续：台湾大学的一些矿物学资料
接觸交代礦床（矽卡岩）的形成條件
一、岩漿岩條件
有利於形成接觸交代礦床的岩漿岩，主要為中酸性岩漿岩。按其岩性可分為兩個系列：
鈣鹼性系列：如花崗岩－斜長花崗岩－花崗閃長岩－石英閃長岩－閃長岩；‚
鹼性系列：鹼性正長岩－花崗正長岩－石英二長岩－二長岩等。與接觸交代礦床關係最密切的為前一系列，它們常由幾種不同岩相的岩石組成雜岩體。總體而言，與矽卡岩礦床有關的侵入岩，其化學成分與同類岩石平均值比較，鉀、鈉含量明顯偏高（Na2O+K2O總量一般是7-9%），鎂、鐵及鈣含量偏低。岩石類別與礦化的關係是：鐵礦床往往與閃長岩－二長岩有關；鉛、鋅礦床主要與花崗岩類，其次與花崗閃長岩類有關；鎢、錫、鉬礦床則主要與花崗岩類有關。
二、圍岩條件
不同成分的碳酸鹽岩控制著矽卡岩的成分和礦物組合，如含礦溶液與石灰岩發生交代作用可形成鈣矽卡岩及有關礦化，與白雲岩作用則形成鎂矽卡岩及有關礦化，它們各有一套典型的礦物組合（如表一）。
表一
鈣、鎂矽卡岩中主要礦物組合
礦物類型
| 鈣矽卡岩 | 鎂矽卡岩 |
矽酸鹽
| 輝石（主要是透輝石－鈣鐵輝石）、石榴石（主要是鈣鋁－鈣鐵石榴石）、矽灰石、方柱石(Scapolite)
| 鎂橄欖石、透輝石－次透輝石，在深成條件下有頑火輝石及紫蘇輝石，在中深條件下有鈣鎂橄欖石(Monticellite)
|
含水矽酸鹽
| 角閃石、符山石、綠簾石、綠泥石、陽起石、黑柱石(Ilvaite)
| 矽鎂石(Humite)、金雲母、透閃石、蛇紋石、韭角閃石(Pargasite)
|
硼酸鹽
|
| 硼鎂鐵礦、硼鎂石、氟硼鎂石
|
氧化物
| 磁鐵礦、赤鐵礦、錫石、石英
| 磁鐵礦、赤鐵礦、尖晶石、錫石、石英、水鎂石(Brucite)
|
硫化物
| 黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、毒砂
| 黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦
|
其它
| 方解石、螢石、重晶石、白鎢礦
| 方解石、菱鎂礦、菱鎂鐵礦
|
註：Ilvaite=CaFe2+2Fe+3(SiO4)2(OH)；Humite=(Mg,Fe+2)7(SiO4)3(F,OH)2；Brucite=Mg(OH)2。
三、成礦過程
1. 矽卡岩期
早期矽卡岩階段：形成的主要礦物是矽灰石、透輝石、鈣鐵輝石、鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、方柱石等無水矽酸鹽，一般稱為乾矽卡岩階段。但也有少量含水矽酸鹽礦物如符山石。在這一階段中一般不伴有硫化物的沈澱，在鎂矽卡岩中可形成磁鐵礦和硼酸鹽，在鈣矽卡岩中形成白鎢礦。典型矽卡岩礦物反應式如下：
CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑
（形成矽灰石）
CaCO3+MgCO3+2SiO2=CaMgSi2O6+2CO2↑
（形成透輝石）
CaCO3+FeO+2SiO2=CaFeSi2O6+CO2↑
（形成鈣鐵輝石）
3CaCO3+Al2O3+3SiO2=Ca3Al2Si3O12+CO2↑
（形成鈣鋁榴石）
3CaCO3+Fe2O3+3SiO2=Ca3Fe2Si3O12+3CO2↑
（形成鈣鐵榴石）
在有 、 等的參與下可形成方柱石(Scapolite)：
(100-n)Na4[AlSi3O8]3Cl
．nCa4[Al2Si2O8]3[SO4×CO3]
（鈉柱石 Mariolite
．鈣柱石 Meionite）
‚
晚期矽卡岩階段：形成的主要礦物有陽起石、透閃石、角閃石、綠簾石類等含水矽酸鹽類礦物，故又稱為濕矽卡岩階段。
透閃石反應式為：
2CaCO3+5MgCO3+8SiO2+H2O=Ca2Mg5Si8O22(OH)2+7CO2↑
或 4CaMgSi2O6+Mg2++2H+=Ca2Mg5Si8O22(OH)2+2Ca2+
這個階段由於溫度逐漸降低，溶液中的鐵，除部分參加矽酸鹽礦物外，大量以磁鐵礦形式出現，故又稱為磁鐵礦階段。磁鐵礦的形成一般認為是：
FeCl2+2H2O Fe(OH)2+2HCl
2Fe(OH)2+FeCl2 Fe3O4+2HCl+H2
2. 氧化物期
介於矽卡岩期和石英－硫化物期之間，具有過渡性質，形成長石類礦物如正長石、鈉斜長石；雲母類礦物如金雲母、白雲母及少量的黑雲母。此外還有少量的石英、螢石和綠簾石等。礦石礦物有白鎢礦、錫石、赤鐵礦、少量磁鐵礦。
