矽卡巖型金礦的成礦地質(zhì)特征及成因綜述

趙凱培 喻衍

摘要：矽卡巖型金礦是我國重要金礦類型，探明儲量可觀，分布較集中。因此，系統(tǒng)研究矽卡巖型金礦床，對找礦具有重要的找礦意義。本文通過對矽卡巖型金礦床資料的收集整理，總結(jié)了矽卡巖型金礦的成礦地質(zhì)特征、巖漿巖條件、圍巖條件、圍巖蝕變和礦化分帶特征，同時對礦床的物質(zhì)來源、成礦過程及成因作了相關(guān)介紹和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：矽卡巖型礦床；地質(zhì)特征；礦床成因

Abstract： Skarn type golden ore deposit is important type in the China. And its proven reserves is considerable. Its distribution is more concentrated. Therefore， system research skarn type gold deposits will become important prospecting significance. This article collects the skarn type gold deposits datas and does some reasearch about it. The author summarized the metallogenic geological characteristics， magmatic rock conditions， wall rock alteration and the characteristics of mineralization zoning. As the same time， The author introduced and summaried the deposit of material source， mineralization process and the cause of deposit.

Key words： Skarn type golden ore； Geological characteristics； Deposit genetic

金是最稀有、最珍貴和最被人看重的金屬之一，是國民經(jīng)濟運行中不可或缺的一種自然資源，在我們的生活中有著不可或缺的作用。針對金礦床的不同地質(zhì)特征、地質(zhì)背景和地質(zhì)條件，目前金礦床分為韌性剪切帶型，淺成低溫熱液型，矽卡巖（又稱接觸交代成因）型，風化紅土型[1-2]。根據(jù)前人總結(jié)的資料，已探明的中型—超大型的矽卡巖型金礦，總儲量超過1000t，占全國探明儲量的20%。從儲量占有率上可以看出，矽卡巖型金礦是重要的金礦類型之一。綜合考慮矽卡巖型金礦的地質(zhì)特征以及礦床成因，能為今后的地質(zhì)工作和找礦提供理論支持，從而提高工作效率。

1. 矽卡巖型金礦的成礦地質(zhì)條件

1.1 矽卡巖型金礦的巖漿巖條件

矽卡巖型金礦床在形成過程中與巖漿活動有密不可分的聯(lián)系，巖漿與圍巖間發(fā)生的接觸交代作用是其形成的根本原因。與矽卡巖型金礦形成有關(guān)的侵入體極大多數(shù)為花崗閃長巖、石英二長巖、二長花崗巖，只有極少數(shù)為石英閃長巖和二長閃長巖。其中的花崗閃長斑巖和石英二長閃長斑巖侵入體尤為重要，見表1。

從表1可以看出，矽卡巖型金礦在我國多分布在長江中下游地區(qū)，環(huán)太平洋成礦域的西緣。與矽卡巖型金礦有關(guān)的巖漿巖主要是中生代（燕山期）中性——中酸性——酸性巖漿巖，多為淺成小巖體，以巖株居多。巖體富含H2O、S、CO2等揮發(fā)分，故這類巖漿也就易于造成矽卡巖型金礦化[4]。根據(jù)表1侵入體統(tǒng)計結(jié)果，矽卡巖型金礦大多分布在中酸性——酸性侵入體中，僅有少數(shù)分布在中性侵入體中，侵入體的侵位時代多在侏羅紀——白堊紀，與上述前人研究結(jié)論相符。

巖體多在中深到淺成環(huán)境侵位形成，受其產(chǎn)出環(huán)境影響，礦體常呈似層狀、脈狀、網(wǎng)脈狀等，而且規(guī)模不大，對于獨立金礦而言，巖體可呈透鏡狀產(chǎn)出。值得注意的是，礦體形態(tài)特征不足以反映成礦特征及過程。由于鈣堿性系列巖漿析出含礦熱液發(fā)生堿交代作用，這一過程必定會影響礦物成分、化學成分、礦石組構(gòu)和微量元素的變化，因此需要多方面綜合分析考慮，從而得出較為可靠的結(jié)論。

