矽卡岩矿床成因的假说

谢齐文

（安徽省地质矿产勘查局324地质队， 安徽池州 247000）

0 引言

笔者长期在安徽池州地区从事矿产勘查和研究工作，在工作中遇到了一些地质理论难以解释的现象，通过退休后二十年来的思考和探索，提出了矽卡岩型矿床成因的假说，用以诠释这些难以解释的问题。

1 对池州岩浆岩成因的思考

池州地区的岩浆岩主要为石英闪长岩-花岗闪长斑岩和花岗岩-碱性花岗岩两种岩石系列。在此不详述两类岩石的具体特征，只谈谈与岩体成因有关的疑难问题及笔者的思考。

1.1 贵池铜山岩体的成因问题

贵池铜山岩体为石英闪长岩-花岗闪长斑岩构成的小岩株，是铜山矽卡岩型铜矿的成矿母岩。在铜山岩体的西南部，前山露采坑接近坑底（西北壁）的大面积石英闪长岩风化面上，出现二叠系栖霞组灰岩的燧石条带假象，位于铜山岩体西南部与栖霞组接触带上，条带的产状与围岩的产状基本一致，所以笔者认为铜山岩体中的石英闪长岩是经栖霞组灰岩改造所形成。

1.2 岩体中捕虏体的成因

池州的茅坦碱性花岗岩、谭山花岗岩及青阳花岗闪长岩等一些岩体中，都有一些大小不等的围岩捕虏体，过去认为是深部的花岗质岩浆上侵到地壳上部捕虏围岩所形成。对于深部花岗岩上侵的原因，有人解释为像油在水中一样，因密度低才向上移动。但这些花岗岩类岩石的密度都高于围岩的密度，而且花岗质岩浆的粘稠度又很大，难以流动，怎能上升至地壳上部，怎能沿着断层带全面整体地挤进围岩，并捕获围岩呢？笔者认为这些捕虏体不是被岩浆捕获所形成，而是因为地壳深部上来的超高温气体改造了此处围岩地层，经过熔融或热变质，使大部分岩石形成了岩浆岩，少数未被改造的围岩残留在岩体中而形成“捕虏体”。

1.3 青阳岩体的启示

青阳岩体是花岗闪长岩-花岗岩-碱性花岗岩-碱性脉岩构成的复式岩体，岩体东部陵阳超单元中，晚形成的超单元和岩石单元分别被早形成的超单元和岩石单元所包围，早形成的岩石单元和晚形成的岩石单元的矿物成份相比，斜长石依次减少，钾长石依次增加（表1），最后形成的上菥荻超单元已被确认为是一火山机构。笔者认为，陵阳超单元及附近几个超单元内不同期次的岩浆岩的形成都是多次火山喷发形成的气液沿着多个通道多次熔融改造围岩（早期形成的岩体）形成的不同岩石相互叠加的结果。

1.4 黄山岭的层矽卡岩和似层状岩体的成因

表1 青阳岩体内超单元单元斜长石钾长石含量变化对比表Table 1 Comparison of content changes of ultraunit plagioclase potassium feldspar in Qingyang rock

黄山岭铅锌矿矿区构造简单，为志留-奥陶系组成的单斜构造。矿区除深部几百米以下有一大的隐伏花岗岩体外，地表仅出露一些闪长玢岩脉。矿区志留系底部砂页岩和奥陶系顶部硅质岩、瘤状灰岩接触界面上有一层矽卡岩，分布稳定，面积较大。黄山岭铅锌矿矿体，产在该层矽卡岩中，主矿体沿着矽卡岩的走向和倾向尖灭再现；矽卡岩型钼矿体（有钨、锌、铁矿共生或伴生）产出在深部花岗岩与志留-奥陶系接触带上。以上是黄山岭矿区地质概况，但还存在以下成因问题：

其一：志留和奥陶系界面上的层矽卡岩为石榴石透辉石角岩，属热变质成因，其顶底板砂页岩、硅质岩及瘤状大理岩等未变质或变质程度较浅。没有岩体接触，只在局部见有少量脉岩，变质的热源来自何处？这一现象无法解释。笔者认为是外来高温气体充填在界面中，在高温气体的作用下，界面之上的以硅质为主的岩石和界面下以钙质为主的岩石相互扩散混合变质形成了这种层矽卡岩。

