矿床学讲稿(第1-12章).doc

说明： 这我给南大本科生讲课时用的备课笔记。这里第48章和11、12章是虚号，没有内容。第18、19、20、21章的内容我们没有讲，考研也不考。第1 章 绪论3.1. 矿产资源的重要性 我国矿产资源形势 表面上看地大物博：我国的矿物资源的总量占世界的12%，仅次于美国和俄罗斯Le： 占世界第一的有：Ti, W, Sb, REE, Ta, 重晶石、菱镁矿、石膏石墨、芒硝、膨润土 实际上是资源小国Ha：我国矿产资源人均占有量：还不到世界人均占有量的一半，是美国的1/10，居世界第80位Ha。 目前我国每年要进口大量的铁矿石和铜矿石，我国的石油很快也要从出口变为进口Ha。3.2. 矿产资源的工业分类1） 黑色金属： Fe, Mn, Cr, V, Ti2） 有色金属：Cu, Pb, Zn, Al, Co, Ni, W, Sn, Mo, Bi, Hg, Sb, As3） 贵金属：Au, Ag, Pt族4） 稀有、稀土和分散元素： Li, Rb, Cs, Be, Nb, Ta REE Zr, Hf, Ga, Ge, In, Tl, Cd, Sc, Re5） 其它 能源：石油、天然气、煤、铀、地热 冶金源料：熔剂石灰石、白云石、菱镁矿等 化工原料：硫、磷、钾盐等盐类矿产 建材 宝玉石 水资源：我国的水资源来说，其总量在世界上占第六位，但按人口平均，不到世界人均的1/4，是世界上12个贫水国家之一Ha 3.3. 有关矿床学的某些基本概念1. 矿床：是指由地质作用形成的、并具有工业开采价值的有用物质聚集体。2. 矿床学（经济地质学）：研究矿床的特征、形成机制和分布规律的科学。研究的目的是为了指导找矿。3. 矿石及其有关概念 矿石：是指矿床中开采出来的，在现有经济和技术条件下可以利用的天然矿物集合体。 矿石矿物：指矿石中能被工业利用的金属或非金属矿物。如黄铜矿、重晶石、石棉 脉石矿物：指矿石中目前还不能利用的矿物，如铜矿石中的石英、方解石等 脉石：夹石矿石中的无用部分，如脉石矿物集合体、围岩碎块等 矿石品位：指矿石中有用组分的含量，品位的表示方法如 wt%: Fe, Cu, Pb, Zn, S, WO3, g/t: Au, Ag 克拉/立方米：金刚石 矿石的最低工业品位：指目前的经济技术条件下，工业开采对矿石的最低品位要求 矿石储量：是经过地质研究或详细勘探圈定的矿石量（体重 x 体积） 有色金属的矿量：国外用矿石量表示，国内用金属量表示 黑色金属：国内和国外者用矿石量表示 储量级别：国内A、B、C、D； 国外proved（探明的）、 probable（推定的）、 possible（可能的）4. 与矿体及其有关概念 矿体：是由矿石组成的地质体，有一定的形状、大小和产状，是工业开采的对象 围岩：指矿体周围的岩石，一般通过取样分析确定 夹石：夹在矿体中的不符合工业要求的岩石 母岩：是指提作为成矿物质来源的岩石，如超基性岩结晶过程中形成了铬铁矿矿石，这个超基性岩就称为铬铁矿的成矿母岩 主岩：指矿体赋存的岩石。它没有成因意义，只是目前产在这种岩石中。如石灰岩中有铅锌矿脉，铅锌可能来自别处，但该处的石灰岩就是主岩。矿体的各种形态AD11图2-1；2-2；2-3；2-4 矿体形态：指矿体的形状，如等轴状、柱状、层状、脉状、囊状、透镜状、不规则状 矿体的产状：走向、倾向、倾角对透镜状和倾斜的柱状矿体，还要确定它们的倾伏角和侧伏角 倾伏角：指矿体最大延伸方向与其水平投影之间的夹角 侧伏角：矿体最大延伸方向与走向之间的夹角3.4. 