中國(guó)硅灰石礦床按其成因分為接觸熱變質(zhì)型、卡巖型（接觸交代變質(zhì)型）和區(qū)域變質(zhì)型3種，以接觸熱變質(zhì)型礦床為主，卡巖型礦床次之，區(qū)域變質(zhì)型礦床較少。

（1）接觸熱變質(zhì)型礦床

常位于侵入巖與含硅質(zhì)的碳酸鹽巖建造外接觸帶角巖化-大理巖化蝕變帶中，一般距侵入巖體幾十米至千余米。礦床形成是由于富含硅質(zhì)的石灰?guī)r經(jīng)侵入體熱力烘烤發(fā)生接觸變質(zhì)而成。成礦過程是硅質(zhì)灰?guī)r中的SiO₂和CaCO₃經(jīng)侵入體的熱變質(zhì)作用，重新組合而形成硅灰石，一般沒有外來物質(zhì)帶入。因此，礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和物質(zhì)在很大程度上受硅質(zhì)灰?guī)r地層控制，也與侵入接觸界面產(chǎn)狀密切相關(guān)。礦床多具明顯的層控特點(diǎn)，礦體形態(tài)一般呈層狀、似層狀、透鏡狀，產(chǎn)狀多與圍巖一致，只有在構(gòu)造復(fù)雜時(shí)呈不規(guī)則狀。

此類型礦床礦石礦物組分通常比較簡(jiǎn)單。如成礦前原巖中SiO和CaO的比例近似灰石礦物理論值，成礦過程中的溫度與壓力適宜，成礦反應(yīng)充分時(shí)，可由硅灰石單礦物組成，礦石中硅灰石礦物含量20%~70%，一般多在50%以上，富礦可達(dá)95%以上。礦石中SiO₂和CaO含量高且穩(wěn)定，F(xiàn)e₂O₃等有害雜質(zhì)含量較少，礦石質(zhì)量較好。

此類型礦床的規(guī)模一般較大，礦體長(zhǎng)度一般為數(shù)百米，部分可達(dá)1000m以上，寬幾米至幾十米，部分可達(dá)100m以上，礦床儲(chǔ)量達(dá)到大型甚至特大型礦的很多。由于形成環(huán)境和后期風(fēng)化剝蝕，礦體埋深一般較淺，多適于露天開采。此類型礦床在中國(guó)分布較多是目前主要的開采利用對(duì)象，保有的硅灰石礦石儲(chǔ)量約占中國(guó)硅灰石礦總保有礦石儲(chǔ)量的74%。吉林磐石市長(zhǎng)威子和梨樹縣大頂山、浙江長(zhǎng)興縣李家巷、江西新余一上高以及遼寧、廣東等地的硅灰石礦床均屬此類型。

（2）卡巖型礦床

絕大多數(shù)分布在中、酸性侵入巖體與含硅質(zhì)石灰?guī)r外接觸帶上，少數(shù)產(chǎn)于侵入體內(nèi)和圍巖中。矽卡巖體常具帶狀結(jié)構(gòu)，尤其是垂直于接觸帶方向更為明顯，硅灰石通常富集在主要砂卡巖礦物帶的外側(cè)，與大理巖帶相過渡。其分帶順序一般從侵入體向外依次為：卡巖化侵入巖帶一石榴子石卡巖帶一透輝石砂卡巖帶一硅灰石卡巖帶一大理巖帶。礦體的規(guī)模、形態(tài)及產(chǎn)狀與接觸界面的形狀、產(chǎn)狀和碳酸鹽巖地層的產(chǎn)狀有關(guān)。礦床規(guī)模以中、小型礦床居多，成礦條件好的礦床也可達(dá)大型甚至特大型。礦體形態(tài)多種多樣，可呈似層狀、層狀、透鏡狀以及各種不規(guī)則狀，常由多個(gè)礦體斷續(xù)出現(xiàn)組成礦帶。礦體長(zhǎng)度一般由幾米至幾百米，厚度由幾米至四五十米，個(gè)別達(dá)七八十米；埋深一般較淺，多不超過地表以下200m。

