湖北阳新岩体接触带矽卡岩的岩石特征及其矿化关系浅析

王友胜，徐荣华，杨伟卫

(湖北省鄂东南地质大队，湖北大冶 435100)

0 引言

矽卡岩是中性或酸性侵入岩和碳酸盐岩在接触带处经气化高温热液交代作用形成的一种变质岩;而由与其相关的含矿热液经交代作用形成的热液矿床则称为接触交代矿床。众所周知，鄂东南地区产出大量矽卡岩和接触交代矽卡岩型铜铁金钨钼等多金属矿产。但长期的生产实践表明，并非所有中性或酸性侵入岩与碳酸盐岩的接触带都有矽卡岩产出，也并非所有矽卡岩中都有金属矿产产出。“冷”接触带和“干”矽卡岩的存在给地质找矿工作增加了许多难度。

开展阳新岩体接触带岩石特征的研究，探讨各类岩石与矽卡岩成岩及成矿关系，不仅具有一定的地质理论意义，对正在进行的阳新岩体西北段、阳新岩体中东部两个整装勘查项目的野外地质工作也能提供一点参考。

1 区域成岩成矿背景

阳新岩体位于鄂东南三角形构造岩浆区的中心部位，毛铺—两剑桥断裂带北侧。其主体由南东向北西侵位于殷祖—筠山复背斜核部，西北段侵入大冶湖向斜南翼，平面上总体呈北西向展布，岩体总面积约229 km2，是鄂东南地区出露规模最大的岩体。岩体主岩性为石英闪长岩，其次为石英闪长玢岩、石英二长闪长岩等，侵位于燕山中晚期，为被动侵位的壳幔同熔型岩浆岩。

阳新岩体接触带围岩地层从寒武系至白垩系均有出露。南部大范围与志留系碎屑岩接触，少数地段与寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系碳酸盐岩零星接触;北部大范围与石炭系、二叠系、三叠系碳酸盐岩接触，偶见有与泥盆系碎屑岩和二叠系硅质岩零星接触。

阳新岩体与围岩地层的接触带总长约112 km(不包括捕虏体接触带)，带中产出大中小型矽卡岩矿床(点)约70余处(见图1)，其中大型矿床3处，中型矿床6处，是典型的富含铜铁金钨钼等多金属矿的接触带。

2 接触带岩矿石特征

阳新岩体接触带泛指围绕岩体与地层接触处的一条宽度约200～300 m(包括岩体和地层的边缘)环形接触蚀变带，由岩体向地层方向分为内接触带和外接触带。

2.1 内接触带岩石特征

岩浆岩岩性特征:阳新岩体中酸性侵入岩属广义的花岗岩类岩石，为壳幔混染花岗岩。内接触带中以细粒石英闪长岩分布最广，次为石英二长闪长岩、花岗闪长岩、二长闪长岩、闪长岩，正长闪长岩和石英斑岩偶有出露。

岩浆岩岩石化学特征:与中国同类岩石比较，SiO2含量略微偏高，从岩体中心至内接触带，SiO2变化幅度小，反映出阳新岩体岩浆分异不完全。基性组分(Fe2O3+FeO+MnO+MgO+CaO)具顺向分异特征，自早期岩石至晚期岩石，基性组分逐渐降低。

图1 阳新岩体周边地层及矿产略图Fig.1 Sketch of surrounding strata and mineral of Yangxin rock

岩浆岩岩石矿物特征:主要造岩矿物有斜长石、钾长石、角闪石、黑云母，斜长石 An值 3～44［1］，其种属不仅与岩石酸度有关，也受围岩性质及后期蚀变作用影响。总体特征是:随着岩石由偏基性向偏酸性方向演化，An值逐渐降低。副矿物主要为磁铁矿、磷灰石、榍石、锆石，均为SiO2过饱和矿物。

岩浆岩岩石蚀变特征:岩浆岩的蚀变主要高岭石化和绿泥石化，高岭石化多见于地表出露岩体和地下水发育地区，表现为岩体中斜长石矿物蚀变为高岭石矿物。绿泥石化多见于接触断裂构造带中，表现为裂隙面上充填暗绿色绿泥石泥细脉。

2.2 外接触带岩石特征

地层岩石岩性特征:阳新岩体接触带地层岩石从老至新有寒武系白云岩;奥陶系灰岩;志留系砂页岩;石炭系大埔组白云岩、黄龙组灰岩;二叠系栖霞组碳质灰岩、茅口组灰岩、上二叠统硅质岩、含炭质页岩;三叠系大冶组灰岩、嘉陵江组白云岩及灰岩。其中岩体南部接触带主要为志留系巨厚层砂页岩和零星分布的寒武系白云岩及奥陶系灰岩。北部接触带上主要为石炭系—三叠系巨厚层灰岩和白云岩。