其二：层矽卡岩之上几米至十几米有一层或数层似层状小岩体，矿区每条剖面图均有显示。笔者认为，这些小岩体是高温气体充填在砂页岩的层间裂隙中改变砂页岩的组构所形成。

以上说明，黄山岭地区在成矿期前，有高温气体充填在志留和奥陶系界面上下的层间裂隙中，导致裂隙附近的围岩变质，分别形成层矽卡岩和似层状岩体。

1.5 安徽沿江岩浆岩带具夹心饼干式分带特征的成因

安徽沿江地区岩浆岩带具有夹心饼干式的空间分布特征。内带为产有铜铁矿床的高钾碱性岩浆岩带，认为是幔源玄武质岩浆所形成。位于内带南北两侧的是由钙碱性花岗闪长岩构成的外带，内有斑岩铜矿化并发现中小型铜矿床。在内外带之间的茅坦等碱性花岗岩体为A型花岗岩，是深部幔源碱质岩浆侵入上地壳后，斜长石大量分离出去后形成的[1]。笔者认为安徽沿江岩浆岩带具夹心饼干式的空间分带特征是由于安徽沿江地区是一个大的复向斜，被后期构造破坏，但两翼地层岩石仍能相互对应，所以被同化改造形成的岩浆岩也相互对应。

以上五个地质现象，可能直接或间接地与深部上来的高温气体有关。地壳下面的软流圈（层）内存在大量气体，而火山喷发的气体温度很高压力很大，可能这些气体都来自地壳之下的软流圈（层）。

根据以上地质现象及地球层状结构特征，现提出岩浆岩成因的新认识：因为深部原始岩浆产于上地幔的软流层，有一定的粘稠度，在超高压下难以流动。所以从地壳深部喷发上来的不是原始岩浆及其混溶物，而是超高温超高压的气体，暂称谓“火山气”。这些气体在深部薄弱处冲破阻拦上喷，一路攻城掠地，所向披靡，到达上部地壳后，可以和被它熔融的上部围岩一起直接喷出地表形成火山，或溢出地表形成熔岩；也可进入地壳的中部和浅部的密封构造中，“火山气”集中起来，温度越来越高，最后把围岩熔化形成岩浆（或变质改造成岩浆岩），密封构造成了不同规模的岩浆房。这些大小不同的岩浆房，冷却后形成了若干大型岩基和中小型岩株。在岩浆房周边的围岩地层，或热变质形成角岩，或是被岩浆交代成同成分的岩浆岩，交代形成的岩浆岩局部可以保留着原来围岩的结构构造假像。“火山气”也可充填在各种封闭构造的构造裂隙中熔融或改造围岩形成不同的岩床、岩墙、岩脉等小型岩体。所以不同产状的岩浆岩都是“火山气”在上地壳熔融或改造围岩而形成。

2 地层的含矿性

安徽沿江地区出露震旦系至中三叠统海相沉积地层，厚度为3827～13593m[2]，在这巨厚的沉积地层中，成矿物质的分布是不均匀的，只有少量层位中的成矿物质相对富集，对于这些有益矿质富集的层位，称之为“矿源层”。根据《安徽省区域地质志》及池州地区地质材料，确定安徽沿江地区有以下三个矿源层。

2.1 上震旦-下寒武统矿源层（Z2-∈1）

上震旦统蓝田组下部硅质泥碳质页岩中夹有2～3层厚度不大的黄铁矿层；皮园村组为条带状硅质岩，普遍含星散状黄铁矿，厚度几十米，顶部与下寒武统黄柏岭组过渡带含很小的磷结核层；下寒武统以江南深断裂为界，南北沉积环境不同，北相称黄柏岭组，南相称荷塘组，均为厚度很大的碳质硅质页岩，而矿源层只限两组底部的碳质硅质页岩，层内有黄铁矿结核、磷结核和含钒石煤层，其上还有几十米含有大量层纹状黄铁矿的碳质硅质页岩（见石台马踏石剖面）。

确定为“矿源层”的主要依据：①层内含有不同形态黄铁矿层，厚度较大，层内产有钒矿床（含钒的石煤层）和胶磷矿结核。②东至花山下寒武统黄柏岭组碳质硅质页岩中产有锑矿床，东至新岭上震旦-下寒武层位中见多条辉锑矿脉充填于不同构造裂隙中。③在东至南部石桥地区，寒武系底部还产出沉积型重晶石矿床，平均厚度为1.8m。④区域化探资料显示[3]，Ag元素在上震旦统皮园村组的平均值为230×10-9，在下寒武统黄柏岭组和荷塘组的平均值分别为318×10-9和304×10-9，这些数值均远高于区内其它层位；Mo元素在荷塘组的平均值高达17.08×10-6；Sb元素在黄柏岭组中平均值为11.4×10-6，浓集系数达38，在蓝田组中平均值为3.13×10-6，在皮园村组为3.29×10-6；W、As元素在上震旦-下寒武的层位都有明显的富集；Au元素在下寒武统黄柏岭组中的含量大于2.5×10-9。除上述元素外，Cu、Pb、Bi元素的平均含量也较高。与世界陆壳平均值对比，上震旦-下寒武统层位中富含Mo、W、Sb、Bi、Ag等金属元素，总厚度约250m。