由于此類型礦床成礦與接觸熱變質(zhì)型礦床的主要區(qū)別是，參與形成硅灰石的SiO，主要由侵入巖體或其深部上升的硅質(zhì)流體提供，CaCO₃則來自接觸帶的石灰?guī)r，在早期卡巖階段，經(jīng)交代作用形成硅灰石交代巖-硅灰石矽卡巖，構(gòu)成砂卡巖型硅灰石礦床。因此，礦石物質(zhì)組成一般比較復(fù)雜，除主要為硅灰石外，還有石榴子石、透輝石、綠簾石等砂卡巖礦物，以及交代殘余的石英與方解石，有時(shí)有少量透閃石、綠泥石等，往往還有磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦以及鉛、鋅等金屬礦物伴生。礦石品位一般屬中等，含礦系數(shù)或硅灰石礦物含量按礦床平均多為40%~60%，個(gè)別可達(dá)68.68%。部分礦床礦石中由于共生伴生礦物復(fù)雜，致使Fe₂O₃，等有害雜質(zhì)含量較高，有的礦床硅灰石礦與金屬礦共生，采選較困難。

此類型礦床在中國(guó)分布較廣泛，從前寒武系至白平系的碳酸鹽巖地層的侵人接觸帶上均有發(fā)現(xiàn)，是中國(guó)目前又一較重要的開采利用對(duì)象，保有的硅灰石礦石儲(chǔ)量約占中國(guó)硅灰石礦總保有礦石儲(chǔ)量的6%。湖北大冶小箕鋪（下馬林）、江蘇深陽(yáng)、湖南常寧、青海都蘭等地的硅灰石礦床均屬于此類型。

（3）區(qū)城變質(zhì)型礦床

主要賦存于古老的區(qū)域變質(zhì)巖系中。硅灰石礦是由于原巖為硅鎂質(zhì)的白云巖、石灰?guī)r，富含利于成礦的石英和方解石成分，在區(qū)域變質(zhì)作用過程中，壓力相對(duì)降低的條件下而形成。礦體為同生變質(zhì)作用所形成，具有明顯的層控特點(diǎn)，呈層狀、似層狀、透鏡狀整合產(chǎn)于硅質(zhì)大理巖和斑狀大理巖中，有時(shí)也產(chǎn)于大理巖和石英巖界面上。礦層穩(wěn)定，礦床規(guī)模一般較大。礦石礦物組分較簡(jiǎn)單，大部分為硅灰石-石英-方解石型礦物組合，當(dāng)原巖成分較復(fù)雜時(shí)，可伴生少量石榴子石、透輝石和透閃石，鐵、錳等有害雜質(zhì)含量低。此類型礦床在美國(guó)、芬蘭、肯尼亞、納米比亞、印度等國(guó)是重要的開采利用對(duì)象，在中國(guó)目前只在吉林南部渾江一帶發(fā)現(xiàn)礦點(diǎn)。

硅灰石是一種典型的變質(zhì)礦物，為構(gòu)成砂卡巖的主要礦物成分，也見于某些深變質(zhì)巖中。能夠富集成一定規(guī)模的硅灰石工業(yè)礦床（體），主要賦存于中酸性、酸性侵入巖體上不純石灰?guī)r或鈣質(zhì)砂巖和硅質(zhì)鈣質(zhì)頁(yè)巖的接觸帶，或見于深成變質(zhì)巖的鈣質(zhì)結(jié)晶片巖中。礦床受不同時(shí)代、不同類型的隆起構(gòu)造控制，產(chǎn)于中淺-中深較高溫接觸變質(zhì)或區(qū)域變質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中，斷裂構(gòu)造發(fā)育，厚度中等的巖層封閉系統(tǒng)是適宜的儲(chǔ)礦場(chǎng)所。區(qū)域成礦常與深斷裂帶有關(guān)，受一定的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)帶的影響，礦體往往表現(xiàn)出成群集中和成帶分布的特征。與大部分砂卡巖體一樣，硅灰石礦床通常分布于緊靠侵入巖體接觸帶一側(cè)的碳酸鹽巖圍巖中，屬外接觸帶礦床。礦體距侵入體一般為十幾米至幾十米，有些可達(dá)幾百米少數(shù)達(dá)1~2km。以接觸交代變質(zhì)成因?yàn)橹鞯牡V床，礦體距侵入巖體較近；以接觸熱變質(zhì)成因?yàn)橹鞯牡V床，礦體距侵入巖體要遠(yuǎn)些。也有一些礦床分布在呈半島狀伸入侵人巖體內(nèi)的碳酸鹽巖楔狀體中，或產(chǎn)于被包裹在侵入巖體內(nèi)的碳酸鹽巖捕虜體中，形成復(fù)雜的接觸帶。硅灰石礦床的形成取決于地殼發(fā)展演化一定旋回中各類巖漿建造發(fā)育的程度和各時(shí)期碳酸鹽巖的分布及構(gòu)造條件等，其形成限于一定的時(shí)期。中國(guó)硅灰石礦床大多賦存在寒武紀(jì)以來的蓋層建造中，主要產(chǎn)于石炭系和二疊系，其次為寒武系、泥盆系及志留系。與成礦作用有關(guān)的侵入巖主要是燕山期、印支期、海西期的中、酸性巖漿巖。

