圍岩蝕變與礦化作用

杜樂天對圍岩蝕變有獨到的見解，本文重點引用杜先生的觀點。寫本文一則是紀念杜先生；再則對圍岩蝕變進行詳細總結，供地質工作者參考。共分為3篇，①理論性總結、②圍岩蝕變各論、③圍岩蝕變與鹼交代作用。

一、基本概念

【蝕變作用】泛指岩石、礦物受到熱液、地表水、海水以及其它作用的影響，產生適合新的物理-化學條件下新的礦物或礦物組合的過程。圍岩蝕變、化學風化和變質交代作用，都屬於蝕變作用的範疇。

　　【圍岩蝕變】指在熱液礦床的形成過程中，圍岩受到流體和熱液的作用影響所發生的各種交代變質作用。影響圍岩蝕變的因素主要為熱液或流體的性質、成分、溫度、壓力、圍岩的性質和成分等。圍岩蝕變的種類很多，如矽卡岩化、雲英岩化、鈉長岩化和碳酸鹽化等。交代蝕變形成的圍岩，成為蝕變圍岩。如雲英岩、矽卡岩、鈉長岩等。

　　【蝕變圍岩】在熱液作用下，使礦物成分、化學成分、結構、構造發生變化的岩石，由於他們經常見於熱液礦床的周圍，故稱為蝕變圍岩。一定的熱液礦床常與某些類型蝕變圍岩共生。因此，蝕變圍岩不僅是研究熱液礦床成因的重要標誌，也是重要的找礦標誌之一。某些特殊的蝕變圍岩，如明礬石化的火山岩本身就有開採利用的價值。

二、主要蝕變作用

【褪色作用】指在熱液作用影響下，導致岩石中的深色礦物消失，鐵鎂組分淋失，使得原來岩石變成淺色的蝕變作用。

　　【鹼質交代作用】內生含鹼質(如鉀和鈉)的成礦溶液對圍岩所進行的各種交代作用。在這種作用過程中，形成由鹼性長石(鉀長石、鈉長石)、鹼性角閃石、鹼性輝石、雲母、方柱石、霞石等鹼性硅酸鹽礦物組成的交代蝕變岩石，表現出鹼質在溶液及其交代過程中的積極作用。根據鹼金屬的不同，可分為鉀質交代和鈉質交代兩大類。鉀質交代，包括鉀長石化、雲母化、雲英岩化、絹英岩化等;鈉質交代，包括鈉質輝石化、鈉質角閃石化、鈉長石化、鈉長-更長石化、霞石化、方柱石化及部分沸石化等。鹼質交代作用常有冥想的成礦專屬性。例如與鉀質交代最密切的是鎢、錫、鉬、銅、金、鉭、鈮重稀土元素、銣、銫和硼等;與鈉質交代最有關的是鐵、釩、黃鐵礦、輕稀土元素、鈷、鈮和某些金、鈾等礦床。

　　【鉀質交代作用】鹼質交代作用的一種。即含鉀的溶液在對岩石作用過程中，使得交代蝕變岩石產生含有各種鉀質礦物的交代作用。其中，包括鉀長石化(如微斜長石化、天河石化、正長石化、冰長石化)、雲母化(黑雲母化、白雲母化、絹雲母化、金雲母化和鐵鋰雲母化等)以及雲英岩化、絹英岩化等。與鉀質交代作用有關的礦產，有鎢、錫、鉬、銅、金、鉭、重稀土元素、銣、銫和硼等。

　　【鈉質交代作用】鹼質交代的一種。即含鈉的溶液在對岩石交代作用過程中，使交代蝕變岩石產生含有各種鈉質礦物的交代作用。其中，包括鈉質輝石化(霓石化、霓輝石化)、鈉質角閃石化(如鈉閃石化、鈉鐵閃石化、紅鈉角閃石化等)、鈉長石化、霞石化、方柱石化及方鈉石化等。與鈉質交代有關的礦產，有鐵、鈮、鋯、稀元素(主要是輕稀土元素)、某些金礦及磷灰石等。

三、圍岩蝕變與礦化作用(以金礦化為例)

