北部北上帯　スカルン鉱床

白亜紀初期の花崗岩活動で形成された

　岩手県のスカルン鉱床自体は、北は久慈市川目のモリブデン鉱山,南は奥州市の赤金鉱山,東は釜石市の釜石鉱山,西は北上市の和賀仙人鉱山と岩手県の南北北上帯から奥羽山脈まで広く分布している.
　鉱床が出来たのは白亜紀初期の花崗岩活動なので北部北上帯とする.
　なお奥羽山脈には和賀仙人の北上型の花崗岩体の他,花巻市豊沢ダムなど阿武隈型の花崗岩体,同じく花巻市蝶ヶ森など中新世の深成岩体が分布するが,阿武隈型と中新世のスカルン鉱床は知られていない。

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スカルン鉱床　

熱水鉱床の一種で,珪長質ないし苦鉄質の貫入岩(花こう岩，アダメロ岩石英モンゾニ岩一，花こう閃緑岩，モンゾニ岩，石英閃緑岩，斑れい岩および、それらの中深成岩)の形成に伴って生成された熱水が，炭酸塩岩(石灰岩. ドロマイト質石灰岩， ドロマイトなど)を交代して形成した鉱床のうち，炭酸塩岩が単斜輝石や柘榴石などスカルン鉱物を含む鉱床をスカルン鉱床という.

物質によって移動距離が異なり,鉱物種ごとに帯状構造を示すことがある.物質の移動は,熱水中の拡散と熱水自体の移動によるものの二種が存在し,熱水の影響が大きい場合,変成はしばしば広範囲に及ぶ.

スカルン鉱物として産する鉱物には，ざくろ石，単斜輝石，珪灰石，かんらん石， 角閃石などがあり，一般に複雑な固溶体を形成する. 表に主要なスカルン鉱物およびその端成分を示す.

この時、鉄や銅をはじめ亜鉛や鉛などの有用な金属が、酸化物や硫化物の形で一緒に沈殿することがあり、これが大規模に発達すれば、スカルン鉱床として開発の対象となる.

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１　スカルン鉱床の形成

　スカルン鉱床の形成過程は,以下の3段階に分けられる.

(1) 変成スカルン形成.

(2) 交代スカルン形成，

(3) 後退変質過程

(1) 変成スカルン形成.

貫入火成岩が高温のマグマとして存在している段階で行われる.従来，接触変成作用では，貫入岩の周辺岩石は熱伝導によって温度が上昇し，大規模な物質移動を伴わない再結晶作用によって，変成鉱物が生成され，ホルンフェルス・結品質石灰岩(大理石)・珪岩などの接触変成岩が形成されると考えられてきた.その際源岩が不純な石灰岩，石灰質砂岩， 石灰質粘土岩などであれば種々のスカルン鉱物を生成する.

このスカルン鉱物の集合体を変成スカルンと呼ぶ.

しかし，接触変成作用は，マグマの貫入に伴う強い温度勾配と大規模な変成流体循環セルによって行われ，単純な等化学組成モデルよりかなり複雑であることがわかってきた.

ア　反応スカルン

粘土質岩と石灰岩が接触していると境界部で物質移動が起こり，スカルン鉱物を生ずる.このようなスカルンを反応スカルンという。

イ　スカルノイド

また.比較的純粋な炭酸塩岩中に割目が発達していると，これを通る循環流体によって物質移動が起こり，割目に沿ってスカルン鉱物が生成される.このようなスカルンをスカルノイドと呼ぶ.

スカルノイドは交代スカルンと間違われやすい。反応スカルンとスカルノイドは，変成スカルンに含まれる.変成スカルン中には鉱石鉱物は生成されない.

(2) 交代スカルン形成

マグマの冷却が進み，高温の遷移過程から液体の水が出来てくる熱水過程にはいると，生成されたマグマ水は割目を通して，既に固結した貫入岩体および周辺岩石中に浸透し， これらの岩石と反応して種々のスカルン鉱物を生成する.この段階を交代スカルン形成過程または累進スカルン形成過程という.

