接触交代矿床和接触变质矿床(矿物质的交代作用) 接触交代矿化与矿石
一、概述 接触交代成矿作用是指在中酸性—中基性侵入岩类与碳酸盐类岩石等钙镁质岩石的接触带上或其附近，由于含矿气化热液进行交代作用而形成矿产的作用，由此形成的矿床称为接触交代矿床。 接触交代作用能形成一套在矿物组合和结构构造等方面具有独特性的岩石，称为“矽卡岩”（Skam）。因此，接触交代矿床也被称为矽卡岩矿床。 该类矿床的矿体主要分布在岩体接触带靠围岩的一侧，少数矿体可分布在接触带附近的岩体或地层中（图1）。矿石的矿物成分复杂，它受碳酸盐岩石的种类及热液的成分控制。一般当含矿热液交代石灰岩时形成的矽卡岩叫钙矽卡岩，而交代白云岩时形成的矽卡岩叫镁矽卡岩。两类矽瞳岩及其相应的矿石各有一套典型的矿物组合（表1）。
图1 接触交代矿床矿体产出位置 表1 钙、镁矽卡岩（矿石）的矿物组合矿物类型| 矽卡岩(矿石) | 镁矽卡岩(矿石) | 硅酸盐辉石(主要是透辉石-钙铁辉石)、石榴石(主要是钙铝钙铁石榴石)、硅灰石和红柱石。 | 镁橄榄石，透辉石-次透辉石，深部条件下有耐火辉石和紫苏辉石，中深部条件下有蒙脱石。 | 含水硅酸盐闪石、浮山石、绿帘石、绿柱石、绿泥石和阳起石。 | 菱镁矿、金云母、透闪石、蛇纹石和韭菜角闪石。 | 硼酸盐 | 菱镁矿、水镁石、氟水镁石。 | 氧化物磁铁矿、赤铁矿、锡石和应时。 | 磁铁矿、赤铁矿、尖晶石、水镁石、锡石和应时。 | 硫化物黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿和毒砂。 | 黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿 | 其他的方解石、萤石、重晶石、白钨矿 | 方解石、菱镁矿、菱镁矿 |
矿石的结构以粗粒结构为特征，这与成矿温度较高以及挥发性组分的参与有关。矿石构造以浸染状、块状、条带状以及晶洞构造为主。 二、接触交代成矿作用方式 接触交代成矿作用的实质是交代作用。在成矿过程中，渗滤交代和扩散交代两种方式均存在。 接触渗滤交代作用是由含矿气化热液沿着被交代岩石的裂隙系统渗滤而引起的。在有裂隙横切接触面部位，因上升的含矿热液沿交切接触带的裂隙渗滤，将下部的活性组分带到上部，并与之发生交代作用，常形成“火苗”状矽卡岩体（图2下部）。图2 接触渗滤交代作用（下部）和接触扩散交代作用（上部）形成矽卡岩（矿石）示意图1—石灰岩；2—砂岩；3—花岗岩；4—矽卡岩（矿石）；5—溶液流动方向；6—发生反应的惰性组分扩散方赂；7—裂隙；8—岩体与地层的接触面 接触扩散交代作用通常发生在接触带两种物理化学性质不同的交接部位。含矿热液沿岩浆岩和碳酸盐岩的接触面流动。外接触带石灰岩的粒间溶液为CaO所饱和，内接触带岩浆岩中的粒间溶液则为SiO2和Al2O3所饱和。上升溶液的出现可破坏上述平衡，使CaO向岩浆岩中扩散，SiO2和从Al2O3向石灰岩中扩散，从而在接触带内形成了矽卡岩和矿石（图2上部）。由于物质交换具有双向性，故这种交代作用又称为双交代作用。 在实际成矿过程中，接触渗滤交代作用和接触扩散交代作用常相互伴随。当不存在较大的裂隙时，上升溶液在岩石中的渗透速度十分缓慢，这时以扩散交代作用为主；当深度不大、岩石裂隙较多时，热液运移速度较快，渗滤作用占主导地位。 三、接触交代矿床的成矿过程 接触交代矿床的形成过程具有明显的多期性和多阶段性。矿床是在很长的时间和很大的温度范围内，通过多次含矿气化热液的活动形成的。由于不同的矿化期和矿化阶段所处的物理化学条件有很大的差异，所以形成的矿物组合也有明显的差别。