围岩蚀变系列之一：围岩蚀变与矿化作用

作者按：杜乐天先生近日与世长，杜先生对围岩蚀变有独到的见解，本文重点引用杜先生的观点。写本文一则是纪念杜先生；再则对围岩蚀变进行详细总结，供地质工作者参考。共分为3篇：①理论性总结；②围岩蚀变各论；③围岩蚀变与碱交代作用。

一、基本概念

【蚀变作用】

泛指岩石、矿物受到热液、地表水、海水以及其它作用的影响，产生适合新的物理-化学条件下新的矿物或矿物组合的过程。围岩蚀变、化学风化和变质交代作用，都属于蚀变作用的范畴。

【围岩蚀变】

指在热液矿床的形成过程中，围岩受到流体和热液的作用影响所发生的各种交代变质作用。影响围岩蚀变的因素主要为热液或流体的性质、成分、温度、压力、围岩的性质和成分等。围岩蚀变的种类很多，如矽卡岩化、云英岩化、钠长岩化和碳酸盐化等。交代蚀变形成的围岩，成为蚀变围岩。如云英岩、矽卡岩、钠长岩等。

【蚀变围岩】在热液作用下，使矿物成分、化学成分、结构、构造发生变化的岩石，由于他们经常见于热液矿床的周围，故称为蚀变围岩。一定的热液矿床常与某些类型蚀变围岩共生。因此，蚀变围岩不仅是研究热液矿床成因的重要标志，也是重要的找矿标志之一。某些特殊的蚀变围岩，如明矾石化的火山岩本身就有开采利用的价值。

二、主要蚀变作用

【褪色作用】

指在热液作用影响下，导致岩石中的深色矿物消失，铁镁组分淋失，使得原来岩石变成浅色的蚀变作用。

【碱质交代作用】

内生含碱质（如钾和钠）的成矿溶液对围岩所进行的各种交代作用。在这种作用过程中，形成由碱性长石（钾长石、钠长石）、碱性角闪石、碱性辉石、云母、方柱石、霞石等碱性硅酸盐矿物组成的交代蚀变岩石，表现出碱质在溶液及其交代过程中的积极作用。根据碱金属的不同，可分为钾质交代和钠质交代两大类。钾质交代，包括钾长石化、云母化、云英岩化、绢英岩化等；钠质交代，包括钠质辉石化、钠质角闪石化、钠长石化、钠长-更长石化、霞石化、方柱石化及部分沸石化等。碱质交代作用常有冥想的成矿专属性。例如与钾质交代最密切的是钨、锡、钼、铜、金、钽、铌重稀土元素、铷、铯和硼等；与钠质交代最有关的是铁、钒、黄铁矿、轻稀土元素、钴、铌和某些金、铀等矿床。

【钾质交代作用】

碱质交代作用的一种。即含钾的溶液在对岩石作用过程中，使得交代蚀变岩石产生含有各种钾质矿物的交代作用。其中，包括钾长石化（如微斜长石化、天河石化、正长石化、冰长石化）、云母化（黑云母化、白云母化、绢云母化、金云母化和铁锂云母化等）以及云英岩化、绢英岩化等。与钾质交代作用有关的矿产，有钨、锡、钼、铜、金、钽、重稀土元素、铷、铯和硼等。

【钠质交代作用】

碱质交代的一种。即含钠的溶液在对岩石交代作用过程中，使交代蚀变岩石产生含有各种钠质矿物的交代作用。其中，包括钠质辉石化（霓石化、霓辉石化）、钠质角闪石化（如钠闪石化、钠铁闪石化、红钠角闪石化等）、钠长石化、霞石化、方柱石化及方钠石化等。与钠质交代有关的矿产，有铁、铌、锆、稀元素（主要是轻稀土元素）、某些金矿及磷灰石等。

三、围岩蚀变与矿化作用（以金矿化为例）

金矿类型很多，尽管不同的类型在地质背景、容矿围岩、控制构造、矿物、元素组合和成矿时代上有很大差别，但它们的共性仍很明显。杜乐天先生提出．金矿床成因与碱交代有关。

1、热液金矿床的蚀变类型

热液金矿床与碱交代有程度不同的关系，有如下四个共性：第一，无金不硅，无论什么样的金矿类型却广泛发育硅化和大小形态不一的石英脉。当然，有硅不一定有金。第二，无金不钾，金矿床中到处可见钾长石化、云母化，且越向深处发育程度越强烈。当然，有钾不一定有金，甚至有些矿床和钠化自关，当然钾交代和钠交代都是碱交代。笫三，无金不液，绝大部分金矿床都与热液成矿作用有关。笫四，无金不在，金矿床具“弥散定位”的特点，几乎任何岩性、任何构造在一定条件下都可有金的工业富集。通常研究一个矿床，总强调它和其他矿床的区别，面对矿床间共性(通性)却注意甚少。

