矽卡岩型矿床

方解石 + 二氧化硅（溶液） = 硅灰石 + 二氧化碳（气体）
灰质粉砂岩
黑云母角岩
断裂 Courtesy of Larry Meinert
C + O2 = CO2
W: 硅灰石； P: 辉石； G: 石榴石
3.构造条件：
作为一类气水热液矿床，既要有有利的通道为其含
矿热液的流动提供运输迁移条件，也要有合适的空间与 场所为其矿质的沉淀堆积准备储存条件，因此区域上的 以及矿区的构造条件则是最重要的地质因素： ⑴ 区域性：
Salite
石榴石和辉石成分的图示 Garnet and pyroxene composition diagrams
Courtesy of Larry Meinert
矽卡岩矿物 Skarn mineralogy
Pyroxenoid
Ferrosilite Rhodonite Wollastonite
指在中酸性-中基
性侵入岩与碳酸
盐类岩石的接触 带上，由于气水 热液发生复杂的 交代作用而形成
接触交代岩
⑷ 区域变质作用形成的矽卡岩
由富含钙、镁、铁质的碎屑岩或富含硅质、铁 质的碳酸盐岩经区域变质作用形成的矽卡岩，没
有明显的物质迁移与交换，主要是原矿物发生变
质作用形成新的矽卡岩矿物
3.矽卡岩的类型 • 按成因分为接触交代矽卡岩，区域变质矽卡岩、 反应交代矽卡岩（类矽卡岩）、渗滤交代矽卡岩 • 按主要矽卡岩矿物来分，可分为石榴石矽卡岩、 透辉石矽卡岩、绿帘石矽卡岩等； • 按主要组分来分，可分为钙质矽卡岩，镁质矽卡 岩，锰质矽卡岩等； • 按产出在侵入体的部位分，可分为内矽卡岩（主 要由岩浆岩石被交代形成，外矽卡岩（主要由围 岩地层交代形成）
矽卡岩矿物 Skarn mineralogy
Garnet
Grossular Andradite
石榴石
钙铝榴石 钙铁榴石
A32+B23+C34+O12
Ca3Al2(SiO4)3 Ca3Fe2(SiO4)3 Mn3Al2(SiO4)3 Fe3Al2(SiO4)3 Mg3Al2(SiO4)3
Grandite
矽卡岩分类 Classification of skarns
Ca-skarn: 钙矽卡岩 - Garnet, pyroxene, vesuvianite, epidote, chlorite … - 石榴石，辉石，符山石，绿帘石，绿泥石 … Mg-skarn: 镁矽卡岩 - Olivine, humite, phlogopite, chlorite, serpentine, talc - 橄榄石，硅镁石，金云母，绿泥石，蛇纹石，滑石等 Mn-skarn: 锰矽卡岩 - Johannsenite, Spessartine, rhodonite, pyromangite, …
4
围岩的影响
Composition 成份
Carbonaceous 高碳的 Oxidized (hm, bleached) 氧化性的(白色，含赤铁矿）
Porosity, composition 孔隙度，成份
易反应 的岩性
W
钙硅酸盐角岩
辉石角岩
含石 榴石
W
W 灰岩
CaCO3 + SiO2(aq) = CaSiO3 + CO2
类辉石 A12+B14+O3
铁辉石 FeSiO3 Pyromangite 三斜锰辉石 Bustmite 锰硅灰石
蔷薇辉石 MnSiO3 硅灰石 CaSiO3
Epidote
Epidote Clinozoisite
绿帘石 A22+B33+C34+O12(OH)2
绿帘石 Ca2FeAl2Si3O12(OH) 斜黝帘石 Ca2Al3Si3O12(OH)
Spessartine 锰铝榴石 Almandine 铁铝榴石 Pyrope 镁铝榴石
Subcalcic garnet
Pyroxene
辉石
A12+B12+C24+O6
CaMgSi2O6 CaFe Si2O6 CaMnSi2O6
Diopside 透辉石 Hedenbergite 钙铁辉石 Johannsenite 钙锰辉石
