台湾大学的一些矿物学资料.doc

接觸交代礦床（矽卡岩）的形成條件 一、岩漿岩條件 有利於形成接觸交代礦床的岩漿岩，主要為中酸性岩漿岩。按其岩性可分為兩個系列 鈣鹼性系列如花崗岩－斜長花崗岩－花崗閃長岩－石英閃長岩－閃長岩；‚ 鹼性系列鹼性正長岩－花崗正長岩－石英二長岩－二長岩等。與接觸交代礦床關係最密切的為前一系列，它們常由幾種不同岩相的岩石組成雜岩體。總體而言，與矽卡岩礦床有關的侵入岩，其化學成分與同類岩石平均值比較，鉀、鈉含量明顯偏高（Na2OK2O總量一般是7-9），鎂、鐵及鈣含量偏低。岩石類別與礦化的關係是鐵礦床往往與閃長岩－二長岩有關；鉛、鋅礦床主要與花崗岩類，其次與花崗閃長岩類有關；鎢、錫、鉬礦床則主要與花崗岩類有關。 二、圍岩條件 不同成分的碳酸鹽岩控制著矽卡岩的成分和礦物組合，如含礦溶液與石灰岩發生交代作用可形成鈣矽卡岩及有關礦化，與白雲岩作用則形成鎂矽卡岩及有關礦化，它們各有一套典型的礦物組合（如表一）。 表一 鈣、鎂矽卡岩中主要礦物組合 礦物類型 鈣矽卡岩 鎂矽卡岩 矽酸鹽 輝石（主要是透輝石－鈣鐵輝石）、石榴石（主要是鈣鋁－鈣鐵石榴石）、矽灰石、方柱石Scapolite 鎂橄欖石、透輝石－次透輝石，在深成條件下有頑火輝石及紫蘇輝石，在中深條件下有鈣鎂橄欖石Monticellite 含水矽酸鹽 角閃石、符山石、綠簾石、綠泥石、陽起石、黑柱石Ilvaite 矽鎂石Humite、金雲母、透閃石、蛇紋石、韭角閃石Pargasite 硼酸鹽 硼鎂鐵礦、硼鎂石、氟硼鎂石 氧化物 磁鐵礦、赤鐵礦、錫石、石英 磁鐵礦、赤鐵礦、尖晶石、錫石、石英、水鎂石Brucite 硫化物 黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、毒砂 黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦 其它 方解石、螢石、重晶石、白鎢礦 方解石、菱鎂礦、菱鎂鐵礦 註IlvaiteCaFe22Fe3SiO42OH；HumiteMg,Fe27SiO43F,OH2；BruciteMgOH2。 三、成礦過程 1. 矽卡岩期  早期矽卡岩階段形成的主要礦物是矽灰石、透輝石、鈣鐵輝石、鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、方柱石等無水矽酸鹽，一般稱為乾矽卡岩階段。但也有少量含水矽酸鹽礦物如符山石。在這一階段中一般不伴有硫化物的沈澱，在鎂矽卡岩中可形成磁鐵礦和硼酸鹽，在鈣矽卡岩中形成白鎢礦。典型矽卡岩礦物反應式如下 CaCO3SiO2CaSiO3CO2↑ （形成矽灰石） CaCO3MgCO32SiO2CaMgSi2O62CO2↑ （形成透輝石） CaCO3FeO2SiO2CaFeSi2O6CO2↑ （形成鈣鐵輝石） 3CaCO3Al2O33SiO2Ca3Al2Si3O12CO2↑ （形成鈣鋁榴石） 3CaCO3Fe2O33SiO2Ca3Fe2Si3O123CO2↑ （形成鈣鐵榴石） 在有 、 等的參與下可形成方柱石Scapolite 100-nNa4[AlSi3O8]3Cl ．nCa4[Al2Si2O8]3[SO4CO3] （鈉柱石 Mariolite ．鈣柱石 Meionite） ‚ 晚期矽卡岩階段形成的主要礦物有陽起石、透閃石、角閃石、綠簾石類等含水矽酸鹽類礦物，故又稱為濕矽卡岩階段。 透閃石反應式為 2CaCO35MgCO38SiO2H2OCa2Mg5Si8O22OH27CO2↑ 或 4CaMgSi2O6Mg22HCa2Mg5Si8O22OH22Ca2 這個階段由於溫度逐漸降低，溶液中的鐵，除部分參加矽酸鹽礦物外，大量以磁鐵礦形式出現，故又稱為磁鐵礦階段。磁鐵礦的形成一般認為是 FeCl22H2O FeOH22HCl 2FeOH2FeCl2 Fe3O42HClH2 2. 