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我国已发现的层状岩体超基性岩相多不发育
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&&&&&&&&2.2同生矿床、后生矿床和叠生矿床&&&&&&&&2.4矿石的矿物组合及结构构造&&&&&&&&2、矿石的结构构造&&&&&&&&矿石结构及构造是矿石描述中常用的重要术语。&&&&&&&&(1)矿石结构:是指矿石中矿物的大小、形状及矿物间的相互关系。&&&&&&&&如:草莓结构是指其矿物形如草莓状;&&&&&&&&自形板状结构是指矿物呈结晶程度很好的板状形状;&&&&&&&&包含结构是指早形成的矿物被晚形成的矿物包含的相互关系;&&&&&&&&穿插结构是指先形成的矿物被后形成的矿物穿插的相互关系。&&&&&&&&(2)矿石构造:是指矿石中矿物集合体的形状和有用矿物的分布状况。&&&&&&&&如豆状构造是指有用矿物的集合体呈豆粒的形状分布于矿石中;&&&&&&&&角砾状构造是指矿石中一些矿物的集合体呈角砾形状而另一些矿物的集合体呈胶结物的分布特征;&&&&&&&&条带状构造是指矿石中一些矿物的集合体呈条带形状分布于另一些矿物的集合体中;&&&&&&&&网脉状构造是指一些矿物的集合体呈相互交叉的网脉形状分布于矿石中。&&&&&&&&如上所述,矿石结构构造的概念与岩石结构构造的概念基本相同,但应注意的是矿石的结构构造往往更注重有用矿物及其集合体的特征。如岩石中矿物无定向均匀分布则可称为块状构造,但是具有上述特征的的矿石因有用矿物的含量和分布状况常划分为不同的构造类型。如有用矿物含量达80%以上且均匀分布者才能称为(致密)块状构造;含量在80%以下且均匀分布者称为浸染状构造;不均匀分布者则划分为其他构造类型,如斑杂状构造。&&&&&&&&同生矿床:指矿体与围岩为同期或近于同期由同一地质作用形成的矿床。&&&&&&&&如:岩浆分结作用形成的矿床、沉积作用形成的矿床。&&&&&&&&后生矿床:指矿体晚于围岩并且由不同地质作用形成的矿。&&&&&&&&如热液作用形成的脉状矿床。&&&&&&&&叠生矿床:指有用组分由同生期富集和后期有用组分的叠加再富集而形成的矿床。因此,此类矿床属复成因的矿床。&&&&.4矿石的矿物组合及结构构造&&&&&&&&研究矿石的矿物组合、有用及有害组分的赋存状态不仅为确定矿石的采选和冶炼工艺提供必要的依据,而且可从中获得重要的矿床成矿条件和成因信息。&&&&&&&&1、矿石的矿物组合&&&&&&&&矿石的矿物组合是指矿石的矿物组成。不同矿种、不同矿床的矿石所含的矿物种类可能有很大的差别,但就其工业价值而言,矿石一般都是由两种类型的矿物组成的,即矿石矿物和脉石矿物。&&&&&&&&矿石中的矿物可供利用的矿物&&&&不能利用的矿物矿石矿物&&&&&&&&脉石矿物&&&&&&&&(1)矿石矿物:矿石中可供利用的矿物,因此又称有用矿物。如铅锌矿石中的方铅矿、闪锌矿等含铅、锌的矿物,金矿石中的自然金、金银矿等含金矿物。&&&&&&&&(2)脉石矿物:矿石中不能利用的矿物,因此又称无用矿物。如铅锌矿石中的石英、方解石等不含铅、锌的矿物,金矿石中的石英、云母、黄铁矿等不含金矿物。&&&&&&&&但是,矿石矿物与脉石矿物是相对于一个具体的矿床而言的,在一个矿床中某种矿物可利用则是矿石矿物,而在另一矿床中这种矿物不能利用则是脉石矿物,脉石矿物的概念也是如此。例如,在铅锌矿石中方铅矿和闪锌矿都是重要的矿石矿物。在金矿石中也常含有这两种矿物,但是如其含量很少而不具备综合利用价值时他们就是脉石矿物。相反,在铅锌矿石及金矿石中石英都是脉石矿物,但是在硅石(砂)矿床的矿石中石英却是唯一的矿石矿物。&&&&&&&&(3)脉石:矿体中的夹石与矿石中的脉石矿物统称为脉石。脉石一般多在开采和选矿过程中被分离出来构成废石或尾砂。&&&&&&&&2.1矿体、矿石、夹石、围岩和母岩&&&&&&&&1、矿体:即是矿床的主体,是矿床中可供开采的地质体。&&&&&&&&一个矿床含一个或多个矿体,如铁山铁矿床(见图2-1)有六个主要矿体。&&&&&&&&1—第四系;2—第七段具花斑构造的大理岩;3—第六段大理岩夹少量白云质大理岩;&&&&&&&&4—第五段大理岩常具细齿状缝合线;5—第四段大理岩含角岩石香肠断块;&&&&&&&&6—第三段石榴石—透辉石大理岩;7—第二段夹角岩条带大理岩;&&&&&&&&8—第一段页岩夹泥灰岩有时角岩化;9—中细粒含石英闪长岩;&&&&&&&&10—黑云母透辉石闪长岩;11—闪长玢岩;12—煌斑岩体;&&&&&&&&13—钠长岩脉;14—矽卡岩;15—矿体;16—压性断裂;&&&&&&&&2、矿石:是矿体的主体,是矿体中有工业价值的矿物集合体。&&&&&&&&3、夹石:矿体中无工业价值的矿物集合体。&&&&&&&&矿石与夹石的区别是:前者所含有用组分在当前技术条件下可提取利用;后者不含或少含有用组分,在当前技术条件下不可利用。&&&&&&&&4、围岩:指矿体周围的岩石。沉积矿床矿体的上、下围岩常称为顶、底板;脉状矿体的上、下围岩常称为上、下盘。&&&&&&&&5、母岩:是指在成矿过程中提供了成矿物质的岩石,如“矿源层”即是指沉积成因的母岩。&&&&&&&&围岩和母岩是两个完全不同的概念。对某些矿床而言矿体的围岩就是母岩,如多数岩浆矿床;在另一些矿床中矿体的围岩与母岩无关,如多数热液形成的脉状矿床。&&&&2.5矿石的组分、品位及品级&&&&&&&&1、矿石的组分:&&&&&&&&矿石的化学成分是各不相同的,但可将其划分为如下四种类型:&&&&&&&&(1)有用组分:指矿石中主要可提取利用的成分。有用组分有如下类型或表示形式:&&&&&&&&(2)无用组分:指矿石中不能提取利用的成分。&&&&&&&&(3)伴生有益组分:指可综合利用的组分和能改善产品性能的组分。前者如铜矿石中的Au、铅矿石中的Ag等元素常可被综合利用;后者如铁矿中的Mn、V等元素,它们的存在可改善钢铁的性能。&&&&&&&&(4)有害组分:指对选矿和冶炼或对其产品有不良影响的组分。例如金矿中的As不利于金的氰化选矿;铁矿中的S、P会降低钢铁的韧性和强度。&&&&&&&&2、矿石的品位&&&&&&&&(1)矿石品位:指矿石中有用组分的含量。&&&&&&&&品位表示方法如下:&&&&&&&&a、百分含量(%):是最常用的形式。&&&&&&&&b、克/吨(g/T)法(多用于贵金属矿)&&&&&&&&c、毫克/吨(mg/T)(或克拉/T):(用于金刚石矿)&&&&&&&&d、克/立方米(g/m3)法(多用于重金属砂矿)&&&&&&&&e、公斤/立方米(kg/m3)法(多用于石棉、云母等)&&&&&&&&(2)工业品位和边界品位&&&&&&&&工业品位和边界品位是国家(或勘探部门)规定的工业指标,用于圈定矿体。&&&&&&&&a、工业品位:圈定矿体时矿体或矿段平均品位必须达到的最低值。&&&&&&&&b、边界品位:是矿体边部所允许的最低品位值。&&&&&&&&例如,1983年国家储量委员会规定的岩金矿工业品位是3-5克/吨,边界品位是1克/吨,具体应用示意如图2-3。&&&&&&&&1-围岩品位;2-表内矿体;3-表外矿体;4-样品及品位&&&&&&&&工业品位和边界品位涉及到矿山经济利润问题,它们的确定取决于以下因素:&&&&&&&&(a)地质因素:主要是矿体的规模及开采条件、有无可综合利用组分和矿石工艺技术条等。如矿体规模大、开采条件好则开采成本低,工业品位可降低;条件相反则应升高。&&&&&&&&(b)市场因素:矿山或相关企业产品的市场价格、生产成本是不断变化的。当产品价值升高和(或)生产成本降低时上述工业指标也可降低,相反则应升高。&&&&&&&&(c)采选技术:随着矿石选矿、冶炼工艺的创新和发展,有用组分的回收利用率有可能较大幅度的提高,相应的工业品位指标也可随之降低。&&&&&&&&因此,工业品位和边界品位不是一成不变的。如近年来很多金矿、铁矿实际应用的工业品位已远低于1983年国家储量委员会的规定。&&&&&&&&3、矿石的品级&&&&&&&&矿石品级:是指矿石的质量分级。一般矿石品级的划分依据如下:&&&&&&&&a、矿石的品位&&&&&&&&b、伴生组分&&&&&&&&c、工艺性能&&&&&&&&一般高品级矿石多是高品位、低有害伴生组分的矿石,例如磁铁矿矿石,平炉富矿要求(%):TFe≥56、SiO2≤8、S≤0.1、P≤0.1、Cu≤0.2、(Pb、Zn、As、Sn均)≤0.04。随品位降低依次划分为高炉富矿、贫矿。在一些非金属矿石品级划分中工艺性能显得尤为重要,如云母片度、剥分性能和表面平整程度是云母矿石品级的重要的划分标准;石棉纤维的长度、劈分性能、柔韧性等是石棉矿石品级的重要划分标准。&&&&4.1岩浆矿床的概念、特点及工业意义&&&&&&&&(一)岩浆矿床的概念&&&&岩浆矿床是指岩浆经分异作用使其中的有用组分富集而形成的矿床。&&&&&&&&岩浆矿床的成矿物质主要来自上地幔,部分来自地壳。成矿物质是岩浆的组成部分,由岩浆携带运移的。岩浆矿床成矿的介质是岩浆,主要发生在岩浆完全固结之前的冷凝结晶过程中,不包括岩浆气液的成矿作用。成矿作用主要是岩浆分异作用和冷凝结晶作用,一些非金属矿床,如浮石及火山渣、膨胀珍珠岩原料等矿床就是由岩浆爆发、喷溢和快速冷凝形成的。岩浆矿床主要形成于地壳深处,但也可形成于近地表或地表。&&&&(二)岩浆矿床的特点&&&&岩浆矿床一般具有如下特征:&&&&&&&&1、绝大多数矿体产于岩浆岩中,岩浆岩既是母岩也多是矿体的围岩。&&&&&&&&2、矿床是在岩浆固结成岩的过程中形成的,即矿体与岩浆岩是同时或近同时形成的。因此,除个别贯入矿体外绝大多数岩浆矿床属同生矿床。&&&&&&&&3、由于岩浆分异不可能进行的完全彻底,矿体与围岩多呈渐变过渡关系(贯入矿体例外);矿石与母(围)岩石矿物组合常具一致性,即矿石中的矿石矿物常是岩浆岩的副矿物,而母岩的主矿物常是矿石中的脉石矿物。&&&&&&&&4、矿体围岩蚀变一般不发育或蚀变较微弱。&&&&&&&&5、成矿温度高,多在oC,硫化物多在oC。&&&&(三)岩浆矿床的工业意义&&&&&&&&与岩浆矿床有关的重要金属矿产主要是铬、铜、镍、钴、铁、钒、钛、铂族元素及铌、钽等稀有元素等。&&&&&&&&与岩浆矿床有关的重要非金属矿产主要是金刚石、石材、橄榄岩(MgO>40%)、霞石正长岩(霞石>20%,Na2O/K2O≈1者用作陶瓷原料,>2用作玻璃原料)、浮石及火山渣、膨胀珍珠岩原料、铸石及石绵原料等。&&&&&&&&4.2岩浆矿床的成矿地质条件&&&&&&&&(一)大地构造条件及岩浆条件&&&&&&&&对于岩浆矿床而言,岩浆岩与矿种间有明显的对应关系,即一定的矿种仅与一定的岩浆岩有关,此种对应关系称为岩浆成矿专属性。因此,岩浆是岩浆矿床形成的首要条件。