ア　内成スカルン

この過程で，熱水が珪酸塩鉱物を主成分とする火成岩または堆積岩と反応し，これを交代して生じたスカルンを内成スカルンという。

イ　外成スカルン

炭酸塩鉱物を主成分とする岩石と反応し，これを交代して生じたスカルンを外成スカルンという。

ウ　カルシックスカルン

石灰岩と反応すると，カルシックスカルンという灰鉄ざくろ石一灰礬ざくろ石系(グランダイト)，苦礬ざくろ石一満礬ざくろ石一鉄礬ざくろ石系(サブカルシックざくろ石)，単斜輝石(灰鉄輝石透輝石系)，珪灰石などのCaに富むスカルン鉱物を生成する。

エ　マグネシアスカルン

ドロマイトと反応すると，マグネシアスカルンというかんらん石，透輝石などのMgに富むスカルン鉱物を生成する.

(3) 後退変質過程

さらに冷却が進むと後退変質過程に入る.この段階では，しばしば，天水がマグマ水中に混入する.交代スカルン形成過程で生成されたスカルン鉱物は.この段階で一部あるいは大部分が変質して二次スカルン鉱物を生ずる.これら変質鉱物の多くは含水鉱物である.
　カルシックスカルンからは，角閃石(アクチノ閃石，普通角閃石)，黒雲母，緑簾石，緑泥石，珪灰鉄鉱などが生成される。マグネシアスカルンからは，金雲母，ヒューマイト，蛇紋石，滑石，緑泥石などを生ずる.
　磁鉄鉱，赤鉄鉱，灰重石，磁硫鉄鉱，黄鉄鉱，黄銅鉱，キューパ鉱，斑銅鉱，閃亜鉛鉱，含銀方鉛鉱，輝蒼鉛鉱，輝水鉛鉱， エレクトラムなどの金属鉱物は，交代スカルン形成過程から後退変質過程にかけて生成される.
　後退変質過程において，含水珪酸塩鉱物および金属鉱物は，交代スカルン形成過程で生成されたスカルン鉱物を交代して生ずるばかりでなく，新たに炭酸塩岩を交代して生成することが多い.
　また，交代スカルン形成過程および、後退変質過程を通じて，炭酸塩鉱物および石英が，他の鉱物と伴うか，あるいは単独で生成される.

表l 主要スカルン鉱物の端成分と化学組成

スカルン鉱物端成分	記号	読み	化学組成
ざくろ石グループ
灰ばんざくろ石	Gr	グラニライト	Ca;，Al2(Si04)3
灰鉄ざくろ石	Ad	アンドラダイト	Ca3Fe2(Si04)3
満ばんざくろ石	Sp	スッペサルチン	Mn;，Al2(Si04)3
鉄ばんざくろ石	Al	アルマディン	Fe;，Al2(Si04)3
苦ばんざくろ石	Py	パイロープ	Mg;，Al2 (Si04)3
単斜輝石グループ
透輝石	Di	ディオプサイド	CaMgSi206
灰鉄輝石	Hd	ヘデンベルグアイト	CaFeSi206
ヨハンセン石	Jo	ヨハンセンアイト	CaMnSi206
かんらん石グループ
苦土かんらん石	Fo		Mg2Si04
鉄かんらん石	Fa		Fe2Si04
灰色マンガン鉱	Tp		Mn2Si04
ブスタメン卜鉱グループ
珪灰石	Wo		CaSi03
バラ輝石	Rd	ロードナイト	MnSi03
アクチノ閃石グループ
鉄アクチノ閃石	Ft		Ca2Fe5Si2022(OH)2
透閃石	Tr		Ca2Mg5SisO22( 0 H)2
鉄ツェルマック閃石	Fts		Ca2Fe~2SisAl2022(OH)2
角閃石鉄ツエノレマック閃石	Fts		Ca2Fe~2SisAl2022(OH)2
ツェルマック閃石	Ts		Ca2Mg~2SisAl2022( 0 H)2
鉄アクチノ閃石	Ft		Ca2Fe5SiS022(OH)2
透閃石	Tr		Ca2Mg5SiS022(OH)2
緑簾石グループ
クリノゾイサイト	Cz		Ca2Al3Si3012(OH)
緑簾石	Ep	エピドート	Ca2(Fe，Al)3Si30dOH)

