搜索
第七章接触交代矿床（矽卡岩矿床）ContactMetasomaticOreDepositsSkarnOreDeposits•1．矽卡岩（Skarn）：•指产于岩浆岩与围岩（主要是碳酸盐类岩石）的接触带及其附近，由气水热液交代作用而形成的，具典型矽卡岩矿物组合（钙铝―钙铁榴石系列；透辉石―钙铁辉石系列）的一种交代岩。•2．矽卡岩矿床：•指在空间上和成因上与夕卡岩密切相关的矿床，叫矽卡岩矿床，也称接触交代矿床。•3．矿产及工业意义：•夕卡岩矿床分布广，具重要工业意义和经济价值。•1）是世界范围内W的首要来源；•2）是Cu、Fe、Mo、Zn的重要来源；•3）是Co、Au、Ag、Bi、As、Be、B的次要来源；•4）伴生金属：Ni、Se、碲、Ge、In、铊、Cd、等；•5）非金属矿产：石墨、石棉、硅灰石、石榴石、金云母、滑石、萤石等工业矿物。•总之，该类矿床规模变化大，特大型―小型，但以中型为主，矿石品位高，可直接开采，工业价值大，如Cu矿、夕卡岩型Cu矿占我国Cu矿总储量的第三位（16.4%）。富矿的第二位，开采量占第一位（41.2%）；此外，可综合利用的共、伴生组分多。4、夕卡岩矿床基本特点：•A．矿体的产状、形态和规模•（1）产出部位：矿床产于侵入体与围岩的接触带上或其附近，并以外接触带的蚀变碳酸盐中为主。•（2）形态、产状、规模：•形态、产状比较复杂，矿体连续性差，空间上矿体和夕卡岩的关系有：•a.同时矿化型；•b.伴随矿化型；•c.迭加矿化型。•形态常呈似层状，凸镜状，巢状，脉状等；•矿体规模除W、Mo、Sn、Fe、Cu可达大型外，多数为中小型。•B．矿石的物质成分和组构•矿物成分复杂，包括：（Ca质SK、Mg-Sk、Si-Sk）：•（1）无水硅酸盐类：辉石类（透辉石―钙铁辉石）；•石榴石类（Ca-Al－Ca-Fe榴石）；•硅灰石；镁橄榄石；透辉石；方柱石等。•（2）含水硅酸盐类：符山石，闪石类、绿帘石、阳起石、绿泥石；•金云母、韭闪石、透闪石、硅镁石、蛇纹石等。•（3）金属矿物：•氧化物：Mt、Hm、锡石、尖晶石；•（4）硫化物：gn、Sph、Py、Po、辉钼矿，毒砂。（4）其它矿物：方介石、萤石、重晶石。••组构：结构构造多种多样，交代组构特别发育。•结构：粗粒结构、残余结构、交代熔蚀结构；•构造：块状、条带状，浸染状，网脉状，晶洞状等。•C．矿床的形成具多期多阶段性•D．矿床分带性：•接触交代矿体由侵入体→围岩，含矿夕卡岩常呈带状有规律分布；内夕卡岩带（内带）→外夕卡岩带（外带）。•内夕卡岩带（内带）：靠近岩浆岩一侧的夕卡岩主要由高温矿物组成：Mt、Hm、Ga辉石等，次有符山石、方柱石。•外夕卡岩带（外带）：靠近围岩一侧的夕卡岩，主要由高、中温矿物组成：Ｇa、辉石、Hb、Chl、Gp、Act、Py、Cp、Sph等。•由岩浆岩→内夕卡岩→外夕卡岩→灰岩，SiO2、Al2O3、降低；CaO、MgO、(FeO)升高。二、夕卡岩矿床的形成条件•1．岩浆岩条件；•2、围岩条件；•3、构造条件；•4、物理化学条件；•5、大地构造条件。1．岩浆岩条件（1）岩性：i）中酸性岩浆岩，分两个系列：（a）钙碱性系列：gr－斜长gr－gd－Q-di－di；（b）碱性系列：碱性正长岩―花岗正长岩―石英二长岩―二长岩。ii）岩石钠、钾总量（K2O+Na2O）偏高：7－9%；Mg、Fe、Cu偏低；iii）Fe矿床与闪长岩―二长岩有关；Pb、Zn－gr类、次gd；W、Sn、Mo与gr有关。（2）岩体形态、产状：i）中深―浅成侵入体；ii）中―小型侵入体，出露面积多在2－10Km2；iii）岩体形态越复杂，越有利于SK矿床形成；iv）岩体常呈岩株、岩瘤、岩钟、岩脉产出；v）岩浆活动期次越多、越有利于成矿；晚期侵入更有利；vi）岩体的时代对矿床形成有影响；我国东部以燕山期为主，西部以海西期为主；世界范围主要为中生代或更晚。