福建省马坑矿区矽卡岩特征、类型及形成机制的探讨

2019-08-14李生喜

世界有色金属 2019年12期

李生喜

（甘肃省地质矿产勘查开发局第二地质矿产勘查院，甘肃兰州 730020）

福建省马坑矿区发现于至20世纪70年代～80年代，已有许多地质学家对其矿床特征及其成因进行了深入的研究。但是，对于其成因类型尚存在争论，主要有矽卡岩交代成矿说[1]、沉积～热液改造说[2]等。笔者在+400m、+300m、+200m中段、斜坡道等坑道中观察到大量矽卡岩，通过详细研究矿区矽卡岩的产出特征、岩相学特征以及地球化学特征，分析其成因机制，为探究矿床成因提供新的证据。

1 区域地质特征

研究区地层发育为前泥盆纪基底，以中浅变质岩系为主；晚泥盆世～中三叠世盖层，呈一套浅海、滨海相、海陆交互相及陆相环境下的产物；中新生代陆相碎屑岩及火山喷发和火山沉积岩。该区岩浆岩以燕山期和印支期花岗岩为主。

2 矿区地质特征

区内主要褶皱为马坑倒转背斜，矿体位于马坑背斜的北西翼。矿区出露侵入岩为燕山期黑云母花岗岩和辉绿岩，马坑矿区位于燕山期黑云母花岗岩。马坑矿区主矿体为一大型隐伏似层状矿体，矿体走向与岩层走向基本一致，呈北东-南西向，倾向北西，倾角25°～45°。矿石构造为致密块状、斑杂状、条纹状等，矿石结构为交代残余结构等。

3 矽卡岩岩相学特征

马坑矿区矽卡岩呈灰褐、黄褐、浅棕，块状构造，中细粒粒状变晶结构，主要矿物为石榴石；次生蚀变矿物有绿帘石、阳起石、石英、方解石等。

（1）石榴石。石榴石呈褐色，单偏光下常为浅褐色，正高突起，正交偏光显示非均性，干涉色可达Ⅰ级灰；粒径一般在0.2mm～1mm之间，多为自形～半自形、中～细粒结构，环带结构。

（2）绿帘石。该矿物是钙矽卡岩的主要组成矿物之一，在锰质矽卡岩中也有产出，常组成单矿物矽卡岩，在透辉石～石榴石矽卡岩中也可见。单偏光下，矿物为浅绿色，组成放射状集合体，粒径约0.5mm～2mm，多色性较弱，正高突起，具有异常干涉色。

4 矽卡岩地球化学特征

在马坑矿区215穿脉中采集矽卡岩地球化学样品6件，分析结果见表1，矽卡岩的主量元素化学特点：SiO2为35.26wt%～37.42wt%；TiO2为 0.13wt%～0.38wt%；Al2O3为 9.15wt%～11.40wt%；Fe2O3为 12.93wt%～16.59wt%；FeO为0.54wt%～0.90wt%；CaO为31.95wt%～32.94wt%；MnO为1.07wt%～1.35wt%；MgO为0.45wt%～0.75wt%。本区矽卡岩主要特点为低硅、富钙、铁、贫碱，CaO的含量平均为32.53wt%，富钙是本地区矽卡岩化学成分主要特点之一。

5 讨论

（1）矽卡岩类型。本文研究的矽卡岩与传统交代矽卡岩相比，有其独特的特征，也是判别其类型的有利证据。①矽卡岩产出特征。在马坑矿区矽卡岩呈脉状、似层状，主要分布在辉绿岩与大理岩接触带的部位。马坑矿区矽卡岩特征可与吴言昌等（1992）研究的岩浆矽卡岩特征进行对比。马坑矿区矽卡岩与岩浆矽卡岩产出特征及岩体与围岩的特征方面都具有相似性。②矿物学特征。该区的矽卡岩主要由石榴石和透辉石组成。石榴石以钙铁榴石为主，多为自形～半自形、中～细粒结构，环带结构；透辉石，多呈短柱状、自形～半自形结构，与石榴石和磁铁矿等共生。研究区的矽卡岩矿物并非交代矽卡岩矿物，其形成于矽卡岩岩浆有关。③地球化学特征。研究区矽卡岩的主要元素特点为低硅、富钙、铁、贫碱，富钙是本地区矽卡岩化学成分主要特点之一。

表1 马坑矿区215穿脉中矽卡岩主量元素分析结果（wt%）

综上所述，研究区的矽卡岩为岩浆矽卡岩。

（2）矽卡岩成因机制。吴言昌等（1992）人提出了岩浆矽卡岩的成因模式：灰岩和白云质灰岩是硅酸盐熔体或岩浆的强烈稀释剂和脱硅剂，它们被大量添到富碱的中酸性岩浆之中，必然会引起被污染的岩浆发生一系列其它作用，如去挥发份（主要是CO2和部分H2O）、脱硅和液态不混熔分离作用，从而导致矽卡岩浆和与之共轭的富碱（低硅）岩浆的形成。与本文所研究矽卡岩相关的侵入岩为辉绿岩，同时也有大量的大理岩出露。我们可以推测其形成有两种形式，其一，这种富碱的辉绿岩在深部与灰岩混合接触，通过熔融～结晶作用以及灰岩和白云质灰岩引起的去挥发份（主要是CO2和部分H2O）、脱硅和液态不混熔分离作用，最后形成富钙矽卡岩岩浆及矿浆；其二，富碱的辉绿岩岩浆在地壳中上侵的过程中，与周围的灰岩混合接触，发生反应，最终生成富钙矽卡岩岩浆及矿浆。