然而不同的大地构造环境有不同类型的构造岩浆活动,即不同的岩浆岩分布于不同的大地构造单元中。因此,岩浆条件和大地构造条件密不可分。以下按板块构造观点叙述岩浆矿床的成矿大地构造背景和岩浆岩的条件。&&&&&&&&1、大陆板块内部与热点、裂谷及深大断裂有关的岩浆岩和矿床&&&&&&&&(1)层状基性-超基性侵入体此种侵入体多被认为与地幔热点和大陆裂谷有关,一般岩体规模较大,分异良好,具火成堆积构造,常与铬铁矿矿床、PGE矿床、钒钛磁铁矿矿床有关。铬铁矿矿床产于下部超基性岩相带,钒-钛磁铁矿矿床产于上部斜长岩及辉长岩等基性岩相带,铂族元素矿床多产于中部过渡岩相带,如阿扎尼亚的布什维尔德岩体。我国已发现的层状岩体超基性岩相多不发育,含钒钛磁铁矿岩体的岩石化学常具如下特征:MgO<8%、m/f<2(超基性相<3)、TiO2>2、∑REE高>100ppm、LREE强烈富集。&&&&&&&&&&&&图4-1典型镁铁-超镁铁质层状杂岩体的图解(据NormanJ.Page(1986))&&&&&&&&(2)金伯利岩及钾镁煌斑岩&&&&此类岩体与大陆板块内的深大断裂有关,多产于深大断裂附近。此两种岩石是目前金刚石矿床仅有的成矿母岩,因此是形成原生金刚石矿床的先决条件。&&&&&&&&(3)基性-超基性杂岩体&&&&此类岩体的形成多与大陆裂谷或大陆边缘深断裂有关(前者常与基性火山岩伴生),常构成CuNi(见图4-2)及PGE硫化物矿床的母岩。成矿岩体一般规模较小(大岩体如萨德贝利(加)),多次侵位,分异较好。常见岩相组合类型有橄榄岩-辉岩-辉长岩-(闪长岩),辉岩-辉长岩,苏长岩-辉长岩,橄长岩-辉长岩等。含矿岩体及岩石化学一般具如下特征:MgO=8-30%,m/f=2-6,TiO2=0.2-2.5%,∑REE较低(一般<50ppm)、LREE轻度富集,Ni亏损。)&&&&&&&&图4-2产于超基性岩岩盆底部的铜-镍矿床(吉林)&&&&1-黑云母片麻岩;2-角闪片岩;3-古铜辉岩;4-橄榄岩;5-橄榄辉岩;6-蚀变辉石岩;7-工业矿体;8-上悬透镜状矿体;9-断层;10-破碎带&&&&&&&&&&&&(4)(超基性岩-碱性基性岩-)碱性岩-碳酸岩&&&&此类岩体也属于杂岩体,常为从超基性岩浆、碱性岩浆直至碳酸岩岩浆大致沿同一通道一次侵入形成不同侵入岩相成同心环状分布的岩株。此类岩体常伴生磷灰石-磁铁矿矿床、NbTa及REE矿床。&&&&&&&&图4-3磁铁矿-磷灰石碳酸岩矿床&&&&(南非(阿扎尼亚)皮茨柯勃杂岩)&&&&1-花岗岩;2-正长岩;3-碱闪正长岩;4-霞斜岩及铁橄榄闪岩;5-霞霓钠辉岩&&&&及钛铁霞辉岩;6-辉岩;7-霓霞岩及磷霞岩;8-流霞正长岩;9-碳酸岩&&&&&&&&图4-4含铌、稀土碳酸岩矿床(湖北)&&&&1-含铌-稀土碳酸岩;2-正长岩;3-石英角斑岩;4-片岩类岩石;5-古火山杂岩&&&&&&&&(5)陆相火山岩及次火山岩&&&&&&&&主要形成于裂谷及构造-火山盆地,其中中性火山及次火山岩可伴有铁矿床,粗面质及流纹质火山岩常可形成浮石、火山渣及膨胀珍珠岩原料等矿床。2、绿岩带中的橄榄质科马提岩&&&&&&&&此种超镁铁质熔岩中常有硫化镍矿床产出。据研究,绿岩带的构造环境可能属于裂谷早期或弧后&&&&&&&&3、板块缝合带与蛇绿岩套有关的镁质超基性岩体&&&&&&&&此类岩体中常产铬铁矿矿床(阿尔卑斯型)。岩体和矿床实际形成于大洋板块的增生边界(洋脊裂谷),成岩成矿后随洋板块迁移至板块俯冲消减边界,最终残留于板块碰撞形成的缝合带中。含矿岩体多由纯橄岩、辉橄岩、辉岩等岩相组成,一般缺少基性岩相。岩石化学特征:MgO>30%,m/f>8,TiO2<0.2%,∑REEN<1,HREE富集。&&&&&&&&(二)同化作用:&&&&&&&&同化作用是指岩浆运移过程中熔化了通道岩石等外来物质从而改变岩浆成分的作用。同化作用可产生如下影响:&&&&1、可能会增加岩浆中的有用组分,如同化含煤质等富炭质的地层可能形成石墨矿床,同化富铁石英岩可能有利于铁矿的形成。&&&&2、可能会增加挥发组分的含量,如岩浆上升和就位后可能吸收地层水,也可能熔化地层中的硫化物和磷酸盐,使岩浆中的矿化剂和挥发组分含量增加,从而影响岩浆分异作用和有用矿物的结晶作用。&&&&3、改变岩浆主要组分的含量。岩浆成分的改变可能会影响成矿作用,例如,岩浆如增加了SiO2、CaO、K2O、Na2O等成分则有利于铜镍硫化物的熔离成矿,铁质增加则不利于硫化物的熔离成矿&&&&4、可能会改变岩浆的氧逸度,从而可能影响氧化物的结晶。&&&&&&&&(三)挥发组分&&&&&&&&岩浆中的挥发组分主要有H2O、F、Cl、B、S、As、C、P等,它们熔点低,易挥发,并且易与铜、镍、铁及铂族元素组成易溶络合物,降低有用矿物的结晶温度和有利于发生岩浆熔离作用。&&&&&&&&4.3岩浆成矿作用及矿床分类&&&&如第三章所述,岩浆成矿作用和岩浆矿床分类如下:&&&&(一)岩浆结晶分异作用及岩浆分结矿床&&&&&&&&1、岩浆分结矿床的概念&&&&&&&&结晶分异作用即岩浆冷凝过程中由于不同矿物先后结晶和矿物比重的差异导致岩浆中不同组分相互分离的作用。&&&&&&&&岩浆分结矿床即是岩浆通过结晶分异作用使其中的有用组分富集而形成的矿床。依据有用矿物和造岩矿物结晶的先后关系,岩浆分结矿床可再分为早期岩浆矿床和晚期岩浆矿床。&&&&&&&&早期岩浆矿床:形成于岩浆冷凝结晶的早期阶段,有用矿物结晶早于硅酸岩矿物的岩浆分结矿床。&&&&&&&&晚期岩浆矿床:形成于岩浆冷凝结晶的晚期阶段,有用矿物结晶晚于硅酸岩矿物的岩浆分结矿床。&&&&&&&&具有重要工业意义的岩浆分结矿床有与层状基性-超基性岩体有关的铬铁矿矿床、钒钛磁铁矿矿床、PGE矿床,与(层状)基性岩有关的钒钛磁铁矿矿床,与蛇绿岩套中镁质超基性岩有关的铬铁矿矿床(豆荚状或称阿尔卑斯型)。&&&&&&&&2、成矿作用(过程)及矿床特征&&&&&&&&(1)早期岩浆矿床(见图4-6):&&&&&&&&a、早期岩浆矿床的成矿作用及过程&&&&&&&&早期岩浆矿床的有用矿物主要是如铬铁矿等具有高晶格能的氧化物,在岩浆挥发组分低、氧逸度较高和有用组分含量较高等有利条件下,有用矿物可早于硅酸盐矿物或与橄榄石同时结晶。结晶的矿物因比重大于岩浆而下沉。依据斯托克斯公式,下沉速度与矿物比重成正比,与矿物半径的平方成正比。以铬铁矿矿床为例,按照理想化模式,由于岩浆中氧化铬的含量远低于硅酸盐,与铬铁矿稍晚或同时结晶的橄榄石常因颗粒大沉降快而先堆积于岩浆房的底部形成橄榄岩,而后是小颗粒的铬铁矿在其上部堆积形成矿层,再后,应依次为较晚结晶的斜方辉石、单斜辉石堆积形成斜方辉岩、二辉岩、单斜辉岩等岩相带。&&&&&&&&b、早期岩浆矿床的矿床特征:&&&&&&&&(a)矿体多产于岩体内的特定部位(下部、底部、边部),与特定岩相有关。&&&&&&&&(b)矿体多为等轴状、凸镜状及似层状。&&&&(c)矿体与围岩呈渐变关系,围岩无蚀变。&&&&(d)有用矿物多为氧化物,一般为自形-半自形结构及包含结构,矿石多具浸染状构造及条带状构造。&&&&&&&&(2)晚期岩浆矿床:&&&&&&&&A、晚期岩浆矿床的成矿作用及过程(见图4-7)&&&&&&&&在岩浆挥发组分含量较高的情况下,有用矿物结晶温度降低,晶出晚于硅酸盐矿物,使晚期岩浆中有用组分的含量不断增加,比重不断增大并下沉于特定部位。岩浆继续冷凝则使有用矿物最终在早结晶的硅酸盐矿物颗粒之间晶出,形成具有海绵陨铁结构的矿石。海绵陨铁结构是指有用金属矿物呈它形充填于硅酸盐矿物晶间或胶结硅酸盐的矿石结构,常见于晚期岩浆矿床和熔离矿床。但是,如果在晚期富矿质岩浆下沉汇集阶段由于构造等原因产生运移通道和空间时,富矿熔浆或矿浆则会在外来压力作用下从已晶出的造岩矿物晶间滤出并贯入侵入岩体内部、边部甚至岩体围岩的构造空间中,继续冷凝形成具有块状构造状矿石的富矿体。上述富矿熔浆在外力下从结晶的硅酸岩矿物间被滤出并贯入裂隙中去的作用成为压滤作用,经压滤作用后的富矿熔浆或矿浆冷凝结晶形成的矿体称为贯入矿体。&&&&&&&&1-在冷凝带形成后早期岩浆结晶;&&&&&&&&2-先后结晶的硅酸盐矿物因比重不同按重力关系占据各自的位置;&&&&&&&&3-富矿质残浆通过粒间空隙向下集中,较晚结晶的比重较小的硅酸岩晶体上浮(此阶段冷凝结晶则形成层状矿体);&&&&&&&&4-在外力作用下富矿残浆经压滤作用沿裂隙贯入形成贯入矿体。&&&&&&&&B、晚期岩浆矿床的特征:&&&&&&&&a、未经压滤作用的矿体:&&&&(a)矿体产于岩体内部(多在下部)特定的岩相内,多呈条带状、凸镜状及似层状。&&&&(b)矿体与围岩为渐变关系,围岩可伴有蚀变现象。&&&&(c)矿石多为海绵陨铁结构,浸染状、稠密浸染状。&&&&b、贯入矿体:&&&&&&&&(a)矿体呈脉状及凸镜状产于岩体内部或接触带附近的围岩中,受断裂及裂隙控制。&&&&(b)矿体与围岩呈突变接触,围岩常有蚀变。&&&&(c)矿石可具自形、半自形结构和块状构造。&&&&&&&&.3岩浆成矿作用及矿床分类&&&&(二)岩浆熔离矿床&&&&&&&&1、岩浆熔离矿床的概念及工业意义&&&&&&&&岩浆熔离作用是由于温度、压力等条件的变化,一种均一的岩浆分为互不混溶的两种或两种以上融体的作用(见图4-9)。例:硫化物在岩浆中的溶解度仅为万分之几至千分之几,但在oC以上时硫化物呈分散状态,含量可达15%以上。当此种富含硫化物的熔浆温度和压力降低到一定限度时即发生熔离作用,产生富硅酸盐的和富硫化物的两种互不混溶的熔浆。此外已知富P和Fe的中性岩浆随温度下降可熔离为富硅酸盐、富磷酸盐和富铁的氧化物的三种熔体。&&&&图4-9以斯卡埃加德为例,具熔离作用的二成分系的结晶图示(据JI,韦杰等)&&&&&&&&熔离矿床是经岩浆熔离作用使有用组分富集而形成的矿床。&&&&&&&&影响熔离矿床形成的因素如下:a、岩浆中有用组分和矿化剂的丰度(Cu、Ni、PGE、及S、P);b、岩浆的主要成分,岩浆中SiO2、CaO、K2O、Na2O等成分含量高则有利于铜镍硫化物的熔离成矿,铁含量高则不利于硫化物的熔离成矿;c、PH2O、PCO2增大有利于硫化物的熔离。&&&&&&&&有重要工业意义的熔离矿床有与基性-超基性杂岩体有关的铜镍及PGE硫化物矿床,与中性岩体及碱性杂岩体有关的磁铁矿-磷灰石矿床,此外一些研究认为,阿尔卑斯型铬铁矿是上地幔部分熔融过程中产生的与玄武岩浆不混溶的铬铁矿熔浆形成的。&&&&&&&&2、熔离矿床形成的方式及矿床特征&&&&&&&&熔离矿床有就位熔离和深部熔离两种成矿方式,前者是岩浆侵入就位之后发生的熔离成矿,后者是指岩浆上升过程中在中间岩浆房发生的熔离作用。但是在同一矿床中可能两种熔离成矿作用都存在。以下以最常见的硫化物矿床为例阐述熔离矿床&&&&&&&&的成矿过程和矿床特征。&&&&&&&&(1)熔离矿床的成矿作用及过程&&&&&&&&a、就位熔离成矿作用及过程&&&&&&&&岩浆就位后随温度降低发生熔离作用,形成富硅酸盐的熔浆和富硫化物的熔浆。