3. 石英－硫化物期
這一成礦期中，二氧化矽一般不再和Ca、Mg、Fe、Al組成矽卡岩礦物，而是獨立形成大量的石英，並有典型的熱液礦物如綠泥石、方解石等。此期有大量金屬硫化物的形成。
早期硫化物階段：生成的脈石礦物有綠泥石、綠簾石、絹雲母、碳酸鹽類等，它們主要是交代早期矽酸鹽礦物而形成的，並有螢石和石英。礦石礦物主要是各種銅、鐵、鉬、鉍、砷的硫化物，如黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、輝鉍礦、毒砂等，故亦稱為鐵銅硫化物階段。主要是在高至中溫熱液條件下形成的。
‚
晚期硫化物階段：除早期形成的矽酸鹽礦物如綠泥石和絹雲母等外，還有石英，此外特別是碳酸鹽類礦物明顯增多。金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦和黃銅礦，因此又稱為鉛鋅硫化物階段。主要是在中溫熱液條件下形成的。
中國南北兩塊古陸從前震旦系到三疊系都有大規模的碳酸鹽層，南方最有利於成礦之圍岩為下三疊統大冶灰岩、下二疊統棲霞灰岩；其次為奧陶系灰岩、石灰系壺天灰岩、三疊系嘉陵江灰岩等，以形成鐵、銅礦床為主。北方最有利於成礦之圍岩為震旦－奧陶系的灰岩，以鐵礦為主，其次為銅、鉬礦床。
中國北方
| 時代
| 岩系
| 岩性
| 分布地區
| 接觸的侵入體
| 礦化類型
|
C | 中石炭統
| 大理岩、千枚岩、板岩互層
| 遼、黑
| 燕山期花崗閃長岩、石英斑岩等
| Cu
|
D | 下泥盆統
| 火山凝灰岩及大理岩
| 黑
| 海西期(?)黑雲母斜長花崗岩
| Cu
|
O | 中奧陶統
| 石灰岩、白雲質灰岩、大理岩及角岩
| 北方大部
| 燕山期花崗岩、花崗閃長岩、閃長（玢）岩
| Mo、Cu、Pb、Zn、Fe
|
E | 寒武系
| 泥灰岩、狀灰岩、竹葉狀灰岩
| 冀、魯、遼東等地
| 燕山期花崗岩
| Cu、Mo
|
Z | 薊縣統
| 白雲岩、矽質灰岩、燧石灰岩
| 冀
| 燕山期花崗岩及閃長岩
| Cu、Fe
|
A | 滹沱系
| 部分白雲岩、大理岩、矽質灰岩
| 遼東
| 燕山期花崗岩
| Cu、Pb、Zn
|
中國南方
| T | 嘉陵江灰岩、大冶灰岩
| 石灰岩、不純條帶狀灰岩、泥灰岩
| 中南、西南及東南各省
| 燕山期花崗（斑）岩、花崗閃長岩及閃長岩
| Cu、Fe、Sn
|
P | 棲霞灰岩
| 燧石灰岩、含泥質灰岩
|
| 燕山期花崗（斑）岩、花崗閃長岩及閃長岩
| Cu、Fe、Pb、Zn
|
C | 壺天灰岩、石磴子灰岩
| 石灰岩、白雲質灰岩、泥質灰岩
| 長江中下游各省及黔、桂、湘、滇、粵
| 燕山期花崗岩或各種斑岩
| Cu、Fe、Pb、Zn、W
|
D | 上泥盆統
| 石灰岩夾砂頁岩
| 滇東、黔南、桂北、湘
| 燕山期花崗岩
| W、Sn
|
S | 中志留統
| 部分為泥灰岩
| 川、鄂、黔、滇東等地
| 燕山期花崗岩
|
|
O | 奧陶系
| 石灰岩
| 皖、浙、湘、桂、川
| 燕山期花崗岩、閃長（玢）岩
| Cu、Pb、Zn
|
E | 寒武系
| 泥灰岩、石灰岩
| 皖、浙、湘、桂、川
| 燕山期花崗岩、閃長（玢）岩
| Pb、Zn、Fe
|
Z | 燈影灰岩
| 石灰岩、白雲質灰岩
| 長江中下游、雲南一帶
| 燕山期花崗（斑）岩及閃長岩
| Fe
|
A | 昆陽系
| 白雲質矽質灰岩、白雲母片岩夾大理岩
| 長江中下游、雲南一帶
| 花崗岩
| Pb、Zn
|
熱水溶液(Hydrothermal Solution)
根據肯尼迪等人(Kennedy et al., 1962)對在高溫、高壓條件下，水在SiO2熔融體中溶解度的實驗研究表明：在壓力為9.7´108Pa (9.7Kb)，溫度為1080℃時，出現下臨界點。此時，水在SiO2熔融體中的溶解度達25%（重量）；如果超過此臨界點，則水與SiO2熔融體可發生完全混熔，則出現一個均一的岩漿熔融體。因此，在一定的溫度和壓力條件下，水在矽酸鹽熔融體中可以無限溶解。在此臨界點之上，一般不存在獨立的水相。只有在上臨界點之下，含水的矽酸鹽熔解體，才可分熔為一個富水相和一個富矽酸鹽相，而這兩個相各自沿著冷卻結晶曲線演化，最終都可分出熱液。
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