2.2 上泥盆-上石炭统底部矿源层（D3-C3）

矿源层的底板为厚度很大的上泥盆统五通组下部石英砂岩，向上为五通组上部的粉砂岩、页岩、碳质页岩等细碎屑岩，时夹劣质煤、赤铁矿和菱铁矿透镜体，厚度17～95m。五通组顶部界面上下普遍有一个铁富集层，铁的产出形态和富集程度各地不同，大部分只是含铁的岩石，只在贵池北部和繁昌部分地区形成赤铁矿层、菱铁矿层和黄铁矿层，在铜陵产有厚大的层状含铜黄铁矿体和黄铁矿层，地表有大量的铁帽出露。下石炭统在区内几乎全部缺失[4]，只在贵池南部高坦灌口附近有1m左右相当金陵组层位的砂质白云岩残留，在宣城王胡村，下石炭统高骊山组内有一至三层厚度不大的赤铁矿层；上石炭统黄龙组白云岩底部有一风化剥蚀面，贵池一带有些白云岩底部为含砾砂质白云岩，繁昌一带白云岩底部有较好砾岩发育，底砾岩之上还有1m以上铁矿层。

这一矿源层富铁富硫，厚度约为40～60m。

2.3 中三叠统矿源层（T2）

安徽沿江地区中三叠统由下而上分为东马鞍山组、月山组和铜头尖组，只分布在芜湖-安庆地层小区[2]，实际上只出现在马鞍山-庐江-铜陵-贵池-安庆的长江沿岸不大范围内，总厚度408-605m。东马鞍山组下部为白云岩，上部为膏溶角砾岩，厚度大于100m。此层位在贵池东湖地区发育硬石膏，厚度大于200m。月山组为粉砂岩和粉砂质页岩夹白云质灰岩或为互层，厚度大于164m，该层在怀宁月山的厚度为33～43m，庐江龙桥铁矿床的主矿体也产于这一层位。铜头尖组为紫红色含铁粉砂岩、砂质页岩等，层内含丰富的壳类化石，该层在月山地区厚265～362m，下部含铁较高地层厚度大于100m。铜头尖组下部的粉砂岩和粉砂质泥岩中还夹有3～5层灰绿色的含铜砂岩，上部也在局部地区夹有含铜砂岩。

中三叠统矿源层富铁含铜，因产有硬石膏，也是一个富硫层位。因为这一矿源层是海退阶段所形成，其内含一定数量的钠钾等碱性卤族元素，所以这是一个十分重要的矿源层。

以上三个矿源层分别产于加里东旋回底部、海西-印支旋回的底部和顶部，其中，上震旦-下寒武统矿源层富含钼钨锑等金属元素，其它两个矿源层以富含铁硫（铜）为特征，中三叠统矿源层中含原始沉积的铜。加里东旋回顶部的海退序列沉积物（坟头组和茅山组）中产有赤铁矿层和较多铁质沉积物，也见有含铜砂岩，能不能做为矿源层，值得今后研究。盖层之下基底地层中肯定也有矿源层的存在，只因沿江地区出露很少，本文未做深入的研究。

3 矽卡岩矿床的成因假说

矽卡岩矿床学说是前苏联柯尔仁斯基于1945年提出矽卡岩化接触交代新理论后建立起来的。安徽地勘单位自解放以来，在沿江地区通过大量的勘查研究工作，找到了一大批大中型矿床，除了接触交代成因的矽卡岩型矿床外，还在铜陵和池州地区发现了层控矽卡岩及层控矽卡岩矿床。1980年常印佛提出了层控矽卡岩型矿床并作了专题论述[5]，1995年吴言昌等人又发现了岩浆形成的矽卡岩（即浆矽卡岩），并对浆矽卡岩与成矿作了研究[6]。突破了早期定义的接触交代的范畴，所以现在矽卡岩矿床被统称为广义矽卡岩矿床。研究认为，矽卡岩矿床的形成受构造（含矿岩体和含矿热液的通道）、岩浆岩（矽卡岩矿床形成的母岩，成矿的决定因素，形成铜（金）矿床的岩浆是来自上地幔和下地壳的玄武质岩浆）和围岩（矿质沉淀富集的主要载体）三因素共同控制或者说是“三位一体”成矿，这是对矽卡岩矿床成因研究的一大贡献。笔者只是有一个疑问：如果形成矿床的岩体是来自深部玄武质岩浆，那么安徽沿江地区的矽卡岩型铜矿为什么只产于石炭、二叠和三叠系层位？为什么在同一构造岩浆岩带中的寒武、奥陶系的灰岩就形成不了矽卡岩型铜矿？为什么矽卡岩型钨钼矿只产于奥陶系以下的老地层中？上古生代以上层位就不能形成钨钼矿？这些问题令人困惑，长时间找不到满意的解答。为了解释这一疑难问题，笔者在分析矽卡岩矿床成矿地质背景及特征的基础上，提出以下“矽卡岩矿床的成因假说”。