2、围岩条件：（1）岩性：有利岩性：各类碳酸盐岩石：石灰岩（或大理岩）、白云质灰岩、白云岩、泥灰岩、钙质灰岩等；其次为火山岩、安山岩、英安岩、凝灰岩。原因：a)、碳酸盐化学性质活泼，易分解，有利于交代作用。b)、物理性质脆、易裂、渗透性好，利于含矿热液的流动和交代作用。c)、厚层、成分单一的灰岩不利于成矿、反之，利于成矿。（2）围岩构造：节理、裂隙及孔隙度（大小、性质、结构、开放程度、形态等）越发育，对成矿越有利。（3）围岩性质控制夕卡岩成分和矿化：夕卡岩的主要矿物组合夕卡岩类型钙夕卡岩镁夕卡岩硅夕卡岩无水硅酸盐辉石（Di-钙铁辉石）、镁橄榄柱石、透辉石－次透除钙夕卡岩石榴石(Ca-Al-Gr-Fe-Gr)、硅灰石辉石、（深成）紫苏辉石一顽中矿物，还有方柱石火辉石方柱石含水硅酸盐角闪石、符山石、绿帘石、硅镁石、金云母、、透闪石、黑柱石、绿泥石、阳起石、蛇纹石、韭角闪石硼酸盐硼酸铁矿、硼镁石、氟硼镁石氧化物Mt、Hm、SnO2、QMt、Hm、尖晶石、水镁石、谒石、Q硫化物Py、Po、Cp、Sph、gn、MoS、毒砂Py、Po、Cp、Sph、gn其它方解石、萤石、重晶石、白钙矿方解石、菱镁矿、菱镁铁矿（4）角岩、膏盐层。3、构造条件•岩体和夕卡岩矿体受以下四类构造控制：•a.五种接触带：•简单接触带；•混染接触带；•构造叠加接触带；•多次侵入接触带；•热液蚀变接触带。（1）侵入体与围岩的接触带构造：•b.上下接触带：•平盖、超覆。侵入体与围岩的接触带构造•c.岩体的凹陷部位、构造迭加部位、不同岩性接触部位等。侵入体与围岩的接触带构造•（2）围岩的层理、层间破碎带、构造裂隙。•（3）褶皱构造：•表现在对岩体及含矿流体流通的控制：•a.褶皱轴为弯曲处；•b.褶皱似状端；•性质变化处为迭加处。•(4)捕虏体构造：4物理化学条件：（1）温度条件硅酸盐结晶温度较高，金属氧化物和硫化物温度较低。总的温度范围：800―1000C；夕卡岩矿物：8000C－3000C；金属氧化物（Mt）：600－3500C（500－4000C为主）；金属硫化物：450―1000C（为3000C）。（2）压力和深度条件：主要中等深度，也可地浅成条件下形成：h=1－4.5Km之间；p=3×107Pa－3×108Pa；CaCO3+SiO2==CaSi3O3（硅灰石）+CO2↑（深度太大，不进行）5、大地构造条件：多产在地槽及活动性较强的地台边缘或凹陷带（断裂凹陷带），如长江中下游断裂凹陷带。三、夕卡岩矿床的成矿作用和成矿过程•（一）夕卡岩矿床的形成作用•1．接触渗滤交代作用；•2．接触扩散交代作用。1．接触渗滤交代作用：（压力）深部上升的含矿溶液沿着交切接触带的裂隙系统渗滤，将下层中的活性组分带到上层，并与之发生交代作用。2．接触扩散交代作用（双交代作用）：（浓度）溶液沿岩浆岩和石灰岩的接触面流动时，原接触带石灰岩的粒间溶液为CaO所饱和，岩浆岩中的粒间溶液为SiO2，Al2O3所饱和，当在上升溶液作为媒介的影响下，破坏了原有的平衡，使CaO间岩浆岩中扩散，而SiO2、Al2O3等向石灰岩中扩散，于是在接触带形成了夕卡岩。•（二）夕卡岩矿床的形成过程••I．柯尔任斯基的扩散―交代；•II．卡尔波娃的阶段说。3．镁夕卡岩和钙夕卡岩形成机理的差异1）镁夕卡岩形成过程中，Ca为惰性组分，Mg为活性组分；2）镁夕卡岩是岩浆岩与白云岩或基性岩接触交代的产物；3）镁夕卡岩形成自高温开始，并可延续到岩浆期后阶段；Ca夕卡岩的形成仅在岩浆期后条件下。故镁SK常被后期Ca-SK置换；反之不发生。成矿阶段•卡尔波娃将夕卡岩矿床的形成分为两期五个阶段：（1）干（早）夕卡岩阶段：高温超临界条件下形成，无有用矿物形成。1．夕卡岩期矿物组合：硅灰石＋Di＋CaFe辉石+GaAl－Ga+GaFe-Ga+方柱石方程：略（见下）。