矽卡岩型矿床的形成条件.pdf

矽卡岩型矿床矽卡岩型矿床 中酸性侵入体和碳酸盐类等岩石的接触带及其附近，由含矿热液交代作用而形成的热液矿床称 为接触交代矿床。接触交代矿床中一般都具有典型的矽卡岩矿物组合，矿床在成因和空间上与矽卡 岩存在密切的关系，因此，这类矿床又称矽卡岩型矿床（skarn deposits） 。侵入体的存在是矽卡岩型 矿床的一个前提条件。 需要强调指出的是，并不是所有的出现矽卡岩的矿床都与侵入体有关，由于不存在侵入体接触 带构造，且热液矿化和围岩蚀变（矽卡岩）的形成主要受断裂构造控制，因此这些矿床并不能称为 矽卡岩型矿床。如青海东昆仑的肯德可克钴铋金铜矿床，其矿体产在富硅的热水沉积硅质岩和富钙 的含碳钙质板岩两种地层界限附近的断裂带中，矿区地表范围内和所施工的大量钻孔中都未见到与 矽卡岩有关系的侵入体的存在，因此这类矿床与典型的矽卡岩型矿床存在本质的区别，受断裂构造 控制明显，应属于热液脉型矿床，因此这种矿床的勘查应沿断裂构造带展开，而非侵入体的接触带 及其附近。再如，西澳大利亚产在高角闪岩相和麻粒岩相变质岩中的深成热液金矿床，其围岩蚀变 组合也类似于矽卡岩，但受剪切构造带而非侵入体接触带控制，该类金矿属于典型的热液脉状金矿， 目前还没有研究者把其称为矽卡岩型金矿。 矽卡岩型矿床具有重要的工业价值。 从世界范围看， 这类矿床是世界钨的最主要来源 （超过 70 的世界钨产量来自该类矿床） ，是铜、铁、钼、锌的主要来源之一，同时也是钴、金、银、铅、铋、 锡、铍、稀土、硼等相对次要的来源。这类矿床在我国也占有特殊地位，如矽卡岩型铜矿占我国铜 矿储量的第三位（16.4） ，占富铜矿储量的第二位，铁矿占富矿储量的第一位（38.0） 。矽卡岩型 矿床中经常伴生镍、铋、硒、碲、金、银等稀有、分散和贵金属元素，有的含量较高，可综合回收 利用。 一、一、 （一 （二 （一 （二 矽卡岩型矿床的形成条件矽卡岩型矿床的形成条件 ）物理化学条件）物理化学条件 1． 形成温度 矽卡岩型矿床的形成温度范围由 900200℃左右，为气化至热液阶段的产物，是一类特殊的热 液矿床。据实验所知典型的矽卡岩矿物组合形成温度在 900500℃之间，金属氧化物的形成温度 一般在 600350℃之间，而金属硫化物的形成温度大致在 450200℃之间。 2． 形成压力与深度 接触交代过程中，CaCO3分解生成CaOCO2，这对形成矽卡岩具有重要意义，如 CaCO3MgCO32SiO2→CaMgSi2O6（透辉石）2CO2 如果接触交代作用的形成部位过深，所处压力过大，上式中的CO2就难以从CaCO3中分出，从而 不利于矽卡岩的形成。据Einaudi等（1981）对130个研究较好的矽卡岩型矿床的统计，其形成压力为 31073108Pa。因此，矽卡岩型矿床可形成于从浅成到中深成的环境。 3． 其它物理化学条件 除温度、压力外，成矿热液的氧逸度、pH值、二氧化碳逸度和硫逸度等也是影响矽卡岩矿物成 分、矿物组合特征和制约矿床形成过程的重要参数，例如，在高氧逸度条件下形成的矽卡岩型钨矿 床中含钼较高，而在低氧逸度条件下形成矽卡岩型钨矿床中含锡较高。 ）岩浆岩条件）岩浆岩条件 由于矽卡岩型矿床是岩浆气水热液交代围岩的结果，所以岩浆岩的成分、形成深度、形态、规 1 模等对矽卡岩型矿床的形成有决定性的影响。有关的侵入岩类主要为中酸性岩浆岩，按岩性又可分 为两个系列。 （1）钙碱性系列花岗岩-花岗闪长岩-石英闪长岩-闪长岩； （2）碱性系列碱性正长岩-花岗正长岩-石英二长岩-二长岩。 侵入岩的类型对矽卡岩型矿床具明显的成矿专属性，铁矿床往往和石英闪长岩、闪长岩有关； 铜矿床、铅锌矿床大多和花岗闪长岩、石英二长岩有关，钨、锡、钼矿床主要和花岗岩类有关。 和矽卡岩型矿床有关的侵入体大多属于中深成相到中浅成相，岩石常具细粒结构和斑状结构， 斜长石斑晶中有时可见到环带结构，角闪石中有时有辉石残余及反应边结构。部分成矿的浅成相岩 体和火山岩关系密切，属次火山岩相，成分以中性岩居多。 成矿侵入体的规模以小型为主，个别规模小的出露仅为几平方公里。侵入体的产状以岩株、岩 瘤较为常见。规模巨大的岩基状侵入体，除了由它分出的小型岩枝外，一般不形成矽卡岩型矿床。 