根据前述岩浆岩成因的新认识，从深部上来进入密封构造中的“火山气”温度很高，至少要高于炼铁高炉中冶炼铁矿石的温度，所以密封构造中的岩矿石不可能不被熔融，被熔融的岩石形成了岩浆。每一个密封构造，就形成了一个岩浆房。

如果岩浆岩成因的新认识没有错误，每个密封构造形成的岩浆房就像是一个冶炼铁矿石的高炉，密封构造是这一大型“炼铁高炉”的炉身，密封构造内地层岩石就是被冶炼的“矿石”，深部上来的“火山气”从“炉”底为“炼铁高炉”提供热源，最后在高温下“矿石”全被熔化在这大型“炼铁高炉”中。

如果“炼铁高炉”中冶炼的是普通岩石，“炼铁高炉”内这些岩石熔化后形成的熔融体中金属矿物一定很少，熔融体中很难有金属流体分离出来，冷却凝固后只能形成不含矿的普通岩浆岩。如果“高炉”中被熔融的是矿源层中含矿性好的岩石，冶炼到最后矿源层中的金属元素就能被分离出来，在适合的地质条件和地质环境中形成矿床。

“高炉”中“成矿”大致的过程是：“火山气”注入“炼铁高炉”的初始阶段，矿源层中岩石被高温灼烧爆裂破碎，岩石中的硫化物、硫酸盐（石膏，重晶石等）、磷结核、碳酸盐（方解石，白云石）以及含卤族元素的成份被分解，开始形成大量的气体，它们的成份可能是S、H2S、SO2、P2O5、CO、CO2、HCl、F、Cl等挥发分，不断形成并向上四散逃逸，最后大量集中在密封构造的顶部的岩石间隙和不同裂隙中。随着温度的升高，岩石进一步爆裂破碎，各种矿物不断被分解气化。当难熔的成份全部被熔化以后，炉内全是炽热熔融体，形成岩浆和挥发气体。

当“高炉”内温度下降，炉内熔融体开始冷却。因为矿源层中有白云岩、石灰岩和石英砂岩，这些岩石都是普通炼铁炉中必须要加入的熔剂，能最大限度地与硅铝质成分结合并沉淀析出。炼铁高炉内有了这些熔剂岩石，很容易形成大量“矿渣”。由于“矿渣”的析出，各种金属成份在残余熔融体中比例增大，并越来越富集。

温度继续下降，“矿渣”沉淀越来越多并连成一体，残余熔融体中基性组分（CaO、MgO、TFe、MnO）比例增大，如果矿源层中石灰岩很多，CaO在基性组分中的比重就很大（CaO/(CaO+MgO+TFe+MnO)≥0.5），金属元素等有用矿质所占比例也越来越大，流动性越来越好。这些富含金属等矿质的熔融体开始在矿渣堆周围流动。

“高炉”内温度继续下降，不断沉淀下来的“矿渣”几乎占据了整个“炉”腔。“矿渣”堆积体不断地冷却凝固收缩。由于“矿渣”内部温度不均，不同成份的矿渣收缩率也有差异。矿渣堆积体边部最先冷却而产生一些收缩裂隙，并不断地变大。未凝固的含基性组分较多并含有金属矿质的残余熔融体最后充填在这些不同规模和形状的裂隙中，最后形成含矿岩体。开始形成的这些含矿岩体一般较小，产状多呈不规则的脉状。在某些情况下，含矿的残余岩浆可能大量聚集。例如岩浆房附近有一些较大洞穴或空心构造，因其内为真空，残余熔融体就会被动地被吸入其中，这样形成的含矿岩体规模较大，更有利成矿。