前者随温度降低开始发生结晶分异形成不同岩相和继续不断熔离出富硫化物的熔浆。与此同时,熔离出来的富硫化物熔浆细小珠滴开始汇聚增大,并且因比重大而下沉至岩浆房下部的特定部位富集。最终冷凝结晶形成“底(或下)部”矿体,如发生压滤作用则形成贯入但是所产生的富硫化物熔浆珠滴已不可能下沉到岩体下部(已结晶成岩),于是在岩体中、上部特定部位富集最终形成“上悬矿体”。&&&&&&&&b、深部熔离成矿作用及过程&&&&沿岩石圈深断裂上升的幔源岩浆可因内压力等原因于深部形成中间岩浆房并且在中间岩浆房内发生熔离作用,形成富硅酸盐熔浆和富硫化物熔浆或硫化物矿浆。切穿中间岩浆房的导岩构造首先使上部富硅酸盐岩浆上升形成无矿货贫矿的侵入体,而后到至岩浆房下部的岩浆及矿浆上升形成晚期含矿侵入体。或是由于切穿中间岩浆房不同部位的导岩构造导致不同熔浆上升形成岩性相同而含矿性不同的侵入体,切入中间岩浆房底部的导岩构造可能导致矿浆与岩浆一起上升至上部岩浆房形成含矿侵入体。上升的矿浆因比重大集中于岩浆房的底部形成“底部矿体”,也可因矿浆上升较晚或因压滤作用形成贯入矿体。深部熔离作用可能是同区同种岩体往往含矿性差别极大、同一杂岩体中晚侵入相往往含矿及小侵入体中常可形成大规模矿床的原因。&&&&&&&&(2)矿床特征:&&&&&&&&a、未经压滤作用的矿体多产于岩体底部及边部特定的岩相带中,可见上悬矿体。矿体多呈似层状、层状、凸镜状,与围岩呈渐变关系,可伴有蚀变。矿石多见海绵陨铁结构,浸染状、稠密浸染状、豆状等构造,块状者少。深部熔离形成的底部矿体也呈层状及似层状,但常可形成块状构造的矿&&&&b、贯入矿体,产于岩体内部及岩体围岩中,多呈脉状及凸镜状沿断裂及裂隙分布。矿体与围岩为突变关系,可见蚀变,矿石多为块状构造。&&&&&&&&4.4岩浆爆发矿床及喷溢矿床&&&&(一)概念、特点及工业意义&&&&&&&&1、岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床概念:&&&&&&&&岩浆爆发作用及喷溢作用:岩浆在内压力的作用下猛烈上升(爆炸)到地表及近地表的作用称为岩浆爆发作用,以较宁静的方式溢出地表的作用称为岩浆喷溢作用。&&&&&&&&岩浆爆发矿床是有用组分在深部结晶经爆发作用带到近地表或在爆发过程中形成的矿床。前者如金刚石结晶于上地幔,后经岩浆爆发作用待到近地表富集成矿;后者如浮石、火山渣是富挥发分的岩浆爆发时突然减压、膨胀、冷凝形成的。&&&&&&&&岩浆喷溢矿床是在深部分异出来的有用组分经喷溢作用带地表或在地表附近形成的矿床。前者如科马提岩中的硫化镍矿床(见图4-11),它是橄榄质科马提岩岩浆深部熔离出来的硫化物矿浆溢出地表(水下)形成的;后者如珍珠岩、松脂岩、黑耀岩等膨胀珍珠岩原料矿床是由富水酸性岩浆溢出地表快速冷凝(可能发生了水化作用)形成的。&&&&&&&&此两种矿床因多与火山、次火山活动有关,所以又可称为火山岩浆矿床。&&&&&&&&2、岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床的特征&&&&&&&&岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床常具如下特征:&&&&&&&&a、矿体产于火山岩及次火山岩中&&&&&&&&b、矿体形状多为筒状、脉状、层状及凸镜状&&&&&&&&c、矿石多为角砾状、气孔状、绳状及块状等构造&&&&&&&&3、岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床的工业意义&&&&&&&&有较大工业意义的岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床类型有:&&&&&&&&a、产于金伯利岩和钾镁煌斑岩有关的金刚石矿床&&&&&&&&b、产于橄榄质科马提岩有关的硫化镍矿床&&&&图4-11火山成因硫化镍矿床的类型(据A.J.Naldrett,1976)&&&&A-岩流底部的硫化物堆积体(卡姆巴尔达型);&&&&&&&&B-补给岩流的纯橄岩通道中的低品位浸染状矿石(基思山型或杜蒙型);C-纯橄岩体中的高品位矿带(塞维伦斯型)&&&&1-沉积岩和酸性火山岩;2-燧石质含铁层;3-玄武岩;4-橄榄岩;5-纯橄岩;&&&&&&&&6-鼠刺结构;7-高品位硫化物;8-浸染状矿石&&&&c、与安山岩类火山岩及次火山岩有关的铁矿床&&&&图4-12智利拉科铁矿地质图及剖面图&&&&1-河流;2-熔岩流;3-公路;4-断层;5-时代新的小火山口;6-古老的破火山口;&&&&&&&&7-宿营;8-第四纪盐尖沉积物;9-第四纪冰碛物;10-第四纪安山岩;&&&&&&&&11-火山碎屑沉积物;12-磁铁矿熔岩流;13-熔结凝灰岩;14-流纹英安岩;&&&&&&&&15-上新世-现新世安山岩;16-上新世熔结凝灰岩;17-白垩纪-第三纪陆相沉积物;18-早古生代含铁片岩&&&&&&&&&&&&d、与流纹质及粗面质火山岩有关的浮石矿床、火山渣矿床和膨胀珍珠岩原料矿床&&&&&&&&4.4岩浆爆发矿床及喷溢矿床&&&&(二)岩浆爆发型金刚石矿床&&&&&&&&1、金刚石的形成条件和保存条件&&&&&&&&依据金刚石的成矿实验研究,其形成和保存条件显示于金刚石稳定平衡图解中(见图4-13)。&&&&图4-13金刚石稳定平衡图解&&&&&&&&由图所示,在C存在的前提下,金刚石形成的关键条件是必须具备高压环境,在常温条件下其形成压力必须在(15-20)x108Pa以上,随环境温度升高其形成压力也必须升高。由于地质环境中压力主要来自上覆静岩压力和构造压力。按静岩压力、地热梯度推算和按金伯利岩及钾镁煌斑岩岩浆携带金刚石的事实推理,自然环境中有利于金刚石的形成温度应在1200℃以上,相应的压力则约应在35x108Pa以上(约相当于120km以下深处的压力)。图解还显示,金刚石在常压条件下温度必须在1200℃以下才能保存。即表明高温高压环境中形成的金刚石在向近地表低压环境转变过程中温度也必须快速下降才能得到保存。&&&&图4-14金刚石矿床成矿模式图(据F.Hagger,1986)&&&&1-低温八面体金刚石;2-中温立方八面体金刚石;3-高温立方体金刚石;&&&&&&&&4-炭黑(无定型碳)K1,K2,K3-金伯利岩筒;L1-钾镁煌斑岩&&&&&&&&自然界中金伯利岩浆和钾镁煌斑岩岩浆的爆发作用最有利于金刚石形成和保存(见图4-14)。这两种岩浆都是上地幔地比率部分熔融的产物,富集了大量碳氧化物、水等挥发组分,在地幔岩浆源中满足了金刚石形成的物理、化学条件,可形成金刚石。此种高挥发分岩浆粘度低,上升速度很大并且保持着极高的内压力。当其达到近地表时发生强烈爆发作用,在压力释放的同时热容量很大的挥发组分被突然猛烈释放带出了大量热能,随之岩浆快速降温冷凝使金刚石得以保存成矿。目前在个别地区的片麻岩、榴辉岩等深变质岩中发现过金刚石(如俄罗斯)或金刚石的假晶(如大别山超高压变质带),说明板块俯冲、碰撞造成的超高压变质构造环境可具备金刚石的形成条件。未能形成金刚石矿床的原因可能就在于不易满足金刚石的保存条件,金刚石假晶也证明了这一推测。此外,在大的陨石坑内也发现过颗粒细小的金刚石,说明陨石撞击可能产生形成金刚石的温度和压力环境,但是可想而知此种环境条件是极短暂的,不具备形成较大晶粒的金刚石矿床。&&&&&&&&2、金刚石矿床的成矿地质背景和矿床特征(图4-15)&&&&&&&&a、矿床产于古老、稳定的大陆板块(克拉通)内部岩石圈深断裂两侧的次级断裂。&&&&&&&&b、含矿岩体为金伯利岩及钾镁煌斑岩,金刚石在这些火山岩中呈斑晶的形式存在。&&&&&&&&c、含矿岩体(即矿体)呈呈爆破角砾岩筒状、岩墙状产出,矿石多为角砾状构造。&&&&d、岩筒及岩墙一般都发生了强烈的蛇纹石化、碳酸岩化,其围岩常见硅化、碳酸岩化及钾长石化等蚀变。&&&&&&&&5.1伟晶岩矿床的概念及工业意义&&&&&&&&(一)概念&&&&1、伟晶岩是一种矿物颗粒粗大的脉岩,其矿物颗粒特别粗大,一般多在1-10cm以上,大者可达1-2m。依据伟晶岩的岩性分为:&&&&a、花岗伟晶岩;&&&&b、碱性伟晶岩;&&&&c、基性和超基性伟晶岩,各种伟晶岩的主要造岩矿物成分分别与花岗岩、碱性岩和基性超基性岩相当。其中分布最广,与成矿关系最密切的是花岗伟晶岩,其次是碱性伟晶岩。&&&&2、伟晶岩矿床是在伟晶岩形成过程中有用组分富集达到工业要求而形成的矿床。&&&&(二)工业意义:&&&&与伟晶岩矿床有关的主要矿产为云母、长石、石英。有关的重要金属矿产有Li、Be、Nb、Ta、Cs、W、Sn、Mo、U、Th、REE。其他非金属矿床有萤石、磷灰石、压电石英等。常见宝石矿产是海蓝宝石(绿柱石)、碧玺(电气石)、黄晶(黄玉)、水晶等&&&&5.2伟晶岩(矿床)的成因&&&&(一)伟晶岩的成因学说:&&&&关于伟晶岩的成因认识可归纳为两种完全不同的观点,即岩浆成因学说和重结晶交代说。&&&&&&&&1、岩浆说&&&&&&&&此种观点认为,伟晶岩及伟晶岩矿床是由高挥发分岩浆在有利条件下经过缓慢、充分的结晶分异作用形成的。挥发组分在成岩成矿过程中起到了至关重要的作用:高挥发组分降低了岩浆的粘度和结晶温度,有利于岩浆的运移和结晶分异;挥发组分热容量大,有利于高挥发分岩浆缓慢冷凝结晶形成伟晶结构;挥发组分易与有用金属结合形成易溶络合物,使这些有用组分在高挥发分岩浆中富集并最终成矿。有关高挥发分岩浆已知有两种成因:一种是岩浆侵入体冷凝结晶的晚期因挥发组分逐渐汇聚形成的高挥发分残余岩浆,另一种是变质过程中岩石发生的部分熔融作用--即混合岩化形成的高挥发分岩浆。&&&&&&&&2、重结晶交代说&&&&&&&&此种观点否认高挥发分岩浆的存在,认为伟晶岩及伟晶岩矿床是由已结晶的岩石在后期热液的作用下被交代、重结晶形成的。&&&&&&&&(二)形成过程及结构构造分带&&&&&&&&费尔斯曼等认为伟晶岩的成岩成矿作用及过程可分如下几个阶段,使伟晶岩内部常具明显的分带。&&&&&&&&1、后岩浆阶&&&&段该阶段岩石由岩浆冷凝结晶形成,成岩温度在600-800oC之间。&&&&&&&&此阶段早期是高挥发分岩浆侵入到有利构造空间后冷凝结晶的初始阶段,形成了伟晶岩的边缘带。边缘带的主要矿物为长石和石英。由于围岩温度较低,岩浆温度下降相对较快,因此岩石常具细粒伟晶结构。边缘带一般不连续,不含有用矿物。&&&&图5-1伟晶岩内部分带示意图&&&&&&&&1-边缘带;2-外侧带;3-中间带;4-内核;5-交代矿物带&&&&&&&&此阶段晚期,继边缘带形成之后岩浆中挥发组分的含量相对增高,温度下降相对减缓,岩浆结晶形成外侧带。外侧带的主要矿物为斜长石、钾微斜长石、石英、白云母等,岩石一般具细粒-中粒伟晶结构,当岩浆成分达到石英与长石共结比时则形成外侧带常见的文象结构。