蚀变岩类型。蚀变类型名单一开始就是八、九种～二十种“化”。这些“化”到底说明什么?热液蚀变是指水一岩反应，热液矿体由于容矿围岩的矿物和岩石不同，甚至同一岩石，均出现多种蚀变。

杜乐天先生(1982)曾把六、七十种热液蚀变，以地球化学的观点归为两三大类(表1)：即碱蚀变、酸蚀变和中性蚀变。

表1 热液蚀变的地球化学分类

表中酸蚀变是，根据酸性挥发分带入形成含挥发分阴离子矿物来划分的，故酸蚀变也可称为挥发分蚀变。有时也可把酸蚀变看作是氢交代，这对理解粘土矿物的产生是重要的。例如长石(钾或钠质)的水云母化、蒙脱石化和高岭石化均为硅酸盐矿物中的碱金属淋失，含量逐渐降低而被H+交代的产物。硅化也是一种强酸蚀变的标志。所有的硅(铝)酸盐矿物，如果其中的碱金属、碱土金属，甚至铝、钛等全部被H+交代而淋失，最后则可能剩下SiO2(硅化)。火山岩中的次生石英岩化就是这一作用的例证。

2、热液金矿床的蚀变特征

热液金矿床蚀变，碱交代是先导，后期中酸性成矿热液乃是由它演化而来的(图3－1)，酸性溶液只起携带矿质和保证其沉淀富集成矿的作用。在矿床平面上的蚀变水平分带，内部为碱交代岩，向外过渡为中性蚀变，最外为酸性蚀变。如果其中有晚期石英脉叠加贯入，则此舰律就不明显。

金矿床的分布和定位是紧紧地受碱交代岩带(或体)控制的，这是研究金矿蚀变地球化学很重要的一条理论实践惦结论。在垂向上或剖面上的蚀变分带的规律为：碱交代体总是出现在较深处（在矿床的根部），向上逐渐为弱碱性和中性蚀变(Ca，Fe，Mg交代)，最上为酸性和强酸性蚀变场。

蚀变岩判别，除了开列“化”之外，一定要明确指出原岩类型，因为热液蚀变是水岩反应，否则如同岩石标本丢失标签一样不可理斛。

3、热液型金矿碱交代模型

矿质沉淀场，总是位于中性区和酸性区，定位于断裂带的靠上部，与K+、Na+在此环境中减少有关，杜乐天先生强调“上硅下碱”、“上酸下碱”，就是这一规律的形象总结。这是一个酸--碱分离的盐析过程。

碱交代成矿理论中，还有一个核心问题是去硅，或称石英的溶解。杜乐天先生对此曾有专门的论述。石英在水溶液中的溶解度随温度、压力和pH值的增高(碱性增大)而急剧加大。这种碱交代热液能大规模溶解“途岩”中的石英以及成矿元素金，沿断裂上升到减压、降温、碱性变弱区就形成含金石英脉及硅化(图3-4)。

五、围岩蚀变找矿意义

1、研究矿床成因条件

围岩蚀变是热液成矿作用的重要组成部分，也是热液矿床的主要特征之一。研究围岩蚀变能提供成矿时的物理化学条件，热液的性质和演化，以及成矿元素的迁移、富集和矿石沉淀的有关信息，丰富并发展成矿理论。因此围岩蚀变可以有助于阐明热液矿床形成过程的物理化学条件及矿床的成因等。

2、判断矿床类型

一定的围岩蚀变类型和一定的矿床类型有关，因此可以通过确定围岩蚀变的类型来判断可能找到的某种类型的矿床，如云英岩化经常伴生有脉状钨、锡、钼矿和金矿化；钾化、硅化和绢云母化得蚀变组合往往和斑岩型铜、钼矿共生；白云岩化和硅化的蚀变围岩是寻找铅锌矿的重要标志。有些蚀变围岩本身就是矿体，如明矾石化除了可以作为寻找某些金、铜矿床以外，所形成的明矾石往往是具有工业价值的矿床。

3、建立蚀变成矿模式

蚀变围岩常具有分带现象，这是建立交代蚀变成矿模式的重要基础。

4、找矿标志

同时，因为蚀变围岩与伴生矿体有着密切的成因和空间关系，蚀变岩的分布范围一般比矿体分布范围广，更易于被发现，所以是极重要的找矿标志之一。它不仅能指示盲矿体的存在，还可根据蚀变岩石的类型、特征，预测矿产的种类、矿体赋存的位置以及矿化富集的程度。

主要参考文献：

张贻侠、寸珪等：《国中金矿床，进展与思考》地质出版社，1996.

来源：刘先生的地质新浪博客

版权归作者所有，致谢！

编辑：矿语君，责编：谢涛。

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