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圍岩蝕變是在熱液成礦過程中,近礦圍岩與熱液發生化學反應而產生的一系列物質成分和構造、結構的變化。氣化熱液礦床中的普遍現象和重要特徵,因其常與礦體伴生且其分佈範圍一般比礦體分佈範圍廣,因而是一種重要的找礦標誌。圍岩蝕變可產生在沉澱之前、同時或之後,其結果使得圍岩的化學成分、成分以及結構、構造等均遭受到不同程度的改變,甚至面目全非。圍岩蝕變的範圍變化很大,有的在礦脈的兩側只有幾厘米寬,有的圍繞著礦體形成數十米寬的暈圈。許多蝕變暈圈呈現出礦物集合體的分帶現象,這是由於熱液在通過圍岩時發生改變引起的。

1決定因素

決定蝕變圍岩的類型和蝕變作用強度的因素有:①圍岩的性質,包括圍岩的化學成分、礦物成分、粒度、物理狀態(如是否受力破碎)、滲透性等;②熱液的性質,包括熱液的化學成分、濃度、pH、Eh、溫度和壓力條件,以及它們在熱液作用過程中的變化。

2常見類型

最常見的圍岩蝕變有如下幾類。
鉀長石化
鉀長石化的結果是蝕變岩石中形成微斜長石、透長石、正長石、冰長石等礦物。原岩以酸性火成岩為主,其次是中性火成岩及較富長英質的沉積岩、沉積變質岩。形成條件多為高溫(冰長石為低溫)。有關的礦床有W、Sn、Be、Ta、Cu、Mo,冰長石與Au、Ag、Cu、Pb、Zn礦化有關。
為鉀質交代的產物,包括微斜長石化、正長石化、透長石化和冰長石化。由於它們不易區別,且成分幾乎完全相同故統稱鉀長石化。在與花崗岩有關的鎢、錫、鈹、鈮、鉭以及斑岩銅、鉬礦床等的下部,經常發生有大規模的鉀長石化帶。低溫熱液的鉀長石化,以冰長石化為主,多發生在中性、弱酸性火山岩中,也可在基性或酸性岩中發生,有時與青盤岩化有關。與其有關的礦產主要為火山岩系中的一些金屬礦床。
雲英岩化
此類蝕變乃是硅鋁質岩石受高溫氣水熱液作用而成的,如花崗岩的雲英岩化,主要是鉀長石、斜長石受熱液作用分解成石英和白雲母。
酸性侵入岩受高溫汽水熱液交代蝕變而成。在作用過程中,常有氟、硼、水等揮發組分和金屬元素參加。雲英岩化除產生主要特徵礦物:石英和白雲母,還可有鋰雲母、黃玉、電氣石、螢石、綠柱石以及黑鎢礦、錫石、輝鉬礦等。雲英岩化和鉀長石化、鈉長石化在成因上密切相關,因此在蝕變岩體中,常可見到它們的共生。根據云英岩的主要礦物含量,可劃分為:富雲母雲英岩、富石英雲英岩、黃玉雲英岩、螢石雲英岩與電氣石雲英岩等類別或岩帶。雲英岩化常與鎢、錫、鉬、鉍、鈮、鉭、鈹、鋰等礦化有關。
綠泥石化
一種重要的中、低溫蝕變作用。與綠泥石化有關的原岩主要是中性-基性的火成岩,部分酸性火成岩和泥質岩石也可產生綠泥石化。在圍岩蝕變過程中,綠泥石主要由富含鐵、鎂的硅酸鹽礦物經熱液交代蝕變而成,也可由熱液帶來鐵、鎂組分與一般的鋁硅酸鹽礦物交代反應而形成。與成礦作用有關的綠泥石化,多與其他熱液蝕變作用(如電氣石化、絹雲母化、硅化、碳酸鹽化等)共生,很少單獨出現,與其有關的礦產主要是銅、鉛、鋅、金、銀、錫和黃鐵礦等。
泥化
也稱為泥質蝕變。蝕變岩石中常形成高嶺石、迪開石、水雲母、蒙脫石、石英和絹雲母等礦物。可進一步劃分為深度泥化和中度泥化兩類。深度泥化蝕變的特點是含有特徵礦物迪開石、高嶺石、葉蠟石和石英,常伴有絹雲母、明礬石、黃鐵礦、電氣石、黃玉、氟黃晶和非晶質的粘土礦物。是一種蝕變比較深的類型。當岩石中的鋁被大量淋出,蝕變就過渡為硅化;隨著絹雲母含量的增加,則過渡為絹雲母化。中度泥化岩石中,以高嶺石和蒙脫石類礦物佔優勢。它們主要是斜長石的蝕變產物,通常呈帶狀,向外可過渡為青盤岩化,向內(礦脈方向)過渡為絹雲母化。易受泥化的岩石主要為基性、中性、酸性火成岩,尤以火山岩最為發育。深度泥化常構成某些銅、鉛、鋅礦蝕變的內帶。中度泥化分佈較廣泛,與金、銀、銅、鉛、鋅礦化有關。
碳酸鹽化
這是一種比較常見的中、低溫熱液蝕變類型。碳酸鹽化的結果是蝕變岩石中形成相當數量的方解石、白雲石等碳酸鹽類礦物。閃長岩、輝長岩等岩漿岩的碳酸鹽化是中溫熱液蝕變的產物,與之有關的礦產主要是銅、鉛、鋅。石灰岩、白雲岩遭受中、低溫熱液蝕變時也可形成碳酸鹽化,有時主要形成白雲岩,可稱白雲岩化。這類蝕變圍岩是尋找鉛、鋅、汞、銻礦床的良好標誌。

黑雲母化

黑雲母化的結果是蝕變岩石中形成黑雲母、淺色雲母、石英、電氣石、鉀長石、黃鐵礦、雌黃鐵礦、角閃石等礦物。原岩主要為含有鐵鎂質組分的各類岩石(火成岩、沉積岩、變質岩)。在高溫(高鉀)熱液條件下形成。

3找礦標誌

一定的圍岩蝕變類型和一定的礦床類型有關,因此可以通過確定圍岩蝕變的類型來判斷可能找到的某種類型的礦床,如雲英岩化經常伴生有脈狀 鎢、錫、鉬礦和金礦化;鉀化、硅化和絹雲母化得蝕變組合往往和斑岩型銅、鉬礦共生;白雲岩化和硅化的蝕變圍岩是尋找鉛鋅礦的重要標誌。有些蝕變圍岩本身就是礦體,如明礬石化除了可以作為尋找某些金、銅礦床以外,所形成的明礬石往往是具有工業價值的礦床。

4研究意義

圍岩蝕變是熱液成礦作用的重要組成部分,也是熱液礦床的主要特徵之一。研究圍岩蝕變能提供成礦時的物理化學條件,熱液的性質和演化,以及成礦元素的遷移、富集和礦石沉澱的有關信息,豐富並發展成礦理論。同時,因為蝕變圍岩與伴生礦體有著密切的成因和空間關係,蝕變岩的分佈範圍一般比礦體分佈範圍廣,更易於被發現,所以是極重要的找礦標誌之一。它不僅能指示盲礦體的存在,還可根據蝕變岩石的類型、特徵,預測礦產的種類、礦體賦存的位置以及礦化富集的程度。
參考書目:
胡受奚著,《交代蝕變岩岩相學》,地質出版社,北京,1980。
T.Bamba & K.Togari,ed., Wll Rock Altertionnd Ore Genesis,The Society of Mining Geologistsof Japan,Tokyo,1988.李忠文
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