斜长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、闪长岩、辉长
闪长岩、辉长岩等，有时碱性系列的花岗正长岩、正长 岩和石英二长岩、二长岩等。 侵 入 岩 的 侵 位 深 度 5—15km ， 岩 体 直 径 不 大 于 50km2，且岩浆岩富钾、钠、硅质，贫钙、镁、锰等。
矽卡岩矿床的成矿专属性，显示了岩浆岩类型与成矿关系：
由于矽卡岩矿床与岩浆的侵入活动关系密切，因此区
域上的大构造则是控制岩体的侵入就位及矿床分布的首
要条件。
① 收敛板块边缘的岛弧及岩浆弧带；② 弧后拉张的岩浆活 动带；③ 大陆造山带；④ 陆内深断裂构造-岩浆带
例如在我国的长江中下游断裂拗陷带，华南地区海西-印支
期拗陷带，湘桂粤北拗陷带…广泛产有等矽卡岩型矿床。
岩体凹部—多形成不规则矿体
③.断裂和裂隙构造 断裂构造，与接触带重合及相交的断裂有利成矿。
④.围岩层间破碎带及层理； ⑤.褶皱构造；
1 2 1 1
1 0 W 2 9
9 1 0 W 2
6
7
5 W1-白云质灰岩；W2-灰岩；①-斑状黑云母花岗岩；②-中-细粒黑云母花岗岩；③-钾长石交代岩，伴有白钨矿（锡石）矿化；④
第四章 接触交代矿床 （矽卡岩矿床）
一、概念：
是指在中酸性 -中基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，或称为矽卡岩百度文库（ skarn ）矿床。 最早是 Tornebohm (1875) 首次提出了“矽卡岩”的概 念，意指与某些矿石伴生的石榴子石、透辉石、绿帘石和透闪 石等蚀变矿物组合构成的杂色岩石。 后又多经改变。Park的书 中记叙了赫斯 Hess 在 1919 年时采用了“接触岩” (Tactite) ， 强调在“接触带”上。现在用“Skarn”和“Tactite”都可通 用于在二者变质晕中因交代形成具有复杂矿物组合的硅酸盐类 岩石的统称。
② 矿区范围构造：矿区范围的构造对矿体的就位，产状，
形状，具体的富集地段，都具有重要的控制作用。这些构
造又可分为以下5种类型：
① .接触带构造： ——岩体与碳酸盐岩的接触部位。
控制矿体的构造——接触带构造
接触带形状复杂，矿体形状也复杂
②.捕虏体构造：
火成岩中的捕虏体， 或岩浆侵入时顶盖的残 留体)，往往可以形成 相当规模的矿体。因为 这些捕虏体与岩浆成分 相差极大，易发生强烈 的交代作用矿和物 质的交换反应，它们在岩浆侵入挤压改造下，构造裂隙十分发 育，因此这些捕虏体常常有利于矿床的形成，有时在捕虏体的 边部，有时整个捕虏体都被交代成矿。
矽卡岩分类 Classification of skarns
主要成矿元素 - Fe, Cu, Pb-Zn, Au, W, Sn, Mo Magnetite is abundant in many types: 大量磁铁矿存在于多种矽卡岩中 - Cu, Au, Sn … Pb-Zn skarns mostly polymetallic (e.g., with Ag) 铅锌矿多含多种金属（+ 银 等）
①酸性、中酸性侵入体（如花岗岩、黑云母花岗岩、白云 母花岗岩、二云母花岗岩），多与W.Sn.Be.Pb.Zn矿床有关， 如湖南瑶岗仙东坡白钨矿，广西大厂锡石-硫化物矿床(Sn)： 湖南水口山铅-锌矿；湖南香花岭铍矿(Be)。
②中基性侵入体（如闪长石、石英闪长石…），多与铁矿
床有关，如河北邯邢铁矿，湖北大冶铁矿，宁芜百象山铁矿。 ③花岗闪长岩类岩石（似乎介于酸、中酸性与中基性之间）
• • • • • • • • •
Garnet A32+B23+C34+O12 石榴石 Pyroxene A12+B12+C24+O6 辉石 Olivine A12+B14+O4 橄榄石 Pyroxenoid A12+B14+O3 类辉石 Epidote A22+B33+C34+O12(OH)2 绿帘石 Amphibole A11+B22+C52+D84+O22(OH)2 角闪石 Mica A1B2-3C4O10(OH, F)2 云母 Carbonate A12+CO3 碳酸盐矿物 Others 其它