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２　スカルン鉱床の型と例

スカルン鉱床は，主として含まれる金属によって，(1)鉄，(2)銅，(3)タングステン，(4)亜鉛一鉛一銀，(5)モリブデン，(6)金の6つの型に分類され,これらの聞の中間型も存在する.この他に錫， 白金，ウラン，希土類などのスカルン鉱床も知られている.

(1)　鉄スカルン鉱床
　日本でかつて操業された釜石鉱床が代表的な例である.
　大型のものは埋蔵量5億トン以上に達し，磁鉄鉱を主な採掘対象とするが，Cu， Co， Ni， Auを含むことがある。釜石鉱床のようにかなりのCuを伴い銅スカルン鉱床との中間型と見なされるものも稀でない.また中国湖南省の銅鉄スカルン鉱床は唐代に銅鉱山として開発され,その後宋代になって鉄鉱山に変わったため,不純物としてかなりの銅を含む輸入鉄材が日本周辺で知られている。
　鉄スカルン鉱床はさらにカルシックスカルン型とマグネシアンスカルン型とに分けられる.
　鉄スカルンで生成される主な珪酸塩スカルン鉱物は，苦土透輝石石および透輝石など鉄に乏しいので，熱水中の鉄は磁鉄鉱として沈殿する傾向が強く磁鉄鉱床を形成しやすいと考えられる.
　カルシックスカルン型鉄鉱床は，島弧において石灰岩および火山岩類に貫入した苦鉄質ないし中間質の貫入岩に伴って生成される.内成スカルンが広く発達するのが特徴である.スカルン鉱物はザクロ石および単斜輝石を主とし緑簾石， 珪灰鉄鉱，アクチノ閃石などを伴う.いずれも鉄に富む化学組成を有する.
　カルシックスカルン型鉄鉱床は世界各地の古生代造山帯および中生代～新生代造山帯に分布し，主要な鉱床としてVancouverIsland (カナダ). Cornwall (米国ペンシルパニア)， Magnitnaya. Peshansk，Goroblagodat (ロシヤ・ウラル)， Dashkesan (ロシア・アゼルパイジャン)， Turgai地域-Kachar，S arboi，S oklovsk - (カザフスタン)， Larap (フィリッピン)などがあげられる.
　マグネシアンスカルン型鉄鉱床はドロマイトが存在すれば様々な地質条件で，広範囲な化学組成の貫入岩に伴って形成される.
　マグネシアンスカルン型鉄鉱床の主な例としてSheregesh，Teya (ロシア)， Eagle Mountain (米国カリフォルニア)などがある.
　なお,鉄など金属元素が少ない地質条件では,住田町松森鉱床のようにザクロ石と輝石および緑簾石など珪酸スカルン鉱物だけで磁鉄鉱など金属鉱物をほとんど産出しない場合もある.