1.2 矽卡巖型金礦床的構(gòu)造背景

根據(jù)全球矽卡巖型金礦床的分布特點總結(jié)發(fā)現(xiàn)，該類礦床主要集中分布在環(huán)太平洋成礦帶。從大地構(gòu)造背景層面來看，顯生宙以來的造山帶構(gòu)造體系是矽卡巖礦床形成的有利大地構(gòu)造環(huán)境。陳衍景等總結(jié)提出，中國矽卡巖型金礦主要產(chǎn)于以下地區(qū)，即大陸碰撞造山帶、活化克拉通邊緣和克拉通內(nèi)部的斷裂巖漿帶[5]。例如，我國長江中下游地區(qū)的矽卡巖型金礦床，位于揚子地臺邊緣拗陷帶，郯廬大斷裂由南西向北東穿過。從地質(zhì)特征來看，構(gòu)造環(huán)境起著重要的作用，構(gòu)造裂隙為礦液的運移提供通道，而地臺邊緣拗陷帶、褶皺帶可作為礦液儲存富集有利的容礦空間。

在實際的勘查找礦工作中需特別注意構(gòu)造——巖漿巖體——圍巖之間的關(guān)系。矽卡巖型礦床主要產(chǎn)在中酸性侵入體與碳酸鹽巖的接觸帶上，但也有特殊情況。前者為圍巖的層理、層間破碎帶及構(gòu)造裂隙，這對矽卡巖礦床形成有特殊意義。因為這些構(gòu)造的存在，使得不僅在接觸帶上成礦，更可能在遠離侵入體的圍巖中形成較大礦體。特殊的情況分兩種，一是褶皺軸面的彎曲處及傾伏端和褶皺方向、性質(zhì)發(fā)生變化處，往往有利于巖漿的侵入和與之伴隨的礦化；二是巖體內(nèi)部存在有碳酸鹽巖的捕擄體，礦化沿捕擄體邊部斷續(xù)分布。

1.3 矽卡巖型金礦的圍巖特征

圍巖巖性是決定矽卡巖及矽卡巖礦床形成的重要條件。它不僅可以影響成礦物質(zhì)沉淀，同時還可在一定程度上影響成礦方式、礦體規(guī)模和礦石的物質(zhì)成分。根據(jù)我國現(xiàn)有研究的矽卡巖型金礦資料分析發(fā)現(xiàn)，我國該類礦床的圍巖主要形成在石炭紀、二疊紀、三疊紀的碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖、頁巖及少數(shù)硅質(zhì)巖中，它們的共同特征是化學性質(zhì)活潑，性脆，易破裂，為含礦溶液提供運移通道。

有相關(guān)研究表明，當圍巖是較純的灰?guī)r、灰?guī)r與砂頁巖互層或者碳酸鹽巖中MgO含量小于2%時，一般形成鈣矽卡巖或者鈣矽卡巖型礦石；當圍巖以白云質(zhì)灰?guī)r為主，或MgO含量高于10%～15%時，則形成鈣鎂矽卡巖和相應的鈣鎂矽卡巖型礦石，并出現(xiàn)典型鎂矽卡巖礦物組合——如鎂橄欖石、尖晶石等；當圍巖為MgO含量2%～10%之間的白云質(zhì)灰?guī)r時，通常只會形成透輝石等礦物[6]。圍巖的物理化學條件對矽卡巖型金礦的產(chǎn)出部位有著一定的控制作用，例如，薄層碳酸鹽巖比厚層純灰?guī)r更有利于成礦，特別是薄層灰?guī)r和頁巖互層，且灰?guī)r成分不純時，使得巖石脆性程度增強，更容易產(chǎn)生裂隙，從而形成金礦的富礦場所。另外需要注意的是，矽卡巖型金礦的礦體一般遠離侵入體，在圍巖中產(chǎn)出。分析侵入體的來源、成分組成，以及與圍巖發(fā)生金礦化作用的關(guān)系，有助于我們查明熱源、金源、熱液源，從而得出矽卡巖型金礦的成礦機理。因此，在普查、勘探等工作中，地質(zhì)工作者結(jié)合物、化探資料的研究和有關(guān)地質(zhì)條件的綜合分析時，不僅需要研究侵入體的特征，還需要觀察圍巖巖性、內(nèi)部特征。如果發(fā)現(xiàn)與理論研究不符的地方，這時就需要加以修改完善之前的資料。