侵入体的产状对矽卡岩和矿体的分布有较大影响。一般情况下，矽卡岩和矿体大多分布在侵入 体的上盘接触带，层状侵入体或多层侵入体可形成多层矿化，但以上盘接触带为主。 侵入体的形态对矽卡岩和矿体的形成和分布也有一定影响，凹凸不平的接触面较平整的接触面 有利于形成矽卡岩和矿体。据已有资料统计，岩体的凹入部位要较凸出部位更有利于成矿（图6-1） 。 侵入体表面的这些奇特形态多数是由于围岩中存在裂隙以及岩浆的多期活动造成的。由于这些裂隙 为后期含矿溶液的运移和交代作用创造了条件，所以常常影响和控制着矽卡岩和矿体的分布。 据统计，我国的矽卡岩型矿床大多和较年轻的岩浆岩有关，时代较老的岩浆岩很少形成接触交 代矿床。 （三）围岩条件（三）围岩条件 围岩岩性对矽卡岩型矿床的形成有重 要影响，最有利的围岩是碳酸盐类岩石。石 灰岩、白云质灰岩，白云岩等碳酸盐类岩石 以其化学性质活泼、脆性较大，渗透性强和 富含CaO或MgO而易被交代， 形成各种类型 的矽卡岩。凝灰岩、安山岩等火山岩在一定 条件下也可形成矽卡岩型矿。 如我国长江中 下游一些矽卡岩型铁矿床的围岩即为火山 岩。 矽卡岩矿物有数十种之多， 常见的有十 余种（表6-1） 。 按成分可把矽卡岩分成钙矽卡岩和镁 矽卡岩两类 钙矽卡岩是指热液在接触带交 代石灰岩时主要形成石榴石（钙铝榴石-钙 铁榴石） 、辉石（主要为透辉石-钙铁辉石） ， 有时还有相当数量的符山石、硅灰石、方柱石以及透闪石、阳起石、绿帘石等。由于这些矽卡岩矿 物的成分中都含有一定数量的钙，故称为钙矽卡岩。钙矽卡岩是最常见的一类矽卡岩。镁矽卡岩是 指热液在接触带交代白云质灰岩或白云岩时，由于白云质岩石中不仅含CaO，而且还富含MgO，因 此常形成镁橄榄石、透辉石、尖晶石、硅镁石以及金云母、蛇纹石等矿物。这些矽卡岩矿物的成分 中富含镁，故称为镁矽卡岩。镁矽卡岩在自然界分布不如钙矽卡岩广泛。由于白云质灰岩中同时富 含钙和镁，所以镁矽卡岩往往和钙矽卡岩伴生产出，实际上单纯的镁矽卡岩是很少见的。 图 6-1 辽 南 铜 矿 地 质 剖 面 图 1-铜矿体；2-花岗岩类；3-大理岩 无论是钙矽卡岩还是镁矽卡岩，按其矿物组合，又可进一步分为简单矽卡岩和复杂矽卡岩两种 类型。简单矽卡岩是指只由石榴石、辉石等组成的矽卡岩，它是矽卡岩化早期高温气水阶段的产物。 2 复杂矽卡岩是在简单矽卡岩的基础上发展起来的，早期形成的石榴石和透辉石等矿物，经晚期热液 交代形成了阳起石、透闪石、绿帘石和绿泥石等矿物。这种有晚期矿物叠加的矽卡岩，称为复杂矽 卡岩。镁矽卡岩也可有简单和复杂之分。简单的镁矽卡岩主要由镁橄榄石、透辉石、硅镁石和尖晶 石组成，为早期阶段产物。复杂的镁矽卡岩是在上述矿物组合基础上，叠加有晚期产生的蛇纹石、 金云母等矿物而成的。 表6-1 矽卡岩矿物分类表 表6-1 矽卡岩矿物分类表 矽卡岩类型及形成阶段 矿物名称 有关矿产 主要 石榴石（钙铝石榴石-钙铁石榴石） 辉石（透辉石-钙铁辉石） 铁、钨、铍（钼）、锡 早期阶段 次要 符山石、硅灰石、方柱石 主要 绿帘石、阳起石、透闪石 铜、铅、锌（钼） 钙矽卡岩 晚期阶段 次要 绿泥石 主要 镁橄榄石、透辉石 铁 旱期阶段 次要 尖晶石、硅镁石、硼镁铁矿 硼 镁矽卡 岩 晚期阶段 主要 蛇纹石、金云母 铜 碳酸盐岩层的构造对矽卡岩型矿床的形成也有一定影响，薄层灰岩比厚层灰岩有利于成矿，特 别是薄层灰岩和页岩、粉砂岩、火山岩等岩层互层时，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选择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、产状等也有重要影响。 （四）构造条件（四）构造条件 构造对矽卡岩型矿床的形成有重要的控制作用。对矿体形态、分布和规模有影响的地质构造主 要有下列几类 （1）接触带构造根据侵入岩和围岩的接触关系可把接触带构造分成两种类型①“整合”接 触型接触面与围岩层面平行一致，这类构造所形成的矽卡岩及矿体的形态比较规则，以似层状和 透镜状为主，产状和围岩层理基本一致（图6-2） ；②“不整合”接触型。