外侧带一般也不连续,可出现少量绿柱石等矿物但一般不构成矿体。&&&&2、气成阶段&&&&&&&&随着边缘带和外侧带硅酸盐矿物的不断结晶,挥发组分含量不断增加,成岩成矿介质逐渐由岩浆转变为超临界流体,成岩成矿温度在600-400oC之间,形成中间带和内核。该阶段早期以结晶作用为主,形成的主要矿物为钾长石、钾微斜长石、石英、白云母,在富含稀有元素和稀土元素的条件下则还可形成绿柱石、锂辉石及稀土元素矿物。随着温度降低、流体成分的改变和水作用的增强等条件的变化,依次发生白云母化、钠长石化及(在富含稀有元素时)稀有金属等多种交代作用,形成交代矿物构成的岩相带和大量具重要工业价值的白云母和锂辉石、锂云母等稀有金属矿物,交代作用可延续到热水溶液阶段。&&&&&&&&此阶段形成的中间带(包括叠加的交代产物)主要矿物为钾长石、钾微斜长石、石英、白云母、钠长石,在富稀有、稀土元素条件下还有绿柱石、锂辉石、锂云母等稀有金属矿物及稀土元素矿物,岩石具粗粒伟晶结构、似文象结构及块状伟晶结构、交代结构。中间带一般较连续,是赋矿的有利部位。&&&&&&&&内核位于伟晶岩体(脉)的中心部位,主要矿物是具块状及巨晶结构的石英,因而又称石英核。长石(及锂辉石),内核的发育状况取决于伟晶岩的形态和分异情况,分异完全时可具完好的内核,分异不完全时可不具内核或仅发育于伟晶岩脉膨大部位而呈断续分布。内核是石英(硅石)矿体的产出部位,内核中常可见晶洞,是水晶及黄玉等宝石矿物的重要成矿部位。&&&&图5-2含水晶伟晶岩剖面图(内蒙)&&&&1-中粗粒黑云母花岗岩;2-细晶岩带;3-文象伟晶岩带;4-长石石英块体带;5-长石块体带;&&&&&&&&6-钠长石化长石石英块体带;7-钠长石化长石块体带;8-石央核;9-水晶晶洞;10-糖粒状钠长石交代体;&&&&&&&&11-叶钠长石交代体;12-钠长石-云母交代体;13-钠长石-白云母-石英交代体;14-绿柱石;&&&&&&&&15-晚期微斜长石,正长石晶体和晶簇;16-黄玉&&&&3、热水溶液阶段&&&&&&&&此阶段是温度下降至400oC以下开始的。由于环境温度已降至水的临界温度以下,成矿介质已由超临界流体转变为热水溶液。此阶段仍有部分矿物在内核及晶洞中结晶以致成矿,如水晶等(见图5-2)。另外,还可发生重要的交代作用,继续形成相应的矿物带以及矿体。交代作用多发生于中间带及其与核的过渡部位,是白云母及锂辉石、锂云母的稀有金属的重要成矿部位。&&&&&&&&5.3伟晶岩矿床的特点&&&&&&&&&&&&1、伟晶岩体(矿床)的规模、形状和产状&&&&&&&&伟晶岩体大小不一,差别极大。大者厚可达数十米,常可达数百米至上千米。小者厚仅数厘米,长仅数米。&&&&&&&&伟晶岩体的形状也是多种多样,最常见的是脉状、凸镜状及囊状,可见串珠状、网状等不规则形状。&&&&图5-3伟晶岩体形态图&&&&1-规则的脉状则脉状体;3-凸镜状体体;2-不规;4-囊状体;5-串珠状体&&&&&&&&&&&&&&&&图5-4网状伟晶岩脉&&&&(据胡受奚等《矿床学》,1981)&&&&1-伟晶岩脉;2-东西向压性断裂;3-裂隙走向实线箭头表示压应力方向;虚线箭头表示张应力方向&&&&&&&&伟晶岩体均产于断裂及其他形式的构造裂隙中,因此伟晶岩的分布、形状和产状均受其容矿(岩)构造的控制。如产于剪性构造中的伟晶岩多呈形态规则、延伸较大的岩脉,产于张性构造中者则常呈延伸较小的凸镜体。岩体形状和产状对成矿有影响,规则、近直立的岩体其内部分带多呈对称状分布,凸镜状、囊状岩体或岩体膨大部位有利于分异和成矿。&&&&&&&&2、伟晶岩(矿床)的物质成分特征&&&&&&&&由于挥发组分与多种金属元素结合为易溶络合物并将它们汇集于伟晶岩中,因而伟晶岩除含一般造岩元素外还经常富含F、Cl、B、P等挥发组分、稀有金属元素、稀土元素、放射性元素和Sn、W、Mo等有色金属元素及Fe、Mn等金属元素。与其复杂化学成分相应的是矿物的多样性。除含一般造岩矿物外,常见锂辉石、锂云母、绿柱石等多达十余种含Li、Be、Nb、Ta、Zr、Cs稀有金属元素的矿物;独居石、褐帘石、磷钇矿、晶质铀矿等稀土元素及放射性元素矿物;锡石、黑钨矿、辉钼矿等有色金属矿物及磁铁矿、钛铁矿等;萤石、电气石、磷灰石、黄玉等含挥发组分的矿物。&&&&&&&&3、伟晶岩(矿床)的结构构造特征&&&&&&&&伟晶岩(矿床)的最突出的特征是具伟晶结构、文象结构和似文象结构。按矿物颗粒大小伟晶结构分为:细粒伟晶结构(≤0.5cm,中粒伟晶结构(0.5-2cm),粗粒伟晶结构(2-10cm)和块状伟晶结构(>10cm)。此外,伟晶岩(矿床)还常具交代结构。&&&&&&&&伟晶岩(矿床)的另一个突出的特征是岩体内部常具明显的带状构造(见图5-5)。如前所述,结晶分异最完全时可从边缘到中心依次形成边缘带、外侧带、中间带和内核(各带特征如前述)。当后期交代作用发育时还可形成具有不同矿物组合特征的交代带。&&&&&&&&5.4伟晶岩矿床的分类&&&&&&&&&&&&目前对伟晶岩(矿床)仍然没有统一的分类,以下介绍两种较常用的分类。&&&&&&&&(一)K.A.弗拉索夫的分类&&&&&&&&依据伟晶岩分异程度、矿物共生关系和结构特征分为以下五种类型:&&&&&&&&图5-5伟晶岩的构造-共生类型图(据K.A.符拉索夫)&&&&&&&&1-花岗岩;2-伟晶花岗岩;3-微斜长石;4-石英;5-接触边缘及白云母-石英-长石带;6-文象及花岗结构伟晶岩;7-块体带;8-微斜长石单矿物带;9-石英-锂辉石带;10-石英块体和石英带;11-交代组合和交代带:钠长石、石英、白云母、微斜长诗残余体和稀有金属矿物:锂云母、绿柱石部分含铯矿物、铌-钽酸岩矿、多色性电气石、锂辉石等;12-锂云母带;13-锂辉石;14-绿柱石;15-铯榴石;16-磷铝石;17-晶洞:高岭石族矿物、石英晶体、锂云母、紫锂辉石等。&&&&&&&&Ⅰ、文象和等粒型伟晶岩相当于仅发育到外侧带的伟晶岩,岩石矿物组合及结构构造与花岗伟晶岩的外侧带相当。(见图5-6)&&&&&&&&Ⅱ、块状型伟晶岩相当于发育到中间带但没有内核并且未发生显著交代作用的伟晶岩。岩体中心部位具粗粒伟晶结构和块状伟晶结构,主要矿物是长石、石英和白云母,可含一定数量的稀有金属矿物。&&&&图5-6花岗伟晶岩脉的内部构造(据费尔斯曼)&&&&1-花岗岩,2-长英岩带;3-文象花岗岩带;4-长石-石英带;5-晶洞带&&&&&&&&Ⅲ、完全分异型伟晶岩相当于结晶分异到已形成块状石英内核的伟晶岩。此类伟晶岩内可见明显的钠长石化、云英岩化等交代作用。主要矿物有微斜长石、石英、白云母、钠长石以及绿柱石、锂辉石,其中白云母、绿柱石和锂辉石均可能构成工业矿体。&&&&&&&&Ⅳ、稀有金属交代型伟晶岩相当于形成内核以后又发生了强烈的稀有金属交代作用的伟晶岩,形成了由钠长石、锂云母、绿柱石、铌钽铁矿、铯榴石、磷灰石、铀矿物等矿物组成的交代带,构成稀有金属的重要矿床。(见图5-7)&&&&图5-7辽宁海城长石伟晶岩剖面图&&&&1-岩石碎屑;2-钾长石片麻岩;3-辉绿岩;4-云斜煌斑岩;5-黑云母辉长片麻岩;&&&&6-斜长石中粒伟晶岩;7-文象带;8-块状斜长石带;9-石英核;10-块状微斜长石带&&&&&&&&Ⅴ、长石-锂辉石型伟晶岩没有文象带和内核、交代作用非常强烈、主要由钠长石、锂辉石、石英和大量稀有金属元素矿物构成的伟晶岩。此种伟晶岩构成重要的稀有金属矿床。(见图5-8)&&&&&&&&&&&&图5-8新疆阿尔泰含稀有金属花岗伟晶岩脉地质平面图&&&&&&&&1-浮土;2-块状石英带;3-块状微斜长岩带内带;4-小块状钠长石带;5-石英-锂辉石带;6-锂辉石带;&&&&&&&&7-石英-白云母巢状体带;8-块状微斜长石带外带;9-细粒钠长石巢状体带;10-文象花岗岩带;11-辉长岩;12-锂云母带&&&&&&&&(二)矿物组合分类&&&&&&&&邹天仁等人依据云母类型和共生矿物将伟晶岩分成不同的类型并以主要矿物组合(石英除外)命名,如:黑云母-更长石-微斜长石型、二云母-微斜长石型、白云母-微斜长石-钠长石-锂辉石型、锂云母-钠长石型等。此种分类方法较简单适用,国内多有应用。&&&&5.5伟晶岩成岩成矿地质条件&&&&&&&&(一)地质构造条件&&&&&&&&伟晶岩具有呈区、呈带、呈群分布的特征,这些多是由地质构造条件控制的。&&&&&&&&1、大地构造条件&&&&&&&&大地构造背景控制了伟晶岩的分布区域。有利于伟晶岩成岩和成矿的大地构造单元有两种:&&&&&&&&a、古生代以来的地槽褶皱带(相当于古大陆边缘弧及岛弧),如阿勒泰地区,&&&&&&&&b、大陆板块内的地轴、地盾等古老变质结晶基底的出露区,如内蒙地轴。两种地质环境共同的特征是都经历强烈的构造岩浆活动和深变质作用,属深变质岩区。此种大地构造环境不仅有利于高挥发分残余岩浆和混合岩化岩浆的产生,而且深变质环境具有很高的环境温度,有利于高挥发分岩浆缓慢冷凝和结晶分异形成伟晶岩(矿床)。&&&&&&&&2、区域构造条件&&&&&&&&在上述有利大地构造单元内,伟晶岩脉具有带状分布的特征,常构成宽10-20km,长数十至数百km的伟晶岩带。控制伟晶岩带分布的有利区域性构造部位是大型复式背斜的轴部和深大断裂的上盘(见图5-9)。这些构造部位都是区域中的相对减压带,水及深部岩浆等流体都趋向于在这样的地带运移。高水分压可降低矿物的熔融温度,因此也有利于发生混合岩化,产生高挥发分岩浆。在伟晶岩带中,伟晶岩体也常相对集中成群分布。控制伟晶岩体(脉)群分布的构造部位常是次级构造或大型区域构造与不同方向构造的交汇部位(见图5-10)。&&&&图5-9北贝加尔白云母区的白云母矿床(1—18)分布略图&&&&1—丰富贯入体带;2—正常贯入体带;3—单一岩脉带;4—白云母矿床带;5—平移-逆掩断层和平移-正断层;&&&&6—深断裂;7—伟晶岩的分布界限;8—伟晶岩富集程度不同的各带界限;9—实验的剪切应力线&&&&3、断裂、节理、片理等次级构造条件&&&&&&&&如前所述,这些次级构造直接控制了单个伟晶岩体(脉)的分布及形态。&&&&&&&&(二)岩浆岩条件&&&&&&&&如前所述,侵入岩浆结晶晚期可产生形成伟晶岩的高挥发分岩浆,因此众多伟晶岩及伟晶岩矿床在成因上和空间上都与花岗岩类侵入体有密切关系,多分布于岩体顶部、边部及附近围岩中(图5-11),并且形成不同类型伟晶岩环绕花岗岩体的分带。