含矿岩体形成后，温度继续下降，含矿岩体内的硅铝质成份继续沉淀析出。当温度降到1000℃以下，硅铝质堆积体逐渐占据含矿岩体内的大部分空间，未固结的含矿残余岩浆中的基性组分、铁质和其它金属以及挥发份进一步富集，它们在固态铝硅酸盐堆积体的顶部和边部流动。

不断流动的含矿残余岩浆及伴生的含矿热液可以在硅铝质聚积体边部交代围岩中的碳酸盐岩形成接触交代矽卡岩；也可顺层交代围岩或顺层重组围岩形成层矽卡岩；还可以在含矿岩浆内部结晶，形成岩浆矽卡岩。

当温度降至500℃以下，含矿岩浆中基性组分一批批析出后，碱质成分相对富集。体系内出现较多的富碱含矿气液，残余热液交代矽卡岩和围岩，金属氧化物和硫化物开始沉淀，早期磁铁矿、白钨矿及少量黄铁矿相应沉淀下来。

当温度降至300℃以下，岩浆体的成份大部分都已固结，残余含矿热液只能在“高炉”顶部和四周游逸，或原地交代早期矽卡岩中不同矿物和围岩中黄铁矿，导致中低温金属硫化物沉淀富集。

这就是“矽卡岩矿床成因的假说”，进一步总结如下：

把岩浆房比喻成“炼铁高炉”，“炉”内冶炼的是某种矿源层的岩石。矿源层中的含矿岩石被熔炼成熔融体，即含有一定矿质的岩浆，这种岩浆的硅铝质主体冷却凝固后，未凝固的部分中基性组分和有益金属相对富集，充填在堆积体的边部形成了含矿岩体。随温度下降，含矿岩体内基性成分与围岩或接触交代，或顺层交代，或直接在岩体内凝固形成不同的矽卡岩。含矿岩体内含矿热液充填交代矽卡岩或不同的围岩，最后形成不同类型不同规模的矿床。形成矿床的种类取决于含矿岩体的种类，含矿岩体的矿种又是由矿源层中主要有益金属种类所决定。安徽沿江地区含铜铁岩体内的铜（金）铁等有益组分主要来源于中三叠统矿源层，含钨钼多金属的岩体中的钨钼多金属等有益组分主要来自上震旦-下寒武统矿源层，当然也不排除火山气中铜金和钨钼等金属成分的加入。矽卡岩矿床能否形成及形成规模的大小都取决于含矿岩体的规模和有用元素的含量和富集程度以及合适的地质条件。如果含矿岩体是小型岩盆或岩床，难以形成工业矿床。

这一假说能够很直观地解释矽卡岩矿床的成因及成矿作用过程。安徽沿江地区中三叠统含铜铁矿源层，能够形成含铜铁岩体和矽卡岩型铜（金）铁等多金属矿床；池州上震旦-下寒武统钨钼多金属矿源层，能够形成含钨钼多金属的岩体及矽卡岩型钨钼多金属矿床，从而解答了矿床只产在某些固定地层中的疑问。上泥盆-上石炭统矿源层因产有原生的铁的氧化物或硫化物富集层，容易被含矿岩体交代成巨大的层状矿体，所以它是一个能很好的容矿载体，这也解释了此矿源层不含铜却能形成巨大的似层状铜（金）铁工业矿体的原因。

4 假说的地质证据

铜陵矽卡岩铜（金）铁矿床和池州矽卡岩钨钼多金属矿床的成因，可以为假说提供地质证据。

铜陵是长江中下游成矿带中矽卡岩型铜（金）铁硫矿床的集中区，形成了铜官山、狮子山、新桥、凤凰山和沙滩脚五大矿田。几十年来，铜陵地区一直是矿产资源勘查和科学研究的重要基地。2011—2013年，以杜建国教授为首的研究团队首次对铜陵地区开展了深部矿产资源调查，完成了《安徽铜陵地区深部矿产地质调查与成矿预测》专著（以下称《铜陵矿调》）[7]，该专著成果资料信息最新最全。笔者以铜陵地区矽卡岩铜（金）铁矿床成矿地质特征为基础，结合《铜陵矿调》成果资料，利用矽卡岩型矿床的成因假说，在以下几个方面论证铜陵矽卡岩铜（金）铁矿床的成因。