（2）湿（晚）夕卡岩阶段（Mt阶段）：碱性和中性条件下，交代作用发育，形成大量磁铁矿。矿物组合Act、Di、Hb、Ep、Mt夕卡岩矿床形成方程：略（见下）。氧化物阶段：介于夕卡岩期和石英硫化物期之间，具过渡性质，高温热液期。形成长石类，云母类及少量Q、萤石、Ep、正长石＋酸性Pl＋金云母、Mus、BiO，矿石矿物：白钨矿、SnO2、H2O少量Mt、Be的硅酸盐矿物及少量MS。2．石英－硫化物期早期硫化物阶段（Fe-Cu硫化物阶段）：高、中温热液条件，弱碱性：矿物组合：Chl+Ep+Ser+Cc+MS。晚期硫化物阶段(Pb、Zn硫化物阶段)：中温热液条件，出现大量gn+Sph。典型无水夕卡岩矿物反应式：湿夕卡岩矿物反应式：磁铁矿阶段矿物反应式：硫化物阶段矿物反应式：•Fe2++2H2S=FeS2+4H+•Pb2++H2S=PbS2+2H+•Zn2++H2S=ZnS2+2H+•Fe2++Cu2++2H2S=CuFeS2+4H+•Fe3++As+H2S=FeAsS+2H+硫化物阶段矿物反应式：四、接触交代矿床的成因1、形成环境夕卡岩和夕卡岩矿床是在多样的地质环境中形成的，其成矿的深度、温度、压力和围岩条件等是多变的。2、矿质来源可能有下列几种情况：（1）来自岩浆及其派生的气液。如夕卡岩矿床的成矿专属性。（2）矿质来自侵入体本身。火成岩受气液蚀变，释放矿质，进入热液，搬运后成矿。（3）围岩提供成矿物质，包括原生含矿层，矿源层以及成矿元素背景值较高的岩层，经岩浆或热流体作用，提供矿质。如膏盐层提供S、Na、Ca。（4）地下水携带成矿物质。热卤水。（5）来自地壳深部的热流体，末经岩浆阶段，可能是上地幔直接析出的。以上表明，夕卡岩矿床是多成因的，但对具体矿区，应结合具体情况，具体分析。3、成矿热液的来源多来源：岩浆水、大气水、变质水、地幔流体及其混合流体。4、成矿作用的复杂性：表现为夕卡岩型复合的矿床类型，如层控型、云英岩型、矿浆型等。总之，夕卡岩矿床产地多种多样的地质构造环境中，与一定的岩浆岩组合有某种亲缘关系，其形成过程是漫长的、多阶段的、其成矿机理是复杂的，并常具有复合成矿的现象。五、接触交代矿床的分类（一）按矿化与夕卡岩的关系分类（X.阿布杜拉也夫）1．同时矿化型：夕卡岩矿物与有用矿物同时沉淀，且空间上一致。如某些磁铁矿矿床，硼矿床和石墨矿床。2．伴随矿化型：有用矿物的沉淀直接替换夕卡岩的矿物组合。如Mt矿床，辉铜矿床等。3．叠加矿化型：有用矿物的沉淀与较晚期的热液活动有关，呈叠加关系。如大部分的Cu、Mo、Co、Pb、Zn、Au、Sn矿床。矿体与夕卡岩界线不一致。1．同时矿化型；2．伴随矿化型；3．叠加矿化型。（二）按形成夕卡岩的原岩成分分类1．钙夕卡岩型：交代石灰岩形成。2．镁夕卡岩型：交代白云岩或白云质灰岩形成。3．硅夕卡岩型：交代火山岩。（三）按矿床的多成因及矿化叠加的分类1．层控―夕卡岩矿床：矿床受地层控制明显。如长江中下游地区。2．云英岩―夕卡岩型矿床：与花岗岩类杂岩体有关的复合矿床。如柿竹园。3．斑岩―夕卡岩型复合矿床：与具斑状结构的岩株（花岗闪长岩、石英二长岩）有关。（四）按矿种的分类夕卡岩型铁、铜、钨、锡、铅、锌、铍及硼等。思考题1、矽卡岩和矽卡岩矿床(接触交代矿床)的概念，矽卡岩矿床的地质特征和矿床特征。2、接触交代矿床多形成于何种大地构造环境？矿体的空间分布有何规律？3、与接触交代矿床有关的岩体多具哪些特征？多形成于何种构造部位？4、哪种围岩有利于矽卡岩及接触交代矿床的形成？围岩成分对形成的矽卡岩类型及矿种有影响？5．矽卡岩矿床成因的主要观点及各观点存在的主要问题。6、矽卡岩矿床常可分为哪些矿化期和矿化阶段？各有何代表性的矿物组合？7、在接触交代矿床种控制矿体分布的构造有哪些？8．论述接触交代矿床的形成条件。