&&&&图5-10某构造带伟晶岩脉分布图&&&&&&&&(据黎家祥、曹如亮等)&&&&&&&&1—前震旦系板溪群片岩;2—板溪群捕虏体;3—燕山晚期二次侵入体;4—燕山晚期一次侵入体;5—花岗闪长岩;&&&&&&&&6—伟晶岩;7—地质界线;8—复活断层;9—仰冲断层;10—斜冲断层;11—性质不明断层&&&&图5-11花岗伟晶岩型锡稀有金属矿床分带模式图(据杨岳清,1995)&&&&&&&&1-黑云母二长花岗岩;2-二云母(白云母)钾长石奥长石(早期钠长石)伟晶岩;&&&&&&&&3-富铍白云母钠长石(奥长石)钾长石伟晶岩;4-富铍铌白云母钾长石钠长石伟晶岩;&&&&&&&&5-富锂铷铯铍钽(铌)锡白云母钠长石锂辉石伟晶岩;6-富锡钽(铌)白云母钠长石伟晶岩;&&&&&&&&7-前寒武系(或前泥盆系)绿片岩-低角闪岩相变质岩系&&&&图5-12四川某地不同类型伟晶岩空间分布图&&&&(据地质科学院地质矿产所稀有组,1975)&&&&1—二云母花岗岩;2—微斜长石型伟晶岩;3—微斜长石钠长石型伟晶岩;4—钠长石型伟晶岩;&&&&5—钠长石锂辉石型伟晶岩;6—钠长石锂云母型伟晶岩;7—类型分带线;8—类型分带编号&&&&Ⅰ—微斜长石伟晶岩带;Ⅱ—微斜长石-钠长石带;Ⅲ—钠长石带;Ⅳ—锂辉石带;Ⅴ—锂(白)云母带&&&&&&&&&&&&&&&&与伟晶岩相关的侵入体一般为规模较大的深成花岗岩岩株及岩基(见图5-12),原因可能有如下几个方面:1、大规模的岩浆侵入则结晶晚期有利于产生足量的残余高挥发分岩浆,为伟晶岩(矿床)的形成提供了丰富的物质基础;2、深成环境具有较大的围岩压力,使高挥发分岩浆中的挥发分不易释放;大型侵入体可有更多的热能传递于围岩中,使岩体和围岩长期保持较高的温度。后两种因素均有利于高挥发分岩浆缓慢结晶和充分分异。&&&&&&&&(三)围岩条件&&&&&&&&围岩的力学性能和渗透性、导热性等物理性能影响构造裂隙的发育和高挥发分岩浆的封闭条件,从而可能影响伟晶岩的发育程度。高挥发分岩浆贯入构造裂隙后可能与围岩发生一定程度的物质交换作用,因此围岩的化学成分对一些矿床的形成可发生重要影响。例如,碳酸盐等贫硅围岩可导致熔浆中SiO流失形成去硅伟晶岩,有利于刚玉的形成;富钙围岩可导致熔浆中钙质增加,从而有利于褐帘石、锂辉石等含钙矿物的形成;富镁围岩中的Mg常可与岩浆中的Li、Cs发生交换反应,因而不利于锂、铯等元素富集成矿&&&&6.1气水热液及其在内生矿床中的意义&&&&(一)气水热液的概念:&&&&&&&&1、气水热液:地下形成的含多种挥发组分和成矿元素的气态或液态水溶液。(简称热液)&&&&&&&&2、热液的成份:&&&&&&&&a、主要成份:H2O(盐度一般为几%—几十%)&&&&&&&&b、其他挥发组分:HCl、HF、H2S、CO2、B、(As)&&&&&&&&c、主要金属元素:K、Na、Ca、Mg,&&&&&&&&d、常见成矿金属元素:黑色金属元素Fe、Mn,有色金属元素Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、Hg,贵金属元素Au、Ag,稀有金属元素Li、Be、Nb、Ta,放射性元素U、Th&&&&&&&&3、温度及物理状态:&&&&&&&&a、温度变化范围:50—800oC,一般成矿温度:100—600oC&&&&&&&&b、状态:气态(高温低压条件)、液态(高压中低温条件)、超临界状态(高温高压条件)&&&&&&&&(二)意义:&&&&&&&&1、有关矿床的成因类型:&&&&&&&&a、热液矿床&&&&&&&&b、接触交代矿床&&&&&&&&2、有关矿种:&&&&&&&&a、主要金属矿种:Fe、Mn,Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Sb、Hg,Au、Ag,Li、Be、Nb、Ta,U、Th&&&&&&&&b、非金属矿产:云母、石棉、萤石、水晶、明矾石、叶腊石、蛇纹岩,硫铁矿、重晶石、天青石、滑石、菱镁矿&&&&6.2热液的成因(类型)&&&&(一)岩浆热液:&&&&&&&&1、成因:岩浆热液是岩浆中所含的H2O及其他挥发组分在岩浆上侵和冷凝结晶过程中,由于温度、压力和成分的变化与其所溶解的化学成分一起被析出形成的。&&&&&&&&2、特征:岩浆热液H2O的氢氧同位素值一般变化范围是δ18ΟH2O=6‰-9‰δD=-48‰--80‰,此外多有高盐度、富K+的特征。(见图6-1)&&&&图6-1不同成因水的同位素组成简图(据S.M.F.Sheppard,1997)&&&&&&&&由于水-岩石的相互作用和交换表示了海水和A、B组分的地下水18O移位的趋(二)地下水热液&&&&&&&&1、成因:地下水热液是大陆地区向下渗透的地下水及沉积物中的封存水因地热梯度的影响和(或)受深部岩浆的烘烤,温度升高、化学活动性增强进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。&&&&图6-2大气水热液及其成矿模式(斯米尔诺夫)&&&&&&&&2、特征:地下水热液H2O的氢氧同位素接近大气降水线(见图6-2),温度多属中、低温,多富Ca2+、Na+)&&&&(三)海水热液:&&&&&&&&海水热液是向下渗透的海水受深部岩浆的烘烤和地热梯度的影响,温度升高、化学活动性增强进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。此种热液多形成与洋中脊及岛弧环境,热液H2O的氢氧同位素接近海水的标准值。(见图6-3)&&&&(四)变质热液:&&&&&&&&1、成因:变质热液是岩石在变质过程中随变质温度和压力不断增加依次释放出来的粒间水、矿物的结晶水和结构水溶解了成矿物质形成的。如沉积岩(含水20-30%)→绿片岩相(一般含水6%)→角闪岩相(含水1-2%)→麻粒岩相(含水0.5%),可见变质过程中可产生大量的变质热液。&&&&&&&&2、特征:变质热液H2O的δ18O=5‰—25‰,δD=-20‰—-65‰,多富CO2。&&&&6.3热液中主要挥发组分的性状及其影响&&&&1、卤族元素:热液中主要卤族元素是F和Cl。&&&&&&&&a、卤族元素的化合物(尤其是氯化物)是强电解质,电解后强烈影响热液的pH值;&&&&&&&&b、大部分金属元素的卤化物都有较大的溶解度,很多金属元素均可与卤族元素形成易溶络合物,还有部分卤化物高温时具有挥发性质。卤族元素的这些重要性质有助于热液中有用组分的迁移。&&&&&&&&2、硫:&&&&&&&&a、氧化态为SO42-,与Cl-性状相似,影响热液的ph值和有助于大部分金属元素的迁移,也可形成难溶硫酸盐而沉淀成矿,如重晶石(BaSO4)。&&&&&&&&b、还原态为H2S,是弱电解质和重要的矿化剂,性状如下:&&&&&&&&(a)温度>400oC时,H2S为中性分子,不电离,或分解为S和H2。&&&&&&&&(b)温度<400oC,H2S开始电离,&&&&&&&&H2S=H++HS-,k1=〔H+〕〔HS-〕/〔H2S〕=8.4×10-8,〔HS-〕=k1〔H2S〕/〔H+〕&&&&&&&&HS-常可与多种金属元素结合形成易溶络合物,有助于元素在热液中迁移。&&&&&&&&〔HS-〕=H++S2-,k2=〔H+〕〔S2-〕/〔HS-〕=1.2×10-15,〔S2-〕=k2〔HS-〕/〔H+〕=k1k2〔H2S〕/〔H+〕2&&&&&&&&S2-常与金属阳离子结合形成难溶的硫化物而沉淀成矿。&&&&&&&&上式可见,影响H2S解离的因素是热液中H2S的浓度和pH值:H2S的溶解度又与压力呈正相关,与温度呈负相关;pH值低溶液中〔HS-〕高,有利于矿质的迁移,pH值高溶液中〔S2-〕高,有利于硫化物的沉淀。&&&&&&&&3、CO2:高温条件下为中性分子,温度降低水和为H2CO3并解离,(有利于形成难溶碳酸盐沉淀成矿)&&&&&&&&H2CO3=H++HCO3-(利于矿质迁移),HCO3-=H++CO32-,与H2S性状相似,〔HCO3-〕和〔CO32-〕与热液的温度、压力和pH值有关,温度降低和pH值升高有利于成矿元素以碳酸盐沉淀。&&&&6.4成矿元素在热液中的迁移与沉淀&&&&(一)成矿元素的迁移方式&&&&&&&&1、卤化物形式:高温条件下可能&&&&&&&&a、卤化物气态形式:一些卤化物(如FeCl3、AuCl3、SnF4)高温下具有挥发性质,可以气态形式迁移。但是,温度降低会发生水解。如SnF4+2H2O=SnO2+4HF&&&&&&&&b、卤化物溶液形式:多数元素的卤化物都具有较大的溶解度,使之具有溶解迁移的可行性。但是,随H2S和H2CO3解离,则与成矿元素离子结合形成难溶的硫化物、碳酸盐而沉淀,使以卤化物溶液形式迁移的可能性减小。&&&&&&&&2、胶体溶液形式:因高温下不稳定并且不断会有来自围岩的电解质,因此仅在低温、局部可行。&&&&&&&&3、易溶络合物的形式:为最重要的迁移形式。&&&&&&&&络合物在水溶液中解离的形式为:An(BXm)=nA++[BXm]n-。其中A为碱金属,B为形成体(成矿元素),X为配位体(酸根及氢氧根等)例:[AuCl2]-、[AuCl4]-、[Au(HS)2]-。因不存在游离的成矿元素离子,因此其溶解迁移能力不受热液中S2-和CO32-的影响。影响因素是络合物的不稳定常数和配位体的浓度及热液的pH值等。&&&&&&&&(二)导致成矿元素沉淀的因素&&&&&&&&1、温度降低温度降低可导致成矿物质溶解度减小;可导致挥发性物质状态变化;可导致水解反应和H2S、H2CO3等电离产生S2-、CO32-。以上变化都可能导致成矿元素沉淀成矿。&&&&&&&&2、压力下降压力降低导致作为络合物配位体的挥发组分因挥发而在溶液中浓度降低,引起络合物分解和矿质沉淀;可导致热液沸腾从而引起液相中成矿物质达到过饱和。&&&&3、pH值变化如前所述,ph值影响H2S、H2CO3的电离和热液中S2-、CO32-的浓度;ph值也影响络合物的溶解度(见图14)。因此,pH值变化可能导致有用组分沉淀成矿。&&&&&&&&4、Eh值的变化首先Eh值对变价元素(如S、U、V)有重要影响。如Eh值升高可引起H2S在热液中浓度降低,导致硫氢络合物分解沉淀成矿;可引起易溶的二价铁氧化为难溶的三价铁,导致铁沉淀成矿。Eh值降低可使易溶的高价U、V还原为低价的难溶的U、V,导致它们沉淀成矿。此外,Eh值也影响络合物的溶解度(见图6-4)。&&&&图6-4300℃时[AuCl2]-和[Au(HS)2]-形式的金溶解度等值线图&&&&&&&&5、不同热液混合不同热液具有不同的温度、压力、pH和Eh值。不同热液混合后其温度、压力、pH和Eh值相对于混合前任何一种热液都发生了重要变化,因而可导致有用组分沉淀成矿&&&&6.5热液的运移&&&&(一)运移原因和方向:&&&&&&&&热液运移的原因是环境中存在压力差,在压力梯度的作用下热液总是从高压向低压方向运移。&&&&&&&&(二)运移的通道:热液运移的通道是岩石中的裂隙和孔隙,按成因可分为如下三类:&&&&以上三种孔隙中,构造裂隙对热液运移和矿质沉淀成矿更具重要意义。依据对热液成矿的控制作用将相关构造分为:导矿构造、配矿构造和容矿构造。(见图6-5)&&&&图6-5导矿、配矿容矿、构造关系图&&&&&&&&a、导矿构造:是把深部含矿热液引入矿田及矿带的构造,一般为深断裂、陡倾斜的渗透性岩层,控制矿田及成矿带的分布。