成矿作用与矿床分类 内生成矿作用：包括岩浆矿床和热液矿床 外生成矿作用：包括沉积矿床和风化矿床 变质成矿作用：变质矿床第2章 岩浆矿床定义：岩浆矿床是指在岩浆冷却固结过程中形成的矿床，这类矿床产在岩体内部，主要同超基性、基性岩有关。2.1 主要成矿作用1） 结晶分异作用和岩浆分结矿床（早期岩浆矿床AD）：典型的是铬铁矿和金刚石矿床。这类矿床的特点是： 矿石矿物主要是在岩浆结晶的早期堆积的。纯橄岩中早期结晶的铬铁矿，AD18, 图3-4在鲍温反应系列中，铬铁矿的结晶主要时期晚于橄榄石，但早于辉石。不过在一个基性-超基性杂岩体中，橄榄石和纯橄岩往往数量较少，数以从整个杂岩体的角度说，铬铁矿一般是早期岩浆矿床。实际上一个矿床中铬铁矿的成矿是多世代的，既有早期的，又有晚期的，我们说早期岩浆矿床，只是以早期为主；也有结晶较晚的铬铁矿。判断结晶的早晚主要看包裹关系。 矿石结构主为是浸染状，在岩浆流动过程中常形成条带状异离体 矿体常分布于杂岩体下部，与围岩过渡。2） 岩浆熔离作用：主岩浆中流体不混溶现象。由于铜-镍硫化物在硅酸盐岩浆中的溶解度有限，含量高时可以形成不混溶的乳滴，这些乳滴可以在重力作用下沉到底部。这种富集成矿过程就叫作岩浆熔离作用。如果溶离出的是金属硫化物或氧化物的熔体，这就叫矿浆。所形成的矿床主要是铜镍硫化物矿床，也可以形成磷灰石-磁铁矿矿床（如瑞典基鲁纳铁矿）AD40。这类矿床的特征是： 典型的结构是熔离构造和海绵陨铁结构ASc熔离构造如：球珠状和斑杂状构造，因为最初熔离出的硫化物成球珠状，在岩浆浆流动过程中滴状体可以发生变形而呈椭球状或不规则状；海绵陨铁结构：因为硫化物的结晶常晚于橄榄石和辉石 矿体在岩体中的赋存部位有两种： 底部矿体：熔离出的硫化物球珠比重大，下沉到岩浆底部集中，形成底部矿体 上悬矿体：如果岩浆冷却快，硫化物球珠来不及沉到岩体底部，岩浆就已冷却，于是球珠聚集在岩体下部的一定位置上，形成浸染状石，成为上悬矿体。3） 残余熔融作用和晚期岩浆矿床：由于正常岩浆分异结晶，或者H2O和CO2等的影响，基性-超基性岩大部分结晶以后可以产生一部分残余的含矿熔体或矿浆，形成晚期岩浆矿床。这种成矿作用所有成的矿床主要是钒钛磁铁矿矿床。这类矿床的特征是AD： 矿石的典型结构是海绵陨铁结构。这是因为金属矿物主要是含钒钛的磁铁矿，它的结晶不但晚于橄榄石和辉石，也晚于斜长石。 矿体的赋存部位 在基性岩组成的大岩床或大岩盆中，矿体主要分布在岩体下部或靠近底部附近。如我国攀枝花的钒-钛-磁铁矿。为会什么主要产在基性岩体的下部或底部附近，这可能是因为岩浆结晶过程中，富含Fe、V、Ti的那部分岩浆比重大，慢慢沉到下部，而早期结晶的斜长石等矿物比重小，不能下沉，反而不浮。 在大的基性-超基性杂岩体中，矿体常产在杂岩体上部基性“层”的下部，形成似层状矿体，如南非布什维尔德； 可以存在脉状富矿体：当残余岩浆或矿浆还没有结晶时，如果受到构造作用的影响，常沿着已凝固的母岩或围岩的裂隙贯入，形成脉状矿体 发育自变质作用：由于残余岩浆含有大量挥发份，因此基性-超基性岩常有自变质，如蛇纹石化、绿泥石化、金云母化、碳酸盐化等。2.2 主要类型岩浆矿床主要与基性-超基性岩有关，其岩浆都是直接来自地幔。