1.4 矽卡巖型金礦的圍巖蝕變及礦化元素分帶

矽卡巖型金礦床的礦體與矽卡巖體幾乎同時形成。矽卡巖型金礦床是在中酸性——中基性的侵入體與碳酸鹽類巖石接觸帶上或附近發(fā)生交代作用而形成，其形成溫度變化大，一般為800℃～300℃[7]。圍巖蝕變帶發(fā)育，蝕變帶主要由矽卡巖、矽卡巖化大理巖、絹云母化、鉀化及各種角巖組成。接觸帶可分為內(nèi)接觸帶和外接觸帶。內(nèi)接觸帶附近主要發(fā)育鉀化。外接觸帶主要發(fā)育矽卡巖化，這就是礦體主要產(chǎn)在外接觸帶靠近圍巖一側(cè)的原因。圍巖蝕變的規(guī)模一般大于礦體，有時具有分帶性，且其形態(tài)近似于礦體，圍巖蝕變在地表可見，并且礦物特征明顯。因此我們可以把圍巖蝕變作為一種間接地找礦標志。

根據(jù)國內(nèi)已經(jīng)研究過的資料顯示，矽卡巖型金礦往往是多元素的綜合礦床，組成元素復雜多樣。常為Cu、Au、Ag、Zn、Pb、Mo等元素組合，Au礦化與Cu礦化最密切。矽卡巖型金礦的礦化元素常有明顯的分帶性。例如，銀家溝礦床自巖體中心向圍巖的分帶是Mo-Cu→Au-Cu→FeS2→ Au-Pb-Zn→Ag-Au→Mn；獅子山金礦的水平分帶是Cu（Mo）→Cu（Au）→Au（Cu）→Pb-Zn-Ag（Au）[8]。

2. 矽卡巖型金礦的成因研究

2.1 矽卡巖金礦成礦作用、成礦過程

陳衍景（1996）在矽卡巖型金礦成礦元素富集方面做過一些研究，將矽卡巖金礦化分為三期若干階段[9]。

早期堿交代作用期：該作用主要發(fā)生在巖體內(nèi)部，發(fā)生鉀長石化、鈉長石化、金云母化、黑云母化等。該期的矽卡巖化主要包括早矽卡巖化階段和晚矽卡巖化階段： 早階段主要形成石榴子石、透輝石、硅灰石或粒硅鎂石、鎂橄欖石等無水的結(jié)構(gòu)簡單矽卡巖礦物；晚階段主要形成透閃石、陽起石、綠簾石等含水的結(jié)構(gòu)復雜的矽卡巖礦物。圍巖蝕變以大理巖化、角巖化為主。

中期多金屬硫化物一黃鐵絹英巖化期：該期以黃鐵絹英巖化為特征，伴有大量硫化物和自然金一銀系列礦物等礦石礦物形成。該期在巖體內(nèi)主要發(fā)生黃鐵絹英巖化，接觸帶以發(fā)育硫化物和綠泥石、綠簾石化為特征，圍巖以碳酸鹽化、蛇紋石化為特征。晚期主要為碳酸鹽化期：伴隨的礦石礦物較少。

根據(jù)上述的成礦過程研究可知，成礦元素的富集主要發(fā)生在中期多金屬硫化物一黃鐵絹英巖化期。另有相關(guān)資料顯示[1，5，]金礦的富集過程滿足卡爾波娃提出的兩期五階段矽卡巖的成礦過程劃分，認為金礦化主要發(fā)生在石英——硫化物期，這與陳衍景所提出的觀點是相通的。

2.2 矽卡巖金礦成因

2.2.1 斑巖銅礦構(gòu)造成因

中國的矽卡巖型金礦主要集中分布在中國東部，對于該地區(qū)矽卡巖型金礦的成因在20世紀70年代就有人提出其形成機理。國外學者Sillitoe[10]早先提出，太平洋板塊俯沖到歐亞大陸之下，俯沖板塊發(fā)生部分熔融，形成廣泛的同熔型或I型花崗巖漿。巖漿中攜帶了大量成礦物質(zhì)，在上侵過程中活化萃取圍巖中的成礦物質(zhì)，最終在活動大陸邊緣的淺部形成斑巖——火山巖帶和有關(guān)的礦床帶。而矽卡巖型金礦就是由此形成的礦床類型之一。