接触面产状和围岩产状斜 交，矽卡岩及矿体的形态复杂多变，除沿接触带分布外，还可沿围岩层理分布，围岩中的矽卡岩或 矿体常呈分枝状与接触带相连，形成一个形态复杂多变却又统一的矽卡岩体或矿体（图6-3） 。当侵 入体局部超覆围岩之上形成超覆接触时，由于超覆接触面的倾斜经常比较陡，所形成的矽卡岩和矿 体的产状也较陡。 图 6-2 整 合 接 触 的 矽卡岩型矿床剖面图 1-浮土；2-大理岩；3-花岗岩；4-锡矿体；5-铜矿体；6-铅锌矿体；7-矽卡岩 3 （2）围岩层理和层间破 碎带围岩的层理面本身就是 构造脆弱带，不同岩性的岩层 之间的接触面、层间断裂、破 碎带和层间剥离，对形成矽卡 岩型矿床有特殊的意义，它可 使含矿气水热液在远离侵入体 的围岩中形成稳定的似层状矿 体或透镜状矿体（图6-4）。 图6-3 不整合接触的矽卡岩型矿床剖面图 l-第四系；2-上部嘉陵江灰岩；3-下部嘉陵江灰岩；4-大冶灰岩； 5-白云岩；6-花岗闪长斑岩；7-钼矿体；8-铜矿体 图 6-4 受 围 岩 层 理 、 层 间 碎 破 带 控 制 的 接 触 交 代 矿 床 剖 面 图 l-浮土；2-大理岩；3-矽卡岩；4-白云岩；5-砂岩； 6-页岩； 7-花岗斑岩； 8-铜矿体；9-铜锌矿体；10-角砾岩 （3）断裂和裂隙岩浆岩 的侵入接触带往往就是断裂构 造带，穿切接触带的断裂可使 气水热液进入围岩，形成脉状 或分枝状的矽卡岩体和矿体， 也可使晚期含矿热液在矽卡岩 中形成脉状矿体。在断裂构造 交汇处还可形成囊状、柱状富 矿体。值得注意的是，未经错 动的接触带对形成矽卡岩型矿 床是不利的。据统计，几乎所 有形成矿化的接触带都存在有 构造破碎现象。 （4）褶皱构造褶皱构造 主要表现在对岩体及含矿热液 流通的控制。和矽卡岩型矿床 有关的褶皱构造主要是背斜构 造，这类背斜构造往往是岩体 侵入时的同期构造，有的甚至 就是由岩体侵入所引起的“被 动”褶皱。 背斜构造形成时所派 生的层间空隙、轴向断裂以及 环状或放射状断裂等，为含矿 热液流通提供了有利的空间。 背斜构造的轴部、倾伏端、轴 线转折处等，因空隙较大而有 利于矿液的流动，所以是形成 矽卡岩和矿体的有利部位（图 6-5）。 （5）围岩捕虏体侵入岩 4 图6-5 褶皱构造和矽卡岩型矿化的关系 1-岩浆岩；2-灰岩；3-砂岩；4-矿体；5-断层 中的灰岩捕虏体也可形成一定规模的 矽卡岩和矿体。一般情况下，捕虏体 大多位于接触带附近，所形成的矽卡 岩体和矿体经常与接触带断续相连。 和捕虏体有关的矽卡岩化和矿化同样 受捕虏体接触面控制，少数情况下矽 卡岩和矿体几乎交代了整个捕虏体。 捕虏体中的褶皱、断裂和层间破碎等 构造同样影响着矽卡岩和矿体的形态 和分布。 二、 （一 （二 （三 矽卡岩型矿床的地质特征二、 （一 （二 （三 矽卡岩型矿床的地质特征 ）矿体的产状、形态与规模）矿体的产状、形态与规模 矽卡岩型矿床大多产于中酸性岩浆岩与碳酸盐类岩石的接触带上，且产于外接触带的居 多，一般距接触面100200m范围内（图6-6）。 由于矿床形成明显地 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，故矿体 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、巢状、柱 状、脉状等。规模大小不 一，有直径数米的小矿体， 也有长数公里、延深达千 米以上的巨大矿体。一般 为中等规模，厚1030m， 沿走向长200500m。除有的钨、钼、锡、铁、铜等类矿床可达大型外，多数矿床为中小型。 图 6-6 矽卡岩型矿床的产出位置示意图 ）矿石特征）矿石特征 矿石物质成分复杂，非金属矿物主要有石榴石、辉石及其它钙、镁，铁，铝的硅酸盐矿物（如 镁橄榄石、硅镁石、符山石，方柱石、蛇纹石、透闪石、阳起石、绿泥石、绿帘石、金云母等） 。此 外，还有石英、萤石、黄玉及含镁、铁的碳酸盐矿物。金属矿物以氧化物和硫化物为主，如磁铁矿、 赤铁矿、锡石、白钨矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、毒砂等；硼及铍矿物次之，如硼镁铁 矿、硼镁石．硅钙硼石、日光榴石、香花石、硅铍石等。 