1、 硅迁移、硅脉及成矿 杜乐天成矿理论研读笔记 郑州地象科技有限公司 寇伟 13903832188 早在1990年和1992年杜乐天先生发表的硅谜与碱盲近代热液成矿学的两大暗区、硅桥问题兼及当代热液成矿理论的概念更新两篇文章中，就通过硅迁移现象论述了自深到浅幔流热液中碱交代作用、硅迁移及形成硅脉成矿的整个过程。归纳其主要观点： 1、硅脉对于金属矿成矿的意义 若干年来，中外研究矿床总是采用透视法，即从地表开始向下到浅部、逐渐向深部探寻，由浅到深获取到的信息量、观测量明显逐渐减少，导致对矿床表部、浅部的研究和认识很深刻，而对矿床深部的研究却很少而淡薄，这种观测上的畸态很不利于对成矿规律的理解，忽视了
2、在矿床深部发育的很多碱交代现象，而这些碱交代恰恰就是提供矿源之处。因此，除了使用俯视研究法以外还需要采用仰视法来考察矿床。假定我们下降到矿床深部二三千米深处由下向上来观察矿床，就不会对碱交代岩加以忽视，而这种自下而上的考察程序也符合成矿过程的真正轨迹。 2、碱交代作用过程就是加碱去硅 “去硅加碱是同一碱交代作用必然产生的确定性伴生现象。”地壳层内各种天然硅酸盐矿物约占地壳质量的95%。当碱性的幔汁侵入到地壳遇到酸性的岩层后，热液中的K+、Na+、Li+、Rb+、Cs+等碱金属与熔融到热液中的硅酸盐矿物质通过交代作用生成碱金属硅铝酸盐矿物质，在交代作用中被置换出的Si则会随着热液向上迁移；与此同
3、时，在地壳深部岩层中的被融入到热液中的部分矿物质也会随之向上迁移。随着热液不断的上侵，上部热液中的碱金属含量经过交代作用逐渐降低，而被置换出且随着热液向上迁移的Si含量却逐渐增高，热液中的酸碱度会随着上侵的过程逐渐由碱性为主向以酸性为主变化，热液中SiO2的含量也会由深到浅逐渐加大。 3、酸碱分离是整个碱交代作用成矿中的核心问题 酸碱分离的前提是出现减压区，系统变为开放性。在地质作用上的表现相当多样，诸如：产生断裂构造、岩体接触面、矽卡岩、蚀变岩多孔隙高渗透性、爆破角砾岩等火山通道、地层不整合面、裂谷等。酸碱分离的重要结果是形成的碱交代体在内、在下、在深部，由酸性组份造成的蚀变及脉体形成的酸体
4、在外、在上、在浅部的水平分带和垂直分带。一般说矿体是酸体的组成部分，但也有在碱体中的矿体。酸体包括蚀变岩石和脉体，主要包括：（1）酐类：包括各种粒度的石英、玉 髓、碧玉、蛋白石等硅酐，另外有Sn、U、Th、Nb、Ta、Fe、Be、Zr、Hf、Ti等氧化物或含水氧化物；（2）氟化物、氯化物；（3）硫化物、砷化物，（4）硫酸、碳酸、硼酸、磷酸等复酸，往往在热液活动最晚期呈Ca、Mg、Fe、Mn、Ba、Sr、Mn、Fe等二价三价盐类沉淀；（4）水云母、蒙脱石、地开石、高岭石等氢交代粘土族。酸体不仅包括矿体，酸体分布区大体是矿体、矿体周围上下表外矿化、偏高场及地化晕面积总和。 4、碱交代作用过程中热液
5、中SiO2含量的变化 石英在碱性热液中是最容易溶解迁移的，碱交代岩的突出特征是SiO2含量大量减低，不稳定矿物岩石中大量石英溶失。随着热液中碱金属在碱交代作用中逐渐减少，硅逐渐增多，同时萃取矿元素与硅结合富集的更多。岩浆矿床并不是岩浆造矿，只不过是热液在岩浆中交代作用的金属富集。根据硅碱对应这一规律，可以认为只要有大规模硅质迁移、充填或海底硅质沉积，多半表明深部有大规模碱交代作用发生。由幔汁上侵熔融地壳岩层形成的热液，一路进行碱交代作用继续上侵至地表形成的侵入岩，其岩性从深部到浅层依次为含SiO2小于45%的超基性岩、含SiO2为4552%的基性岩、含SiO2为5265%的中性岩、含SiO2大