中國(guó)已知硅灰石礦床主要分布于3個(gè)地槽褶皺系吉黑褶皺系是重要的成礦構(gòu)造單元分布礦床多，規(guī)模大；其次為華南褶皺系和三江褶皺系；在揚(yáng)子板塊和華北板塊邊緣也有小規(guī)模分布。在這些構(gòu)造單元內(nèi)，巖漿活動(dòng)頻繁，侵入巖分布廣泛，與成礦有關(guān)的中、酸性侵人巖主要有：淺至中成花崗斑巖、斑狀花崗巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、正長(zhǎng)閃長(zhǎng)斑巖、石英斑巖等。成礦圍巖一般為含石結(jié)核，爛石條帶等硅質(zhì)成分的海相碳酸鹽巖沉積建造。

（1）吉林省磐石市長(zhǎng)威子硅灰石礦床

屬接觸變質(zhì)型礦床，位于吉黑地槽褶皺系吉林復(fù)向斜的西南緣。出露地層主要為中石炭統(tǒng)磨盤山組和上石炭統(tǒng)石嘴子組，以海相碳酸鹽沉積巖為主。巖性為頁(yè)巖、粉砂巖、硅質(zhì)灰?guī)r、遂石條帶灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r等，常呈互層產(chǎn)出，總厚度達(dá)1000m以上。地層北西310°方向延伸，單斜產(chǎn)出，傾向北東。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，燕山中期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，較早的一期以輝長(zhǎng)巖-閃長(zhǎng)巖侵入為主，其后是以大規(guī)模正長(zhǎng)巖-花崗巖的侵人為主，兩期巖漿活動(dòng)的侵入體，穿切和分隔了中、上石炭統(tǒng)，部分呈捕虜體狀產(chǎn)出。由于碳酸鹽巖地層中發(fā)育硅質(zhì)條帶與結(jié)構(gòu)，因此為成礦提供了物質(zhì)來源。中、酸性巖體的侵入，在捕虜體中和侵入體的外接觸帶，由于接觸變質(zhì)作用而形成硅灰石礦床（圖8-1）。

礦體多呈不規(guī)則帶狀分布，在2km2礦區(qū)范圍內(nèi)，共有6條礦帶，24個(gè)礦體。主礦體埋深不足100m，向深部礦化變?nèi)?，逐漸過渡為大理巖。區(qū)內(nèi)卡巖化較弱，有透輝石石榴子石、硅灰石等礦物單獨(dú)或組合成不規(guī)則細(xì)脈，切割了早期由接觸熱變質(zhì)作用形成的塊狀硅灰石礦體和礦體中殘留的硅質(zhì)團(tuán)塊。6條礦帶中，以號(hào)礦帶的規(guī)模大，礦石質(zhì)量好。礦帶由5個(gè)礦體組成，總體產(chǎn)狀為走向北西，傾向北東40%，傾角40°~60°，長(zhǎng)度700~800m，寬度350~400m度40~50m；單礦體均度3~19m上部礦體埋85m，傾角較陡，下部礦體傾角較緩，埋深在250m以上。礦石為致密塊狀構(gòu)造的品位一般較富，也見有團(tuán)塊狀，條帶狀構(gòu)造：礦石結(jié)構(gòu)有粒狀變品、花崗變品、纖維柱狀變晶、放射狀變晶及斑狀變晶等。礦石礦物成分主要為硅灰石，脈石礦物以方解石、石英、透輝石為主，含少量片沸石、石榴子石、磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦及黃銅礦。硅灰石多為三斜低溫硅灰石，極少數(shù)為假硅灰石；晶體為他形-半自形，多呈纖維狀、針狀、柱狀產(chǎn)出；晶體精度細(xì)小，一般長(zhǎng)度為0.1~0.5mm，部分可達(dá)十幾至幾十毫米，長(zhǎng)寬比為5：1~10：1。

