浅析矽卡岩型铁矿

浅析矽卡岩型铁矿

摘要：矽卡岩型铁矿是一种重要的铁矿类型，占我国已探明富铁矿石的一半左右，本文概述了矽卡岩型铁矿的地质特征、找矿标志及针对矽卡岩型铁矿较为有效的勘查技术手段。

关键词：矽卡岩型铁矿；找矿标志；勘查手段

“矽卡岩”（skarn）一词概念最早是焦涅邦(Törnebohm，A.E.)在1875年和1880年对瑞典Norborg铁矿床研究的论文中提出[1]，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。矽卡岩型铁矿是我国重要的铁矿床类型之一，其储量约占全国铁矿床总储量的10%，富矿石占全国已探明富铁矿石的一半左右。矽卡岩型铁矿床在我国分布很广，除天津、台湾、重庆和贵州以外的各省、市、自治区均有产出。所以，研究这种类型矿床的找矿思路具有重要意义。

1 矽卡岩型铁矿的地质特征

矽卡岩型铁矿床大多产于中酸性岩浆岩与碳酸盐类岩石的接触带上，一般不超过接触面100~200m范围内。矿体的产状、形状均比较复杂，矿体连续性也差，常呈似层状、透镜状、囊状以及豆荚状、楔状和其它不规则状，主要受接触带、断裂及层间破碎带、俘虏体等构造控制，与围岩多呈渐变关系，其规模大小不等，以中型规模居多，部分储量可达一亿吨以上，矿石品位较富，含铁一般为40%~50%，常可综合利用Zn、Pb、Cu等元素。

矽卡岩矿床常具有分带性，尤其是矽卡岩的矿物种类繁多，往往呈不同的矿物组合产出，在空间上常具带状分布，特别是在接触带附近，这种分带现象尤为明显。按出露位置，可分内带和外带二个带：内带是指交代岩浆岩形成的矽卡岩带，外带是指交代碳酸盐岩等围岩形成的矽卡岩带。内带主要由较高温矿物组成，如石榴石、辉石等，次要矿物有符山石、方柱石等。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，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。与矽卡岩分带特点对应，矿化也具有明显的分带性，金属氧化物（磁铁矿、赤铁矿等）主要分布在接触带附近，很少产于远离接触带处，常富集于透辉石、石榴石矽卡岩带内。金属硫化物（黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等）主要分布在靠近围岩一侧的外接触带上，和外矽卡岩带共生，少数可直接产于碳酸盐类围岩中[2]。其成矿过程具有明显的多期性和多阶段性。

2 矽卡岩型铁矿的找矿标志

（1）构造环境标志。矽卡岩型矿床多产在地槽及活动性较强的地台边缘或凹陷带，就世界范围来说，矽卡岩型铁矿床大多产于大洋岛弧地带。这些地带在地质历史上曾经过长期的大幅度沉降，堆积了巨厚的碳酸盐岩建造，区内构造活动频繁，且常伴有岩浆活动。矿体一般产于中酸性侵入体与碳酸盐围岩的接触带

上或其附近，但不是在所有接触带都有矿体存在，控制矽卡岩矿体的接触构造形式多种多样，归纳起来主要有以下几种：①岩体上隆部分接触带或短轴背斜倾伏处接触带易形成较大规模的似层状矿体②接触带和断裂构造重合时，常能形成较大的似层状或透镜状矿体③侵入体外接触带碳酸盐围岩和铝硅酸盐围岩(砂岩、粉砂岩、凝灰岩、凝灰质、砂岩等)两种不同岩性的层间构造接触面是十分有利的控矿构造。在这种构造条件下，矿体离侵入体可以延伸一定距离④岩体呈分叉的塔松状侵入碳酸盐围岩时，矿体常产于岩枝之间的凹兜接触带，形成重叠的多层状矿体⑤侵入体或围岩中的断裂裂隙控矿⑥侵入体中碳酸盐围岩的捕虏体成矿。

（2）地层围岩标志。形成矽卡岩矿床的有利围岩，主要是各类碳酸盐岩石或含碳酸盐的岩石，其中最主要的有石灰岩（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。就围岩本身的特点而言，厚层的，成分单一的灰岩往往不利于成矿，而薄层碳酸盐岩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，由于它们的物理性质有明显差异，层面间的结合比较虚弱而有利于热液的流通，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。我国的矽卡岩矿床围岩大都为碳酸盐岩石[2]。