6、于65%的酸性岩，证实了随着碱交代作用热液中碱逐渐减少、硅逐渐增多的硅碱对应规律。 5、热液本身就是一个混合概念 热液是指有一定热度液体的混合概念。幔汁从地壳底部进入之后就开始对所经过围岩产生熔融作用，一方面通过碱交代作用使围岩蚀变成碱交代岩，另一方面溶解、裹带部分围岩物质继续上涌。随着上升距离的加长，从围岩熔融到热液中的酸性物质不断增加，热液中的碱不断经过碱交代作用消耗掉，热液的性质也从碱性减弱为中性、再进一步演变成酸性。因幔流进入地壳后上侵通道的规模不同，上侵快慢的速度不等，熔融围岩融入酸性盐岩的数量不同，到达地壳浅层时热液的酸碱性改变的程度不等，热液中携带的矿元素含量、SiO2所占比重等
7、亦不相同，在地壳浅层容矿空间中不同的热液温度和压力条件下及外界环境中所形成的矿脉类型也就会多种多样了。 6、脉是碱交代作用的结果 矿物学中所说的脉，多是指硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐这些非金属脉，主要包括：石英，重晶石，方解石，绢云母，绿泥石，石英硅酸盐脉石，钾长石，菱镁矿，白云石，橄榄石，辉石，等等。这些非金属脉酸性盐脉的形成，都是热液中碱交代作用的结果：当热液中碱金属Na+、K+熔融地壳固相酸性盐岩发生碱交代作用形成碱交代岩后，溶液中的酸根也将与H+形成强挥发性气体，这些气体带着被萃取出的成矿元素与酸根结合成的络合离子离开碱交代体而逸出或随热液向外向上运移。当热液在地壳浅层遇到缝隙形成的减压区，
8、携带大量成矿元素和硅质的热液沿着这些裂隙运移，与围岩产生交代反应形成各种酸性蚀变岩、硅质脉体或其它脉体；W、Sn、Mo、Bi、Fe、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、U、Th、Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta等成矿元素的氧化物、硫化物、硅酸盐矿物都是产出于各种大小、形态的石英脉中并与主脉石矿物石英紧密共生。 7、硅在析出集聚后上侵与热液中的矿元素结合形成了含硅矿脉 碱交代作用的结果就是“碱进硅出”，即在碱交代作用下，热液将熔融围岩中的石英溶解，一部分SiO2迁移出融入围岩并由碱性热液将矿元素带入替代，形成硅质和矿物质混合的矿脉。所谓的硅迁移应该是硅从硅酸盐围岩中析出聚集，而不是迁移到别处，大部分的硅在析出集聚后还是留在围岩中、与热液中的矿元素结合形成了含硅矿脉，而且由深至浅随着热液温度的降低、硅含量随之增多（大约从40%增至80%）。可以说，所有的成矿作用都与热液有关，大多数的矿脉都是以石英或硅化物为主成分形成的。也可以说，只要是石英脉型热液矿床，其主成分都是石英，矿元素所占比例不大。例如：就金的成矿标准来讲，金含量35克/吨的矿石就有开采价值，脉金矿的石英含量再高也就是80%左右，其余约20%成分中含金量再多也达不到1%，所以石英脉金矿的石英含量高不是问题，恰恰证实了“无金不硅，无硅不碱交代，没有碱交代和石英充填就没有热液金矿床”。 2024年2月3日