圖8-1  吉林磐石長(zhǎng)威子硅灰石礦地質(zhì)剖面圖

本礦床礦石品位高，平均含礦率78.10%，硅灰石礦物平均含量61.06%~73.66%；礦石化學(xué)成分比較穩(wěn)定。硅灰石的形成主要是硅質(zhì)灰?guī)r受侵入體熱力作用重結(jié)晶的結(jié)果沒有大量新物質(zhì)的帶人，有害雜質(zhì)含量低，其中：SiO₂ 47%~58%，CaO 38%~47%，Al₂O₃ 0.2%~1.07%，MgO  0.63%~1.55%，F(xiàn)e₂O₃ 0.06%~0.24%。礦區(qū)內(nèi)礦石風(fēng)化深度一般為2~3m，原生礦在長(zhǎng)期酸性雨水的淋濾下，可分解為CaCO₃和SiO₂，使礦石品位降到18%~30%。該礦床規(guī)模為特大型，已開采利用10余年，是中國(guó)硅灰石主要產(chǎn)地之一，產(chǎn)品以原礦石為主，遠(yuǎn)銷德國(guó)、日本等地。

（2）湖北省大冶市小箕鋪（下馬林）硅灰石礦床

該礦床屬砂卡巖型礦床。湖北大冶一陽(yáng)新一帶的陽(yáng)新巖體及東部的豐山洞小巖株侵入石炭系、二疊系、三疊系碳酸鹽巖中，在有利的構(gòu)造部位，因?yàn)榻佑|交代變質(zhì)作用，形成了一系列矽卡巖型硅灰石礦床，常與成因不同的矽卡巖型銅礦在空間上伴生，小箕鋪礦床就是其中之一。礦床位于龍角山倒轉(zhuǎn)向斜東南倒轉(zhuǎn)翼，陽(yáng)新閃長(zhǎng)巖體的西南緣。出露地層由下二疊統(tǒng)棲霞組中、上部含爛石結(jié)核和條帶灰?guī)r與厚層灰?guī)r組成，走向北東東至近于東四向分布，傾問南樂，傾角72°。由于燕山期陽(yáng)新化崗閃長(zhǎng)巖侵入巖體的強(qiáng)烈影響，使呈捕虜體產(chǎn)出的石灰?guī)r普遍發(fā)生砂卡巖化，位于巖體邊緣的捕虜體經(jīng)充分交代形成接觸交代型硅灰石礦體（圖8-2）。

礦區(qū)從東至西依次分布大小不等的5個(gè)透鏡狀礦體，產(chǎn)于接觸帶卡巖中，呈北東60°至南西240°方向斷續(xù)分布，總體傾向南東，傾角60°~70°。礦區(qū)內(nèi)卡巖化有明顯分帶現(xiàn)象，礦體通常位于矽卡巖體中心，向外為石榴子石矽卡巖、透輝石矽卡巖，呈環(huán)狀包圍硅灰石卡巖，5個(gè)礦體地表出露長(zhǎng)度22~190m，寬度6~75m，斜深6~45m，其中以Ⅲ號(hào)礦體的規(guī)模較大。礦石礦物組成主要為硅灰石（含量50%~75%），脈石礦物主要有石榴子石（含量10%~20%）、透輝石（含量5%~10%），含少量方解石、蛋白石、石英綠簾石、符山石等，并含有斑銅礦、黃銅礦、黃鐵礦等金屬礦物。硅灰石呈白色，部分為灰、棕色，晶體多為長(zhǎng)柱狀、放射狀、纖維狀及束狀集合體，長(zhǎng)一般為1~10cm，有的可達(dá)80cm，個(gè)別達(dá)150cm，短的僅1mm，屬三斜低溫灰石。一般為粗粒纖維狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造或部分為斑雜狀、團(tuán)塊狀構(gòu)造。礦石化學(xué)成分中SiO₂含量平均為50.23%，CaO平均為44.9%，除部分礦石Fe₂O₃含量大于2%外，其他雜質(zhì)含量較低。礦石含礦系數(shù)一般在64%~89%之間。礦床規(guī)模為小型礦，礦石質(zhì)量較好，是中國(guó)發(fā)現(xiàn)和利用較早的硅灰石礦床，已開采近20年。

圖8-2  湖北大冶小箕鋪硅灰石礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖

整理自《非金屬礦產(chǎn)資源概論》，地信網(wǎng)

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