由于矿物成分复杂，形成的温度范围也广，所以矿石的结构构造也多种多样，有块状构造、浸 染状构造、条带状构造、晶洞构造等。又由于成矿温度较高，有挥发性组份的参与，因而矿石一般 多为粗粒结构。 ）矿床的分带性）矿床的分带性 矽卡岩型矿床常具分带性，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，特别是在侵入接触带附近，这种分带现象尤为明显。按出露位置，矽卡岩可分 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 5 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，金属矿化也具有明显的分带性。金属氧化物（磁铁矿、赤铁矿等）主 要分布在靠近岩体一侧的接触带上，和内矽卡岩带共生，很少产于远离接触带处。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。此外，金属矿化往往还和某些特定的矽卡岩带密切共生，如铁矿 化常富集于透辉石、石榴石矽卡岩带内，铜矿化经常和绿帘石、透闪石等矽卡岩伴生，铅锌矿化则 在矽卡岩体之外，靠近灰岩的地段沉淀。 按形成时间，由早期矽卡岩形成的带称为原生矽卡岩带，由晚期矽卡岩叠加在早期矽卡岩上形 成的带称为叠加矽卡岩带。各矽卡岩带中，由侵入体至围岩，SiO2和 Al2O3含量由高逐渐降低，CaO 含量则由低逐渐升高，侵入体中的 Fe2O3向围岩方向迁移。 （四）成矿阶段（四）成矿阶段 矽卡岩型矿床一般都是经历多次气水热液交代作用形成的。根据大量资料总结，矽卡岩型矿床 的成矿过程可分为两个成矿期和五个成矿阶段 1. 矽卡岩期主要形成各种钙、铁、镁、铝的硅酸盐矿物，无石英形成。该成矿期又可分为以 下三个成矿阶段 （1）早期矽卡岩阶段形成硅灰石、钙铝-钙铁石榴石、透辉石-钙铁辉石和方柱石等无水硅酸 盐和少量符山石等含水硅酸盐，组成矽卡岩的主体，一般又称干矽卡岩阶段，是在高温的超临界条 件下形成的。这一阶段除少量磁铁矿外，一般不形成有用矿物，通常是不具工业意义的，故这一阶 段也可称之为无矿矽卡岩阶段。 （2）晚期矽卡岩阶段形成阳起石、透闪石、绿帘石等含水硅酸盐，故又称湿矽卡岩阶段，是 在接近超临界状态条件下形成的。这一阶段形成的矿物明显地交代早期矽卡岩矿物，且磁铁矿大量 出现，有时构成富集的磁铁矿矿体，故又称为磁铁矿阶段。 （3）氧化物阶段这一阶段中硅酸盐类矿物已很少见，开始出现石英、萤石等矿物。它介于矽 卡岩期和石英硫化物期之间，具有过渡性质，是由温度较高的热液作用形成的。金属矿物除赤铁矿、 白钨矿、锡石外，还有少量磁铁矿。后期同时开始出现少量硫化物，如辉钼矿、磁黄铁矿等。 2. 石英-硫化物期在这一成矿期中，SiO2一般不再和 Ca、Mg、Fe、Al 组成矽卡岩矿物，而 是独立形成大量石英，并有典型的热液矿物如绿泥石、方解石等和大量金属硫化物形成。该成矿期 又可分为两个阶段 （1）早期硫化物阶段矽卡岩矿物被大量交代，开始形成绿泥石、绢云母等，这一阶段中出现 大量石英和萤石，成为矿石的主要脉石矿物。金属矿物主要有磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、 毒砂和部分辉钼矿等，金属氧化物已很少见，所以也可称为铁铜硫化物阶段。它们是在高-中温热液 条件下形成的。 （2）晚期硫化物阶段这一阶段中，除交代早期形成的硅酸盐矿物如绿泥石和绢云母等外，石 英和萤石的数量继续增加，开始出现大量方解石。金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿和黄铁矿，所以 也可称之为铅锌硫化物阶段，是中温热液条件下形成的。矽卡岩型矿床中的矽卡岩和金属氧化物是 气化热液交代的产物，硫化物则是纯粹的热液作用产物。 上述成矿阶段的期次和顺序只是接触交代矿床的一般规律，不同矽卡岩型矿床的成矿发展可以 是不完全相同的。它和侵入岩浆的演化、构造裂隙的间歇活动以及含矿气水热液的成分等密切相关。 有的矿床只见有早期几个成矿阶段，后期矿化作用不甚发育，有的甚至只形成早期矽卡岩，而无后 期热液矿化活动。但当矽卡岩型矿床发育有若干个成矿阶段时，其形成顺序通常符合上述规律。