钾长石化岩及其找矿意义

一、概述

钾是地壳中分布最广的造岩元素之一，在地球化学性质上是最活泼的碱金属元素之一。钾和钠的交代作用皆称碱交代作用，它们在成矿溶液中对许多成矿元素具有强烈的活化转移能力，因此它们对许多矿床有着成因上的联系。它们可独立进行交代作用，也可联合进行。钾离子在溶液中能在各种微细裂隙，甚至粒间、矿物的解理、双晶面等具有很强的扩散能力和渗滤能力，能与许多成矿元素组成易溶的配合物，促使它们活化转移和成矿。钾和氟在表生作用过程中，可以经常在沉积物中集中，在成熟度高的沉积物中尤其明显，因此由显生宙巨厚沉积物改造而成的花岗岩有关的钨、锡、铍、钽等矿床中，经常有明显的钾化现象。发生钾长石化的温度区间很广泛（>500～100℃），特别是高温流体中钾能广泛地交代各种岩石和矿物，其中只有冰长石化多发生在低温矿床中。

钾长石是个统称，其中包括高温透长石、正长石、天河石、微斜长石和冰长石等，这些矿物在成分上几乎完全相同，光性上也很接近，不作详细鉴定的工作，是不易一一加以区别的。除天河石（含铷等）外，它们的差别是由其内部不同结构差异所决定的，而内部结构的差异常与其形成条件密切相关。一般来说，高温（喷出岩浆）条件下，形成的多为无序结构的透长石，随着温度的降低，其有序度亦随之增高，转变为正长石，当温度进一步降低，转变为三斜晶系的微斜长石；在低温近地表条件下则形成冰长石。应当指出：温度降低的速度对钾长石的三斜度有序度是有影响的，使钾长石常成为不均匀体，这增加鉴定的困难，因此在一般情况下可统称为钾长石。而详细研究时，有必要对它们作详细鉴定。

根据别兹马（1966）对索尔斯克矿铜-钼矿床钾长石化的研究，得出的结论是：①“面型”钾长石化的钾长石的三斜度较低的为多，在石英-钾长石体中钾长石三斜度和有序度高的居多；②局部性钾长石化的钾长石与铜-钼矿直接有关，其特征是三斜度高；而钾长石细脉中三斜度偏低；③据马尔夫尼娜的研究，钾长石化发展的理想模式是：单斜正长石→三斜正长石→微斜长石。

与钾长石化有关的矿床分为两类：与花岗岩类有关的矿床，如W、Sn、Mo、Be、Nb、Ta、Au、Cu等矿床经常伴随着钾长石化；与超基性-碱性-碳酸盐岩有关的REE和铌等矿床中也常发育钾长石化，主要表现为霓长岩化。

二、钾长石化的交代蚀变特征

钾长石化交代矿物和岩石的特征多种多样，今阐述如下：

（1）交代石英；钾长石从边缘交代石英，接着呈港湾状交代石英（照片121，122），或呈残留体包裹在其中（照片123），此外常沿石英裂隙进行交代（照片124，125，126，127），并分割包裹石英残留体，但依旧保持同一方位的消光（照片128，129）：交代结果常使一部分石英在钾长石中呈残留的不规则包体（照片121，122，123，124，125，126，127，128，129）。钾长石交代石英表明在该条件下，SiO₂是活动组分，在由花岗岩经钾交代而成的钾长石岩中，石英可完全消失，使SiO₂的含量减少10%以上。

（2）交代斜长石：同样钾长石常以各种形式交代斜长石，如江西浒坑和西华山、招远金矿和德兴斑岩铜矿等，如微斜长石从内部呈骸晶状交代包裹在其中的钠长石（照片130，131，132）：有时分割包裹斜长石残留体（照片133，134），有时呈脉状交代斜长石（照片135），有时以多种形式从内部交代斜长石（照片136，137，138，139，140，141，142，143），有时呈不规则港湾状交代斜长石（照片144，145）等。这表明在钾长石化过程中，NaO₂，特别是CaO常成为活动组分，被活化转移。

（3）交代黑云母：在钨、锡、铜、钼、金等矿床中，当含黑云母的花岗岩类岩石遭受钾长石化时，黑云母常先被交代和消失，只有在钾化早期可见到其残留矿物，可保存其假象和骸晶结构，以及铁、钛等析出物（照片146，147，148，149，150），充分表明钾化过程中镁和铁的不稳定性，并发生活化转移。但应指出：在一些斑岩铜钼矿床中，有时钾长石可与黑云母共生。