&&&&&&&&b、配矿构造:是把热液从导矿构造引入成矿地段的构造,通常是与导矿构造相通的断裂、裂隙带、渗透性好的岩层,控制矿床的分布。&&&&&&&&c、容矿构造:是热液矿质沉淀成矿时所在的构造,即沉淀成矿的场所,一般是与配矿构造相通的次级断裂、裂隙、层间剥离构造、渗透性好的岩层,控制矿体形状和分布。&&&&图6-6东准噶尔地区金矿点分布与构造关系图&&&&&&&&1-第四系;2-侵入岩体环形构造;3-火山-沉积岩相带环形构造;4-火山机构环形构造;&&&&&&&&5-遥感解译的深大断裂;6-遥感解译的韧性强应变构造带;7-金矿床、金(化)点&&&&如东准噶尔地区(见图6-6),卡拉麦里(见图6-7)及库普深断裂和韧性剪切带是金的导矿构造,控制了金矿带的分布;与之相交的北西向断裂是配矿构造,控制了矿点(床)群的分布;韧性剪切带中的次级断裂、节理是容矿构造,控制了金矿脉的分布和产状。&&&&图6-7南明水49号金矿的容矿构造与卡拉麦里韧性剪切带的关系&&&&&&&&当导矿构造和配矿构造不易区分时常统称为运矿构造。&&&&&&&&6.6气水热液矿床的形成方式&&&&(一)充填作用及充填矿床&&&&&&&&1、概念:&&&&&&&&a、充填作用:矿质从热液中直接沉淀于裂隙内的作用。&&&&&&&&b、充填矿床:由充填作用方式形成的矿床。&&&&&&&&2、充填矿床的特征:&&&&&&&&a、矿体多呈脉状受裂隙控制,与围岩呈突变接触。&&&&&&&&&&&&&&&&图6-8状构造和对称状构造&&&&1-脉壁;2-石英晶体;3-闪锌矿4-紫水晶;5-晶洞&&&&&&&&b、矿体内部多具对称带状构造、栉状构造(见图6-8)、晶洞构造、矿石可见角砾状、环状构造。&&&&(二)交代作用及交代矿床&&&&&&&&1、概念:&&&&&&&&a、交代作用:&&&&&&&&是指热液(流体)与围岩发生物质交换的作用。&&&&交代作用一般具有如下特点:&&&&&&&&(a)原矿物的溶解与新矿物的沉淀同时进行。&&&&&&&&(b)在交代过程中岩石始终处于固体状态。&&&&&&&&(c)交代前后岩石体积基本不变。(一些交代作用可能会导致体积的变化)&&&&&&&&b、交代作用的类型:&&&&&&&&(a)扩散交代作用:交代作用发生时组分的带入和带出靠停滞的粒间溶液中离子扩散进行的交代作用(见图6-9)。即交代作用的动力是热液中存在的物质的浓度梯度,此种交代作用的特点是较缓慢,交代范围一般较小。&&&&&&&&(b)渗透交代作用:组分的带入和带出靠粒间及裂隙中渗透流动的水溶液进行的交代作用。即交代作用的动力是热液中存在的压力梯度,此种交代作用的特点是进行的速度较快,因此交代的范围一般较大。&&&&&&&&c、交代矿床:指以交代作用方式形成的矿床。&&&&&&&&2、影响交代作用的因素:&&&&&&&&(a)热液组分的活动性和浓度,热液成分化学活动性和浓度影响交代作用进行和由交代作用产生的矿物组合。&&&&&&&&(b)温度和压力,一般热液温度越高、压力越大越有利于交代作用的进行。&&&&&&&&(c)围岩的岩性围岩的化学性质和渗透性对交代作用有重要影响,一般渗透性好、化学性质活泼的围岩(如碳酸盐岩、凝灰岩)有利于交代作用;渗透性差、化学性质不活泼的围岩(如硅质岩、石英(砂)岩、泥(页)岩)不利于交代成矿。因此,当热液流经不同性质的围岩时常会产生交代程度的明显差异,此种现象是选择性交代的结果。&&&&图6-9切穿硅质泥质岩的大理石英-锡石-电气石脉,交代作用沿泥质薄层发育&&&&(据Д·马克阿里斯特)&&&&&&&&(d)渗滤效应当渗透性好、化学性质活泼的岩石之上有渗透性差的“盖层”时,渗滤效应导致“盖层”下的岩石交代作用及矿化强烈集中发育。(见图6-10)&&&&&&&&1-页岩;2-泥质灰岩;3-白云岩;4-辰砂矿体;5-表示汞矿热液来源&&&&&&&&3、交代矿床的特征:&&&&&&&&(a)矿体形态多不规则,与围岩呈渐变接触。&&&&&&&&(b)矿体中常见交代残余的围岩。(注意:残余围岩的岩性及纹理产状与矿体围岩一致)&&&&&&&&(c)矿石交代结构、交代残余结构构造普遍。&&&&(d)交代矿物常有较好的晶形。&&&&6.7围岩蚀变&&&&&&&&(一)概念及命名方法&&&&&&&&1、概念:&&&&&&&&a、围岩蚀变:气液流体使围岩发生各种变化的地质作用。&&&&&&&&b、蚀变围岩:遭受了蚀变作用的围岩。&&&&&&&&2、蚀变的命名原则:&&&&&&&&a、以蚀变岩石增加的组分命名,如钾化、钠化、硅化等。&&&&&&&&b、以蚀变作用形成的矿物命名,如钾长石化、钠长石化、绢云母化、绿泥石化、电气石化、黄铁矿化等。&&&&&&&&c、以蚀变形成的岩石命名,如矽卡岩化、青盘岩化、云英岩化、次生石英岩化、白云岩化等。&&&&&&&&d、以蚀变岩的颜色变化命名,如退色化、红化等。&&&&&&&&(二)研究围岩蚀变的意义&&&&&&&&1、了解成矿物理化学条件:&&&&&&&&a、了解热液成份蚀变增加的组分是热液富有的组分。&&&&&&&&b、判断成矿温度如矽卡岩化、钾长石化、云英岩化等是高温产物;绢英岩化、绿泥石化、青盘岩化等是中低温热液产物。&&&&&&&&c、了解pH及Eh值如泥化、云英岩化、次生石英岩化多形成于酸性环境;黄铁矿化、碳酸盐化、蒙托石化多形成碱性环境;红化、重晶石化、明矾石化等表明氧化环境;黄铁矿化、退色化表明还原环境。&&&&&&&&2、重要的找矿标志&&&&&&&&由于围岩蚀变和矿化都是热液作用的产物,围岩蚀变类型往往和矿化种类有密切关系。不仅围岩蚀变的范围往往大于矿化范围,而且不同蚀变类型及矿化常具有特定的空间分带规律,如斑岩型铜(钼)矿床,从矿化中心的钾化及石英-绢云母化向上(外)依次分布泥化带、青盘岩化带。因此,围岩蚀变可作为有效的找矿标志。&&&&&&&&主要围岩蚀变类型与矿化种类的关系&&&&&&&&围岩蚀变类型&&&&常伴生的相关矿种&&&&&&&&矽卡岩化&&&&钨、锡、钼、铁、铜、铅-锌、硅灰石、透辉石等&&&&&&&&云英岩化&&&&钨、锡、钼、铋、铌、钽、铍、锂等&&&&&&&&钾长石化&&&&铌、钽、铍、锂、钨、锡、钼及稀土元素等&&&&&&&&钠长石化&&&&铌、钽、铍、稀土元素及钨、锡、金、铁、铜、磷、黄铁矿等&&&&&&&&青盘岩化&&&&铜、钼、铅、锌、金、银、黄铁矿等&&&&&&&&绢云母化、绢英岩化&&&&金、铜、铅、锌、钼、铋、萤石、红柱石、刚玉等&&&&&&&&黄铁绢英岩化&&&&金、铜、铅、锌、钼、铋、萤石、红柱石、刚玉等&&&&&&&&绿泥石化&&&&铜、铅、锌、金、银、锡、黄铁矿等&&&&&&&&粘土(泥)化&&&&金、银、铜、铅、锌、高岭土、叶腊石等&&&&&&&&硅化&&&&铜、钼、铅、锌、金、银、汞、锑、黄铁矿、明矾石、重晶石等&&&&&&&&碳酸盐化&&&&铜、铅、锌、汞、菱铁矿、菱镁矿及碱性岩中的铌、钽、锆、稀土元素&&&&&&&&明矾石化&&&&金、银多金属、明矾石、叶腊石、高岭土等。&&&&&&&&蛇纹石化&&&&超基性岩中的蛇纹岩、滑石、菱镁矿、石棉。接触带中的铁、铜、石棉&&&&&&&&&&&&6.8气水热液矿床成矿温度和压力(深度)的测定&&&&&&&&&&&&(一)成矿温度的测定&&&&&&&&成矿温度的测定方法有矿物测温法、矿物包裹体测温法和同位素测温法,其中应用最广和最有效的方法是矿物包裹体测温法。&&&&&&&&&&&&1、矿物包裹体测温法是目前应用最广的主要测温方法。其中均一法用于透明矿物二相及多相包裹体,测定最终均一温度经压力校正后为成矿温度的下限值;爆裂法用于不透明矿物,测定的包裹体爆裂温度应是成矿温度的上限值。&&&&&&&&2、稳定同位素测温法是应用某一元素的同位素在热液共结晶的一对矿物中的测定结果,依据两矿物间的该元素的同位素分馏平衡常数与温度的函数关系测定矿物的形成温度。温度测定结果无需压力校正,较可靠。&&&&&&&&3、矿物测温法是依据某些已知矿物的物理性质(熔点、颜色、热发光效应)、晶体习性及晶型转变温度、不同矿物间的矿物组合及固溶体分解温度等推定成矿温度的上限或下限值。&&&&&&&&(二)成矿压力(深度)的测定&&&&&&&&成矿压力和成矿深度的测定方法有地质推断法和矿物包裹体测压法。&&&&&&&&地质推断法通常是依据矿床自身特征、与成矿相关侵入体的特征、成矿时期矿体上覆地层厚度等概略的推断成矿深度,定性的推断矿床属浅成还是中-深成因。&&&&&&&&矿物包裹体测压法是通过测定包裹体均一温度和包裹体的密度、盐度确定成矿的压力,再依据静岩压力换算成矿深度。此法是目前定量测定成矿压力(深度)的最通用的方法&&&&6.9气水热液矿床的矿化期、矿化阶段和矿物生成顺序&&&&&&&&&&&&1、矿化期:代表一个物理化学条件未发生明显变化的较长的成矿过程,一个气水热液矿床可有一个或多个矿化期。热液在不同的物理化学条件下会形成不同的矿物组合,如硅酸盐矿物组合、氧化物矿物组合、硫化物矿物组合,表明形成这些矿物组合时热液具有明显不同的物理化学条件。因此,矿物组合的变化是划分矿化期的标志。&&&&&&&&2、矿化阶段:是在矿化期中化分出来的较短的成矿作用过程,一个矿化期往往含有多个矿化阶段,代表在近似的物理化学条件下多次的构造热液活动。划分矿化阶段的依据是矿石及矿脉胶结、交代、穿插关系。&&&&&&&&&&&&3、矿物生成顺序:判断矿物生成顺序的依据是矿物间穿插、交代、包裹、环带构造等关系。&&&&&&&&(1)先成矿物被后成矿物穿插;&&&&&&&&(2)先成矿物被后成矿物交代;&&&&&&&&(3)先成矿物被后成矿物包裹;&&&&&&&&(4)后成矿物填充于先成矿物粒间;&&&&&&&&(5)后成矿物完全交代并保留先成矿物的假象;&&&&&&&&(6)对称带状构造中外带矿物早于内带矿物。&&&&7.1概念及工业意义&&&&(一)概念&&&&&&&&1、接触交代作用:指岩浆期后热液在岩体与围岩接触带及其附近发生的交代作用。&&&&&&&&发生接触交代作用的热液主要是来源于侵入岩浆冷凝结晶过程中释放出来的岩浆热液,但是也不排除在岩浆热能作用下参与对流循环的地下水热液。&&&&&&&&接触交代作用方式可分为接触扩散交代作用(双交代作用)和接触渗滤交代作用。前者是在接触带热液作用下内外接触带的物质相互扩散而发生的交代作用,如外接触带中的CaO、MgO向内接触带扩散交代形成斜长石、方柱石、辉石等矿物(见图7-1);内接触带的FeO、Al2O3、SiO2向外接触带扩散交代形成石榴石、透辉石、硅灰石等矿物。后者是热液携带的组分在接触带及其附近发生的渗滤交代作用。(见图7-2)&&&&图7-1溶液沿花岗岩类及石灰岩之接触面流动时的双交代作用图解&&&&1—石灰岩;2—石灰岩中之砂岩层;3—花岗岩;4—矽卡岩带;5—矽卡岩带中原来的接触面;&&&&6—各区的界线;7—溶液流动方向;8—发生反应之惰性组份扩散方向&&&&Ⅰ、Ⅱ—系双交代作用为主;Ⅲ—接触渗滤交代作用占优势&&&&&&&&图7-2沿裂隙而发生的接触渗滤式交代作用而形成矽卡岩&&&&&&&&裂隙穿过石灰岩及硅酸盐质岩石(白色部分)&&&&&&&&2、矽卡岩:是由接触交代作用形成的具有特征钙镁铝硅酸盐矿物组合的蚀变岩。