矽卡岩和矽卡岩矿床

Courtesy of Larry Meinert
矽卡岩矿物 Skarn mineralogy
• • • • • • • • • Garnet Pyroxene Olivine Pyroxenoid Epidote Amphibole Mica Carbonate Others 石榴石 辉石 橄榄石 类辉石 绿帘石 A11+B22+C52+D84+O22(OH)2 角闪石 云母 A1B2-3C4O10(OH, F)2 碳酸盐矿物 A12+CO3 其它 A32+B23+C34+O12 A12+B12+C24+O6 A12+B14+O4 A12+B14+O3 A22+B33+C34+O12(OH)2
‘Classic ’s karn Classic’ skarn 交代矽卡岩
-Formation dominated by hydrothermal processes; protolith texture mostly obliterated
-热液作用为主；大规模 物质交换；原岩结构和 矿物彻底改变
Spessartine 锰铝榴石 Almandine 铁铝榴石 镁铝榴石 Pyrope
Pyroxene
辉石
A12+B12+C24+O6
Mg Si2O6 Ca CaMg MgSi CaFe Si2O6 CaMnSi2O6
透辉石 Diopside Hedenbergite 钙铁辉石 Johannsenite 钙锰辉石
Thanks to Larry Meinert
矽卡岩的重要性 Why skarns?
, Peru Antamina Antamina,
- 秘鲁Antamina矽卡岩铜锌 矿：矿精粉产量全球第三 - 990 Mt @ 1.2% Cu, 1.0% Zn, 0.03% Mo, 13g/t Ag （铜第三，锌第七位） - 3rd largest producer of concentrates (3rd Cu, 7th Zn) - 全球矿山中成本最低的 25%之一 - In the lowest cost quartile of global production
Courtesy of Cam McCuaig
矽卡岩的重要性 Why skarns?
Ertsberg district, Indonesia
印度尼西亚Ertsberg地区
- Skarn 矽卡岩: 716 Mt @ 1.2% Cu, 1.2 g/t Au - Skarn+porphyry 矽卡岩+斑岩: 2112 Mt @1.2%Cu, 1.2 g/t Au
矽卡岩的定义 What is a skarn?
Defined by mineralogy: Ca-rich garnet and/or pyroxene 定义根据矿物组合：富钙的石榴石和/或辉石
Intrusion and carbonate favorable but not necessary ; not necessary; present at type locality 侵入体和碳酸盐岩 有利于矽卡岩的形 成，但不是必要的 。在矽卡岩最初被 定义的地方，两者 都不存在。
矽卡岩分类 Classification of skarns
Based on forming processes: 根据形成作用：
Metamorphism: 变质作用 : 双交代 Bimetasomatism Bimetasomatism:
反应矽卡岩
钙硅酸盐角岩
Meinert, 1992
Biotite hornfels 黑云母角岩
Exoskarn is typically much more abundant than endoskarn: 外矽卡岩通常比内矽卡岩广泛得多
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 humite, phlogopite, - 橄榄石，硅镁石，金云母，绿泥石，蛇纹石，滑石等 -skarn: 锰矽卡岩 Mn Mn-skarn: , rhodonite , pyromangite , bustmite … - Johannsenite Johannsenite, rhodonite, pyromangite, - 钙锰辉石，蔷薇辉石，三斜锰辉石，锰硅灰石 …
Skarnoid 类矽卡岩
-Small scale fluid flow and mass exchange
类矽卡岩
-小规模的流体流动和物 质交换
Meinert, 1992
Reaction skarn and s karnoid skarnoid 反应矽卡岩和类矽卡岩
Skarnoid at small scale 小规模的类矽卡岩
Meinert, 1992
矽卡岩的演化 Evolution of skarns
Prograde skarn 进化矽卡岩
- Garnet, pyroxene, wollastonite, … - Olivine, periclase ,… periclase,
Meinert, 1992
” “Ground preparation preparation” 场地准备
绿帘石 A22+B33+C34+O12(OH)2
Ca2FeAl2Si3O12(OH) 绿帘石 斜黝帘石 Ca2Al3Si3O12(OH)
矽卡岩矿物 Skarn mineralogy
s Other common mineral minerals 其它常见矿物
