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[摘要]矽卡岩型矿床作为一种重要的矿床类型,众多多金属矿床的形成均与矽卡岩关系密切,目前国内外对矽卡岩的专题研究颇多,研究方向多以地质特征以及成矿条件分析两个方面为主。笔者通过对以往研究成果进行深一步分析和探讨,提出一些自己的观点、认识,并对矽卡岩矿床成矿类型进行了重新梳理。
[关键词]矽卡岩型 地质特征 成矿条件分析
[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-5-89-1
矽卡岩是指中酸性侵入岩和碳酸盐岩接触交代发生一定的反应后产生的一套蚀变岩组合,主要由石榴石、辉石及其他的钙、镁、铁、铝的硅酸盐或铝硅酸盐组成,矽卡岩大多生成于中、浅成条件下。矽卡岩型矿床(体)常出现在中酸性侵入体接触带内、外,形成方式以交代作用为主。
1矽卡岩成矿类型
矽卡岩型矿床是在气水-热液交代作用下产生的。主要类型有:接触交代型、岩浆型以及交代层控型。
1.1接触交代型
传统观点认为矽卡岩属于一套蚀变硅酸盐矿物的组合,该组合是在中酸性侵入岩与碳酸盐岩接触交代形成的。一些早期的研究专家,如:林格伦便认为接触交代变质作用是矽卡岩矿床形成的主要作用,此外还包括岩浆结晶作用以及热液演化产生的交代成矿作用。
1.2岩浆型
岩浆型矽卡岩是一种新的矽卡岩成矿类型,最近几年作为一种成矿理论被提出来。岩浆型矽卡岩成因上与钙矽卡岩或矽卡岩质熔流体的贯入结晶和隐爆固结作用有关。按其成岩方式不同,分为贯入式矽卡岩和隐爆矽卡岩-角砾岩。
岩浆型矽卡岩矿床中贯入式矽卡岩矿体形状主要呈脉状或呈小岩床、不规则岩枝产出;隐爆矽卡岩-角砾岩型矿体呈角砾岩筒产出。岩浆型矽卡岩一般受构造裂隙控制,因此其和富钠闪长岩或碱性辉长(闪长)岩常紧密共生在一起。岩浆型矽卡岩的规模变化幅度较大,与围岩多呈突变或者是不整合接触。
1.3交代层控型
交代层控型作为一种新类型矽卡岩,其与传统接触交代型是不一样的,和中酸性岩之间也没有直接关系。同时又可将交代层控型分为两个类型,即:地下热卤水交代层控矽卡岩型、喷流成因层控矽卡岩型。喷流成因层控矽卡岩的形成和喷流交代以其独特的喷流沉积有着密切的关系,其具有以下几个特征:(1)矿体一般呈层状或者是似层状,赋存于碳酸盐岩以及细碎屑岩接触带。(2)属于典型的热水沉积岩。在成因上,与岩浆岩没有关系。(3)喷流交代矽卡岩和喷流沉积矽卡岩二者在结构和构造是不同的,可见他们具有不同的喷流成因。(4)形成温度在300摄氏度以下,其稀土配分型式和围岩是一样的。
2矽卡岩型矿床地质特征
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100~200m。岩浆分异冷凝程度、围岩性质、接触带构造以及交代作用强度对矿床形成有重要影响,矿体的产状及形状也比较复杂,连续性差。矿体常呈似层状、透镜状、巢状、柱状、脉状等;规模大小不一,一般为中等规模,厚10~30m,沿走向长200~500m。多数矿床为中小型。
矽卡岩型矿床常具分带性,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。按产出部位,矽卡岩可分内带和外带两个带: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。
通过对冷凝边、斑岩基质粒径、岩体形貌、角砾化和碎裂化程度等野外观察,可判定其形成于较浅或较深的环境。依据化学反应的条件来判断成矿深度,还可以利用一些地质标志来判断成矿深度。中等深度的标志为:岩浆岩具细粒及斑状结构,斜长石常具环带状构造,常见反环带构造,角闪石中有辉石残余物构成反应边结构;很少或不与伟晶岩共存;矿体延深较大,垂直分带明显,矿化均匀,矿石中固熔体分离结构发育。
特定矽卡岩某个阶段的发育程度取决于局部地质环境。较深地壳环境比较浅的地质环境,矽卡岩周围的变质范围大,变质程度高。浅成环境,在冷却和可能与地下水反应期间,退变质作用要比深成环境强烈;深成环境碳酸盐岩呈韧性而不是脆性变形,接触带平行于层面;浅成环境恰恰相反。构造型式的差异会影响到矽卡岩发育的规模和形态;主岩成分、形成深度和构造背景,造就了矽卡岩的多样化特征。
3矽卡岩矿床成矿条件分析
矽卡岩型矿床的形成温度范围为900~200℃,为气水热液阶段的产物。典型的矽卡岩矿物组合形成温度为900~500℃,金属氧化物的形成温度一般为600~350℃,而金属硫化物的形成温度大致为450~200℃。
接触交代过程中,CaCO3分解生成Cao+Co2,这对形成矽卡岩具有重要意义。例如,CaCO3+MgCo3+2Sio2→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。因此,矽卡岩型矿床可形成于从浅成到中深成的环境。
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、形态和规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,按岩性分为2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人体大多属于中-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。侵人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,岩体的凹入部位要较凸出部位更有利于成矿。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。