（4）交代角闪石和石榴子石：在钾长石化早期，可见角闪石被交代呈残留体：交代作用常从角闪石内部呈浸染状交代，并保持其轮廓（照片151；彩照39）。此外，在矽卡岩矿床的内接触带，由于总碱度的升高，早先形成的石榴子石和透辉石也常被交代（照片54，57，58，152）。这同样表明钾化过程中钙、镁和铁的不稳定性，而被活化转移。

（5）交代钾长石：前已指出，由于钾长石在不同条件下能产生多种内部结构不同的种类，这就造成在交代过程中钾长石之间的交代现象，虽然它们成分相同。交代方式可多种多样，特别是当钾长石形成变斑晶时，它可将先存的钾长石、斜长石和石英等包裹，成为残留体（照片153，154，155，156，157）；微斜长石沿着钾长石的裂隙进行交代也较常见。

三、主要岩石类型

（1）钾长石岩：钾长石岩一般呈浅肉红色、肉红色和红色，有时为白色、灰白色；而天河石化岩石，主要为淡绿色。在钨、锡矿床，特别是铜、钼矿床的钾长石岩中，钾长石往往泥化较深。除具有格状双晶的微斜长石化外，一般钾长石卡式双晶现象不发育。由花岗岩或石英二长岩、花岗闪长岩等交代蚀变而成的钾长石岩，一般为中粗粒花岗变晶结构，但由斑岩和火山岩形成的钾长石岩，颗粒粗细变化较大。当交代蚀变岩还保留残斑结构时，则基质往往被他形晶细粒钾长石所交代。而当原岩中斑晶全部被交代时，钾长石常具中粒，有时为粗粒花岗变晶结构。其中以他形-半自形晶粒状变晶结构、半自形粒状变晶结构最为常见。但随着钾长石岩颗粒的变粗，或重结晶程度的增加，钾长石岩可具半自形-自形粒状变晶结构。

强烈钾长石化的结果，往住形成钾长石的单矿物岩，这在许多矿床如钨、锡、铜、钼、金等矿床中常可见到。有的呈他形晶、半自形晶和自形晶糖粒状结构等（照片158，159，160，161，162，163；彩照40）。钾长石化后期随着温度和钾活度的降低和钠活度的升高，常转变为钠长石化（照片164）。而后转变为氢交代，即云母化、云英岩化或黄铁绢英岩化等。

东北吉林夹皮沟含金石英脉旁的变质岩，经钾长石化交代蚀变成为一种罕见的特殊的肉红色的，由放射状钾长石聚集体组成的球斑状变晶结构的钾长石岩（照片165）。

在西华山我们见到钾长石交代体的顶部有石英细脉的产生，表明这些石英脉是钾化带中SiO₂的活化转移产物；在斑岩铜钼等矿床中石英细脉两旁也见到钾长石化岩。铜、钼和铅锌矽卡岩矿床的内接触带中，钾长石岩常较发育（照片166，167，168），这是由于总碱度的升高造成的。泥质围岩也可发育钾长石岩（照片168，169）。

（2）钠长石-钾长石岩：由花岗岩交代蚀变而成的碱性长石化岩石中，在一般情况下，钠长石化发生在钾长石化之后，但在钾长石化后期，已有一部分钠长石生成，组成钠长石-钾长石岩（照片170，171）。斑岩铜矿中的钾长石化岩，有时也局部发育有钠长石-钾长石相交代蚀变岩。

这种交代蚀变岩主要具花岗岩变晶结构，呈白色、灰白色和肉红色等；有时因钾长石为肉红色，而钠长石为白色，在标本上较容易将它们区别；这种岩石在西华山钨矿有较广泛的分布。但在白色的钠长石-钾长石岩中，这两种长石常需借助于显微镜才能区别。

（3）石英-钾长石岩：石英-钾长石岩在特征上与长英岩（细晶岩）比较接近，主要见于铜、钼、钨、锡等石英脉矿床的两旁。例如在斑岩铜矿、斑岩钼矿和矽卡岩型铜、钼矿床中的辉钼矿-石英脉或黄铁矿-石英脉两旁的围岩，这种交代蚀变较为常见（彩照41，42），形成浅色或褪色交代蚀变带。形成的交代蚀变岩常具花岗变晶结构。少数钨矿床中，例如江西画眉坳钨矿中，在钨矿脉下部的板岩和硬砂岩中，局部也发育石英-钾长石岩。它们主要顺着层理、片理和微层理发育，形成一种浅红色的交代蚀变条带。在外貌上和初步花岗岩化或混合岩化的岩石较相似。