Scapolite, Ca-rich plagioclase, vesuvianite, amphibole, , prehnite , biotite, chlorite, quartz, carbonate ilvaite ilvaite, prehnite, 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 , humite , amphibole, phlogopite , Olivine, periclase periclase, humite, phlogopite, , serpentine, talc chlorite, brucite brucite, 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
矽卡岩的演化 Evolution of skarns
Thermal metamorphism: 热变质
- Marble, hornfels
Meinert, 1992
矽卡岩的演化 Evolution of skarns
Reaction skarn, skarnoid 反应矽卡岩，类矽卡岩
- Fine-grained, Fe-poor - 粒度较细；含铁低
-World: >1900 skarn deposits described in literatures 世界：文献 中记录的矽卡岩矿床有 1900多个
提纲 Outline
1) Definition 定义 矽卡岩矿物 2) mineralogy 3) Classification 分类 4) Evolution of skarns 矽卡岩的演化 5) Skarn-forming processes 矽卡岩的形成作用 6) Zonation in skarn system 矽卡岩的分带 7) Factors affecting the formation of skarns 影响矽卡岩的因素
矽卡岩和矽卡岩矿床 Skarn and skarn deposits
常兆山 Zhaoshan Chang
CODES ARC Centre of Excellence in Ore Deposits, University of Tasmania, Private Bag 126, Hobart, TAS 7001, Australia zhaoshan.chang@utas.edu.au
Largest Cu-Au resource 矽卡岩+斑岩铜金资 源量全球第一
矽卡岩的重要性 Why skarns?
Abundant in China and the World 在中国和世界数量众多
-China: by 1984
中国，截至到 1984年，矽卡 岩型占全国储量 70% Sn (~22% of world) 61% W (~ 45% of world) 23% Mo (~10% of world) 31% Cu, 20% Au, 18% Pb-Zn, 11% Fe
Salite
石榴石和辉石成分的图示 Garnet and pyroxene composition diagrams
Courtesy of Larry Meinert
不适用的辉石成分图 Inappropriate pyroxene composition diagram
矽卡岩矿物 Skarn mineralogy
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 Subcalcic garnet
Metamorphism: 变质作用 � hornfels 角岩
Pyroxene hornfels 辉石角岩
Biotite hornfels 黑云母角岩
矽卡岩分类 Classification of skarns
: 双交代 � Reaction skarn 反应矽卡岩 Bimetasomatism Bimetasomatism:
矽卡岩的演化 Evolution of skarns
trograde skarn 退化矽卡岩 Re Retrograde , act/tr, qtz , + mt /hm - ep ep, qtz, mt/hm , qtz , cal, + sulfides - chl chl, qtz, - ca l cal Mostly in skarn but may go beyond 大多数在矽卡岩中但少量可能延 伸至矽卡岩外
Pyroxenoid
Ferrosilite Rhodonite Wollastonite
类辉石 A12+B14+O3
铁辉石 SiO3 Fe FeSiO Pyromangite 三斜锰辉石 Bustmite 锰硅灰石
蔷薇辉石 MnSiO3 硅灰石 CaSiO3
Epidote
Epidote Clinozoisite
Meinert, 1992
Massive garnet skarn 致密块状石榴石矽卡岩
- Protolith texture mostly obliterated - 原岩结构和矿物彻底改变
矽卡岩分类 Classification of skarns
Endoskarn vs. exoskarn: 内矽卡岩 – 外矽卡岩
- Calcite � garnet, density increase, volume decreased, open space created , permeability and porosity inห้องสมุดไป่ตู้reased created, - 方解石 � 石榴石，密度增加，体积减少，开放空间增加，空隙度和渗 透性增加
Distal locations; Pb-Zn skarn 远离母岩体；矽卡岩铅锌矿
矽卡岩分类 Classification of skarns
Major economic metal: 主要成矿元素
- Fe, Cu, Pb-Zn, Au, W, Sn , Mo Sn,
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）