矽卡岩矿物及 组合
显微 镜下 的各 类矽 卡岩 矿物
二、矽卡岩形成背景、成因和类型
1. 形成背景
2. 形成作用 ⑴ 反应矽卡岩 (双交代）-变质作用
通过扩散作用形成的矽卡岩
B
A
⑵
反应矽卡岩 (渗滤交代）
通过渗滤作 用实现钙、 镁、铁、硅 等元素的迁 移而形成的 矽卡岩，规 模较小。
⑶ 接触交代成因矽卡岩
矽卡岩矿物 Skarn mineralogy
其它常见矿物
Scapolite, Ca-rich plagioclase, vesuvianite, amphibole, ilvaite, prehnite, biotite, chlorite, quartz, carbonate 方柱石，富钙斜长石，符山石，角闪石，黑柱石，葡萄石， 黑云母，绿泥石，石英，碳酸盐 Olivine, periclase, humite, amphibole, phlogopite, chlorite, brucite, serpentine, talc 橄榄石，方镁石，硅镁石，角闪石，金云母，绿泥石，水镁 石，蛇纹石，滑石
与矽卡岩锡矿和金矿有关的岩体还原性较高；与矽 卡岩铜、锌和钼矿有关的岩体氧化性较高
Meinert, 1995
2.地层围岩条件
形成矽卡岩矿床的有 利围岩，主要是各类碳酸
0
盐岩石或含碳酸盐的岩石， 其中最主要的有石灰岩 1 （或大理岩）、白云质灰 岩、白云岩、泥灰岩和钙 质页岩等，其次有火山岩 如安山岩、英安岩、凝灰 岩等。特别是当火山岩系 中夹有灰岩的夹层时往往 更有利于矽卡岩矿床的形 成。
• 另外，由于这类岩石化学性质活泼，因此其组分如CO2可参 与交代反应，或是供给部分成矿物质（如Ca.Mg.S，有机质、 盐类…）、挥发份（如CO2），或是改变成矿溶液的化学性 质如PH值，Eh值等。
三、矽卡岩矿床形成的条件
1.岩浆岩条件：
与矿床形成有关的岩浆岩种类很多，但主要的是中酸 性、酸性及中基性的钙碱系列的花岗岩类岩石：花岗岩、
深度(km)
+
2
+
3
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/闪长玢岩
则与 铜、钼矿床有关，如湖北铜山口铜矿，安徽月山及凤凰
山铜矿。
成矿岩浆成分的影响
多为钙碱性；拉斑玄武质和 碱性不常见 与矽卡岩铁矿和金矿有关的 岩体演化程度较低；与矽卡
岩钼矿和锡矿有关的岩体演
化程度较高和/或受地壳混 染程度高
Meinert, 1995
与矽卡岩锡矿有关的岩体为过铝质
Meinert, 1995
+
+
在上述5类构造中，接触带构造最为重要，它有 时可以起到矿质的运移搬迁的通道作用，又充当了 矿质沉淀富集的合适场所，因此在找矿过程中接触
带构造应当尤为重要。
4. 热力学条件
温度范围: 矽卡岩矿物：800300 ℃; 金属氧化物 600-400 ℃; 金属硫化物: 500200 ℃; 深度: 1—5公里； 压力： 3×107 － 3×108 Pa;
+ 矽卡岩型锡矿床模式 A b （据赵一鸣（1995）原图微加修改） + +
-钠长石化花岗岩；⑤-云英岩或云英岩化花岗岩，可伴有铍、锡、钨、钼、铌、钽、铪矿化；⑥-钙矽卡岩型铜、锡、（钨、铋、 3 + + 金）矿体；⑦-镁矽卡岩型铜锡（钨）矿体；⑧ 产于石英萤石-磷酸盐岩中的锡铜铅锌（银）矿体；⑨ -层间交代（锡、铜、铅、 4 -+ 2 锌）矿体；⑩-脉状交代（锡、铜、铅、锌）矿体；⑾-电气石锡脉带型锡（钨、铍、锂、铜）交代矿床；⑿-砂锡矿 + + + + 1
4.矽卡岩与成矿的关系
• 矿化多发生在矽卡岩内或其附近，但有矽卡岩不一定有矿化； • 矽卡岩多由碳酸盐岩形成，因为碳酸盐岩石从其物理性质和 化学性质，都有利于矽卡岩矿床的形成。 • 矽卡岩岩石性脆，常因构造应力破坏容易破裂产生裂隙，有 利于矿液的渗滤通过，因此为成矿溶液的流动和矿质的沉淀聚
集提供了良好的通道及有利的空间。