矽卡岩型铁矿的成矿地质特征及成因综述

马健飞 胡永亮 李仁杰

摘要：矽卡岩型铁矿是国内主要的富铁矿床，约占全部富铁矿含量的50%，经济效益好。因此，对矽卡岩铁矿矿床的研究具有重要的找矿意义。本文通过对国内外矽卡岩型铁矿床资料的整理，总结了矽卡岩型铁矿的成矿地质特征，矽卡岩型铁矿的岩浆岩条件，矽卡岩型铁矿的围岩条件和围岩蚀变特征，并且对其物质来源、成矿过程、不同板块构造条件下矿床成因做了相关介绍。

关键词：矽卡岩型铁矿；地质特征；矿床成因

Abstract： Skarn type iron ore deposit is the main rich iron ore deposit in China，which accounts for about 50% of the total content . Because of the good economic benefits， the study of skarn ore deposits have important prospecting significance.In this paper，we have collected skarn type iron ore deposit materials in China and abroad.We are going to summary the ore-forming geological characteristics ， magmatic rocks conditions，the conditions of surrounding rock and wall rock alteration characteristics of skarn type iron ore.Besides，we will make some introduce related about material source， mineralization process， and genesis of the skarn type iron ore deposit.

Key words： Skarn type iron ore； Geological characteristics； Genesis

矿与我们的生活紧密相关，根据铁矿床的地质背景、地质特征和地质条件，把铁矿床分为岩浆型铁矿床、火山岩型铁矿床、热液型铁矿床、矽卡岩（又称接触交代成因）型铁矿床、沉积变质型（BIF）铁矿床、沉积型铁矿床、风化淋滤型铁矿床和其他类型的铁矿床，共8个大类[1]。在国内铁矿中，贫矿居多，富矿仅占5%左右，其中，矽卡岩型富铁矿已探明储量约占全部富矿60%，是国内重要的富铁矿。矽卡岩型铁矿的地质特征如下：

1. 地质特征

1.1 侵入岩条件

矽卡岩型铁矿形成与岩浆演化过程中析出的含矿热液密不可分，具有决定性作用，与接触交代铁矿有关的侵入体有中酸性侵入体、中性侵入体、偏基性侵入体，对国内57个典型矽卡岩铁矿床进行研究后发现，中酸性侵入体与矿床的形成关系最为密切（表1），其次为中性侵入体，具有成矿专属性。

上表中对成矿最有利的是闪长岩一二长岩类岩体，其次为花岗岩类岩体，这些岩体共有特征为碱值（K、Na）含量偏高。侵入体的地质时代主要为燕山期，同时也有印支期和海西期，岩相上中浅成相偏多，少数为深成相，与处于褶皱带的花岗岩和寒武纪地层的边缘混合岩化有关。生产实践表明，侵入体的形态和侵入接触关系对找矿有着指导意义，利用侵入体的形态、成矿专属性和侵入接触特征来预测矽卡岩铁矿体的产出。在国内，矽卡岩铁矿除具有成矿专属性以外，与不同侵入体所形成矿床分布也有一定的规律性，分布在华北克拉通内隆起区边缘的坳陷带的铁矿床主要与基性侵入体有关，分布在克拉通边缘坳陷带的铁矿床与中-酸性侵入岩有关。

1.2 构造特征

矽卡岩型铁矿产于大洋岛弧地带、大陆边缘造山带、大陆边缘裂谷带中和坳陷带中[4]。在大陆边缘造山带，岩浆向大陆边缘增长，侵入体的成分和就位构造条件明显受到洋壳向陆壳俯冲角度的不同的影响，矽卡岩型铁矿床的形态、主要金属组分和矿物成分也受到了影响，表现出复杂性。例如，中等俯冲角度派生出与消减有关的I型岩浆岩，当岩浆在浅处就位时，形成镁矽卡岩型铁矿。在国内，考虑大地构造环境，结合槽台学说，矽卡岩铁矿可产于古老地盾中、地台活化区、优地槽褶皱区和坳陷区、冒地槽褶皱区或坳陷区。

