Question

矿床形成条件

Answer 1

一、地质构造背景

我国已发现的硅灰石矿床多与古生代和中生代早期的海相碳酸盐岩有关。前寒武纪形成的碳酸盐岩地层中若存在硅质灰岩时，也利于硅灰石的形成。从大地构造环境来看，地台区内的坳陷带或地槽活动带内的坳陷区，海相碳酸盐岩分布广泛，又有晚期的岩浆侵入体的活动，有利于成矿作用。海相的石灰岩、大理岩、泥质灰岩和硅质灰岩以及燧石条带或燧石团块灰岩等常夹有一定层位的硅灰石。因此，矿床具有明显的层控特点。如果这类岩石与不同岩性地层组成互层，特别是存在不透水层，灰岩的裂隙和孔隙又很发育，对成矿将更为有利。在接触交代矿床中，硅灰石的SiO₂既可来自岩浆，又可来自围岩。

二、岩浆岩

与形成硅灰石矿床有关的侵入体可分为两个系列，一是钙碱性系列的花岗岩-花岗闪长岩-石英闪长岩-闪长岩（辉长岩），二是碱性系列和钙碱系列的过渡类型，碱性正长岩-花岗正长岩-石英二长岩-二长岩。两个系列的岩浆岩都可以形成硅灰石矿床。

侵入体的形状、产状、规模、与围岩的接触关系对硅灰石矿床的形成都有重要意义。接触面缓倾的岩体，能产生宽而长的接触带，硅灰石矿化面积广。大规模超伏于碳酸盐之上的岩体，岩体下盘可形成厚大的矿体；如果侵入体捕虏了有利围岩，无论是接触变质或者交代作用，都可形成较好的硅灰石矿床。

与硅灰石矿床有关的岩浆岩多是中浅成侵入体，形成时代主要在海西-燕山期，特别是在后者。这个时期中酸性岩浆活动强烈，大部分矿床都形成在这个时期。各期岩浆作用，由于多次的侵入活动，有可能导致多次成矿作用。

三、构造因素

硅灰石矿床的成矿作用，构造因素的影响也是很重要的。褶皱构造轴部断裂、裂隙较为发育，有利于岩浆侵入或有利于气液流体的活动及交代作用的进行，在合适的围岩中，导致形成矿床。海相沉积地层发育地区，灰岩或硅质灰岩呈互层状产出，当层间破碎构造、断裂构造发育时，都是控制宽厚的接触变质带、交代带以及形成硅灰石矿床的重要前提条件。

岩体侵入围岩，接触带构造对控矿具有重要意义。当接触面切割围岩层理时，接触面凹凸不平，呈波状产出，对来自侵入体的热流易于沿地层层理扩散，或气液流体沿地层层理交代，都有利于碳酸盐岩层发生矿化，特别是围岩呈半岛状插入岩体内部对硅灰石的形成更为有利。有时主岩体的岩枝插入碳酸盐围岩中，其上下盘形成硅灰石矽卡岩带。总之，接触带构造比较复杂，在其附近可出现成群的扁豆状硅灰石矽卡岩。

四、成矿的物理化学

国内对硅灰岩成矿的物理化学的研究报道较少。20世纪80年代末吉林省发现了磐石县长崴子超大型接触变质的硅灰石矿床，曲元贵等（1988）通过其物化条件研究认为，长崴子硅灰石矿床产于条带状燧石灰岩中，花岗岩的侵入使岩石中的SiO₂与CaCO₃相互作用，形成CaSiO₃，而CO₂逸出。按硅灰石中包体均一法测温，确定硅灰石形成温度大约在300～500℃之间，矿石中又见有与硅灰石共生的石英保持高温石英假象，推测该矿床成矿温度主要在300～500℃，最高温度可达573℃以上。按该矿床形成时上覆岩层厚度约2500～3000m之间计算，成矿时压力为（625～700）×10⁵Pa，即成矿压力约在10⁸Pa以下。