物组合为特征，如方铅矿、闪锌矿、黄 铁矿、黄铜矿、碳酸盐等。（又称铅锌硫 化物阶段）
4 成矿地质条件
• （一）岩浆岩条件 • 1、岩性：与接触交代矿床有关的侵入体以中、酸性岩为 主，显示一定程度的成矿专属性： • a、铁矿床多与基性-中性（特别是富钠碱,全碱 （K2O+Na2O）>8%的）岩体有关，这是由于此类岩石富 铁而且富钠热液有利于铁的活化迁移。 • b、铜矿多与中酸性（特别是富钾碱，（全碱=7-8%的） 岩体有关，可能与富钾热液有利于铜的活化迁移有关。 • c、铅锌矿多与花岗岩岩体有关， 主要为花岗闪长岩类侵 入体。 • d、钼矿多与高硅富碱的I型（地壳同熔型）花岗岩有关。 • e、钨、锡矿多与高硅富碱的S型（陆壳改造型）花岗岩 有关。
图3 矽卡岩金属矿床的类型（据阿布杜拉耶夫） 1—花岗闪长岩；2—石灰岩；3—含矿矽卡岩；4—矿体；5—无矿矽卡岩
• 2、矿化及矽卡岩常据明显的分带，这些分 带多起因于形成温度、交代程度的差异和 热液成份及原岩成分的变化等。 • 3、矿石的矿物组合复杂，矿石矿物常见硫 化物、氧化物、钨酸盐（白钨矿）、硼酸 盐及硅铍石、金绿宝石、日光榴石等铍的 铝、硅酸盐。脉石矿物主要为构成矽卡岩 的铝硅酸盐矿物、石英、碳酸盐矿物等。
• 但是，在一个具体的矿床中可能会出现如 下两种情况： • a、上述五个阶段不一定全部显示。 • b、岩体的多次侵位可能有多期多阶段的 叠加。
3 接触交代矿床的特征
• 1、矿体： • a、产于（中、酸性）侵入体与化学性质活泼的 围岩 （碳酸盐岩等）接触带附近，一般分布在距 正接触带200m之内。 • b、与矽卡岩密切共生。虽然矽卡岩全岩矿化 （即矽卡岩与矿体的形成与 分布一致）的情况可 能存在，然而一般矿体多产于矽卡岩内，但是在 接触交代矿床形成的较晚阶段（即矽卡岩形成之 后的有用矿物形成阶段）构造、岩性条件有利的 情况下矿体也可以穿越矽卡岩直至大理岩中。 （见图3） • c、形态不规则，与围岩呈渐变关系。
• （二）围岩条件： • 与接触交代矿床有关的侵入体围岩均属化学性质 活泼的围岩，主要是碳酸盐岩。围岩的物理、化 学性质与成矿的关系可体现在如下几个方面： • 1、围岩的岩石类型影响矽卡岩的类型及成矿 • a、钙质碳酸盐岩：经接触交代作用形成钙矽卡 岩，有利于硅灰石、白钨矿形成。原因是围岩为 有用矿物的形成提供了钙，钙是钨的沉淀剂。 • b、镁质碳酸盐岩：经接触交代作用形成镁矽卡 岩、有利于石棉、硼酸盐的形成。原因是围岩为 有用矿物的形成提供了镁，镁是硼和铁的沉淀剂。
• （三）构造条件 • 1、大地构造环境：有利与接触交代矿床成矿的大地构造 单元是大陆边缘弧、岛弧及断裂凹陷带，这些构造环境中 酸性 岩浆活动强烈。 • 2、控制岩体的构造：经常是大断裂、不同方向的断裂交 汇部位、大型褶皱的转折端及倾伏端。原因 是上述构造 部位常构成岩浆上升的通道。 • 3、控制矿体的构造 • a、接触带构造：接触代构造是控制矿体分布及形态的主 要构造，主要表现在如下几个方面： • (a)平盖型接触带多形成规则的矿体（见图4） 。 • (b)超覆型接触带多形成富而不规则状及透镜状矿体（见图 5） • (c)岩体凹部有利于成矿，多形成不规则矿体。这是由于该 部位的围岩断裂裂隙发育，与岩体接触面积大，有利于发 生接触交代作用（见图6） 。 • (d)层理面倾向接触面的接触带有利于成矿。原因是层理面 常构成热液向上、向外运移的通道。
矽卡岩矿床
1 概念及工业意义
• （一）概念 • 1、接触交代作用：指岩浆期后热液在岩体与围 岩接触带及其附近发生的交代作用。 • 发生接触交代作用的热液主要是来源于侵入岩浆 冷凝结晶过程中释放出来的岩浆热液，但是也不 排除在岩浆热能作用下参与对流循环的地下水热 液。 • 接触交代作用方式可分为接触扩散交代作用（双 交代作用）和接触渗滤交代作用。前者是在接触 带热液作用下内外接触带的物质相互扩散而发生 的交代作用，如外接触带中的CaO、MgO向内接 触带扩散交代形成斜长石、方柱石、辉石等矿物 （见图1）；内接触带的FeO、Al2O3、SiO2向外 接触带扩散交代形成石榴石、透辉石、硅灰石等 矿物。后者是热液携带的组分在接触带及其附近 发生的渗滤交代作用。（见图2）
• （1）地质构造背景 • 有利成矿的大地构造位置是不同地质时期的大陆 边缘弧及岛弧、大陆边缘隆起中的凹陷带和与之 相邻的坳陷带及裂谷。矿床形成于中、浅成侵入 体与碳酸盐岩、钙质凝灰岩及钙质页岩等化学性 质活泼的围岩接触带及其附近。与成矿有关的岩 体可为辉长岩及辉绿岩、闪长岩及二长岩、石英 闪长岩及石英二长岩、花岗闪长岩及花岗岩，一 般富碱质（多富Na2O）或偏碱性，规模多属中、 小型。成矿深度一般在1-4.5km，蚀变及矿化的温 度一般在800-200º C，主要矿化温度在500-400º C。
图4 平盖接剖面图 1—灰岩；2—岩浆岩；3—矿体；4—钻孔
源自文库
图5 超覆接触剖面图 1—闪长岩；2—石榴石—透辉石—柱石矽卡岩；3—蚀变闪长岩；4—大理岩； 5—透辉石矽卡岩； 6—闪长玢岩岩墙；7—矿体；8—含黑云母透辉石闪长岩
图6 某地锡石—硫化物矿床地质图 1—上三叠系泥质灰岩、灰岩互层（T2K21)；2—下三叠系灰岩、白云质灰岩互层 （T2K12)； 3—上三叠系灰岩（T2K21）；4—变辉绿岩；5—含斑黑云母花岗岩 及其过渡带；6—矽卡岩；7—矿体（Cu、Zn、Pb、Be）；8—断层
图1 溶液沿花岗岩类及石灰岩之接触面流动时的双交代作用图解 1—石灰岩；2—石灰岩中之砂岩层；3—花岗岩；4—矽卡岩带；5—矽卡岩带中原来 的接触面；6—各区的界线；7—溶液流动方向；8—发生反应之惰性组份扩散方向 Ⅰ、Ⅱ—系双交代作用为主；Ⅲ—接触渗滤交代作用占优势
图2 沿裂隙而发生的接触渗滤式交代作用而形成矽卡岩 裂隙穿过石灰岩及硅酸盐质岩石（白色部分）