矽卡岩铁矿有利控矿构造有：（1）侵入体与围岩的接触带构造，若接触带上断裂发育，或岩体上有凹入部位，则有利于成矿；（2）围岩层理、层间破碎带及构造裂隙，在接触带附近有层理等构造的发育，易于成矿，且矿体可远离接触带；（3）褶皱构造，若有断层与褶皱组合或褶皱发生虚脱，有利于形成大型矿床；（4）捕虏体构造，指岩体内部碳酸盐捕虏体的接触带构造，矿体规模一般不大。

1.3 围岩特征

围岩的岩性是决定矽卡岩矿床形成的重要条件，它不仅影响成矿物质的沉淀，同时也影响成矿的作用方式、矿体规模及矽卡岩和矿石的物质成分。接触交代铁矿的围岩主要为碳酸盐类岩石，次为火山凝灰岩、钙质砂页岩等，也有少数围岩为变质石英砂岩或硅质岩。其共同特性是化学性质活泼，性脆，易破裂为含矿溶液提供运移通道。

有研究表明，当围岩是较纯的灰岩、灰岩与砂页岩互层或者碳酸盐岩中MgO含量小于2%时[5]，一般形成钙矽卡岩或者钙矽卡岩型矿石；当围岩以白云质灰岩为主，或MgO含量高于10%～15%[5]时，则形成钙镁矽卡岩和相应的钙镁矽卡岩型矿石，并出现典型镁矽卡岩矿物组合—如镁橄榄石、尖晶石等；当围岩为MgO含量2%～10%[5]之间的白云质灰岩，通常只会形成透辉石等矿物。在探讨矽卡岩铁矿物质来源的时候，我们可以从矽卡岩类型、矿物种类的角度进行思考。

围岩的物理化学条件对矽卡岩铁矿的产出部位有着一定的控制作用，例如，薄层碳酸盐岩比厚层纯灰岩更有利于成矿，特别是薄层灰岩和页岩互层，且其物理化学性质明显不同时，常常是铁矿赋存的主要场所。

1.4 围岩蚀变

矽卡岩型铁矿床是在中酸性——中基性的侵入体与碳酸盐类岩石接触带上或附近发生交代作用而形成，其形成温度变化大，一般为800℃～300℃[6]，其围岩蚀变发育，主要为矽卡岩化，包括透辉石化、透闪石化、石榴石化、阳起石化、绿泥石化、钙镁橄榄石化等；其次为角岩化、大理岩化；少量有金云母化、绢云母化、黄铁矿化、硅化、钾长石化、钠长石化、高岭土化等。围岩蚀变的规模一般大于矿体，且其形态近似于矿体，矿物特征明显，我们可以把围岩蚀变作为直接找矿标志，例如透辉石一金云母矽卡岩是寻找该类型铁矿床的主要标志。

矽卡岩单岩经蚀变改造成的岩石，形成交代杂岩体，这种情况最为突出的是镁矽卡岩铁矿床。由于矽卡岩铁矿侵入岩体碱值含量偏高，近矿岩浆岩和铝硅酸盐围岩的碱质交代现象[3][7]十分明显，碱质交代可分为钠质交代和钾质交代，他们的作用常常使岩石暗色矿物分解形成浅色的交代岩，呈带状分布，并使大量铁质析出，提供了部分的铁质来源。与侵入体的成矿专属性类似，碱质交代在不同岩性的侵入体中也有不同，与中基性岩类有关的铁矿床主要发育钠质（钠长石化）交代，局部有钠质交代现象；与中酸性岩浆有关的铁矿床中钠质交代和钾质交代都比较发育，但钠质交代占优势。

在考虑围岩蚀变时，还应考虑到蚀变的分带性，有水平和垂直分带，由于成矿流体温度、物理化学条件、成分等从矿体向围岩方向有规律的变化，矿体往往与特定的蚀变带有密切联系，我们可以有目的地去寻找有利于成矿的蚀变带及蚀变矿物，从而圈定矿体范围。

2. 成因研究

矽卡岩型铁矿，是我国重要的富铁矿，20世纪初期就有人对矽卡岩铁矿进行了研究，并建立了对矽卡岩型成矿作用和成矿过程以及矿床成因的基本认识。

2.1 矽卡岩铁矿成矿作用、成矿过程

碳酸盐类岩石的变质重结晶，不同岩性岩石接触扩散交代和岩浆热液的接触渗滤交代作用[8]为形成矽卡岩的主要作用。矽卡岩铁矿床的矿物共生组合表明成矿过程具有多期性和多阶段性的特点。