1） 铬铁矿矿床主要矿石矿物是铬尖晶石，其分子式是(Mg、Fe)2+(Cr、Fe、Al)3+2O4 , 工业上要求铬尖晶石是Mg,Cr高而Fe, Al低的镁铬尖晶石，而铁铬尖晶石只能作耐火材料。所以富镁的超基性岩对铬铁矿矿床成矿有利。(1) 层状铬铁矿矿床。这类矿床的特征是： 主要产在稳定地台区的层状杂岩体中，与大陆裂谷作用 成矿时代主要是前寒纪 含矿岩体为层状基性-超基性杂岩体，火成堆积构造和结构明显 根据成矿作用的不同可分为岩浆分结矿床、岩浆熔离矿床和晚期岩浆矿床。由于铬铁矿的结晶比橄榄石晚，而比辉石和斜长石早，所以在辉石岩、辉长岩和斜长岩中，铬铁矿主要是岩浆分结矿床（早期岩浆矿床） 矿体呈层状产于岩体下部，或者韵律层的下部Bushveld铬铁矿层产出部位，AD44图3-13Muscox层状岩体铬铁矿产出部位，AD43图3-12 铬尖晶石在矿石中呈块状、稠密浸染状铬铁矿矿石的几种构造AD46图3-22铬铁矿稠密浸染条带状构造AD47图3-23 实例：南非布会维尔德(2) 豆荚状铁铁矿矿床，其特征是 主要造山带中，主岩为蛇绿岩套中的斜方辉橄岩 成矿地质时代主要是显生宙 矿体呈豆荚状、囊状、透镜状。豆荚状形态囊状铬铁矿体，AD图3-14或KL25图2-14内蒙索伦岩体中豆荚状铬铁矿体，AD图3-24 或KL24图2-13由浸染状矿石组成的不规则状矿体，AD46图3-21或KL25图2-16甘肃大道尔吉矿饼群，AD图3-15 或KL24图2-13 豆荚状形态的成因（不要求掌握）：蛇绿岩套的斜方辉橄岩形成于地幔环境，铬尖晶石结晶后因磨擦而聚集成团块，后经地幔剪切变形而呈豆荚状2） 铜-镍硫化物矿床这类矿床是世界上镍的主要来源，可以分为两类(1) 层状杂岩体中的铜-镍硫化物矿床，主要特征是 主要产在稳定地台区的层状杂岩体中，与大陆裂谷作用 成矿时代主要是前寒纪，我国有相当一部份产在显生宙 含矿岩体为层状基性-超基性杂岩体，火成堆积构造和结构明显 成矿作用主要是岩浆熔离作用 矿体赋存部位有底部矿体和上悬矿体两种 矿石主要呈浸染状，也有块状，有时有后期贯入的脉状 成分上Ni/Co和Ni/Cu比便低，而铂族元素含量高 实例：肖德贝里、金川、力马河（二叠纪）、诺里尔斯克（T）肖德贝里大岩盆平面图，AD50图3-28或KL31图2-24甘肃某地与岩床有关的矿床，AD50图3-30或KL32图2-20(2) 与科马提岩有关的铜镍矿床：科马提岩是一种超基性的火山岩，铜镍矿体主要分布在岩流的底部。也是一种岩浆熔离矿床，可能是岩浆房中溶离的，喷出地表后硫化物珠球下沉到岩流底部。矿石特征是Ni/Cu 和Ni/Co比值很高。3） 钒钛磁铁矿矿床 主要产在稳定地台区的层状杂岩体中，与大陆裂谷作用 成矿时代主要是前寒纪 含矿岩体主要为含斜长石的基性岩，如辉长岩、苏长岩-辉长岩和斜长岩。 成矿作用主要是残余熔融作用 矿体往往呈层状，赋存在岩体底部。在基性-超基性杂岩体中，同铜镍硫化物矿床一样，也产在上部岩相带基性层位的底部。 矿石主要呈浸染和有块状，矿石矿物主要是磁铁矿，V、Ti呈类质同像。 实例：四省攀枝花产在辉长岩中，河北大庙产在斜长岩中4） 金刚石矿床主要产在金伯利岩中，少量产在钾镁煌斑岩中。金伯利岩的特征主要特征是 金伯利岩主要产在大陆裂谷带 时代主要是中、新生代，也有古生代和前寒武纪 金伯利岩是一种超浅成相侵入岩，相当于次火山相，主要呈岩筒状，也有呈岩墙、岩脉 主要成分为橄榄石、镁铝榴石、顽火辉石、铬透辉石、金云母、金刚石、磷灰石等。