（1）铜陵矿集区五大矿田都产于中三叠统黄马青组（相当于铜头尖组和月山组）地层中及其附近，而远离中三叠统黄马青组的地区至今都没找到大中型铜铁金矿床。铜头尖组（相当黄马青组中上部）下部以薄至中厚层粉砂岩、粉砂泥岩夹中细粒砂岩为主，间夹3～5层灰绿色含铜砂岩；上部在局部地区也夹含铜砂岩。铜头尖组是铜的沉积富集层位。怀宁县朱冲铜矿赋存在铜头尖组中，铜矿体呈透镜状产出，含铜矿物以辉铜矿为主，次为黄铜矿，铜矿物呈细粒星点状分布于细砂岩中，铜品位0.3%～0.79%。张家洼ZK101对铜头尖组含铜砂岩取样分析，铜品位达0.15%～0.32%，含铜矿物主要为黄铜矿，呈细脉星点状产出，并伴有少量微细粒黄铁矿。无为县金牛山也见有强烈铜矿化的细砂岩。上述铜矿（化）体经研究确实是铜头尖组同生沉积所形成[8]。铜头尖组分布的范围在安徽芜湖至安庆沿江地区，和安徽沿江铜铁矿床分布范围吻合[2]。

以上说明，毗邻铜陵的长江西（北）岸，从庐江龙桥到无为金牛山再到怀宁朱冲，铜头尖组中都有广泛分布的含铜砂岩，多处铜含量已达工业要求，圈出的铜矿体具有一定规模。铜陵矿集区的铜（金）铁矿床只集中在有黄马青组分布的地区，这充分说明铜陵矽卡岩型铜（金）铁矿床与黄马青组有必然的成因联系。

（2）铜陵桥头杨地区的含铜岩体位于凤凰山向斜轴部，两翼出露岩体底板为中三叠统周冲村组（黄马青组的下伏地层）地层，含铜岩体占据了黄马青组的位置，说明含铜岩体是“吃掉”（熔融）黄马青组地层所形成。桥头杨岩体西侧的凤凰山岩体和东侧的沙滩脚岩体，与桥头杨岩体处于同一向斜中，产出构造部位相同，也同样是被“吃掉”黄马青组所形成的含矿岩体，从而形成独立的铜多金属矿田。

（3）铜陵矿集区矿床的空间分布规律是围绕岩体左旋向上就位。如铜官山矿田中宝山矿床位于岩体南接触带，老山矿床左旋移到东南部接触带上，老庙基山和小铜官山矿床再左旋移至东接触带，松树山矿床移到东北接触带，笔架山矿床再移至北接触带，最后罗家村矿床移到岩体西接触带。随着矿床位置的移动，以上矿床的围岩的层位又依次上升，宝山矿床为泥盆系顶部-石炭系底部层位，老山以后诸矿床围岩层位依次上升，至笔架山矿床围岩上升到了二叠系栖霞组，最后到了罗家村矿床的围岩为孤峰组。所以铜官山矿田中矿床空间分布具有左旋向上就位特征，在狮子山矿田和凤凰山矿田中的矿床也都具这一特征，说明这是铜陵矿集区的一条普遍规律。

笔者根据铜陵矿集区成矿的地质条件，对这一矿床空间分布规律的成因，做出以下推断解释：①因为在东西向铜陵-南陵深断裂以南，三叠系分布区没有中三叠统黄马青组（铜头尖组和月山组）出露，说明在中三叠世深断裂南盘开始抬升，导致海水向北退出，所以只有在该深断裂带及其以北地区才有黄马青组沉积。②因为东西向的铜陵-南陵深断裂的活动，导致燕山期岩浆活动频繁。深断裂带及其两侧的黄马青组层位中岩矿石被“火山气”改造形成中酸性岩体，如铜官山、狮子山、新桥、凤凰山和沙滩角等含矿岩体。③因为燕山期铜陵乃至安徽沿江地区的地壳处在上升阶段，由于重力作用使得含矿岩体势能加大，且新桥-木镇深断裂显示出左旋剪切特征，所以铜陵的含矿岩体受到左旋剪切作用力的影响。

根据以上三点推断，铜陵的含矿岩体在冷却固结过程中，因受左旋剪切应力场作用，已固结部分必然发生左旋转动，而未固结的残余含矿岩浆也必然会被动地右旋流动；由于地壳上升，残余含矿岩浆同时受到重力向下的作用，在二者合力作用下，逐使含矿岩浆右旋向下流动，在流动运移中与围岩不断交代成矿，形成的矿床在空间分布必然是右旋向下就位。从下向上倒着看，矿床似乎是左旋向上就位。所以含矿残余岩浆的运移方式是沿着已固结的岩体的接触带右旋向下流动。矿床右行向下就位的规律，也解释了上泥盆-上石炭统矿源层只是富铁富硫，不含铜却能够形成厚大铜矿体的原因。五通组顶部砂页岩渗透性差，从上部三叠-石炭系（多熔洞和裂隙）的通道中流下来的含矿岩浆到此层位不会快速流走，而是在泥盆-石炭系之间的界面中贮存停留或缓慢流动，有充裕时间与围岩交代成矿。又因界面上有多次富集作用形成的铁质富集层，铁的氧化还原电位很高，易被热液中氧化还原电位低的铜等多金属交代，所以此层位能够富积成厚大的的铜（金）多金属体。