2.2 矽卡岩铁矿多成因及物质来源

矽卡岩铁矿形成的条件和地质环境具有独特性，成矿过程复杂，多期多阶段明显。奥弗切尼科夫[6]曾论述过矽卡岩铁矿的多成因，他将其按地质作用分为与地内溶液作用、深成岩浆作用和火山岩浆作用有关的三类，再按成因划分为岩浆型、热液交代型、火山——沉积型、热液——沉积型、气成型等。在不同的板块构造环境下，矽卡岩铁矿成因也有所不同，这方面艾奥迪[4]等有如下的概括。大洋岛弧环境中的偏基性岩浆活动有玄武岩、安山岩等，它们常与浅海碎屑岩相包括礁灰岩相互层，在以闪长岩——辉长岩类为主的侵入体中形成钙矽卡岩铁矿；大陆边缘造山带中，由于洋壳向大陆俯冲，到一定深度后熔融形成I型或S型岩浆岩，在不同深度就位发生热液蚀变并产生矿体，在浅成相中，形成镁矽卡岩型铁矿；在大陆内部断裂坳陷带和裂谷环境下，洋壳进一步向大陆延伸，岩浆类型或为I型和S型，多数与陆壳有更多的混合作用，此种情况下，产生铁矿的可能性较小，因此，此类构造环境下的矿床较少。

矽卡岩铁矿的物质来源不是单一的，对于接触交代流体，黄华胜认为有两种来源，即岩浆来源和天水循环来源，还存在建造水加入的可能性[9]。赵一鸣等认为铁质主要有两个来源：一是来源于接触带附近已经固结的侵入岩体；一是来自深部岩浆源，包括富碱的中基性或中酸性岩浆分异出来的铁质 [10]。程裕淇等认为在一定的地质条件下，含铁较高的围岩也可能通过碱质交代提供铁质来源[3]。

3. 结束语

矽卡岩型铁矿主要与中性、中酸性侵入岩体有关，其岩体具有明显的成矿专属性特点；大洋岛弧地带主要为矽卡岩铁矿体的产地，镁矽卡岩型铁矿的主要产地大陆边缘造山带，除此之外在大陆边缘裂谷带中和坳陷带中也有矽卡岩铁矿的产出；围岩主要为碳酸盐类岩石，次为火山凝灰岩、钙质砂页岩等，也有少数围岩为变质石英砂岩或硅质岩；围岩蚀变发育，主要为矽卡岩化，包括石榴石化、透辉石化、透闪石化等，分带性较为明显。

矽卡岩型铁矿形成的地质环境、形成条件、成矿过程是复杂的，具有多期多阶段性、多成因的特点。

参考文献：

[1] 赵一鸣，中国主要富铁矿床类型及地质特征[J].矿床地质，2013，32（4）：670-705.

[2] 李厚民，王登红，李立兴，陈靖，杨秀清，刘明军.中国铁矿成矿规律及重点矿集区资源潜力分析[J].中国地质，2012，03：559-580.

[3] 程裕淇，赵一呜，陆松年.中国几组主要铁矿类型[J].地质学报，1978，04：254-266.

[4] Einaodi，M.T.，Meinert，L.D.，andNewberry，R.J，1981.Skarn，deposits：Econ.Geol.，75Ann.Vol.：17-39.

[5] 赵一鸣，林文蔚，毕承思，李大新.中国矽卡岩矿床基本地质特征[J].中国地质科学院院报，1986，03：60-85.

[6] 翟裕生，姚书振，蔡克勤.矿床学[M].北京：地质出版社，2011：96-110.

[7] 赵一鸣，林文蔚，毕承思.中国矽卡岩矿床[M].北京：地质出版社，1990.

[8] 翟裕生.矽卡岩矿床研究的若干问题[J].地质科技情报，1983，01：47-53.

[9] 黄华盛.矽卡岩矿床的研究现状[J].地学前缘，1994，03：105-111.

[10] 赵一鸣，毕承思，李大新.中国主要矽卡岩铁矿床的挥发组分和碱质交代特征及其在成矿中的作用[J].地质论评，1983，01：67-72.