金礦類型很多，儘管不同的類型在地質背景、容礦圍岩、控制構造、礦物、元素組合和成礦時代上有很大差別，但它們的共性仍很明顯。杜樂天先生提出.金礦床成因與鹼交代有關。

　熱液金礦床與鹼交代有程度不同的關係，有如下四個共性：第一，無金不硅，無論什麼樣的金礦類型卻廣泛發育硅化和大小形態不一的石英脈。當然，有硅不一定有金。第二，無金不鉀，金礦床中到處可見鉀長石化、雲母化，且越向深處發育程度越強烈。當然，有鉀不一定有金，甚至有些礦床和鈉化自關，當然鉀交代和鈉交代都是鹼交代。笫三，無金不液，絕大部分金礦床都與熱液成礦作用有關。笫四，無金不在，金礦床具「彌散定位」的特點，幾乎任何岩性、任何構造在一定條件下都可有金的工業富集。通常研究一個礦床，總強調它和其他礦床的區別，面對礦床間共性(通性)卻注意甚少。

　　蝕變岩類型。蝕變類型名單一開始就是八、九種～二十種「化」。這些「化」到底說明什麼?熱液蝕變是指水一岩反應，熱液礦體由於容礦圍岩的礦物和岩石不同，甚至同一岩石，均出現多種蝕變。

　　杜樂天先生(1982)曾把六、七十種熱液蝕變，以地球化學的觀點歸為兩三大類(表3-1)：即鹼蝕變、酸蝕變和中性蝕變。

表中酸蝕變是，根據酸性揮發分帶入形成含揮發分陰離子礦物來劃分的，故酸蝕變也可稱為揮發分蝕變。有時也可把酸蝕變看作是氫交代，這對理解粘土礦物的產生是重要的。例如長石(鉀或鈉質)的水雲母化、蒙脫石化和高嶺石化均為硅酸鹽礦物中的鹼金屬淋失，含量逐漸降低而被H 交代的產物。硅化也是一種強酸蝕變的標誌。所有的硅(鋁)酸鹽礦物，如果其中的鹼金屬、鹼土金屬，甚至鋁、鈦等全部被H 交代而淋失，最後則可能剩下SiO2(硅化)。火山岩中的次生石英岩化就是這一作用的例證。

　　熱液金礦床蝕變，鹼交代是先導，後期中酸性成礦熱液乃是由它演化而來的(圖3-1)，酸性溶液只起攜帶礦質和保證其沉澱富集成礦的作用。在礦床平面上的蝕變水平分帶，內部為鹼交代岩，向外過渡為中性蝕變，最外為酸性蝕變。如果其中有晚期石英脈疊加貫入，則此艦律就不明顯。

　　金礦床的分布和定位是緊緊地受鹼交代岩帶(或體)控制的，這是研究金礦蝕變地球化學很重要的一條理論實踐惦結論。在垂向上或剖面上的蝕變分帶的規律為：鹼交代體總是出現在較深處(在礦床的根部)，向上逐漸為弱鹼性和中性蝕變(Ca，Fe，Mg交代)，最上為酸性和強酸性蝕變場。

(據杜樂天等《中國金礦床：進展與思考》)

　　蝕變岩判別，除了開列「化」之外，一定要明確指出原岩類型，因為熱液蝕變是水岩反應，否則如同岩石標本丟失標籤一樣不可理斛。

3、熱液型金礦鹼交代模型

　　礦質沉澱場，總是位於中性區和酸性區，定位於斷裂帶的靠上部，與K 、Na 在此環境中減少有關，杜樂天先生強調「上硅下鹼」、「上酸下鹼」，就是這一規律的形象總結。這是一個酸--鹼分離的鹽析過程。

　　鹼交代成礦理論中，還有一個核心問題是去硅，或稱石英的溶解。杜樂天先生對此曾有專門的論述。石英在水溶液中的溶解度隨溫度、壓力和pH值的增高(鹼性增大)而急劇加大。這種鹼交代熱液能大規模溶解「途岩」中的石英以及成礦元素金，沿斷裂上升到減壓、降溫、鹼性變弱區就形成含金石英脈及硅化(圖3-4)。

四、圍岩蝕變找礦意義1、研究礦床成因條件

　　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。因此圍岩蝕變可以有助於闡明熱液礦床形成過程的物理化學條件及礦床的成因等。

　　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。

3、建立蝕變成礦模式

　　蝕變圍岩常具有分帶現象，這是建立交代蝕變成礦模式的重要基礎。

　　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，蝕變岩的分布範圍一般比礦體分布範圍廣，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。

　 主要參考文獻：

　　張貽俠、寸珪等：《國中金礦床，進展與思考》地質出版社，1996.

文章來源：劉先生的地質 新浪博客