&&&&&&&&矽卡岩分类:&&&&&&&&a、按矽卡岩的产出部位可分为:内矽卡岩(产于内接触带)和外矽卡岩(产于外接触带)。&&&&&&&&b、按矽卡岩的矿物组合可分为钙矽卡岩和镁矽卡岩。&&&&&&&&(a)钙矽卡岩常见矿物组合是:石榴石、透辉石、硅灰石、方柱石、角闪石、符山石、黑柱石、阳起石、绿帘石、绿泥石等。&&&&&&&&(b)镁矽卡岩常见矿物组合是:橄榄石、顽辉石、紫苏辉石、透辉石、硅镁石、透闪石、蛇纹石、韭角闪石、金云母、尖晶石、水镁石等。&&&&&&&&3、接触交代矿床(矽卡岩矿床):产于侵入体接触带附近与矽卡岩有成因联系的矿床。&&&&&&&&(二)工业意义:&&&&&&&&接触交代矿床中常见金属矿种有Fe、Cu、PbZn、W、Sn、Mo、Be等。常见非金属矿种有硼矿、石棉、硅灰石、(透辉石)等&&&&7.2成矿过程&&&&卡尔波娃认为矽卡岩矿床的成矿过程可分为两个矿化期、五个矿化阶段。&&&&&&&&(一)矽卡岩期:以钙镁铝硅酸盐矿物组合为特征&&&&&&&&1、早期(干)矽卡岩阶段:形成于早期高温(800-500oC)条件下,以不含水矽卡岩矿物组合为特征。&&&&&&&&a、干矽卡岩阶段形成的钙矽卡岩常见矿物组合:石榴石、透辉石-钙铁辉石、硅灰石、方柱石、(白钨矿)等。&&&&&&&&b、干矽卡岩阶段形成的镁矽卡岩常见矿物组合:橄榄石、顽辉石、紫苏辉石、尖晶石、透辉石、(硼镁铁矿)等。&&&&&&&&2、晚期(湿)矽卡岩阶段:温度降低(600-400oC),以含水矽卡岩矿物组合为特征。&&&&&&&&a、钙矽卡岩:角闪石、符山石、绿帘石、阳起石等。&&&&&&&&b、镁矽卡岩:蛇纹石、透闪石、韭角闪石、硅镁石等。&&&&&&&&此阶段是磁铁矿形成的重要阶段。(又称磁铁矿阶段)&&&&&&&&3、氧化物阶段:形成温度约在400oC左右,以过渡性矿物组合为特征,常见长石、云母、石英、绿帘石、铍的硅酸盐、赤(磁)铁矿、锡石、白钨矿、磁黄铁矿、辉钼矿、毒砂等。&&&&&&&&(二)石英-硫化物期:温度在400oC以下,H2S大量溶解并且电离,以石英和硫化物等热液矿物的大量形成为特征。&&&&1、早期石英硫化物阶段:以中高温热液矿物组合为特征,如磁黄铁矿、辉钼矿、毒砂、辉铋矿、黄铁矿、黄铜矿等。(又称铁铜硫化物阶段)&&&&2、晚期石英硫化物阶段:以中低温热液矿物组合为特征,如方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、碳酸盐等。(又称铅锌硫化物阶段)&&&&&&&&但是,在一个具体的矿床中可能会出现如下两种情况:&&&&a、上述五个阶段不一定全部显示。&&&&b、岩体的多次侵位可能有多期多阶段的叠加。&&&&&&&&7.3接触交代矿床的特征&&&&1、矿体:&&&&&&&&a、产于(中、酸性)侵入体与化学性质活泼的围岩(碳酸盐岩等)接触带附近,一般分布在距正接触带200m之内。&&&&&&&&b、与矽卡岩密切共生。虽然矽卡岩全岩矿化(即矽卡岩与矿体的形成与分布一致)的情况可能存在,然而一般矿体多产于矽卡岩内,但是在接触交代矿床形成的较晚阶段(即矽卡岩形成之后的有用矿物形成阶段)构造、岩性条件有利的情况下矿体也可以穿越矽卡岩直至大理岩中。(见图7-3)&&&&c、形态不规则,与围岩呈渐变关系。&&&&&&&&2、矿化及矽卡岩常据明显的分带,这些分带多起因于形成温度、交代程度的差异和热液成份及原岩成分的变化等。&&&&&&&&3、矿石的矿物组合复杂,矿石矿物常见硫化物、氧化物、钨酸盐(白钨矿)、硼酸盐及硅铍石、金绿宝石、日光榴石等铍的铝、硅酸盐。脉石矿物主要为构成矽卡岩的铝硅酸盐矿物、石英、碳酸盐矿物等&&&&7.4成矿地质条件&&&&(一)岩浆岩条件&&&&&&&&1、岩性:与接触交代矿床有关的侵入体以中、酸性岩为主,显示一定程度的成矿专属性:&&&&&&&&a、铁矿床多与基性-中性(特别是富钠碱,全碱(K2O+Na2O)8%的)岩体有关,这是由于此类岩石富铁而且富钠热液有利于铁的活化迁移。&&&&&&&&b、铜矿多与中酸性(特别是富钾碱,(全碱=7-8%的)岩体有关,可能与富钾热液有利于铜的活化迁移有关。&&&&&&&&c、铅锌矿多与花岗岩岩体有关,主要为花岗闪长岩类侵入体。&&&&&&&&d、钼矿多与高硅富碱的I型(地壳同熔型)花岗岩有关。&&&&&&&&e、钨、锡矿多与高硅富碱的S型(陆壳改造型)花岗岩有关。&&&&&&&&2、深度与规模:与接触交代矿床有关的侵入体多为中-浅成中小型岩体,成矿岩体一般出露面积多在2-10km2或更小,大于50km2的成矿岩体较为少见。中、浅成岩体有利于成矿的原因是接触交代形成矽卡岩的化学反应多伴随二氧化碳气体的形成,中、浅成环境因围岩压力较低二氧化碳易于释放因而有利于进行交代反应。成矿的中、小型岩体则可能是大岩体峰顶部位的小岩株,由于剥蚀较浅面积较小,但是与深部岩体相连。因此,深部岩浆上升的热液有利于在其顶部小岩株中得到富集与交代成矿。相反,出露面积大的岩体说明剥蚀较深,顶部有利成矿部位已被剥蚀,因而往往不见矿化。&&&&&&&&(二)围岩条件:&&&&&&&&与接触交代矿床有关的侵入体围岩均属化学性质活泼的围岩,主要是碳酸盐岩。围岩的物理、化学性质与成矿的关系可体现在如下几个方面:&&&&&&&&1、围岩的岩石类型影响矽卡岩的类型及成矿&&&&&&&&a、钙质碳酸盐岩:经接触交代作用形成钙矽卡岩,有利于硅灰石、白钨矿形成。原因是围岩为有用矿物的形成提供了钙,钙是钨的沉淀剂。&&&&&&&&b、镁质碳酸盐岩:经接触交代作用形成镁矽卡岩、有利于石棉、硼酸盐的形成。原因是围岩为有用矿物的形成提供了镁,镁是硼和铁的沉淀剂。&&&&&&&&2、富含成矿物质的围岩有利于形成相应的层控矽卡岩矿床。例如:&&&&&&&&a、硅质(条带、结核)的钙碳酸盐岩利于形成层控硅灰石矿床。硅灰石围绕硅质团块生长的现象说明形成硅灰石的硅和钙主要来自围岩。&&&&b、硅质(条带、结核)的镁质碳酸盐岩有利于形成层控石棉矿床。矿床中也可见蛇纹石及石棉围绕硅质团块的现象。&&&&&&&&c、含菱铁矿、黄铁矿的碳酸盐岩有利于铁矿的形成。这是因为地层提供了成矿物质和矿化剂,如铜官山石炭系黄龙组。&&&&&&&&d、含膏盐的碳酸盐岩层有利于铁矿的形成。原因是氯化钠溶于热液有利于铁的活化迁移;溶解崩塌所形成的盐(膏)溶角砾岩渗透性强为含矿热液提供了良好的流动通道和成矿场所。&&&&&&&&3、裂隙发育,渗透性强的围岩有利于矽卡岩及矿床的形成。如薄层及与不同强度的岩层互层的碳酸盐岩比厚层及岩性单一的同类岩石易于蚀变和成矿。&&&&&&&&(三)构造条件&&&&&&&&1、大地构造环境:有利与接触交代矿床成矿的大地构造单元是大陆边缘弧、岛弧及断裂凹陷带,这些构造环境中酸性岩浆活动强烈。&&&&&&&&2、控制岩体的构造:经常是大断裂、不同方向的断裂交汇部位、大型褶皱的转折端及倾伏端。原因是上述构造部位常构成岩浆上升的通道。&&&&&&&&3、控制矿体的构造&&&&&&&&a、接触带构造:接触代构造是控制矿体分布及形态的主要构造,主要表现在如下几个方面:&&&&&&&&(a)平盖型接触带多形成规则的矿体。(见图7-4)&&&&图7-4平盖接剖面图&&&&&&&&1—灰岩;2—岩浆岩;3—矿体;4—钻孔&&&&&&&&(b)超覆型接触带多形成富而不规则状及透镜状矿体(见图7-5)&&&&(c)岩体凹部有利于成矿,多形成不规则矿体。这是由于该部位的围岩断裂裂隙发育,与岩体接触面积大,有利于发生接触交代作用。(见图7-6)&&&&1—上三叠系泥质灰岩、灰岩互层(T2K21);2—下三叠系灰岩、白云质灰岩互层(T2K12);&&&&&&&&3—上三叠系灰岩(T2K21);4—变辉绿岩;5—含斑黑云母花岗岩及其过渡带;6—矽卡岩;7—矿体(Cu、Zn、Pb、Be);8—断层&&&&&&&&(d)层理面倾向接触面的接触带有利于成矿。原因是层理面常构成热液向上、向外运移的通道。&&&&&&&&b、捕虏体构造:被捕虏的围岩裂隙发育,与岩浆有相对最大的接触面积,因而有利于接触交代作用与成矿。&&&&&&&&c、断裂构造:与接触带重合及相交的断裂有利成矿(见图7-7)。原因是断裂及其破碎带常构成热液活动的通道和成矿的场所,远离接触带的矿体多受断裂控制。&&&&&&&&(示:断裂破坏的接触带构造)&&&&&&&&1—表土;2—灰岩;3—闪长岩;4—矽卡岩化闪长岩&&&&&&&&d、褶皱构造:矿体多形成于接触带附近褶皱的转折端及翼部层间滑动面。&&&&&&&&7.5重要的矿床类型&&&&1、矽卡岩型铁矿床&&&&&&&&此类矿床规模大小不一,可构成中、大型矿床,一般多为富矿,而且常伴生Co、Ni、Au、Cu、Pb、Zn→Cu、Pb、Zn、Mo、Bi、W、Sn等多种有用金属组分,并且常与矿浆贯入型铁矿、矽卡岩型铜矿、矽卡岩型锡等矿床共生。重要的矿床如(河北)中关、(湖北)铁山、(新疆)磁海、(菲)Parap、(美)EagleMountain、(墨)Fierro。&&&&&&&&(1)地质构造背景&&&&&&&&有利成矿的大地构造位置是不同地质时期的大陆边缘弧及岛弧、大陆边缘隆起中的凹陷带和与之相邻的坳陷带及裂谷。矿床形成于中、浅成侵入体与碳酸盐岩、钙质凝灰岩及钙质页岩等化学性质活泼的围岩接触带及其附近。与成矿有关的岩体可为辉长岩及辉绿岩、闪长岩及二长岩、石英闪长岩及石英二长岩、花岗闪长岩及花岗岩,一般富碱质(多富Na2O)或偏碱性,规模多属中、小型。成矿深度一般在1-4.5km,蚀变及矿化的温度一般在800-200oC,主要矿化温度在500-400oC。&&&&&&&&(2)矿床特征&&&&&&&&矿体呈似层状、凸镜状、囊状、不规则状产于接触带的矽卡岩中,主要受接触带、断裂及层间破碎带、捕虏体等构造控制,与围岩多呈渐变关系。&&&&&&&&矿石矿物以磁铁矿为主,可见赤铁矿、菱铁矿、镜铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、锡石、闪锌矿、方铅矿等。脉石矿物为矽卡岩矿物组合,如石榴石、透辉石及钙铁辉石、方柱石、钠长石、阳起石、符山石、绿泥石、方解石、金云母、蛇纹石、白云石、石英等,因矿床和矽卡岩类型而异。&&&&&&&&矿石具交代结构、交代残余结构、它形-半自形粒状结构,浸染状、条带状、斑杂状、角砾状、致密块状等构造。&&&&&&&&围岩矽卡岩化普遍,且常具有一定的分带性,分带情况因矿床而异、蚀变最强烈的部位多在正接触带。近矿围岩多见金云母化、阳起石化、透闪石化、绿泥石化。