氧化物期 介於矽卡岩期和石英－硫化物期之間，具有過渡性質，形成長石類礦物如正長石、鈉斜長石；雲母類礦物如金雲母、白雲母及少量的黑雲母。此外還有少量的石英、螢石和綠簾石等。礦石礦物有白鎢礦、錫石、赤鐵礦、少量磁鐵礦。 3. 石英－硫化物期 這一成礦期中，二氧化矽一般不再和Ca、Mg、Fe、Al組成矽卡岩礦物，而是獨立形成大量的石英，並有典型的熱液礦物如綠泥石、方解石等。此期有大量金屬硫化物的形成。  早期硫化物階段生成的脈石礦物有綠泥石、綠簾石、絹雲母、碳酸鹽類等，它們主要是交代早期矽酸鹽礦物而形成的，並有螢石和石英。礦石礦物主要是各種銅、鐵、鉬、鉍、砷的硫化物，如黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、輝鉍礦、毒砂等，故亦稱為鐵銅硫化物階段。主要是在高至中溫熱液條件下形成的。 ‚ 晚期硫化物階段除早期形成的矽酸鹽礦物如綠泥石和絹雲母等外，還有石英，此外特別是碳酸鹽類礦物明顯增多。金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦和黃銅礦，因此又稱為鉛鋅硫化物階段。主要是在中溫熱液條件下形成的。 中國南北兩塊古陸從前震旦系到三疊系都有大規模的碳酸鹽層，南方最有利於成礦之圍岩為下三疊統大冶灰岩、下二疊統棲霞灰岩；其次為奧陶系灰岩、石灰系壺天灰岩、三疊系嘉陵江灰岩等，以形成鐵、銅礦床為主。北方最有利於成礦之圍岩為震旦－奧陶系的灰岩，以鐵礦為主，其次為銅、鉬礦床。 中國北方 時代 岩系 岩性 分布地區 接觸的侵入體 礦化類型 C 中石炭統 大理岩、千枚岩、板岩互層 遼、黑 燕山期花崗閃長岩、石英斑岩等 Cu D 下泥盆統 火山凝灰岩及大理岩 黑 海西期黑雲母斜長花崗岩 Cu O 中奧陶統 石灰岩、白雲質灰岩、大理岩及角岩 北方大部 燕山期花崗岩、花崗閃長岩、閃長（玢）岩 Mo、Cu、Pb、Zn、Fe E 寒武系 泥灰岩、狀灰岩、竹葉狀灰岩 冀、魯、遼東等地 燕山期花崗岩 Cu、Mo Z 薊縣統 白雲岩、矽質灰岩、燧石灰岩 冀 燕山期花崗岩及閃長岩 Cu、Fe A 滹沱系 部分白雲岩、大理岩、矽質灰岩 遼東 燕山期花崗岩 Cu、Pb、Zn 中國南方 T 嘉陵江灰岩、大冶灰岩 石灰岩、不純條帶狀灰岩、泥灰岩 中南、西南及東南各省 燕山期花崗（斑）岩、花崗閃長岩及閃長岩 Cu、Fe、Sn P 棲霞灰岩 燧石灰岩、含泥質灰岩 燕山期花崗（斑）岩、花崗閃長岩及閃長岩 Cu、Fe、Pb、Zn C 壺天灰岩、石磴子灰岩 石灰岩、白雲質灰岩、泥質灰岩 長江中下游各省及黔、桂、湘、滇、粵 燕山期花崗岩或各種斑岩 Cu、Fe、Pb、Zn、W D 上泥盆統 石灰岩夾砂頁岩 滇東、黔南、桂北、湘 燕山期花崗岩 W、Sn S 中志留統 部分為泥灰岩 川、鄂、黔、滇東等地 燕山期花崗岩 O 奧陶系 石灰岩 皖、浙、湘、桂、川 燕山期花崗岩、閃長（玢）岩 Cu、Pb、Zn E 寒武系 泥灰岩、石灰岩 皖、浙、湘、桂、川 燕山期花崗岩、閃長（玢）岩 Pb、Zn、Fe Z 燈影灰岩 石灰岩、白雲質灰岩 長江中下游、雲南一帶 燕山期花崗（斑）岩及閃長岩 Fe A 昆陽系 白雲質矽質灰岩、白雲母片岩夾大理岩 長江中下游、雲南一帶 花崗岩 Pb、Zn 熱水溶液Hydrothermal Solution 根據肯尼迪等人Kennedy et al., 1962對在高溫、高壓條件下，水在SiO2熔融體中溶解度的實驗研究表明在壓力為9.7108Pa 9.7Kb，溫度為1080℃時，出現下臨界點。此時，水在SiO2熔融體中的溶解度達25（重量）；如果超過此臨界點，則水與SiO2熔融體可發生完全混熔，則出現一個均一的岩漿熔融體。因此，在一定的溫度和壓力條件下，水在矽酸鹽熔融體中可以無限溶解。在此臨界點之上，一般不存在獨立的水相。只有在上臨界點之下，含水的矽酸鹽熔解體，才可分熔為一個富水相和一個富矽酸鹽相，而這兩個相各自沿著冷卻結晶曲線演化，最終都可分出熱液。