在 一个成矿阶段中，所形成的金属矿物常常只是以某种类型为主，同一阶段形成几种矿化类型的现象 6 是不多见的。 （五 （六 三、 ）成矿作用（五 （六 三、 ）成矿作用 矽卡岩型矿床是由热液交代作用形成的，主要包括渗滤交代作用和扩散交代作用。 1. 渗滤交代作用 渗滤交代作用（infiltration metasomatism） 热液和岩石间的组份交换是通过流经岩石裂隙的 流动热液实现的。当上升热液沿着几乎垂直于灰岩和硅铝质岩石的接触面流动时，溶液和围岩发生 反应、溶解和吸取围岩中的组份，并将其带至上覆围岩，与之交代反应形成矽卡岩。渗滤交代作用 中，温度梯度和压力梯度是引起热液流动的动力，因而热液能作较长距离的运移，故有可能形成厚 大的矽卡岩带。 2. 扩散交代作用扩散交代作用（diffusion metasomatism） 溶液和岩石间的组份交换，是以停滞的岩石粒间溶 液为介质，通过组份的浓度差所引起的扩散作用实现的。上升溶液沿石灰岩和硅铝质岩石接触面流 动时，灰岩中的 CaO 通过粒间溶液，以上升溶液为媒介向硅铝质岩石方向扩散，相反，硅铝质岩中 的A12O3和SiO2以同样方式向灰岩方向扩散， 由于这种组份的交代是由双方相互的扩散作用进行的， 所以又称为双交代。双交代作用的结果，接触带两侧的岩石发生成分置换而形成矽卡岩，其反应如 下 3CaCO3A12O33SiO2→Ca3Al2Si3O12（钙铝石榴石）3CO2 ↑ 在扩散交代作用中，浓度梯度是扩散组分运移的动力，随反应带厚度的增加和交代过程的停止 而减小，因而扩散作用不可能形成厚大的交代带。 渗滤交代作用和扩散交代作用常常相互伴随。 ）矿床成因）矿床成因 矽卡岩型矿床产生在特殊的地质环境中（中酸性侵入岩和碳酸盐岩类接触带附近） ，具有典型的 矽卡岩矿物组合和独特的交代成矿方式，前人一般都把它作为内生矿床中独立的一个矿床类型加以 研究，但也有人将它归为热液矿床，作为一个亚类。本书赞同矽卡岩型矿床属于热液矿床的思路， 主要是因为矽卡岩型矿床与热液交代作用的密切成因联系。携带成矿物质的岩浆热液，在矽卡岩化 作用早期的高温条件下以超临界流体的交代作用为主；而晚期温度较低的条件下，则以水为主的热 液交代作用为主。 矽卡岩型矿床的成矿物质来源也不是单一的，随着成矿作用的发展是有变化的。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，硫的来源主要来自上地幔， 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、矿体明显晚于与之有成因联系的岩 浆岩和矽卡岩的现象是一致的，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。 此外，矽卡岩型矿床还常和其它类型热液矿床相伴产出这也进一步佐证了矽卡岩型矿床属热液 矿床。矽卡岩型矿床与斑岩型矿床伴生的情况更为多见，在接触带上为矽卡岩型矿床，在斑岩体内 部为斑岩型矿床，这在铜钼矿床中尤为明显。美国西南部的斑岩型铜矿带中的许多矿床和我国湖北 铜山口、江西城门山及西藏玉龙等矿床都是典型的斑岩-矽卡岩复合型矿床。 矽卡岩矿床的类型和特征矽卡岩矿床的类型和特征 矽卡岩型矿床的分类，目前尚无统一分类标准。有按矿化与矽卡岩的关系进行分类，分为同时 矿化型、伴随矿化型、叠加矿化型；有按形成矽卡岩的原岩成分进行分类，分为钙矽卡岩型和镁矽 卡岩型；有按矿床的多成因及矿化叠加情况进行分类，分为层控-矽卡岩型、云英岩-矽卡岩型、斑岩 -矽卡岩复合型。为了应用方便，也有按矿种进行分类，分为矽卡岩型铁、铜、钨、锡、钼、铅、锌、 铍、硼矿床等，本书采用此分类，并选取几种主要的类型加以分析。 7 （一）矽卡岩型铁矿床（一）矽卡岩型铁矿床 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-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（钠 长石化、方柱石化） 。矿石成分简单，以铁的氧化物为主，硫化物较少，常伴有铜、钴、锌和金。