福建省馬坑礦區矽卡巖特征、類型及形成機制的探討

李生喜

（甘肅省地質礦產勘查開發局第二地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730020）

福建省馬坑礦區發現于至20世紀70年代～80年代，已有許多地質學家對其礦床特征及其成因進行了深入的研究。但是，對于其成因類型尚存在爭論，主要有矽卡巖交代成礦說[1]、沉積～熱液改造說[2]等。筆者在+400m、+300m、+200m中段、斜坡道等坑道中觀察到大量矽卡巖，通過詳細研究礦區矽卡巖的產出特征、巖相學特征以及地球化學特征，分析其成因機制，為探究礦床成因提供新的證據。

1 區域地質特征

研究區地層發育為前泥盆紀基底，以中淺變質巖系為主；晚泥盆世～中三疊世蓋層，呈一套淺海、濱海相、海陸交互相及陸相環境下的產物；中新生代陸相碎屑巖及火山噴發和火山沉積巖。該區巖漿巖以燕山期和印支期花崗巖為主。

2 礦區地質特征

區內主要褶皺為馬坑倒轉背斜，礦體位于馬坑背斜的北西翼。礦區出露侵入巖為燕山期黑云母花崗巖和輝綠巖，馬坑礦區位于燕山期黑云母花崗巖。馬坑礦區主礦體為一大型隱伏似層狀礦體，礦體走向與巖層走向基本一致，呈北東-南西向，傾向北西，傾角25°～45°。礦石構造為致密塊狀、斑雜狀、條紋狀等，礦石結構為交代殘余結構等。

3 矽卡巖巖相學特征

馬坑礦區矽卡巖呈灰褐、黃褐、淺棕，塊狀構造，中細粒粒狀變晶結構，主要礦物為石榴石；次生蝕變礦物有綠簾石、陽起石、石英、方解石等。

（1）石榴石。石榴石呈褐色，單偏光下常為淺褐色，正高突起，正交偏光顯示非均性，干涉色可達Ⅰ級灰；粒徑一般在0.2mm～1mm之間，多為自形～半自形、中～細粒結構，環帶結構。

（2）綠簾石。該礦物是鈣矽卡巖的主要組成礦物之一，在錳質矽卡巖中也有產出，常組成單礦物矽卡巖，在透輝石～石榴石矽卡巖中也可見。單偏光下，礦物為淺綠色，組成放射狀集合體，粒徑約0.5mm～2mm，多色性較弱，正高突起，具有異常干涉色。

4 矽卡巖地球化學特征

在馬坑礦區215穿脈中采集矽卡巖地球化學樣品6件，分析結果見表1，矽卡巖的主量元素化學特點：SiO2為35.26wt%～37.42wt%；TiO2為 0.13wt%～0.38wt%；Al2O3為 9.15wt%～11.40wt%；Fe2O3為 12.93wt%～16.59wt%；FeO為0.54wt%～0.90wt%；CaO為31.95wt%～32.94wt%；MnO為1.07wt%～1.35wt%；MgO為0.45wt%～0.75wt%。本區矽卡巖主要特點為低硅、富鈣、鐵、貧堿，CaO的含量平均為32.53wt%，富鈣是本地區矽卡巖化學成分主要特點之一。

5 討論

（1）矽卡巖類型。本文研究的矽卡巖與傳統交代矽卡巖相比，有其獨特的特征，也是判別其類型的有利證據。①矽卡巖產出特征。在馬坑礦區矽卡巖呈脈狀、似層狀，主要分布在輝綠巖與大理巖接觸帶的部位。馬坑礦區矽卡巖特征可與吳言昌等（1992）研究的巖漿矽卡巖特征進行對比。馬坑礦區矽卡巖與巖漿矽卡巖產出特征及巖體與圍巖的特征方面都具有相似性。②礦物學特征。該區的矽卡巖主要由石榴石和透輝石組成。石榴石以鈣鐵榴石為主，多為自形～半自形、中～細粒結構，環帶結構；透輝石，多呈短柱狀、自形～半自形結構，與石榴石和磁鐵礦等共生。研究區的矽卡巖礦物并非交代矽卡巖礦物，其形成于矽卡巖巖漿有關。③地球化學特征。研究區矽卡巖的主要元素特點為低硅、富鈣、鐵、貧堿，富鈣是本地區矽卡巖化學成分主要特點之一。

表1 馬坑礦區215穿脈中矽卡巖主量元素分析結果（wt%）

綜上所述，研究區的矽卡巖為巖漿矽卡巖。

（2）矽卡巖成因機制。吳言昌等（1992）人提出了巖漿矽卡巖的成因模式：灰巖和白云質灰巖是硅酸鹽熔體或巖漿的強烈稀釋劑和脫硅劑，它們被大量添到富堿的中酸性巖漿之中，必然會引起被污染的巖漿發生一系列其它作用，如去揮發份（主要是CO2和部分H2O）、脫硅和液態不混熔分離作用，從而導致矽卡巖漿和與之共軛的富堿（低硅）巖漿的形成。與本文所研究矽卡巖相關的侵入巖為輝綠巖，同時也有大量的大理巖出露。我們可以推測其形成有兩種形式，其一，這種富堿的輝綠巖在深部與灰巖混合接觸，通過熔融～結晶作用以及灰巖和白云質灰巖引起的去揮發份（主要是CO2和部分H2O）、脫硅和液態不混熔分離作用，最后形成富鈣矽卡巖巖漿及礦漿；其二，富堿的輝綠巖巖漿在地殼中上侵的過程中，與周圍的灰巖混合接觸，發生反應，最終生成富鈣矽卡巖巖漿及礦漿。

6 結論

（1）馬坑礦區的矽卡巖呈似層狀、脈狀；主要礦物為石榴石和透輝石，屬于鈣矽卡巖，為巖漿矽卡巖。

（2）馬坑礦區的巖漿矽卡巖的成因模式為：在高位巖漿房中，富堿中酸性巖漿與灰巖（或白云質灰巖）同熔混合經去揮發份作用、脫硅作用、液態不混熔分離作用，最終生成富堿（低硅）巖漿、脈狀矽卡巖漿。