(2)　銅スカルン鉱床
　スカルン鉱床のうち最も多く産出する型の鉱床である.この型の鉱床は，島弧あるいは大陸縁辺へのプレート沈み込みによって形成された造山帯に広く分布し，多くは， 1型(磁鉄鉱型)のカルクアルカリ花岡岩質斑状貫入岩に伴って形成される.
　これらの貫入岩の多くは火山岩類と同一起源であり網状脈が発達し脆性破断や角れき化を受け，強い熱水変質を被っている.多くの銅スカルン鉱床は，貫入岩体に近接して産し，スカルン鉱物としては，グランダイト系ざくろ石が優勢で，単斜輝石，ヴェスヴ石，珪灰石，アクチノ閃石，緑簾石を伴う.スカルン鉱物はしばしば累帯配列を示す.貫入岩付近は，塊状のざくろ石からなり，貫入岩から遠ざかるにつれて単斜輝石の量を増し，結品質石灰岩との境界付近ではヴェスヴ石または珪灰石を産する。磁鉄鉱および赤鉄鉱を一般的に産し，硫化鉱物については，貫入岩付近で黄鉄鉱が優勢で，黄銅鉱が次第に増加し，石灰岩との接触部付近で斑銅鉱を産するという累帯配列が認められている.
　銅スカルン鉱床には斑岩銅鉱床に伴うものと，伴わないものとがあり， 1億t以上の大型銅スカルン鉱床は斑岩銅鉱床に伴って形成されたものが多い.
　前者の例としては， Twin Buttes， Mission{米国アリゾナ)， Bingham地域(米国ユタ)， Santa Rita (米国ニューメキシコ)， Erzberg (インドネシア)， Gold Coast (パプアーニューギニア)など。
　後者の例としては， Rosita (ホンデュラス)，八茎(日本， Fe，W との中間型)などがある. また， 2001年に開発を始めたペルーのAntamina銅一亜鉛スカルン鉱床は，純粋な銅スカルン鉱床ではないが，埋蔵量5億6，100万t(Cu 1.24%，Zn 1.03%，A g 13.71 .gt/ Mo0 .029%)の巨大鉱床で，注目に値する.

(3)　タングステンスカルン鉱床
　島弧あるいは大陸縁辺へのプレート沈み込みによって形成された造山帯に広く分布するが，関係火成岩は，周辺に高温の広い接触変成帯を伴い，粗粒・等粒状のカルクアルカリ花岡岩質岩(S型およびI型)で，銅スカルン鉱床に比較して深所生成と考えられる.
　鉱床周辺にはしばしば変成スカルンを形成するが，これらは源岩の組成を反映しており，これによって交代スカルンと区別される.貫入岩は，一般に新鮮で僅かに斜長石一単斜輝石内成スカルンを生ずるに過ぎない.
　この型の鉱床はさらにS型花こう岩類に関係する還元型とI型花こう岩類に関係する酸化型に分類される.北部北上帯の久慈市川目鉱床や宮古市山口鉱床は1億年ほどの新しい還元型の花崗岩体から形成されたと考えられる.
　還元型鉱床の早期晶出(累進スカルン形成過程)鉱物組み合わせは，灰鉄輝石質単斜輝石とこれより少量のグランダイト系ざくろ石および鉱染状の細粒含モリブデン灰重石からなる.
　後退変質過程にはいると，満礬ざくろ石鉄礬ざくろ石に富んだサブカルシックざくろ石を晶出するとともに、早期の細粒灰重石を溶出し粗粒の低モリブデン灰重石を再品出する.この過程で，磁硫鉄鉱，輝水鉛鉱，黄銅鉱，閃亜鉛鉱，硫枇鉄鉱などの硫化物と黒雲母，角閃石，緑簾石などの含水鉱物を沈殿する.
　酸化型鉱床では単斜輝石より灰鉄ざくろ石質ざくろ石が優勢で，単斜輝石も透輝石質である.含水鉱物は緑簾石を主とし，磁硫鉄鉱より黄鉄鉱が多く，サブカルシック柘摺石はほとんどあるいはまったく産出しない.
　一般に酸化型タングステンスカルン鉱床は還元型より規模が小さい.
　世界の主要なタングステンスカルン鉱床として， Mactung，Cantung (カナダ北西テリトリー)，S hyzhuyuan -柿竹園W-Sn-Bi-Mo-F多金属複合型鉱床一(中国湖南省)， Tymyauz (ロシア・カフカス)， Vostokz (ロシア沿海州) Sandong (韓国)・などがあげられる.

