福建省馬坑礦區(qū)矽卡巖特征、類型及形成機制的探討

李生喜

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730020）

福建省馬坑礦區(qū)發(fā)現(xiàn)于至20世紀70年代～80年代，已有許多地質(zhì)學(xué)家對其礦床特征及其成因進行了深入的研究。但是，對于其成因類型尚存在爭論，主要有矽卡巖交代成礦說[1]、沉積～熱液改造說[2]等。筆者在+400m、+300m、+200m中段、斜坡道等坑道中觀察到大量矽卡巖，通過詳細研究礦區(qū)矽卡巖的產(chǎn)出特征、巖相學(xué)特征以及地球化學(xué)特征，分析其成因機制，為探究礦床成因提供新的證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

研究區(qū)地層發(fā)育為前泥盆紀基底，以中淺變質(zhì)巖系為主；晚泥盆世～中三疊世蓋層，呈一套淺海、濱海相、海陸交互相及陸相環(huán)境下的產(chǎn)物；中新生代陸相碎屑巖及火山噴發(fā)和火山沉積巖。該區(qū)巖漿巖以燕山期和印支期花崗巖為主。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)主要褶皺為馬坑倒轉(zhuǎn)背斜，礦體位于馬坑背斜的北西翼。礦區(qū)出露侵入巖為燕山期黑云母花崗巖和輝綠巖，馬坑礦區(qū)位于燕山期黑云母花崗巖。馬坑礦區(qū)主礦體為一大型隱伏似層狀礦體，礦體走向與巖層走向基本一致，呈北東-南西向，傾向北西，傾角25°～45°。礦石構(gòu)造為致密塊狀、斑雜狀、條紋狀等，礦石結(jié)構(gòu)為交代殘余結(jié)構(gòu)等。

3 矽卡巖巖相學(xué)特征

馬坑礦區(qū)矽卡巖呈灰褐、黃褐、淺棕，塊狀構(gòu)造，中細粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，主要礦物為石榴石；次生蝕變礦物有綠簾石、陽起石、石英、方解石等。

（1）石榴石。石榴石呈褐色，單偏光下常為淺褐色，正高突起，正交偏光顯示非均性，干涉色可達Ⅰ級灰；粒徑一般在0.2mm～1mm之間，多為自形～半自形、中～細粒結(jié)構(gòu)，環(huán)帶結(jié)構(gòu)。

（2）綠簾石。該礦物是鈣矽卡巖的主要組成礦物之一，在錳質(zhì)矽卡巖中也有產(chǎn)出，常組成單礦物矽卡巖，在透輝石～石榴石矽卡巖中也可見。單偏光下，礦物為淺綠色，組成放射狀集合體，粒徑約0.5mm～2mm，多色性較弱，正高突起，具有異常干涉色。

4 矽卡巖地球化學(xué)特征

在馬坑礦區(qū)215穿脈中采集矽卡巖地球化學(xué)樣品6件，分析結(jié)果見表1，矽卡巖的主量元素化學(xué)特點：SiO2為35.26wt%～37.42wt%；TiO2為 0.13wt%～0.38wt%；Al2O3為 9.15wt%～11.40wt%；Fe2O3為 12.93wt%～16.59wt%；FeO為0.54wt%～0.90wt%；CaO為31.95wt%～32.94wt%；MnO為1.07wt%～1.35wt%；MgO為0.45wt%～0.75wt%。本區(qū)矽卡巖主要特點為低硅、富鈣、鐵、貧堿，CaO的含量平均為32.53wt%，富鈣是本地區(qū)矽卡巖化學(xué)成分主要特點之一。

5 討論

（1）矽卡巖類型。本文研究的矽卡巖與傳統(tǒng)交代矽卡巖相比，有其獨特的特征，也是判別其類型的有利證據(jù)。①矽卡巖產(chǎn)出特征。在馬坑礦區(qū)矽卡巖呈脈狀、似層狀，主要分布在輝綠巖與大理巖接觸帶的部位。馬坑礦區(qū)矽卡巖特征可與吳言昌等（1992）研究的巖漿矽卡巖特征進行對比。馬坑礦區(qū)矽卡巖與巖漿矽卡巖產(chǎn)出特征及巖體與圍巖的特征方面都具有相似性。②礦物學(xué)特征。該區(qū)的矽卡巖主要由石榴石和透輝石組成。石榴石以鈣鐵榴石為主，多為自形～半自形、中～細粒結(jié)構(gòu)，環(huán)帶結(jié)構(gòu)；透輝石，多呈短柱狀、自形～半自形結(jié)構(gòu)，與石榴石和磁鐵礦等共生。研究區(qū)的矽卡巖礦物并非交代矽卡巖礦物，其形成于矽卡巖巖漿有關(guān)。③地球化學(xué)特征。研究區(qū)矽卡巖的主要元素特點為低硅、富鈣、鐵、貧堿，富鈣是本地區(qū)矽卡巖化學(xué)成分主要特點之一。

表1 馬坑礦區(qū)215穿脈中矽卡巖主量元素分析結(jié)果（wt%）

綜上所述，研究區(qū)的矽卡巖為巖漿矽卡巖。

（2）矽卡巖成因機制。吳言昌等（1992）人提出了巖漿矽卡巖的成因模式：灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r是硅酸鹽熔體或巖漿的強烈稀釋劑和脫硅劑，它們被大量添到富堿的中酸性巖漿之中，必然會引起被污染的巖漿發(fā)生一系列其它作用，如去揮發(fā)份（主要是CO2和部分H2O）、脫硅和液態(tài)不混熔分離作用，從而導(dǎo)致矽卡巖漿和與之共軛的富堿（低硅）巖漿的形成。與本文所研究矽卡巖相關(guān)的侵入巖為輝綠巖，同時也有大量的大理巖出露。我們可以推測其形成有兩種形式，其一，這種富堿的輝綠巖在深部與灰?guī)r混合接觸，通過熔融～結(jié)晶作用以及灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r引起的去揮發(fā)份（主要是CO2和部分H2O）、脫硅和液態(tài)不混熔分離作用，最后形成富鈣矽卡巖巖漿及礦漿；其二，富堿的輝綠巖巖漿在地殼中上侵的過程中，與周圍的灰?guī)r混合接觸，發(fā)生反應(yīng)，最終生成富鈣矽卡巖巖漿及礦漿。

6 結(jié)論

（1）馬坑礦區(qū)的矽卡巖呈似層狀、脈狀；主要礦物為石榴石和透輝石，屬于鈣矽卡巖，為巖漿矽卡巖。

（2）馬坑礦區(qū)的巖漿矽卡巖的成因模式為：在高位巖漿房中，富堿中酸性巖漿與灰?guī)r（或白云質(zhì)灰?guī)r）同熔混合經(jīng)去揮發(fā)份作用、脫硅作用、液態(tài)不混熔分離作用，最終生成富堿（低硅）巖漿、脈狀矽卡巖漿。