围岩蚀变对内生金属矿床勘查的意义

荆勇河　田艳丽　张瀚夫　傅金祥

摘要：围岩蚀变对于研究热液矿床元素富集规律、指导找矿都具有极其重要的意义。文章从围岩蚀变是矿质沉淀的重要机制、围岩蚀变是重要的找矿标志、围岩蚀变在地球物理、地球化学找矿信息提取中的响应等方面阐述围岩蚀变对成矿与找矿的贡献。

关键词：国岩蚀变 矿产勘查 找矿标志

一、围岩蚀变是重要的地质找矿标志

在内生成矿作用过程中，矿体围岩在热液作用下所导致发生在矿物成分、化学组分及物理性贡等诸方面的变化，即围岩蚀变。

研究表明，从岩浆中出熔的高温气相流体，富含成矿组分以及像HCl这样的酸性组分，且含有溶解的S。由于对所有自然矿物缓冲剂，氧逸度随温度升高呈指数增加，出熔的s被氧化为SO2，然后水解以形成1：3比例的H₂S和H₂SO₄。HCl的电离常数在低温也曾指数增加。因此随温度降低从岩浆中分异的成矿流体具有相当的酸度，而几乎所有的矿石矿物的沉淀反应：

不仅产生酸，并且溶液的高酸度也驱使反应向左进行。由该反应可见，欲形成矿石产生沉淀，必须有一些能排除冷却流体酸度的机制才行，而正是围岩蚀变解决了这一问题。

许多围岩蚀变反应实际上是热液交代反应消耗了H+，从而降低了热液的酸度，这可以硅酸盐蚀变为钾长石一绢云母——高岭土反应为例：

围岩蚀变主要通过两种途径促进矿石的沉淀：①围岩矿物与成矿流体相互作用（水—岩反应），通过消耗H+使PH值升高，驱动类似（1）式的反应向右进行；②通过其他一些物理化学参数的改变使矿物产生沉淀，如对反应（1），降低温度及氯化物的活度，增加氧逸度或H₂S浓度，都能引起矿物的沉淀。这两种情况都形成矿物的交代结构。在各类矿床中，硫化物与硅酸盐及硫化物与碳酸盐的交代结构非常普遍，而与侵入体有关的热液矿床毫无例外地与广泛的围岩蚀变伴随。因而，矿床的围岩蚀变是引起成矿物质沉淀的一个主要原因，也是与矿化在空间上紧密相随的重要原因，更是作为找矿标志的重要理论依据。

热液矿床几乎无例外地存在规模、强度不同的围岩蚀变。蚀变的围岩多呈现分带性，

其蚀变围岩的范围一般远大于矿体且常常比矿体先暴露，因而可以指示盲矿体的可能存在和分布范围。围岩蚀变是整个热液成矿作用的一部分，其过程也是成矿物质迁移的过程，蚀变矿物的形成与矿石矿物的沉淀在成因上有着密切的联系。不同的温度、压力环境和流体、围岩化学性质会产生不同的蚀变围岩组合。

斑岩铜矿的热液蚀变特征是非常典型的，是普查斑岩铜矿的重要线索。蚀变的垂直分带是以黑云母、钾长石内蚀变带为核心，向上及向外依次为石英一绢云母化蚀变带、青盘岩化蚀变带所环绕，各带在空间上形成大致圆筒形的对称结构（图1）。美国圣马纽埃——克拉马祖矿床铜矿床的发现正是对围岩蚀变的正确研究的成果，同时该分带模式也使得世界范围内大量斑岩铜矿床勘查工作取得重大突破。

但不是所有的围岩蚀变都与矿化有关，蚀变的成因不同，其对矿床的指示意义也不同。例如热液作用形成的绿泥石化是寻找中低温热液矿床的一种重要的找矿标志.但动力变质作用形成的绿泥石化对找矿几乎无意义。区域变质、动力变质及热液作用均可形成蛇纹石，热液形成的蛇纹石是温石棉的直接找矿标志，而区域变质、动力变质作用形成的蛇纹石化的找矿意义却不大。因此在矿产预测评价过程中对围岩蚀变的分析一定要联系成矿作用，查明其成因与找矿的联系，才能有效地指导矿产勘查的工作。

二、围岩蚀变在地球物理找矿信息提取中的响应

金属矿床中矿石矿物往往以硫化物为主，金属硫化物通常具有高极化率、低电阻率的物性特征，因而，高极化率、低电阻率异常在金属矿产勘查中常被视为矿至异常。然而，笔者在巴润东矿区从事银铅锌多金属矿产勘查过程中发现，矿化体赋存部位并不处在物探高极化率异常和低电阻率异常叠合部位，而是出现在高极化率异常与中一高电阻率异常叠合部位（图3、图4）。

究其原因，这样看似“矛盾”的现象，正是围岩蚀变引起的。巴润东矿区近矿围岩蚀变类型主要为硅化，携带si0：的含矿热液交代近矿围岩导致电阻率升高，加之蚀变围岩范围远大于矿化体范围，因此，发生了硅化蚀变的围岩物性特征成了地球物理异常的主体，自然也就表现出了高极化率、中一高电阻率异常的特征。

三、围岩蚀变在地球化学找矿信息提取中的响应

岩石地球化学找矿、土壤地球化学找矿是地球化学找矿最常用的方法，也是最行之有效的办法。

岩石地球化学找矿利用的原生晕异常就赋存于发生了蚀变的近矿围岩中，土壤地球化学异常是原生矿体及原生晕在表生风化过程中，经过各种地球化学作用在土壤中形成的异常。在表生带内的矿体及原生地球化学异常，经风化形成疏松物后，在地下水及地表水的冲刷与溶解下，是原来集中的元素沿水系发生分散。在水系沉积物的狭长地带内形成水系沉积物异常。

2005年笔者在秦家沟勘查区工作过程中，为确定矿化蚀变带赋存位置及分布范围，在勘查区进行了土壤地区化学剖面测量，结果显示，主成矿元素异常范围与蚀变围岩范围相当，只是稍有位移，是土壤向下坡方向运移的结果（图5）。

岩石地球化学异常是各类型次生地球化学异常物质来源的组成部位，各类次生地球化学异常，都是原生矿体及其岩石地球化学异常的派生产物。对于深部盲矿的寻找，岩石地球化学找矿是必不可少的方法。岩石地球化学以其“无位移”的优势，对于寻找蚀变矿化带更为直观。朴寿成（2006）在内蒙古撰子山金矿区深部利用岩石地球化学找矿法准确厘定构造蚀变带位置及规模，经后来的生产实践证明，对构造蚀变带的预测与实际吻合。

结论

1.围岩蚀变是引起成矿物质沉淀的一个重要原因。

2.围岩蚀变是重要的地质找矿标志。

3.围岩蚀变对地球物理地球化学找矿异常皆有响应。

综合上述，在矿床勘查的各个阶段都应重视围岩蚀变类型及其对在找矿信息提取中的响应。