地层岩石化学特征:阳新岩体南部接触带上志留系巨厚层碎屑岩中(见表1)SiO2含量78.50%，Al2O3含量约10.14%，FeO+Fe2O3含量约 4.72%，K2O+Na2O含量约2.65%。岩体北部接触带石炭系—三叠系巨厚层灰岩中CaO平均含量＞49.19%，CO2平均含量约41.37%;白云岩中CaO平均含量＞33.89%，CO2平均含量约43.12%。MgO平均含量＞15.83%。

地层岩石蚀变特征:在岩浆热力作用下，岩体接触带附近岩石具有不同程度的接触热力变质作用，主要为碳酸盐岩发生重结晶作用变质成大理岩或白云石大理岩，碎屑岩变质成角岩或具角岩化。围岩蚀变主要为碳酸盐化、绢云母化，前者主要见于灰岩和白云岩地层中，表现为碳酸盐矿物的重结晶，矿物颗粒增大变粗现象以及距接触带较远处地层中不规则网脉状碳酸盐细脉发育。绢云母化主要见于碎屑岩地层中，主要为碎屑岩地层中的长石矿物蚀变为细小磷片状绢云母矿物。

表1 阳新岩体围岩地层氧化物平均含量统计表Table 1 Statistics of the average content of oxide in Yangxin rock strata

2.3 矽卡岩特征

阳新岩体矽卡岩根据碳酸盐岩地层原岩性质、矽卡岩矿物成分及组合特征，可将阳新岩体接触带内矽卡岩划分为三个类型。现分述如下:

钙矽卡岩 原岩为灰岩，经接触交代形成的矽卡岩，主要为石榴子石矽卡岩，其次是硅灰石矽卡岩、方柱石矽卡岩、绿帘石矽卡岩。

镁矽卡岩 原岩为白云岩，经接触交代形成的矽卡岩，主要为金云母矽卡岩，其次是硅镁石矽卡岩、粒硅镁石矽卡岩、镁橄榄石矽卡岩(极易为热液交代蚀变，所以很难保存，偶尔可见少量镁橄榄石残余)。

钙镁矽卡岩 这是阳新岩体接触带内大量存在的一类矽卡岩，此类矽卡岩分布于灰岩及白云岩与岩体接触带附近，其代表岩石为透辉石矽卡岩、金云母透辉石矽卡岩、透辉石石榴子石矽卡岩、石榴子石透辉石矽卡岩，其次有透闪石阳起石—矽卡岩。

这三大类矽卡岩在阳新岩体接触带内矿床中均有产出，但具体到某一个矿床点，由于受不同围岩地层岩性的控制，矽卡岩类型组合或小类上差别很大，一般仅以一或两种小类为主。

2.4 矽卡岩矿床特征

阳新岩体矽卡岩矿床大多产于中酸性岩浆岩与碳酸盐类岩石的接触带上，大中型矿床还与接触带附近碳酸盐岩的捕虏体有密切联系。由于矿床的形成明显受岩浆分异冷凝、围岩性质、接触带构造以及交代作用强度的影响，故矿体的产状、形态均比较复杂，矿体连续性也差。矿体常呈似层状、透镜状、柱状、脉状、巢状等。规模大小不一，有直径数米的小矿体，也有长数千米、延伸达千米以上的巨大矿体，如铜绿山。一般为中等规模，厚10～30 m，沿走向长200～500 m，除有的铁、铜、金等类矿床可达大型外，多数矿床为中小型。

2.5 矽卡岩矿石特征

阳新岩体矽卡岩矿床矿石成分复杂，非金属矿物主要有石榴子石、辉石及其它钙、镁、铝的硅酸盐矿物(如硅镁石、符山石、方柱石、蛇纹石、透闪石、阳起石、绿泥石、绿帘石、金云母等)。此外还有石英、萤石、黄玉及含镁、铁的碳酸盐矿物。金属矿物以氧化物和硫化物为主，如磁铁矿、赤铁矿、白钨矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿等。由于矿物成分复杂，形成温度范围也广，所以矿石的结构构造也多种多样，如块状构造、浸染状构造、条带状构造、晶洞构造等。又由于成矿温度较高，有挥发组分的参与，因而矿石一般多为粗粒结构。

3 阳新岩体接触带矽卡岩成岩作用机制分析

3.1 岩浆岩作用机制

阳新岩体侵入为燕山中晚期，属钙碱性系列中酸性岩体，中深成相—中浅成相，岩石类型主要为石英闪长岩、石英二长闪长岩等，岩石多具细粒结构和斑状结构，结晶时间长。某些地段并具多期次成岩特征，更有利于形成规模较大矽卡岩和矿体。