其 次为产在大陆边缘造山带中的镁矽卡岩型铁矿，与中到浅成的长英质侵入岩（石英二长岩和花岗闪 长岩等）有关，围岩主要为白云岩，这类矿床经常是与矽卡岩型铜矿的过渡产物，成分复杂，常伴 有锌、锡等。此外在大陆边缘裂谷带中的辉长岩体接触带上，也常伴有矽卡岩型铁矿。 矽卡岩型铁矿床是铁矿床中的一个重要类型，在我国铁矿生产中占有特殊地位。这类铁矿的规 模大小不等，以中型规模居多，部分储量可达一亿吨以上。由于多数为富矿，所以储量小于百万吨 的小型矿床常常也有工业价值。 矿体形态为层状、似层状、透镜状、囊状以及豆荚状、楔状和其它不规则状。矽卡岩成分比较 简单，以石榴石、透辉石矽卡岩为主；矿石矿物为磁铁矿、赤铁矿、假像赤铁矿，有少量的黄铁矿、 黄铜矿、闪锌矿等；非金属矿物主要为透辉石、钙铁辉石、钙铁榴石，其次有方柱石、阳起石、绿 帘石等。矿石构造以致密块状为主，也有浸染状、条带状等。矿石品位较富，含铁一般为 4050， 常可综合利用 Co、Cu 等元素。 河北邯邢矽卡岩型铁矿床 河北邯邢地区广泛分布矽卡岩型铁矿床，共有大小矿床数十个，构成一个规模巨大的成矿区。 区内有五个岩体，相应划分为五个矿田，每个矿田都由若干个矿床组成，其中以矿山村矿田的矿 床数量和储量最多。矿山村矿田中又以西石门铁矿床的规模为最大，现以此为例简述其主要地质 特征。 矿田内地层出露简单，仅见中奥陶统马家沟组灰岩，构成一开阔的背斜构造，其上尚有次一 级的背斜和向斜，构造线呈北北东向展布。马家沟灰岩岩性单纯，含MgO较高，局部富含膏盐。 岩层产状平缓，其中普遍夹有三层角砾状灰岩，成为岩浆侵入的良好通道。西石门铁矿床矿区内 二长岩沿第二层角砾状灰岩顺层侵入，其上界面和围岩的背斜构造吻合，与围岩成“整合”状接触。 岩体成隐伏状产出，矿体大部分为盲矿。近矿处的岩石常受碱质交代（钠化蚀变）而褪色， 在与围岩的接触带上，广泛发育有矽卡岩和磁铁矿体。矽卡岩宽数米至数十米，分布于矿体的上 下盘，部分包含在矿体之中。矽卡岩的矿物成分主要为透辉石，局部地段富集有石榴石及少量透 闪石、阳起石、绿帘石等。此外，矽卡岩体内普遍发育有金云母和蛇纹石，系晚期热液交代透辉 石而成。 矿体产状和围岩基本一致，局部略呈斜交状。矿体形状简单，主要为似层状和背斜构造相吻 合。背斜轴部矿体较厚，可达数十米，向两翼逐渐尖灭。矿体最宽为一千米（图6-7），沿褶皱轴 延长达数公里。 图 6-7 西石门铁矿床地质剖面图 l-中奥陶统灰岩；2-闪长岩； 3-二长岩；4-铁矿体及矽卡岩； 5-第四系 矿石内金属矿物主要为磁铁矿，此外还有少量黄铁矿和黄铜矿。脉石矿物主要为透辉石和金云 8 母。磁铁矿的形成可分三期早期和透辉石同时形成，为数不多；中期系交代透辉石而成，构成矿 体的主要部分；晚期呈脉状产出，分布局限。矿石大多呈致密块状，少数呈浸染状，二者呈渐变过 渡关系。品位大部分可达到富矿要求。致密状矿石中分布有星散状黄铁矿，其中含钴较高，可综合 利用。矿石中铜含量较低，尚无法利用。 （二）矽卡岩型铜矿床（二）矽卡岩型铜矿床 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 矽卡岩型铜矿床与大洋岛弧环境的石英闪长岩到花岗侵入岩有关。许多重要的矽卡岩型铜矿常与斑 岩型铜钼矿床伴生，环太平洋成矿带是世界上矽卡岩型铜矿床分布的主要成矿带，中、新生代是世 界上矽卡岩型铜矿形成的主要成矿期。 矽卡岩型铜矿床的矿石品位高，长期以来是我国富铜矿石的主要来源之一。该类型铜矿床在我 国分布广泛，尤以我国东部较为集中，主要分布在长江中下游，辽吉东部、燕山等地区。如吉林、 辽东的天宝山、石咀子多金属矿床；华铜的镁矽卡岩铜矿床、燕辽的寿王坟镁矽卡岩铜矿床；长江 中下游的铜官山铜矿、阳新铜矿、铜绿山铜矿；秦岭的罗山铜矿等。矿床的规模不等，以中、小型 居多，大型矿床比较少见。在国外有苏联北乌拉尔图林、古麦洛，美国亚利桑那州的毕斯比等铜矿 床；在秘鲁、墨西哥和日本也有重要的矽卡岩型铜矿床。 这类矿床的矽卡岩组合比较复杂。除早期矽卡岩矿物石榴石、透辉石外，晚期矽卡岩一般都较 发育，其中以绿帘石、阳起石和透闪石最为常见。围岩为白云质岩石时，矿床经常和镁矽卡岩伴生。 镁矽卡岩中除镁橄榄石、硅镁石、透辉石外，还常有晚期形成的蛇纹石和金云母等。