矽卡岩石榴石研究现状
王翠翠1,2
1. 中国地质大学（武汉）资源学院，武汉 430074
2. 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，武汉 430074
矽卡岩矿床是在中酸性侵入体和碳酸盐类等岩石的接触带及其附近，由含矿热液交代作用而形成的热液矿床，也称为接触交代矿床，与许多金属和非金属矿床有密切关系，常见矽卡岩型Fe、Cu、W、Mo、Pb、Zn等矿床。矽卡岩矿物成分比较复杂，矿物组合及矿物自身的特征与围岩、岩浆岩及矿化条件有着密切的关系。矿物共生组合关系是矽卡岩矿床分带的重要依据。矽卡岩矿物的结构构造和化学成分，可以揭示矽卡岩形成过程中重要的物理化学信息，同时为成矿过程及成矿环境的研究提供依据。常见的矽卡岩矿物主要有：石榴子石、辉石（透辉石、钙铁辉石）、角闪石（阳起石、透闪石）、硅灰石、绿帘石、电气石、绿泥石、石英等矿物。
石榴石是矽卡岩矿床中最普遍和最典型的矿物之一，探讨石榴石的矿物组合及矿物特征与矽卡岩化和成矿关系的研究层出不穷。陈义贤[1] 1965年最早对比了矽卡岩各接触带和矿化带石榴石的颜色、晶型、硬度、比重和折光率等参数，并通过X-光粉晶分析推断各带石榴石的晶格常数，然后通过化学成分变化图系统研究了从内带到外带石榴石分子组成的变化和微量元素的分布。赵斌等[2]研究了国内二十几个各种类型的矽卡岩矿床，采用多种方法如晶胞参数、氧逸度等探讨石榴石化学成分与不同类型矿化之间的联系。
石榴石通常在矽卡岩的内带和外带都有产出，但其结构构造、矿物及化学特征均有不同。通过统计湖南柿竹园W-Sn-Mo-Bi矿[3]，湖北铜绿山矽卡岩型铜铁矿[4]，鄂东南程潮矽卡岩型铁矿[5]，西藏尼雄矿田日阿铜矿床[6]，安徽安庆铜铁矿床矽卡岩[7]，广东省天堂铜铅锌多金属矿床[8]等国内多个不同类型的金属矿床，矽卡岩中石榴石通常分为致密块状和脉状两类，并常见致密块状石榴石被脉状石榴石穿插，故致密块状石榴石形成于脉状石榴石之前。致密块状石榴石普遍具有晶型较好、环带发育，常与透辉石共生等特点。
石榴石的矿物学特征和化学成分变化记录了矽卡岩形成环境及流体的演化过程，也是矿床成因类型的重要反映。随着现代测试技术的发展，采用电子探针以及LA-ICP-MS等手段原位测量石榴石化学成分的工作逐渐完善。笔者总结了多个矽卡岩矿床石榴石的测试结果和由此计算出的类质同象化学式，并通过端员组分三角图解探讨不同类型石榴石与矿化类型及矿化分带之间的关系。
我国大多数矽卡岩型金属矿床石榴石均属钙铁榴石(Ard)—钙铝榴石(Grs)系列，镁铝榴石(Prp)和锰铝榴石(Spe)锰铝和铁铝榴石(Alm)等含量很少，一般在3%以内。在钙铁榴石(Ard)和钙铝榴石(Grs)类质同象系列中，大多数矽卡岩矿床以钙铁榴石(And)为主，例如蒙库铁矿[9]中石榴子石端员组分通常以钙铁榴石为主，其变化范围为66.71%~96.97%，平均84.18%，其次是钙铝榴石，含量多小于20%；程潮铁矿[5]石榴石总体以钙铁榴石37.43%～97.78%为主，其次为钙铝榴石1.64%～61.36%。少数以钙铝榴石为主，例如荷花坪锡多金属矿[10]的主体矽卡岩中的石榴子石属钙铁榴石-钙铝榴石固溶体，以钙铝榴石为主；滇东南南秧田白钨矿矽卡岩石榴石端元组分以钙铝榴石为主，其摩尔分数的变化范围为87.48%～94.23%，平均为91.26%。钨锡矿的形成往往与钙铝榴石相关。
同一矽卡岩矿床不同区带、不同期次石榴石的钙铁榴石(Ard)和钙铝榴石(Grs)含量变化亦有一定规律。安庆铜铁矿[7]显示从外接触带矽卡岩→内接触带矽卡岩，石榴子石中FeO含量逐渐增加，CaO、Al2O3，SiO2含量依次降低。天堂铜铅锌多金属矿床[8]和湖北铜绿山矽卡岩铜铁矿床[4]石榴石从早到晚具有从钙铝榴石为主到钙铁榴石为主的演化趋势。多数矽卡岩系统中早期矽卡岩阶段形成的石榴子石倾向于富Al，晚期或退蚀变阶段形成的相对富Fe。
石榴石的环带结构也与成矿环境的变化有一定关系，相关的研究也很多，通常借助电子探针的原位微联系方式：王翠翠，E-mail: wcc7011@https://www.doczj.com/doc/086434491.html,。