（4）黑云母-钾长石岩（黑云钾长岩）：在斑岩铜矿、钼矿中，这种交代蚀变岩比较常见，也很具特征。钾长石一般不具双晶，泥化较深。钾长石本身常组成他形晶粒状变晶结构，而微小或极微小的片状黑云母和水黑云母呈浸染状、细脉状以及不规则集合体分布，有时黑云母呈浸染状分散和包含在钾长石中。一部分黑云母可以交代原生黑云母而成，但当原生黑云母被次生黑云母交代时，有时伴随有磁铁矿和金红石等的析出。此外，在山西繁峙辉钼矿-石英细脉两旁的角闪斜长片麻岩和角闪片岩中，我们也见到有这种交代蚀变岩的发育。

（5）电气石-黑云母-钾长石岩（电气黑云钾长石岩）和电气石-钾长石岩（电气钾长石岩）：此两种交代蚀变岩主要出现在某些发育电气石化的斑岩铜矿（如吉林二道洋岔）中，它与黑云母-钾长石相和电气石-黑云母相交代蚀变岩石密切共生，它们间具有过渡的特征（彩照43）。有时，不出现黑云母，形成电气石-钾长石岩。在这种岩石中，电气石常为黑色。有关的围岩主要是中酸性火成岩；有时泥质岩石中也发育此两种交代蚀变相。岩石结构多为细粒鳞片-花岗变晶结构、斑状花岗变晶结构等。

（6）绿帘石-钾长石岩和含矿绿帘石-石英-钾长石岩（绿英钾长石岩）：在矽卡岩型铜、钼矿床的内接触常和斑岩铜、钼矿床中，绿帘石-石英-钾长石岩和绿帘石-钾长石岩比较常见（照片172，彩照44）。这两种交代蚀变岩常有过渡关系。在外表上常带浅红色夹绿色，褪色现象较明显。绿帘石自形程度较好，有时呈斑状变晶，而钾长石常呈他形粒状变晶，使岩石具斑状变晶结构；钾长石也有呈“蟹状变晶”包裹绿帘石晶体。

（7）天河石化：天河石花岗岩多分布于岩体的顶部，大多为浅绿色，一般为铷异常。关于其成因，有“交代说”和“岩浆说”两种。根据我们对新疆哈密地区和福建云霄天河石花岗岩的研究，认为具有明显的交代特征。主要属于钾-铷交代成因（照片173），它们往往发育在晚期岩体的顶部。

（8）冰长石化：冰长石化发生在低温和低压环境中，宁芜北区大王山火山岩系中，局部地段发现有冰长石岩（照片174）。韩发（1997）在大厂锡多金属矿床中两次发现的冰长石中少数可能是交代成因的。

四、找矿要点

钾长石化及其有关蚀变岩石对找矿有十分重要意义，其要点如下：

（1）与成矿岩体的成矿专属性有相当密切关系，如与花岗岩有关的钨、钼、锡、铍、铌、钽、金、铜、稀土和铀等矿床，和与中-酸性浅成和超浅成火成岩有关的斑岩铜、钼、金等矿床中这类蚀变岩石十分特征，因此是极重要的找矿标志。

（2）钾长石化岩石在蚀变带与其他一些蚀变岩中常具有分带性。由于成矿溶液在成矿中心常是自下而上运动，因此垂直分带经常表现更为明显。

（3）由于与上述矿床有关的成矿热液交代蚀变过程，往往以钾长石化为先导，因此交代蚀变分带的特征往往是：钾长石化带在时间上较早，在空间上常分布在下部，而成矿作用常发生在由碱交代向氢交代或酸交代（如云英岩化、黄铁绢英岩化）转折过程中，因此钾长石化带，常是它们的根部或矿化的尖灭带，这在找矿和勘探时必须特别注意。

（4）钾长石化带常是成矿物质的活化转移带，常具有明显的褪色现象和成矿元素的亏损现象。花岗岩中Nb、Ta、W、Sn等的载体矿物，常是其暗色矿物和副矿物，因此它们在钾长石化过程中被交代和消失，正是导致这些元素向上部集中成矿的原因之一。甚至钾化带上部的石英脉、云英岩、绢英岩以及一些矿床顶部的硅化带中的SiO₂，相当一部分是从下部钾化带活化转移出来的。

（5）在钾化带上部，常由于氧逸度升高，使Fe²⁺→Fe³⁺，从而钾长石岩呈为浅红色。

（6）在钨、铜和钼等矽卡岩矿床的内接触带钾长石化岩的发育，也是成矿的有利标志。