&&&&&&&&(3)成矿作用模式(见图7-8)&&&&&&&&虽不排除部分矿床的铁来自岩体的围岩,但大多数矿床的铁质是岩浆热液带入的,岩体富钠及钠化蚀变作用有利于铁质进入热液。当岩体侵位于中、浅部位的碳酸岩盐等有利围岩冷凝结晶时,岩浆中的挥发组分开始向岩体的顶部及边部集中,在早期高温阶段(超临界状态)流体通过双交代或渗滤交代作用形成干矽卡岩;其后因温度降低沿接触带上升的接近临界状态的富铁流体与围岩(包括干矽卡岩)交代形成湿矽卡岩矿物组合及磁铁矿,即铁矿的主要形成阶段;在更晚阶段则形成伴生的赤铁矿、锡石等氧化物及铜、铅、锌的硫化物。&&&&&&&&&&&&图7-8酸性侵入体有关的矽卡岩型铁矿床模式图(据翟裕生(1995)原图修改)&&&&&&&&1-砂砾岩;2-粉砂岩和泥灰岩;3-大理岩;4-中-酸性脉岩;5-闪长岩(和/或石英闪长岩、花岗岩);6-接触交代矿体;7-蚀变带;8-沉积-接触变质改造矿体;9-断层;10-矿体产状类型编号:1a-岩体内的矿脉;1b捕虏体中的矿体;2a、2b-岩体顶部矿体(2a-单层矿体,2b-多层矿体);3a、3b-岩体侧部矿体;4a、4b-可能伴生的外围矿床(4a-岩体外部顺层矿体;4b-岩体外部热液充填交代矿体)&&&&&&&&7.5重要的矿床类型&&&&&&&&2、矽卡岩型铜矿床&&&&&&&&此类矿床规模大小不一,可构成中、大型矿床,一般多为富矿,而且常伴生多种有用金属组分,并且常与矽卡岩型铁矿、矽卡岩型钼矿、矽卡岩型锡矿、矽卡岩型铅锌矿、斑岩型铜(钼)矿床、硅灰石等矿床共生。典型矿床如(河北)寿王坟、(湖北)铜录山、丰山洞、(安徽)铜官山、(俄)图林、(美)毕斯比、MasonValley。&&&&&&&&(1)地质构造背景&&&&&&&&矿床主要分布于不同地质时期的大陆边缘弧、大陆边缘与隆起相邻的坳陷带、断陷盆地,也见于岛弧,受隆坳构造和深大断裂控制。矿床形成于中、浅成侵入体与碳酸盐岩、钙质火山岩等化学性质活泼的围岩接触带及其附近。与成矿有关的岩体主要是钙碱性石英闪长岩及石英二长岩、花岗闪长岩,也见于闪长岩及花岗岩,一般碱质偏高(多富K2O),规模多属中、小型。成矿深度一般在1-4.5km,矽卡岩化及矿化的温度一般在500-200oC,铜的主要矿化温度在400-200oC。&&&&&&&&(2)矿床特征&&&&&&&&矿体呈似层状、脉状、凸镜状、囊状、不规则状产于接触带的矽卡岩中,主要受接触带、断裂及层间破碎带、俘虏体等构造控制,与围岩多呈渐变关系。&&&&&&&&矿石矿物以黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、斑铜矿、磁黄铁矿为主,因矿床而异可见辉钼矿、锡石、闪锌矿、方铅矿等。脉石矿物为矽卡岩矿物组合,如石榴石、透辉石及钙铁辉石、方柱石、钠长石、阳起石、符山石、绿泥石、方解石、金云母、蛇纹石、白云石、石英等,因矿床和矽卡岩类型而不同。&&&&&&&&矿石多见交代结构、交代残余结构、它形-半自形粒状结构、包含结构,以浸染状、斑杂状、致密块状构造为主,次为条带状、角砾状等构造。&&&&&&&&围岩矽卡岩化普遍,且常具有一定的分带性,分带情况因矽卡岩类型而异。由内接触带向外一般分带为:&&&&&&&&(1)钙矽卡岩型:辉石斜长石带→石榴石带→透辉石带→硅灰石带。&&&&&&&&(2)镁矽卡岩型:斜长石带→透辉石(石榴石)带、镁橄榄石带。&&&&&&&&湿矽卡岩阶段及主要矿化的石英硫化物阶段叠加其上常使上述分带复杂化。&&&&&&&&(3)成矿作用模式(见图7-9)&&&&&&&&虽不排除部分矿床的铜来自岩体的围岩,但大多数矿床的成矿物质是岩浆热液带入的。岩体富钾及钾化蚀变作用有利于铜进入热液。当岩体侵位于中、浅部位的碳酸岩盐等有利围岩时,岩浆期后气液向岩体的顶部及边部集中,在早期高温阶段(超临界状态)流体通过双交代或渗滤交代作用形成干矽卡岩;其后因温度降低沿接触带上升的接近临界状态的流体与围岩(包括干矽卡岩)交代形成湿矽卡岩矿物组合及磁铁矿;在更晚的氧化物及石英硫化物阶段热液在矽卡岩及磁铁矿化带中进一步交代形成锡石、辉钼矿及铜、铅、锌的硫化物。&&&&3、矽卡岩型锡(-多金属)矿床&&&&&&&&此类矿床可构成大型矿床,而且常伴生多种有用金属组分,并且常与矽卡岩型铁矿、矽卡岩型钨矿、矽卡岩型铜矿、脉型锡、铜及铅锌矿、云英岩型钨、锡、铋、铍等矿床及锡的砂矿床伴生。典型矿床如(云南)个旧、(内蒙)黄岗、(湖南)柿竹园、(美)LostRiver、(澳)Moina。&&&&&&&&(1)地质构造背景&&&&&&&&矿床主要分布于不同地质时期板块俯冲带之上的大陆边缘弧及弧后岩浆带、大陆板块边缘的构造坳陷带及裂谷带,成矿于造山晚期。矿床形成于中、浅成侵入体与碳酸盐岩、中基性火山岩、钙质泥岩等化学性质活泼的围岩接触带及其附近。与成矿有关的岩体多为钛铁矿系列的中-细粒或斑状黑云母或白云母花岗岩、二长花岗岩及花岗闪长岩,多属小岩株、岩枝(深部多与大的岩体相连)。矽卡岩化的起始温度约在650oC左右,矿化温度多在>400-200oC以上。&&&&&&&&(2)矿床特征&&&&&&&&矿体呈似层状、脉状、凸镜状、不规则状产于接触带的矽卡岩中,主要受接触带、捕虏体等构造控制。&&&&&&&&矿石矿物以锡石、黝锡矿为主,次为白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿等。脉石矿物为矽卡岩矿物组合,如石榴石、透辉石及钙铁辉石、方柱石、阳起石、符山石、绿帘石、绿泥石、金云母、镁橄榄石、粒硅镁石等,因矿床和矽卡岩类型而异。&&&&&&&&矿石多见交代结构、交代残余结构、它形-半自形粒状结构、包含结构,以浸染状、斑杂状、致密块状构造为主,次为条带状、角砾状等构造。&&&&&&&&围岩矽卡岩化普遍,且常具有一定的分带性,分带情况因矽卡岩类型而异。由内接触带向外一般分带为:&&&&&&&&(1)钙矽卡岩型:辉石斜长石带→石榴石带→透辉石带→硅灰石带。&&&&&&&&(2)镁矽卡岩型:斜长石带→透辉石(石榴石)带、镁橄榄石带。&&&&&&&&湿矽卡岩阶段及主要矿化的石英硫化物阶段叠加其上常使上述分带复杂化。&&&&&&&&(3)成矿作用模式(见图7-9)&&&&&&&&在洋壳俯冲于有较厚陆壳的大陆边缘之下时引起锡丰度较大的陆壳重熔形成中酸性及酸性岩浆。在岩浆上升演化过程中锡、钨等成矿元素及挥发组分趋于在晚期和上部演化为含锡花岗岩浆。此种岩浆侵位于地壳上部碳酸盐岩等有利围岩时,富含成矿元素的岩浆期后热液沿接触带上升发生矽卡岩化并随之形成矽卡岩型矿床,部分气液沿断裂、裂隙及层间构造充填、交代形成外围热液矿床。&&&&&&&&7.5重要的矿床类型&&&&4、矽卡岩型钨矿床&&&&&&&&此类矿床常可构成大型矿床,而且常伴生多种有用金属组分,并且常与矽卡岩型锡铋钼铍矿床、矽卡岩型锌矿床、矽卡岩型铜锡矿床、脉型钨矿床、云英岩型钨、锡矿床共生。典型矿床如(湖南)新田岭、瑶岗仙、柿竹园、(甘肃)塔儿沟、(河南)三道庄、(美)PineCreek、MacTung、(朝鲜)桑东(Sangdong)、(加拿大))MacMillan。&&&&&&&&(1)地质构造背景&&&&&&&&矿床主要分布于不同地质时期板块俯冲带之上的大陆边缘弧及其内侧、大陆板块边缘造山带,成矿于造山期及造山晚期。矿床形成于中-浅成地壳重熔型和壳幔同熔型(复式)花岗岩、花岗闪长岩、石英二长岩岩基、岩株、岩钟与灰岩、钙质板岩等围岩接触带及其附近。&&&&&&&&(2)矿床特征&&&&&&&&矿体呈似层状、脉状、凸镜状、不规则状产于接触带的矽卡岩中及外接触带大理岩中,主要受接触带、捕虏体等构造控制。&&&&&&&&矿石矿物以白钨矿为主,次为锡石、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿等。脉石矿物为矽卡岩矿物组合,如石榴石、透辉石及钙铁辉石、角闪石、符山石、绿帘石、绿泥石、金云母、石英、长石、方解石、萤石等。矿石多见交代结构、粒状结构,浸染状、条带状、细脉状等构造。&&&&&&&&围岩矽卡岩化,常伴有云母化、萤石化及硅化。&&&&&&&&(3)成矿作用模式(见图7-11)&&&&&&&&在洋壳俯冲于有较厚陆壳的大陆边缘之下时引起钨丰度较大的陆壳重熔或与地幔物质同熔形成富含钨等成矿元素的中酸性及酸性岩浆。此种岩浆侵位于地壳上部碳酸盐岩等有利围岩时富含成矿元素的岩浆期后热液沿接触带上升发生矽卡岩化,同时改变了流体的物理化学条件,形成矽卡岩期的白钨矿矿化。在矽卡岩期之后的热液进一步作用于矽卡岩及碳酸岩盐和叠加矿化而形成矿床。侵入体与化学性质不活动的围岩接触的某些地段可形成脉状或云英岩型等类型的矿床。&&&&1-石英脉型黑钨矿矿床;2-矽卡岩型白钨矿矿床;3-云英岩型黑钨矿矿床;4-板岩及角岩;5-砂岩;&&&&&&&&6-灰岩及大理岩;7-复式花岗岩及侵入次&&&&8.1概念、特征及工业意义&&&&&&&&(一)热液矿床的概念:&&&&&&&&热液矿床是由含矿热液在有利构造及岩石中通过充填及交代作用使有用组分富集而形成的矿床。&&&&&&&&(二)矿床特征:&&&&&&&&热液矿床一般具有如下共同特征:&&&&&&&&1、均属后生矿床:因此,矿体往往不受原生构造控制,围岩往往有不同程度的蚀变。&&&&&&&&2、矿体受构造控制明显。矿体形状与构造和成矿方式有关,充填矿床的矿体多为脉状、网脉状;交代矿床的矿体多为不规则状、凸镜状、似层状。&&&&&&&&3、矿床多为多期多阶段形成的。&&&&&&&&4、矿石的金属矿物主要是硫化物、氧化物、砷化物、含氧盐;常见的有用非金属矿物及脉石矿物有碳酸盐、硫酸盐、含水硅酸盐、石英等。矿石多具栉状、对称带状、角砾状、晶洞状、皮壳状,也可见浸染状及块状构造。&&&&&&&&5、成矿温度较低(一般多<400oC)。&&&&&&&&(三)工业意义&&&&&&&&热液矿床是一个重要的矿床类型,矿种多,工业价值大。有重要价值的矿种包括:有色金属Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、W、Sn、Mo、Bi、Ni、Co等;贵金属Au、Ag;黑色金属Fe;稀有及分散元素Li、Be、Ga、Ge、In、Cd等;放射性元素U;非金属矿产硫、石棉、萤石、水晶、明矾石、重晶石、菱镁矿、滑石、叶腊石、高岭土、膨润土等。其中一些矿种主要产于热液矿床,如Au、Ag、Hg、Sb等。&&&&&&&&.2矿床分类&&&&依据不同的分类原则可将热液矿床划分为不同的成因类型,较通用的分类如下:&&&&&&&&(一)成矿深度分类:&&&&&&&&依据矿床形成时成矿位置距地表的深度将热液矿床分为表成、浅成、中深成和深成矿床表成及浅成矿床的矿体延深小,向下多急剧尖灭;矿化元素垂直分带不明显,矿石成分复杂,多阶段矿石常叠加在一起,高、中、低温矿物组合常混在一起;矿

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