矽卡岩矿物常 有明显的分带特点。 矿体多数产于接触带，部分产于远离接触带的围岩中。绝大多数的矽卡岩型铜矿是铜、铁共生 的，而且铁矿物的数量往往超过铜矿物，单纯由铜矿化构成的矽卡岩型矿床是不多见的。铜矿化的 形成方式有二一是交代早期矽卡岩中的透辉石而成；二是沿着矽卡岩或磁铁矿体中的某些构造裂 隙充填交代而成，所以铜矿化往往和矽卡岩或磁铁矿密切伴生。矿体的形态比较复杂，常见的有脉 状、透镜状、囊状和不规则状。部分矿体产于离接触带一定距离的围岩中，呈脉状或顺层分布的透 镜状产出，其形成和断裂或岩层层理有关。 矿床的矿石组合十分复杂，除磁铁矿外，黄铁矿、磁黄铁矿的数量常超过铜矿物。铜矿物以黄 铜矿、斑铜矿为主，铜品位可达 28。有的矿床中还伴生白钨矿、辉钼矿、方铅矿和闪锌矿等有用 矿物，可综合利用。少数矿床的矿石中，伴生有金，在冶炼时可顺便回收，其价值有时超过矿床中 的铜和铁。矿石矿物在矽卡岩中有时构成致密块状硫化矿体，有时呈浸染状分布干矽卡岩中或磁铁 矿矿体中。矿体一般呈不规则状、脉状、透镜状等。 矽卡岩型铜矿床还可与斑岩型铜矿床相伴产出，形成一个矿床成矿系列，这对找矿勘探工作有 一定意义。 河北寿王坟矽卡岩型铜矿床 矿区出露有中、上元古界地层，构成近东西向的短轴背斜。沿背斜轴部发育有轴向断裂，花岗 闪长岩即沿此断裂侵入，在背斜南翼与中元古界蓟县群雾迷山组白云质灰岩、白云岩接触，形成矽 卡岩和矿化。产状和围岩近似，近东西走向，向南倾斜，倾角 4580。 区内矽卡岩的分布和形态主要决定于围岩的产状和接触带的特征。 “整合”陡倾斜接触时，矽卡 岩范围较广，矿化也较发育； “整合”缓倾斜接触时，矽卡岩主要形成于岩体的凹凸不平处，平整的 接触面上很少发育矽卡岩； “不整合”斜交接触时，矽卡岩沿接触带和围岩层理发育。 9 矽卡岩的矿物种类较多，除钙矽卡岩外， 镁矽卡岩也较发育，空间上具有明显的分带现 象，其从岩体到围岩的顺序为 图 6-8 寿王坟铜矿床剖面图 l-白云岩；2-花岗闪长岩；3-矽卡岩；4-角岩； 5-铁矿体；6-铜矿体；7-岩脉 （1）花岗闪长岩； （2）蚀变花岗闪长岩带主要为方柱石和 斜方辉石； （3）石榴石、绿帘石、符山石矽卡岩带； （4）透辉石矽卡岩带； （5）硅镁石、透辉石矽卡岩带含磁铁矿， 阳起石和透闪石； （6）硅灰石矽卡岩带含透辉石和镁橄榄 石； （7）结晶白云质灰岩、白云岩。 矽卡岩中有铁、铜、钼三种矿化，均可圈 出独立矿体。 铜矿化和透辉石矽卡岩关系密切，铁矿化 和硅镁石、 透辉石矽卡岩相伴产出。 铁矿化和铜 矿化二者往往组成一个统一的铁铜矿体（图 6-8） 。 在矿区西部地段，围岩倾斜平缓，铜矿化 多沿层面发育， 在矽卡岩化白云质灰岩中形成网 脉状矿化。 （三）矽卡岩型钼矿床（三）矽卡岩型钼矿床 这是一类较少见的矽卡岩型矿床，矿床常产于花岗岩、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。矽卡岩矿物以钙铝榴石、透辉石为主。矿体呈似层状、脉状、不规 则状等。金属矿物以辉钼矿为主，伴生金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、白钨矿等，有时可 构成铜钼型矿床或钨钼型矿床。辉钼矿常呈小颗粒浸染状散布在矽卡岩内，有时和硫化物一起分布 在矽卡岩中的石英脉中，呈细脉浸染状。矿石中钼的含量通常为 0.10.3％。矿床规模一般不大，我 国辽宁杨家杖子钼矿是世界上罕见的大型矽卡岩型钼矿床。此外，还有河北寿王坟铜钼矿床、秦岭 栾川钨钼矿床等。国外如摩洛哥的阿泽古尔；苏联北高加索狄尔内阿鸟兹等钼矿床。 辽宁杨家杖子矽卡岩型钼矿床 区域出露的地层主要由震旦系至二叠系的地层构成，与成矿有关的细粒花岗岩呈舌状侵入寒武 系和奥陶系的条带状灰岩中，在接触带及围岩中形成大量矽卡岩和钼矿化（图 6-9） 。 矽卡岩矿物主要为石榴石、透辉石、符山石、透闪石、阳起石和绿帘石。靠近岩浆岩处为致密 状透辉石矽卡岩，有时其中伴生少量磁铁矿。远离岩浆岩地段以石榴石矽卡岩为主，在围岩中顺层 分布，当围岩为薄层灰岩时，矽卡岩呈整齐均匀的条带状。 矿体主要分布在距花岗岩数百米的矽卡岩中，产状和围岩基本一致。