Question

矽卡岩物质的来源

Answer 1

（一）矽卡岩的产状

矽卡岩通常是指岩浆岩与碳酸盐地层的接触带由交代作用生成的一种蚀变岩。这种产状的矽卡岩在本区多数矿床内均有分布，而且规模较大，是主要的矿化类型。在瑶岗仙矿床内，花岗岩体并不与碳酸盐地层直接接触，而与砂岩接触，故在岩体与砂岩接触带上无矽卡岩。但在碳酸盐层与砂岩层之间形成了矽卡岩体。还有一些“矽卡岩”呈脉状产出，具有明显的充填特征。此外，在碳酸盐层和岩体内均可见到不同程度的矽卡岩化，特别是在碳酸盐层中。

（二）矽卡岩的成分

矽卡岩的主要矿物为石榴子石、辉石，常见矿物为角闪石、符山石、硅灰石、绿帘石、磁铁矿、萤石、方解石和石英等。由于矽卡岩类型较多，化学成分有较大的变化，主要组分SiO₂、Al₂O₃和CaO的变化范围分别为30%～50%、2%～10%和15%～35%。这些组分的含量介于花岗岩、灰岩之间；所以，人们很易接受接触带上的矽卡岩为双交代成因的观点。但Fe、Mn、Mg等元素含量并非如此，特别是Fe₂O₃+FeO在矽卡岩中约为9%，而花岗岩和灰岩中分别为2%和0.9%，即矽卡岩中的氧化铁含量比花岗岩和灰岩高4.5～10倍（表5-1）。这用双交代理论来解释就困难了，用岩浆热液观点来解释同样有困难。因为，本区的花岗岩都是相对贫铁的，氧化铁的总量变化范围为1.16%～2.11%，平均约1.8%，仅为中国花岗岩Fe₂O₃+FeO（2.86%）的63%。这种贫Fe岩浆是难于演化形成富Fe的残余溶液的。因此，本区的矽卡岩是交代灰岩而成。由表可见热液除携带大量SiO₂外，还含大量的Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO和相当大量的MnO和MgO。这与传统认为的富Si、K、Na的残余岩浆是明显不同的。

表5-1 柿竹园矽卡岩化化学成分的变化

（据季克俭等，1989）

此外，矽卡岩和矽卡岩矿物中成矿元素W、Sn、Mo、Bi已有明显的富集。根据陈骏资料，石榴子石和辉石中W为（23-257）×10^-6，平均72.71×10^-6,Sn为（89～3199）×10^-6，平均1425×10^-6,Mо为（1.3～45.4）×10^-6，平均为13.15×10^-6,Bi为（5～20.8）×10^-6，平均为11.97×10^-6，而花岗岩中长石和石英中的W、Sn、Mo和Bi的含量，分别为（2～9.7）×10^-6，平均6.3×10^-6,（1.2～4.9）×10^-6，平均2.56×10^-6,（0.2～1.4）×10^-6，平均0.6×10^-6,（0.1～1.5）×10^-6，平均0.38×10^-6。由此可见，主要矽卡岩矿物中的成矿元素含量比花岗岩的主要造岩矿物中的含量高1至3个数量级。

（三）矽卡岩的形成条件

郭吉保（1986）等做了矽卡岩形成条件的实验，他们采集了柿竹园矿区的花岗岩和灰岩等样，将它们的粉末放在蒸馏水或NaCl等的水溶液中，在温度为400～750℃和压力为500～1000 bar的条件下，生成了与天然矽卡岩基本一致的矿物组合。

根据矽卡岩的产状、成分和形成条件等特征，可以得出如下认识：

1）本区的矽卡岩主要产于灰岩与岩浆岩的接触带上，个别的产于岩体附近的砂岩与灰岩层间，其为高温热液的交代产物。矽卡岩的形成在成因上与岩浆活动有密切的关系，在时间上不仅晚于灰岩，而且也晚于岩浆岩；在成分上与围岩有关，主要组分来自围岩（灰岩、砂岩和花岗岩等）。

2）矽卡岩中成矿元素的含量较高，表明形成矽卡岩的热液具有成矿特征或为早期的成矿热液。

3）本区矽卡岩主要是交代灰岩而成，由表5-1可见，热液中带来的元素，数量最多的是Si、Al和Fe，其次是Mn、Mg等，再次为成矿元素。从热液中携带元素的含量、元素的活动性等来看，热液中含量高和活动性小的元素，如Si、Al、Ca等，可直接来自矽卡岩两侧的围岩，一般迁移的距离为几百米。含量较高和活动性较大的元素（如Fe）及含量较低活动性较大的成矿元素主要不是来自矽卡岩两侧的灰岩和花岗岩，可能来自距离较远的碎屑岩，它们迁移的距离可达数千米。

4）本区与岩体有关的矽卡岩，产于接触带或其附近，即受热较强的地区。根据实验资料，矽卡岩形成温度高于500℃，且赋存于富含矽卡岩化学组分的岩石间。这表明形成矽卡岩的热液属高温热液，其溶解的元素主要来自围岩。形成矽卡岩并不需要特殊的热液，只要有水或含NaCl类的水进入高温的花岗岩和灰岩等的接触带即可。