金刚石在其中呈浸染状 一般镁铝榴石含量和透辉石铬含量高者含矿性好。金刚石的成因主要有两种观点： 金刚石是金伯利岩的造岩矿物，是岩浆在深部高压下结晶的 金刚石是地幔捕掳晶，被岩浆快速带到地表。分布：东非裂谷、前苏联雅库蒂、我国山东、辽宁、贵州、湖北等地第3章 热液矿床3.1. 概述定义：通过含矿流体（包括气相、液相）作用而生成的后生矿床称为热液矿床或气化热液矿床。这类矿床主要是成矿流体溶解了成矿物质，使矿质迁移，然后在适宜的条件下沉淀而成的。3.2. 热液成矿作用3.3.1. 成矿流体来源：主要有四种来源1） 岩浆流体：是岩浆结晶过程中从岩浆中释放出来的流体。除了水以外，往往含有H2S, HCl, HF, SO2, CO, CO2, H2, N2等挥发组分。火山喷发放出大量水和其他挥发组分，足于证明岩浆流体的存在。岩浆结晶到晚期，水和挥发份的含量越来越多。最后的残余岩浆可以向热液流体过渡。2） 变质水：指变质过程中释放出来的水。a) 泥质岩变质脱水：粘土矿物云母石榴石红柱石、蓝晶石、硅线石b) 绿片岩变质脱水：绿泥石、绿帘石角闪石辉石3） 建造水（封存水）：指沉积岩沉积时所含的水，在埋藏过程中发生压固脱水，被释放出来。在油田中，油气的运移与建造水有很大关系；很多低温热液铅锌矿床的成矿，与建造水对铅锌的溶解和迁移有关。4） 地表水：包括雨水、海水等。六十年来以来研究成矿作用的一个重要进展是，证明了地表水可以向下渗透，受到深部岩浆加热后温度升高，淋滤围岩中的金属，构成成矿流体。许多现代温泉都来自地表水地表水根据氢氧同位素组成很容易同岩浆水、变质水和建造水区分。3.3.2. 成矿物质来源1） 来自岩浆：岩浆中释出的流体可以溶解有大量的金属，提供成矿物质。岩浆中的挥发份，尤其是Cl-，可与金属形成络合物，使金属迁移。因此，岩浆和热液中Cl-浓度的高低，与热液的成矿能力有一定的关系。2） 来自被淋滤的围岩：热液流过围岩时，可以淋滤其中的金属，构成成矿流体。这就是所谓水-岩反应。3） 来自同生热液和变质热液：沉积岩在成岩过程中，建造水被释放出来，溶解了沉积岩中的金属（如铅锌等），构成同生热液。变质过程中释放出的变质水也可以携带金属，形成变质热液。3.3.3. 成矿物质迁移形式及沉淀机制1） 迁移机制大量研究表明，金属在成矿流体中主要是以络合物的形式搬运的。因为许多金属的络合物比简单化合物的溶解度大得多。金属构成中心阳离子；阴离子或阴离子团构成配位体。重要的络合物如：Fe: FeCl42-, FeCl63-, Cu: CuCl3-Au: AuCl2-, Au(HS)2-W: WF6, WCl6, Sn: SnF62-2） 沉淀机制金属中热液中沉淀，主要是因为物理化学条件的变化，使络合物破坏，其中主要是温度降低、pH和氧逸度变化。 温度有些络合物在高温下稳定而在低温下分解，如PbCl4. FeCl42-, FeCl63-在300oC以上温定，而在低温下不稳定，会分解。 pHCl-的络合物在酸性环境里稳定，而pH升高时水解；AsS33-在碱性介质里稳定，而pH减小时沉淀 氧逸度FeCl42-, FeCl63-在氧逸度升高时会沉淀U6+在氧化环境里能形成络合物迁移，在还原环境里变为U4+，发生沉淀 与围岩反应W6+的络合物遇到石灰岩围岩时，形成白钨矿CaWO4。 