以上从物质来源、产出部位和运移方式三个方面解释和证明了铜陵地区矽卡岩铜（金）铁矿床是熔融黄马青组矿源层形成的含铜（金）铁岩体所形成。所以，铜陵矽卡岩型铜（金）矿床的成因是黄马青组（即铜头尖组中上部）被“火山气”改造形成含铜（金）铁岩浆熔融体，含铜（金）铁岩浆在主体凝固后，残余含矿流体沿着已凝固的岩体接触带右旋向下流动过程中，先后交代三叠系（或）二叠系（或）石炭系的不同层位的碳酸盐岩形成了矽卡岩型铜（金）矿床 。

池州青阳岩体与铜陵地区的岩体处于同一构造岩浆带上，但青阳岩体的接触带的围岩不是中三叠统矿源层，而是上震旦-下寒武统矿源层，所以青阳地区没有形成铜矿床，而是形成钨钼多金属矿床。青阳岩体北部与上震旦统兰田组接触部位产有百丈岩钨钼矿床，与下寒武统黄柏岭组的接触带上产有高家榜大型白钨矿矿床，西南部在贵池石门高附近与黄柏岭组接触带内带中产有鸡头山钨钼矿床，在石台老山与黄柏岭的接触带上也产有钨钼矿。这些矽卡岩矿床都产于上震旦-下寒武钨钼多金属矿源层中，都在青阳岩体晚期派生的小岩体附近，尤其是石门高附近晚期岩脉成群成带产出。石台县徐家坦附近的谭山岩体与上震旦-下寒武矿源层接触带内带似斑状花岗岩中，有后期形成的强绢英岩化的石英闪长岩脉，脉内的闪锌矿有的呈粗大的它形晶镶嵌，有的呈以粗粒为主不等粒集合体脉状产出。青阳岩体和谭山岩体都产于含钨钼多金属矿源层中，都显示晚期形成的含矿岩体是早期岩体在凝固时的收缩裂隙中所形成，这也和矽卡岩矿床的成因假说相吻合。

5 假说的重要意义

矽卡岩矿床的成因假说的提出，具有重要的理论意义和实用价值。理论上，挑战了传统的地质成矿理论；实用意义上，可用于地质找矿，沿着所需矿产的矿源层找矿，可缩小找矿范围，减少找矿程序，并能取得很好的找矿效果。为了证实假说实用价值，现根据假说成矿原理对铜陵地区做以下成矿预测。

成矿预测选择以下标志：①中三叠统黄马青组矿源层；②铜陵-南陵深断裂带；③在背斜的位置和背斜倾伏部位；④有岩体出露；⑤化探异常。

预测结论：发现三处隐伏的大（中）型型铜（金）多金属矿田，分别为：①北西湖矿田：位于铜陵西湖及其以北的湖滨地区，预测为一铜（金）大中型矿田；②顺安矿田：位于顺安镇及其以北的平原区，与狮子山矿田同处于大通-顺安复向斜内同一个次级背斜的构造部位，后期被新桥-木镇深断层向北（或北北东）方向错开。预测为一铜（金）大中型矿田；③钟鸣矿田：位于钟鸣镇及其以北丘状平原区。预测为一铜（金）多金属中型以上矿田。