一般说来，接触交代矿床可分为两个成矿期和5个成矿阶段（表2）。也有人（M.T.Einaudi等，1981）将接触交代矿床的形成过程分为以下3个阶段：（1）岩浆就位期间的等化学接触变质作用。在此阶段，岩浆初始定位，驱动同生水和地下水，形成变质晕圈和局部的反应矽卡岩。（2）岩浆结晶期间的侵入体初步冷凝、交代矽卡岩形成、矿液演化和初期的矿石沉淀作用。此阶段岩浆结晶形成热液，交代作用强烈，在碳酸盐中形成外矽卡岩，在岩浆岩中形成内矽卡岩。（3）与岩浆热液系统相关联的退化蚀变和与该系统最终冷凝有关的矿石沉淀作用。此阶段热液系统冷却，较低温度的大气降水逐渐流入，导致岩浆岩的绢云母化和矽卡岩的退化蚀变，以及沿主要构造线和碳酸盐层理发生硫化物—硅质—碳酸盐的交代作用。 表2 接触交代矿床的成矿期和成矿阶段成矿时代| 成矿阶段 | 主要矿物组合 | 解释 | 矽卡岩阶段早期矽卡岩阶段(干矽卡岩阶段) | 硅灰石、透辉石、钙铁辉石、石榴石、钙铁榴石、红柱石。 | 以岛状和链状无水硅酸盐矿物为主，形成于高温超临界条件下。一般不会出现硫化物。 | 晚矽卡岩阶段(湿矽卡岩阶段)阳起石、透闪石、角闪石、绿帘石、磁铁矿 | 含水硅酸盐矿物以条带状或复杂链状结构为主，形成于近超临界状态。溶液中的铁以磁铁矿的形式出现，所以也叫磁铁矿阶段。 | 氧化物阶段长石、酸性斜长石、金云母、白云母、应时、萤石、绿帘石、白钨矿、锡石和赤铁矿。 | 其特点是磁铁矿少，其他氧化物多。其特点是从矽卡岩阶段过渡到应时硫化物阶段。 | 应时-硫化物阶段早期硫化物阶段(铁-铜硫化物阶段) | 绿泥石、绿帘石、绢云母、方沸石、萤石、应时、黄铜矿、黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿和辉铋矿。 | 脉石矿物早期主要为交代硅酸盐矿物，金属硫化物主要形成于中温液态条件下。 | 晚期硫化物阶段(铅锌硫化物阶段)绿泥石、绢云母、方解石、应时、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿。 | 以碳酸盐矿物和硫化铅锌矿物增多为特征，主要形成于中低温环境。 |
四、主要矿石 由接触交代成矿作用形成的矿石不仅种类多，而且品位高，储量大。因此，接触交代矿床具有重要的工业价值。如中国的接触交代型铜矿床在全国铜矿总储量中居第三位，在富矿总储量中居第二位，而在开采总量中跃居首位。已知由接触交代成矿作用形成的矿产有Cu、Fe、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Co、As、Be、B、石棉、压电石英和金云母等。矿石中常含有可供综合利用的元素，如铜矿石中常伴生有Au、Ag、Mo、Se等元素。有的铜矿床一年回收的金相当于一个中型金矿山的年产量。铁矿石中的综合利用元素有Co、Mo、Cu等，有时还伴生有Ni、Bi、Se和Te等组分。 （一）铁矿石 铁矿石主要与中至浅成的闪长岩—辉长岩类有关，少数与花岗岩和二长岩等岩浆岩有关。矿石中金属矿物主要是磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿，其次为黄铁放、黄铜矿和闪锌矿。非金属矿物主要为透辉石、钙铁辉石和钙铁榴石，次为方柱石、阳起石和绿帘石等。矿石构造以致密块状为主，部分呈现浸染状或条带状构造。矿石品位较高，铁含量通常为40%～50%，并常可综合利用Co和Cu等元素。 湖北大冶铁矿床是中国著名的接触交代铁矿床。矿石以致密块状的富矿石为主，主要金属矿物为磁铁矿，并有黄铜矿和黄铁矿呈条纹状分布于块状矿石中。