[关键词]矽卡岩型 地质特征 成矿条件分析
[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-5-89-1
矽卡岩是指中酸性侵入岩和碳酸盐岩接触交代发生一定的反应后产生的一套蚀变岩组合,主要由石榴石、辉石及其他的钙、镁、铁、铝的硅酸盐或铝硅酸盐组成,矽卡岩大多生成于中、浅成条件下。矽卡岩型矿床(体)常出现在中酸性侵入体接触带内、外,形成方式以交代作用为主。
1矽卡岩成矿类型
矽卡岩型矿床是在气水-热液交代作用下产生的。主要类型有:接触交代型、岩浆型以及交代层控型。
1.1接触交代型
传统观点认为矽卡岩属于一套蚀变硅酸盐矿物的组合,该组合是在中酸性侵入岩与碳酸盐岩接触交代形成的。一些早期的研究专家,如:林格伦便认为接触交代变质作用是矽卡岩矿床形成的主要作用,此外还包括岩浆结晶作用以及热液演化产生的交代成矿作用。
1.2岩浆型
岩浆型矽卡岩是一种新的矽卡岩成矿类型,最近几年作为一种成矿理论被提出来。岩浆型矽卡岩成因上与钙矽卡岩或矽卡岩质熔流体的贯入结晶和隐爆固结作用有关。按其成岩方式不同,分为贯入式矽卡岩和隐爆矽卡岩-角砾岩。
岩浆型矽卡岩矿床中贯入式矽卡岩矿体形状主要呈脉状或呈小岩床、不规则岩枝产出;隐爆矽卡岩-角砾岩型矿体呈角砾岩筒产出。岩浆型矽卡岩一般受构造裂隙控制,因此其和富钠闪长岩或碱性辉长(闪长)岩常紧密共生在一起。岩浆型矽卡岩的规模变化幅度较大,与围岩多呈突变或者是不整合接触。
1.3交代层控型
交代层控型作为一种新类型矽卡岩,其与传统接触交代型是不一样的,和中酸性岩之间也没有直接关系。同时又可将交代层控型分为两个类型,即:地下热卤水交代层控矽卡岩型、喷流成因层控矽卡岩型。喷流成因层控矽卡岩的形成和喷流交代以其独特的喷流沉积有着密切的关系,其具有以下几个特征:(1)矿体一般呈层状或者是似层状,赋存于碳酸盐岩以及细碎屑岩接触带。(2)属于典型的热水沉积岩。在成因上,与岩浆岩没有关系。(3)喷流交代矽卡岩和喷流沉积矽卡岩二者在结构和构造是不同的,可见他们具有不同的喷流成因。(4)形成温度在300摄氏度以下,其稀土配分型式和围岩是一样的。
2矽卡岩型矿床地质特征
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100~200m。岩浆分异冷凝程度、围岩性质、接触带构造以及交代作用强度对矿床形成有重要影响,矿体的产状及形状也比较复杂,连续性差。矿体常呈似层状、透镜状、巢状、柱状、脉状等;规模大小不一,一般为中等规模,厚10~30m,沿走向长200~500m。多数矿床为中小型。
矽卡岩型矿床常具分带性,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。按产出部位,矽卡岩可分内带和外带两个带: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。
通过对冷凝边、斑岩基质粒径、岩体形貌、角砾化和碎裂化程度等野外观察,可判定其形成于较浅或较深的环境。依据化学反应的条件来判断成矿深度,还可以利用一些地质标志来判断成矿深度。中等深度的标志为:岩浆岩具细粒及斑状结构,斜长石常具环带状构造,常见反环带构造,角闪石中有辉石残余物构成反应边结构;很少或不与伟晶岩共存;矿体延深较大,垂直分带明显,矿化均匀,矿石中固熔体分离结构发育。
特定矽卡岩某个阶段的发育程度取决于局部地质环境。较深地壳环境比较浅的地质环境,矽卡岩周围的变质范围大,变质程度高。浅成环境,在冷却和可能与地下水反应期间,退变质作用要比深成环境强烈;深成环境碳酸盐岩呈韧性而不是脆性变形,接触带平行于层面;浅成环境恰恰相反。构造型式的差异会影响到矽卡岩发育的规模和形态;主岩成分、形成深度和构造背景,造就了矽卡岩的多样化特征。
3矽卡岩矿床成矿条件分析
矽卡岩型矿床的形成温度范围为900~200℃,为气水热液阶段的产物。典型的矽卡岩矿物组合形成温度为900~500℃,金属氧化物的形成温度一般为600~350℃,而金属硫化物的形成温度大致为450~200℃。
接触交代过程中,CaCO3分解生成Cao+Co2,这对形成矽卡岩具有重要意义。例如,CaCO3+MgCo3+2Sio2→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。因此,矽卡岩型矿床可形成于从浅成到中深成的环境。
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、形态和规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,按岩性分为2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人体大多属于中-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。侵人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,岩体的凹入部位要较凸出部位更有利于成矿。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。