（3）岩浆岩标志。矽卡岩矿床具有较明显的成矿专属性，与铁矿化有关的侵入岩虽然从基性到酸性都有分布，但是以中性居多。Kuscu等(2004)从主成分及微量元素方面对土耳其中部的成(铁)矿岩体与不成矿岩体进行对比研究，发现不成矿岩体相对于成矿岩体含有较高的硅及碱质。这个研究表明能形成铁矿的花岗闪长岩是分异较低、获取的地壳成分较少、没有形成铁矿的岩体[3]。

（4）矽卡岩标志。与铁矿关系最为密切的是透辉石（或次透辉石）矽卡岩、金云母-透辉石矽卡岩、含铁金云母-次透辉石矽卡岩和石榴子石-次透辉石矽卡岩，部分矿区为镁橄榄石矽卡岩、粒(斜)硅镁石矽卡岩或透闪石矽卡岩等，石榴子石矽卡岩发育的矿床磁铁矿化规模一般较小。

（5）碱质交代岩标志。在矽卡岩矿体旁侧侵入岩内接触带或者其他铝硅酸盐围岩中，常发育碱质交代岩带，其分布范围超过矽卡岩，而且常与矿化强度呈正比趋势。一般来说，与中性、基性和中基性侵入岩有关的矽卡岩型磁铁矿矿床中，碱质交代以钠长石化和方柱石化为主，局部还可能伴生霓辉石化[3]。

（6）基性斜长石交代岩标志。这类交代岩，形成于岩浆期后早期的高温钙质交代阶段，可以作为辅助的找矿标志[3]。

（7）流体包裹体研究。流体包裹体研究表明：①沸腾是矽卡岩成矿的重要标志。沸腾愈强烈，则矿化规模愈大。②多种包裹体共生也是矽卡岩成矿的重要标志，同一地段共存的包裹体种类愈多，成矿愈好。③高盐度包裹体的存在是矽

卡岩成矿的重要标志[3]。

（8）铁帽、地表磁性土标志。铁帽以及地表磁性土作为地下矿体的指示，对于找矿勘探有着重要的意义。

（9）地球物理标志。航磁异常、地磁异常和遥感矿化蚀变信息是矿化的综合反映，实践证明多数矽卡岩型磁铁矿体分布区域基本上都具有航、地磁异常和遥感矿化蚀变信息。

3 矽卡岩型铁矿有效的勘查技术手段

磁法测量（包括航空磁测及地面磁测）是磁铁矿较为有效的勘查手段，另根据矽卡岩型铁矿的围岩及矿化蚀变特点，遥感测量亦不失为一个较好的辅助勘查手段。

（1）磁法测量

磁法测量勘查磁铁矿具有效率高、成本低、效果好等优点，因而成为寻找磁铁矿床最主要的方法之一，它包括地面、航空、海洋及井中磁测等。

航空磁测具有速度快、不受地表干扰及自动化程度高等特点，主要应用于成矿远景区的调查以圈出找矿靶区，我国利用航空磁测找到的铁矿床占建国以来发现磁铁矿总数的80%以上，如河北武安、安徽霍丘、淮北滩溪、河南许昌、云南大红山、新疆磁海与天湖、陕西柞水大西沟等[4]。大比例尺的地面磁测一方面可以对航磁测量的结果进行验证，另一方面用以半定量解释引起磁异常的地质原因，并判断磁性体的规模及赋存形态。此外在地质工作程度较高且已进行钻探工程的矿区，应用磁测井法配合地面磁异常研究，是就矿找矿，寻找深部盲矿体，增加矿山储量，扩大矿区远景的重要途径之一。虽然磁法测量在磁铁矿床勘查过程中得到广泛应用，但由于测量结果的多解性（如基性、超基性岩体都可引起磁异常）以及方法自身的局限性（当磁性体较小或者埋藏较深时，异常信息较弱），一直影响着勘查效果，所以一方面要改进测量方法，提高方法自身的精度，采用多种物探方法，如采用高精度磁法、重磁法、AMT法等，从不同侧面突出调查对象的物性特征；另一方面在进行异常解释时，要充分认识和了解岩浆岩控制条件、构造控制条件、地层和岩性控制条件、地球化学条件和地貌条件等，根据引起异常的地质因素对异常进行分类，确定引起异常的地质原因，做出合理的解释。

（2）遥感测量

遥感技术在矿产勘查方面占据越来越重要的地位。它具有宏观性、多波段、信息量丰富、立体视感强、反映地形地貌和地质构造特征明显，便于定位，能够发现和解决用常规地质方法难以发现和解决的地质问题等特点。其找矿原理可以概括为以下两种：一是以蚀变矿物的特征波谱信息为依据，提取矿化蚀变信息进而达到找矿目的。该方法主要应用于岩石出露较好的区域；二是以成矿作用和控矿条件为依据，充分利用遥感技术特点，找出成矿有利部位，进而达到找矿目的。