在块奖构造的富矿体与围岩过渡带，常有高铜贫铁的浸染状矿石。 （二）铜矿石 铜矿石主要与钙碱性花岗闪长石—石英二长岩、石英闪长岩等岩浆有关，少数矿床与花岗岩有关。当围岩为石灰岩时，形成钙矽卡岩型铜矿石；围岩为白云岩时，则形成镁矽卡岩型铜矿石。两类矿石的矿物成分有区别，前者矽卡岩矿物为钙铁—钙铝榴石、透辉石和绿帘石等；后者为镁橄榄石、硅镁石、透辉石、金云母、透闪石和蛇纹石等。最重要的有用矿物是黄铜矿，次为斑铜矿。铜品位可达2%～8%。有时铜与其他有用元素伴生，如与辉钼矿伴生成铜—钼矿石，与磁铁矿伴生为铜—铁矿石，与方铅矿和闪锌矿等伴生为铜—铅、锌多金属矿石。矿石中还常出现磁黄铁矿和黄铁矿等金属矿物，并常可综合回收Co和Au。 安徽铜官山铜矿是这类矿床的实例。 （三）钨矿石 钨矿石主要与花岗岩、花岗闪长岩及石英二长岩有关。围岩一般为石灰岩。矿石中主要有用矿物为白钨矿，其粒度较小，多在5mm以下。矿石品位一般为WO30.4%～0.7%。矿石中的金属矿物除白钨矿外，有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、辉铋矿、毒砂和锡石等。矽卡岩矿物以含铁少为特点，主要为钙铝榴石、透辉石、角闪石、金云母，次为符山石、萤石、正长石、绿帘石、方解石和石英等。其中萤石和符山石具有标型意义，一般是钨品位与萤石含量成正比，而与符山石含量成反比。 湖南柿竹园和瑶岗位产这类矿石。 （四）钼矿石 钼矿石主要与花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长岩及斜长花岗岩等岩浆有关，围岩为石灰岩。有用矿物主要是辉钼矿，其他金属矿物有黄铜矿、白钨矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、方铅矿和闪锌矿等。矽卡岩矿物以钙铝榴石和透辉石为主。辉钼矿常呈现小颗粒浸染于矽卡岩中，有时与硫化物一起分布在矽卡岩内的石英脉中，呈细脉浸染状。钼的品位一般为0.1%～0.3%。有时辉钼矿和黄铜矿、白钨矿伴生，形成铜—钼或钨—钼矿石。 辽宁杨家杖子钼矿床产这类矿石。 （五）锡矿石 锡矿石这类矿石产在花岗岩体与石灰岩的接触带上及其附近。矿石的矿物成分较复杂，锡石是最主要的有用矿物。金属矿物除锡石外，有白钨矿、磁黄铁矿、黄铁矿、辉铋矿、毒砂、方铅矿和闪锌矿等，非金属矿物有透辉石、石榴石、符山石、阳起石、萤石、石英和绿泥石等。锡石粒度细，呈浸染状或与硫化物组成网脉。锡品位一般为0.3%～2.8%，综合利用兀素有Cu、Fe、Mo、Zn、Ag、Ge、Ga、In、As、S和萤石等。 云南个旧锡矿产这类矿石。 （六）铅锌矿石 铅锌矿石主要与花岗闪长岩、花岗岩和石英二长岩有关。矿石常产在离接触带一定距离的围岩中，其成分较复杂，有用矿物以方铅矿和闪锌矿为主，其他金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、锡石、白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁铁矿和赤铁矿等；非金属矿物有辉石、石榴石、角闪石、绿帘石、绿泥石、绢云母、石英和方解石等。矿石铅品位为7%～20%，锌品位为5%～15%。综合利用元素有Cu、Au、Ag、In、Ga和Cd等。通常说的“矽卡岩型多金属矿床”产的就是这类矿石。 湖南水口山铅锌矿产这类矿石。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