矿体内金属矿物 10 以辉钼矿为主，此外还有 黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁 矿和毒砂，局部地段方铅 矿和闪锌矿富集。 矿化和矽卡岩的空间 关系有三种情况 （1）矿 化均匀地交代矽卡岩； （2） 矿化于矽卡岩中局部集 中； （3）矿化分布于矽卡 岩以外的围岩中。矽卡岩 中辉钼矿的赋存状态也有 三种情况 （1）鳞片状辉 钼矿，浸染于矽卡岩矿物 的颗粒间； （2）细脉状辉 钼矿，含辉铜矿的石英、 方解石细脉穿插于矽卡岩中，辉钼矿多位于细脉壁上，少数在细脉中央； （3）薄膜状辉钼矿，产于 矽卡岩的裂隙中，受挤压后常呈光亮的磨擦镜面。矿石的品位均较高，大多为富矿，伴生有铼、金、 银等可综合利用。 图6-9 杨家杖子钼矿床地质剖面图 l-条带状灰岩； 2-含钼矽卡岩（矿体）；3-磁铁矿矽卡岩；4-细粒花岗岩； 5-岩脉 （四 （五 ）矽卡岩型钨矿床（四 （五 ）矽卡岩型钨矿床 矽卡岩型钨矿床主要产于花岗岩和碳酸盐类岩石接触带及花岗岩附近的钙质岩层和砂岩层之 间。矿体常呈层状、扁豆状。矽卡岩矿物以钙铝榴石、钙铁辉石为主，常伴有大量萤石。晚期矽卡 岩不甚发育。矿体以似层状为主，有时呈较复杂的透镜状或脉状。含钨矿物为白钨矿，呈细脉状或 浸染状均匀分布于矽卡岩中，含量一般为 0.40.7％；其它伴生矿物不多，个别矿床伴生大量锡、铋、 铅、锌，构成钨多金属矿床。 该类矿床规模一般为中到大型，世界上一大半的钨矿资源来自矽卡岩型钨矿床，如湘、赣、闽、 粤等省都有重要矽卡岩型钨矿床，如湖南瑶岗仙、柿竹园，河南的三道庄等，国外的大型矽卡岩钨 矿有朝鲜的山洞 （Sangdong） 、 塔斯马尼亚的国王 （King） 岛以及加拿大西北地区的吐斯推 （Tungsten） 矿床等。 湖南柿竹园矽卡岩型-云英岩型钨锡钼铋矿床 湖南柿竹园钨锡钼铋矿床中，钨矿属特大型，矿床位于千里山花岗岩东南缘内湾部位的接触带 上，区内出露地层以中、上泥盆统碳酸盐岩及碎屑岩为主，NEE、NE 向断裂构造发育，并与成矿关 系密切。矿体为巨大的水平透镜体，长 1000m，东西宽 600800m，厚 200300m，最厚 500m。矿 石类型自花岗岩向大理岩具有明显的分带性，依次为云英岩型钨钼铋型→云英岩网脉-矽卡岩钨锡钼 铋混合型→矽卡岩型钨铋型→大理岩锡石型。主要金属矿物有白钨矿、黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、 锡石和黄铁矿等。 矽卡岩型白钨矿矿床往往和云英岩型黑钨矿矿床共生，两种类型的钨矿在同一矿区出现，经研 究认为成矿作用是统一的，只是由于围岩性质不同而引起的差异。在石灰岩中形成白钨矿矿床，在 硅铝质岩石中则形成黑钨矿矿床。 ）矽卡岩型铅锌矿床）矽卡岩型铅锌矿床 该类矿床产在多种多样的地质环境中。主要与花岗闪长岩、花岗岩、石英二长岩有关。矽卡岩 型铅锌矿产出位置多与侵入体接触带有一定距离，或在岩基附近，或在岩株附近，或在岩墙附近； 也有少数直接产在接触带上。矿体常呈不规则的囊状、柱状、脉状、透镜状等，矿体叠加于矽卡岩 11 12 之上，常超出矽卡岩的范围，而产于围岩之中，热液多次活动的现象明显。矽卡岩矿物十分复杂， 除辉石、石榴石和角闪石族矿物外，常有相当数量的绿帘石族矿物、绿泥石、绢云母、石英以及碳 酸盐类矿物。金属矿物也很复杂，除方铅矿、闪锌矿外，还有黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等，有时 还有锡石、白钨矿、辉钼矿、辉铋矿及磁铁矿、赤铁矿和罕见的含铍矿物。矿石品位高低不等，平 均含铅 720％，含锌 515％。除铅、锌外，还可综合利用 Cu、Au、Ag、In、Ga、Cd 等多种金属 元素，因此这类矿床又称为矽卡岩型多金属矿床。矿床规模一般为中小型。 属于这类矿床的如我国辽宁八家子、吉林天宝山、北京延庆（铁锌矿床） 、浙江富阳，江西铅厂 （Pb、Zn、W） 、湖南水口山、东坡（W、Sn、Cu、Pb、Zn） 、黄沙坪、广东连南、甘肃花牛山等矿 床。国外苏联的捷丘赫、美国的宾盖夫等矿床。墨西哥和加拿大也有重要的矽卡岩型铅锌矿床。