(4)　亜鉛一鉛一銀スカルン鉱床
　大陸縁辺部へのプレート沈み込みあるいは大陸リフト活動に伴う火成作用によって生成される。関係火成岩の化学組成範囲は広く，閃緑岩から高珪酸花こう岩にわたる.その生成深度も底盤から浅所形成の岩脈－シル系，さらに噴出火山岩までに及んでいる.
　一般に鉱床は火成岩から遠い位置に形成され，関係火成岩を決定できない場合もある. この型の多くの鉱床は生成温度範囲が広く，とくに大型鉱床では，珪酸塩スカルンに富む鉱体とスカルンを欠くか乏しい鉱体からなり，それぞれ様々な形態を示すことが多い.亜鉛一鉛一銀スカルン鉱床は，しば地質構造支配を受け，岩石境界，断層，摺曲軸部に沿って形成され，鉱物の化学組成がきわめてマンガンと鉄に富み，鉱床周辺の接触変成帯が小規模であることで特徴付けられる.この型に産するざくろ石，単斜輝石，かんらん石，珪灰鉄鉱，ブスタメント鉱，角閃石類，緑泥石，蛇紋石などほとんどすべてのスカルン鉱物は，マンガンに富む.また，鉱化作用の中心から周辺部に向かつて. 単斜輝石/ざくろ石量比と単斜輝石中のマンガン量が増加する傾向が認められることがある。
　多くの亜鉛-鉛一銀スカルン鉱床は， 2，000万t以下の規模であるが，神岡鉱床(日本)はこの型鉱床として突出した約1億tの鉱量を有していた. しかし現在生産を停止している.その他の主要な鉱床例としては， Naica (メキシコ)， El Mochito (ホンジュラス)などがある.

(5)　モリブデンスカルン鉱床
　大部分は，優白質花こう岩に伴い，高品位小型鉱床から低品位大型鉱床まで産する. この型の鉱床の多くはW，Cu， Zn， Pb， Bi， Sn， Uなど種々の金属を含み， しばしば多金属鉱床を形成するが， Mo -W -Cuの組み合わせが一般的である.珪酸塩スカルン鉱物として主に灰鉄輝石質単斜輝石を産し，少量のグランダイト系ざくろ石，珪灰石，角閃石類，蛍石などを伴う。
　大型モリブデンスカルン鉱床の例としてLittleBoulder Creek (米国モンタナ)がある.

(6)　金スカルン鉱床
　従来ほとんど注目されず， 1980年代になって開発されるようになった.
　金スカルン鉱床には，高品位(5-15g/tAu) の金鉱石を産し，ほとんど卑金属硫化物を伴わないものと，低金品位(1-5g/tAu) であるが，かなりのCu，Pb， Znなどの硫化物を含み，両者を併せて採掘することで経済的な操業が可能なものとがある.
　高金品位型鉱床の多くは， S型(イルメナイト型)の閃緑岩一花こう閃緑岩質深成岩岩脈/シル複合岩体に伴って産し，灰鉄輝石質単斜輝石が優勢であるが.貫入岩体に近接する部分では中間組成のグランダイト系柘摺石を多産する.その他のスカルン鉱物として，カリ長石，柱石，ヴェスヴ石，燐灰石，高塩素アルミナ質角閃石が認められる.
　主要な硫化物は硫枇鉄鉱および磁硫鉄鉱である. 金のほとんどはエレクトラムとして産し，種々の蒼鉛およびテルル化鉱物と密接に伴う.主要な高金品位型金スカルン鉱床の例としてFortitude来国ネヴァダ)， Nickel Plate (カナダ・ブリティッシュコロンビア).低金品位型金スカルン鉱の例としてCrownJewel (米国ワシントン)， Rio Narcea地域(スペイン)がある

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