阳新岩体规模巨大，出露面积约229 km2，为岩基状侵入体，与围岩地层的接触带产状复杂多变。一般情况下，岩体超覆于地层之上不利于矽卡岩和金属矿体的形成。另外，阳新岩体接触带复杂的形态对矽卡岩、矿体的形成和分布也有一定的影响，不平整的接触面有利于形成矽卡岩和矿体。

3.2 围岩地层作用机制

阳新岩体接触带围岩岩性对矽卡岩矿床的形成有重要影响，不利围岩主要是志留系砂页岩及其它地层中的泥岩、碳硅质岩等;有利围岩是三叠系中下统及其它地层中碳酸盐类岩石。石灰岩、白云质灰岩、白云岩等碳酸盐类岩石以其化学性质活泼、脆性较大、渗透性较强和富含CaO或MgO而易被交代，形成钙镁系列的矽卡岩。区内寒武系、奥陶系、二叠系产出的含燧石条带灰岩、硅质岩因含多量硅质和少量钙质成分，多形成钙硅系列矽卡岩。本区志留系、泥盆系砂砾岩、泥页岩等碎屑岩则为不利矽卡岩成岩赋矿围岩。

阳新岩体接触带碳酸盐岩层的构造对矽卡岩型矿床的形成也有一定影响，薄层灰岩比厚层灰岩有利于成矿，特别是薄层状灰岩和页岩、粉砂岩等互层时，由于它们的物理性质有明显差异，层面间的结合比较虚弱而有利于热液的流通，所以热水溶液更易于选择交代薄层状灰岩而形成矽卡岩和矿体。另外，围岩的节理、裂隙及孔隙度等对矿化富集及矿体的形态、产状等也有重要影响［2］。

3.3 矽卡岩类型及其与矿化类型的关系

阳新岩体接触带内各矿床产出的矽卡岩类型组合差别大，同一矿床不同矿体产出的矽卡岩类型也有差别，同一矿体的不同部位矽卡岩也存在差异。但各矿床矽卡岩按形成阶段分只有两种类型，即较早阶段的“干矽卡岩”和较晚阶段的“湿矽卡岩”。干矽卡岩阶段碳酸盐地层与高温岩浆熔融体的接触带两侧钙镁与硅铝元素产生交代，主要形成石榴子石、透辉石、早期金云母、符山石及基性斜长石等矿物组成的矽卡岩。湿矽卡岩阶段发生于岩浆期后，随着温度的降低，接触带附近高温气液大量聚集，气液中富含大量的挥发性元素及［OH］根，这些物质首先交代铁镁矿物而成为含［OH］的硅酸盐矿物，如金云母、铁绿泥石、透闪石、阳起石、绿帘石、斜黝帘石等矿物组成的矽卡岩。系统研究阳新岩体接触带产出的各类金属矿床，一般这两种不同时期形成的矽卡岩均有发育。但确定“矿”与“非矿”，或对应不同的矿种类型，这两种矽卡岩发育程度及产出特征具有明显的差异(见表2)。

表2 两类矽卡岩产出特征对照表Table 2 Comparison table of two kinds of skarn output feature

3.4 矽卡岩类型与典型矿带的关系

本区矽卡岩并不直接参与成矿，但大规模矽卡岩发育地段可指示该区域曾发生较强热液交代作用。特别是湿矽卡岩较强发育地段，更显示该区曾发生多期次汽水热液交代作用。这些特殊地段由于有强烈汽水热液交代作用，伴随岩浆热力或构造作用，多可萃取或通过化学反应使接触带两侧岩石中有用元素叠加富集成矿。其次，矽卡岩的形成改变了这些特殊地段岩石的矿物平衡，岩石体积、密度、导热性等物理参数也相应改变，进一步促进了岩浆岩和围岩地层元素参与成矿。

阳新岩体接触带总计长约112 km，带两侧岩石复杂多变，不同地段含矿性差异很大。然而矿产在空间分布上仍然有规律可寻，矿床点在平面上多沿接触带呈带状集中分布，矿化体在剖面上多分布于地层一侧。岩体与围岩不同接触部位矽卡岩类型不一样，产出金属矿产类型也不一样。总体上，阳新岩体北端干、湿矽卡岩均有产出，矿产以铜铁金为主。中东部和南侧主要产出晚期湿矽卡岩，金属矿产中少见铁、钨和金，多富铜钼。具体归纳如下:

冯家山—铜绿山—叶花香弧形铜铁金接触带(阳新岩体西北段):该弧形接触带总长约16 km，其内分布的铜铁金矿床点最多，有铜绿山大型铜铁矿床、鸡冠咀大型铜金矿床、桃花咀、叶花香、冯家山、东角山等中小型铜铁矿床。阳新岩体在西北段呈一舌状侵入体，岩体分异分带良好且具多期次侵入特征。岩体接触地层多为三叠系—石炭系碳酸盐岩。受地层岩石影响，弧形接触带形态平面上呈港湾状，剖面上呈锯齿状复杂多样。这些特征均有利于该地段接触带矽卡岩矿床的形成。该弧形接触带内矽卡岩类型复杂，干湿矽卡岩均较发育，与铁成矿关系密切的是早期干矽卡岩，与铜金成矿关系密切的主要是晚期湿矽卡岩。

赤马山—父子山铜钼接触带:该段接触带总长约5 km，其内分布有赤马山中型铜钼矿床、韩家山、李家山小型铜钼矿床多处。阳新岩体在该地段由南东向北西侵入三叠系—石炭系碳酸盐岩地层中，平面上接触带呈北西西向产出，阳新岩体在该地段具较好分异，但不同如西北段岩体不具分带性和多期次侵入特征。带内断续分布的矽卡岩类型较复杂，以石榴子石矽卡岩为主，干湿矽卡岩均有发育。与铜钼成矿关系密切的主要是晚期湿矽卡岩，石榴子石矽卡岩内一般不见铜钼矿化(见图2)。

铜当—铜洞铜钼接触带:该段接触带总长约4 km，其内分布有铜当、铜洞小型铜钼矿床两处。阳新岩体在该地段由南西向北东西侵入三叠系—石炭系碳酸盐岩地层中，岩体分异不明显。接触带呈北西向产出，空间上矽卡岩集中在铜当和铜洞两个区域产出，各矿区内矽卡岩类型简单，以干矽卡岩(石榴子石矽卡岩)为主，局部地段干矽卡岩中夹杂有少量晚期湿矽卡岩，铜钼矿主要赋存在湿矽卡岩中。

两剑桥—阮宜湾铜钼钨接触带:该段接触带总长约6 km，其内分布有两剑桥小型钼矿床、阮宜湾中型铜钨钼矿床各一处。阳新岩体在该地段由北向南侵入奥陶系—寒武系碳酸盐岩地层中，岩体分异不明显。接触带呈北西向、北西西向产出，空间上矽卡岩集中在两剑桥和阮宜湾两个区域产出，围岩条件相似，矽卡岩类型较复杂，干湿矽卡岩均有发育，与铜钼成矿关系密切的是晚期湿矽卡岩，钨矿则与早期高温阶段形成的干矽卡岩(石榴子石透辉石矽卡岩)有关。

图2 湖北阳新赤马山铜矿某勘探线地质剖面图Fig.2 Geologic section of a exploration line of Chimashan copper deposit

欧阳山—柯大兴铜接触带:该段接触带总长约8 km，其内分布有欧阳山中型铜矿床，赵家湾、明灯寺小型铜矿床多处。阳新岩体在该地段由东向西断续侵入三叠系—石炭系碳酸盐岩地层中，岩体分异特征不明显。平面上接触带呈近南北向产出，带内矿山开采资料显示:矽卡岩类型简单，以干矽卡岩(石榴子石矽卡岩)为主，局部地段干矽卡岩中夹杂有晚期湿矽卡岩，铜矿主要赋存在湿矽卡岩中。

4 结语

阳新岩体接触带内矽卡岩型铜铁金钼钨矿床(点)数量众多，资源储量较为丰富。大中型矿床多分布在阳新岩体西北段碳酸盐岩与多期次活动的复杂岩浆岩接触带上，可以称为“矿集区”，这一地段产出的干湿矽卡岩类型多样，规模巨大，形态不规则，成岩成矿活动复杂。中东部及南侧岩浆岩活动强度不如西北段，岩浆成份较为单一，在与不同类型碳酸盐岩接触带上多形成中小型且分散的矿床点，这些地段见有含矿矽卡岩，但单一时期形成的成分单一的矽卡岩，在无后期含矿热液叠加的情况下往往不含矿。

在阳新岩体周边开展地质找矿和整装勘查工作，应紧密围绕接触带矽卡岩矿产赋存产出地质特征展开找矿工作。详细分析阳新岩体接触带上岩浆岩、围岩地层的地质特征，以及矽卡岩成岩赋矿各时期地质特征，对老矿山边深部进一步扩大储量以及发现新的矽卡岩型矿产地均可提供一定的参考。

［1］薛迪康，葛宗侠，张宏泰，等.鄂东南铜金矿床成矿模式与找矿模型［M］.武汉:中国地质大学出版社，1997.

［2］姚凤良，孙丰月.矿床学教程［M］.北京:地质出版社，2006.