2.2.2 復合作用成因

國內(nèi)學者陳衍景[11]及國外學者Armstuz在隨后的十幾年內(nèi)經(jīng)過研究，對Sillitoe提出的成礦模式提出懷疑[12]。他們認為中國東部地區(qū)不僅受到太平洋板塊的影響，還受到規(guī)模強大的勞亞大陸與岡瓦納大陸碰撞造山作用后期的伸展作用的影響。他們覺得單用太平洋板塊俯沖成礦太過片面，還要考慮到在碰撞造山成巖成礦模式下，勞亞大陸與岡瓦納大陸之間的碰撞對巖漿活動和成礦作用的貢獻。也就是說，中國東部矽卡巖型金礦的形成是岡瓦納大陸和勞亞大陸碰撞造山與太平洋板塊向歐亞大陸俯沖的復合作用下形成的。

3. 結(jié)語

矽卡巖型金礦床主要與中酸性侵入巖有關(guān)，尤其是花崗閃長斑巖和石英二長閃長斑巖。環(huán)太平洋成礦帶西緣是中國東部矽卡巖型金礦的主要產(chǎn)地；其次，中國西部昆侖山一帶，岡瓦納大陸與勞亞大陸碰撞造山帶也會產(chǎn)出矽卡巖型金礦，但相對較少，主要產(chǎn)出的是韌性剪切帶型金礦。矽卡巖型金礦的圍巖主要為碳酸鹽巖、頁巖、蒸發(fā)巖及硅質(zhì)巖等，但以灰?guī)r與頁巖的薄互層為主，圍巖裂隙發(fā)育，為熱液的運移、富集、礦化提供通道和空間。蝕變特征明顯，基本按堿交代——黃鐵絹英巖化——碳酸鹽化蝕變、礦化演化。

根據(jù)圍巖與侵入體的特征，結(jié)合相關(guān)資料得知，金的來源主要有兩種：一是來源于上地幔，并可能有部分硅鋁質(zhì)殼源物質(zhì)混入，屬于幔殼混源型；二是含金親硫元素巖漿攜帶成礦物質(zhì)進而活化萃取圍巖的成礦物質(zhì)。金主要以自然金形式存在，其次多以粒間金、裂隙金、包體金等方式賦存在黃鐵礦、石英等礦物中。

參考文獻：

[1] 殷小玲.中國金礦分布和基本地質(zhì)特征[J].中山大學研究生學刊自然科學版，1998，19（3）：1-2.

[2] 戴塔根，劉成湛.世界上新發(fā)現(xiàn)的金礦類型[J].桂林冶金地質(zhì)學院院報，1989.

[3] 陳衍景，陳華勇，K.ZAW，F(xiàn).PIRAJNO，張增杰.中國陸區(qū)大規(guī)模成礦的地球動力學_以夕卡巖型金礦[J].地學前緣，2004.03，11（1）：59-63.

[4] 李強強，周流煜.矽卡巖型金礦研究進展[J].中山大學研究生學刊（自然科學醫(yī)學版），2012，33（3）：25-26.

[5] 高熙賀.矽卡巖型金礦床地質(zhì)特征及成礦規(guī)律研究[J].企業(yè)技術(shù)與開發(fā)，2015.01，34（2）：69-70.

[6] 趙一鳴，林文蔚，畢承思，李大新.中國矽卡巖礦床基本地質(zhì)特征[J]. 中國地質(zhì)科學院院報，1986，03：60-85.

[7] 翟裕生，姚書振，蔡克勤.礦床學[M].北京：地質(zhì)出版社，2011：96-110.

[8] 陳衍景，常兆山.中國矽卡巖型金礦床地質(zhì)研究和勘查的進展與問題[J].有色金屬礦產(chǎn)與勘查，1996.06，5（3）：134-135.

[9] 陳衍景.中國夕卡巖型金礦床的勘查進展和方向[J].地質(zhì)與勘探.1996，32（4）：9-14.

[10] Sillitoe，R. H. A Plate Tectonic Model for Orign of Porphyry Copper Deposites[J].Economic Geology，1972，67：184-197.

[11] 陳衍景.碰撞造山體制的成礦作用：中國若干典型地區(qū)的研究結(jié)果[R].北京大學地質(zhì)系系博士后研究報告，1994.

[12] 張貽俠.中國金礦床進展與思考[M].地質(zhì)出版社，1996.07：66-67.