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区分析功能，从石榴石核部向外依次打点测试，结果显示石榴石的明暗环带通常表现为Fe和Al含量的交替变化，并且总体上呈核部相对富Al、边缘相对富Fe的趋势，例如天堂铜铅锌多金属矿床[8]和青海西部祁漫塔格地区矽卡岩型铁铜多金属矿床[11]，但是也存在少数相反的情况，如华南荷花坪锡多金属矿区[10]。此外，从石榴子石核部到边缘Mg、Mn、Ti、Ca、Si等元素也遵循一定的变化规律。
通过石榴石微量元素和稀土元素方法研究成矿物质来源及成矿流体[12-13]，以及Sm-Nd同位素年代学的方法[14]均是研究矽卡岩矿床的重要手段。
除此之外，矽卡岩的矿物成分能提供关于矽卡岩和成矿环境的许多重要信息，并具有重要的找矿意义。例如石榴子石和辉石的组成能指示矽卡岩系统的氧化还原状态，还原型矽卡岩主要发育钙铝榴石和钙铁辉石，氧化型矽卡岩则以钙铁榴石和透辉石为主；赵一鸣等[15]研究提出矽卡岩中共生的透辉石和石榴子石成分可以反映矽卡岩形成的某些物理化学条件(酸度、氧逸度)和金属矿化类型。钙铝榴石和钙铁榴石一般形成于还原的酸性条件，钙铁榴石可形成于碱性条件下[16]。
参考文献：
[1] 陈义贤. 某矽卡岩型多金属矿床石榴石类矿物的研究[J]. 地质论评, 1965, 卷缺失(4): 263-274.
[2] 赵斌,李统锦,李昭平,等. 我国一些矿区矽卡岩中石榴石的研究[J]. 矿物学报, 1982, 卷缺失(4): 296-304.
[3] 尹京武,李铉具,崔庆国,等. 湖南省柿竹园矽卡岩矿床中石榴石特征[J]. 地球科学, 2000, 卷缺失(2): 163-171.
[4] 赵海杰,谢桂青,魏克涛,等. 湖北大冶铜绿山铜铁矿床夕卡岩矿物学及碳氧硫同位素特征[J]. 地质论评, 2012, 卷
缺失(2): 379-395.
[5] 姚磊,谢桂青,张承帅,等. 鄂东南矿集区程潮大型矽卡岩铁矿的矿物学特征及其地质意义[J]. 岩石学报, 2012, 卷
缺失(1): 133-146.
[6] 于玉帅,杨竹森,刘英超,等. 西藏尼雄矿田日阿铜矿床矽卡岩矿物学特征及地质意义[J]. 矿床地质, 2012, 卷缺失
(4): 775-790.
[7] 滕传耀,杜杨松,张智宇,等. 安徽安庆铜铁矿床矽卡岩岩相学和矿物学特征及意义[J]. 矿物岩石, 2012, 卷缺失(3):
40-50.
[8] 郑伟,陈懋弘,赵海杰,等. 广东省天堂铜铅锌多金属矿床矽卡岩矿物学特征及其地质意义[J]. 岩石矿物学杂志,
2013, 卷缺失(1): 23-40.
[9] 徐林刚,毛景文,杨富全,等. 新疆蒙库铁矿床矽卡岩矿物学特征及其意义[J]. 矿床地质, 2007, 卷缺失(4):
455-463.
[10] 姚远,陈骏,陆建军,等. 华南三类含钨锡矽卡岩中石榴子石的成分、微量元素及红外光谱[J]. 矿物学报, 2013, 卷
缺失(3): 315-328.
[11] 丰成友,赵一鸣,李大新,等. 青海西部祁漫塔格地区矽卡岩型铁铜多金属矿床的矽卡岩类型和矿物学特征[J]. 地质
学报, 2011, 卷缺失(7): 1108-1115.
[12] 王莉娟,王京彬,王玉往,等. 内蒙黄岗梁矽卡岩型铁锡矿床稀土元素地球化学[J]. 岩石学报, 2002, 卷缺失(4):
575-584.
[13] 洪为,张作衡,蒋宗胜,等. 新疆西天山查岗诺尔铁矿床磁铁矿和石榴石微量元素特征及其对矿床成因的制约[J]. 岩
石学报, 2012, 卷缺失(7): 2089-2102.
[14] 洪为,张作衡,李华芹,等. 新疆西天山查岗诺尔铁矿床成矿时代——来自石榴子石Sm-Nd等时线年龄的信息[J]. 矿
床地质, 2012, 卷缺失(5): 1067-1074.
[15] 林文蔚,赵一鸣,蒋崇俊. 矽卡岩矿床中共生单斜辉石—石榴子石特征及其地质意义[J]. 矿床地质, 1990, 卷缺失
(3): 195-207.
[16] 赵斌,M.d.barton. 接触交代夕卡岩型矿床中石榴子石和辉石成分特点及其与矿化的关系[J]. 矿物学报, 1987, 卷
缺失(1): 1-8.
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