确认预测矿田存在的证据有以下几个方面：①三个预测矿田均处于向斜的轴部或核部，根据地表地层出露情况推测，三个矿田所在向斜的轴部或核部均产出有黄马青组地层。②三个预测矿田都在铜陵-南陵深断裂带内。③重力特征指示三个矿田内均有背斜等有利的成矿地质构造。《铜陵矿调》开展了铜陵地区的重力异常的解译工作，结果显示北西湖矿田存在一个穹隆构造，顺安矿田和钟鸣矿田均存在背斜构造。④重磁异常显示三个预测矿田均有产出隐伏岩体。《铜陵矿调》开展的重磁工作显示，三个预测矿田的隐伏岩体呈东西向分布，其中北西湖岩体规模较大。⑤因自铜官山至南陵县工山镇的东西向矿带有五大矿田，20万水系沉积物异常图出现东西向金铜等12种元素高浓度异常带。但有意思的是北部第四系覆盖区，三个预测矿田都有多个元素的低浓度异常，等值线呈半岛状向北延伸并封闭，向南和南部的强异常带连接。其中金、铜、铋、锡和锌元素在北西湖矿田显示清楚，金、银、砷、铜、铅和锌等元素在顺安和钟鸣两个矿田均有显示。在20万水系沉积物元素衬值异常图中，三个预测矿田的12个元素异常更加明显，其中金、银、铜显示更清楚。其中北西湖矿田铜金异常明显，顺安和钟鸣矿田的金银和多金属异常比北西湖矿田强度大（北西湖矿田被新地层全覆盖，后两个矿田南部有少量零星露头）。⑥三个预测矿田也都在东西向岩浆岩带上，与已知的五个矿田平行排列，上下对应。符合铜陵矿集区矿田空间分布规律。

根据以上资料，预测了以上三个隐伏矿田。其中北西湖矿田的规模和经济价值有可能与铜官山矿田或狮子山矿田不相上下。顺安矿田与已探明的狮子山矿田分列新桥-木镇深断裂两侧相互对应，可能是一个远景规模次于狮子山矿田的大型铜（金）矿田。

6 结论

（1）矽卡岩矿床的成因假说属于科学假说范畴。《自然辩证法》给科学假说下的定义：“对未来的经验和事实提出试探性解释和预测，通常由以下几个基本因素构成：事实基础、背景理论、对现象本质的猜测、由猜测推演的预言和预见。科学假说是科学理论的可能方案，是科学认识活动过程中必须的重要环节。”科学哲学对科学假说所下的定义：“根据已有的科学知识和新的科学事实，对所研究的问题作出的猜测性说明和尝试性解答。科学假说是自然科学理论思维的一种重要形式”。笔者提出的“矽卡岩矿床成因的假说”是地质科学理论思维的形式，是因为工作中一些地质现象不能正常解释，于是根据地质科学知识和勘查研究中获取的地质资料，“作出的猜测性说明和尝试性解答”，符合科学假说的定义。

（2）矽卡岩矿床成因假说可以概括为：“火山气”熔融或改造矿源层进而形成含矿岩浆，含矿岩浆交代围岩形成不同类型的矽卡岩型矿床。该假说清楚地揭示了矽卡岩型矿床的形成原理，解答了以往关于矽卡岩型矿床难以解释的问题。

（3）较深入地分析研究了铜陵矽卡岩型铜（金）铁矿床的成因。从成矿的物质来源、产出部位、运移方式三个角度进行论证，最后得出“铜陵矽卡岩型铜（金）铁矿床的成因，是中三叠统黄马青组中含铜岩石，被熔化改造成含铜岩体后，再与围岩交代形成的矿床”的结论。地质依据充分，结论较可靠。铜陵是中国和世界最著名的铜矿产地，是矽卡岩铜矿的代表性地区，得出这样的结论更有意义，更具有说服力。池州一系列的矽卡岩型钨钼多金属矿床及其成因也为“矽卡岩矿床成因的假说”提供了证明。

（4）矽卡岩矿床的成因假说具有重大的理论意义和实用价值。

理论意义：若被认可再经修改补充完善，可以创立中国的矽卡岩和热液矿床的成矿理论。

实践意义：用于地质找矿时，沿着矿源层寻找含矿岩体。目标清楚，简化了找矿程序。文中根据假说，对铜陵地区试做矿产预测的结果是：在铜陵这一资源枯竭城市，还能找到三个大中型规模的铜（金）矿田，如果查证后属实，经济和社会意义十分巨大。

（5）建议对铜陵的预测结果进行查证。如果找到了大矿，证实了假说的科学性以后，尚须分析假说的局限性，进一步深入检查存在的问题，完善这一假说。

最后，向我的老领导和最尊敬的老师常印佛先生致谢！自1979年起，四十年以来，常先生对我的工作和研究尤其是在提出不同的新认识时，都曾给予关心、指导、支持和鼓励。本文完稿后，常先生在百忙之中审阅了文稿，并来信给予具体指导。在此表示最真挚的谢意。同时向《安徽铜陵地区深部矿产地质调查与成矿预测》一书的第一作者，杜建国教授表示衷心的感谢。杜教授不仅赠送此书，提供可贵的信息。还对本文写作和公开发表给予了很多关心、支持和帮助。文中图件由安徽省地质调查院提供，在此表示感谢。