此外，络合物水解、不同来源的流体温合、沸腾等都可以造成矿质沉淀3.3.4. 成矿方式：主要有两种1） 充填方式和充填式矿床：指溶液在已有的孔隙或裂隙中沉淀矿质。以这种方式形成的矿床叫作充填式矿床。充填式矿床中常见的矿石构造，KL45，图3-2充填式成矿作用或充填式矿床的特征是 形成深度较浅，流体温度较低，因而化学反应较弱 与围岩界线规则、突变 形成一些特征性的矿石构造，如梳状构造、晶簇状构造、对称带状构造、鸡冠状构造、角砾状构造 矿床的成分往往是一些石英脉矿床，如钨锡和金的石英脉矿床。 交代作用不明显。2） 交代方式和交代式矿床：成矿流体通过与围岩的强烈化学反应，即通过交代作用，使矿质沉淀，这样形成的矿床叫作交代矿床。交代作用是指流体与围岩发生反应，引起组分带进、带出，在围岩中形成新矿物。交代作用又叫围岩蚀变，所形成的新矿物叫蚀变矿物。变代矿床的特征是： 形成外形完好的变斑晶，它可以切割围岩的原生构造，变斑晶中常包含许多未被交代完的包体交代矿体的各种特征，AD80图4-11或KL46，图3-3 新矿物呈被交代矿物的假象 矿石或矿体中保留被交代岩石的结构和构造，如层理、片理、角砾构造等 矿体中可以看到与围岩原生构造一致的围岩残留体 矿体形态不规则，边界不清晰，与围岩呈过渡。3.3.5. 热液的交代蚀变和交代蚀变岩1） 定义：围岩蚀变是指流体与围岩发生反应，引起组分带进、带出，在围岩中形成新矿物。所形成的新矿物叫蚀变矿物；蚀变后的岩石叫蚀变岩。2） 种常见的围岩蚀变蚀变作用矿物组合主要原岩矽卡岩化石榴石、透辉石-钙铁辉石、其他钙、镁、铁、铝硅酸盐矿物碳酸盐和其它富钙的火成岩、火山岩等钾长石化主要微斜长石，还可以有正长石、天河石、冰长石等主要是富含长石的岩石，其中以酸性侵入岩为主，也可以是中性火成岩及富含长石的沉积岩、变质岩钠长石化钠长石主要是富含长石的火成岩云英岩化主要石英、白云母（锂云母、铁锂云母），可以含有黄玉、电气石等花岗岩类黑云母化黑云母含镁铁组分的各种火成岩、沉积岩和变质岩青盘岩化主要绿泥石、绿帘石、碳酸盐，可以有黄铁矿、黝帘石等主要是中偏基性或中偏酸性的火成岩黄铁绢英岩化黄铁矿、绢云母、石英富含两种长石（斜长石和钾长石）的中酸性火成岩和沉积岩、变质岩粘土化各种粘土矿物，如高岭石、迪开石、蒙脱石、水云母，并含有石英等主要是各种含长石的岩石蛇纹石化和滑石化蛇纹石、滑石常伴有碳酸盐化和金云母化超基性岩和白云岩沸石化各种沸石、方解石、石英中酸性火成岩和火山沉积岩3） 蚀变温度分类 气化-高温热液蚀变：主要有矽卡岩化、云英岩化、白云母化、电气石化、黄玉化、黑云母化、方柱石化、方柱石化、钾长石化、钠长石化 中-低温热液蚀变：绢云母化、硅化、玉髓化和蛋白石化、黄铁绢英岩化、黄铁矿化、绿泥石化、青磐岩化、碳酸盐化、明矾石化、重晶石化、冰长石化、赤铁矿化、蛇纹石化、沸石化4） 碱交代：包括钾交代和钠交代钾交代：包括钾长石化、云母化钠交代：包括钠长石化、钠质辉石或角闪石化、方柱石化等3.3.6. 矿化期与矿化阶段一个矿床往往的形成往往经历了很长的时间，经过了不同的地质质作用，因此成矿作用可以分成若干个成矿期和成矿阶段。1） 成矿期：代表一个较长时间的成矿过程和物理化学条件的显著变化。如高温热液期和中-低温热液期。2） 成矿阶段：代表一个较短的时间间隔和不大的物理化学条件变化。例如类似成份的矿脉互相交切等以后讲矽卡岩矿床时再详细讲述成矿期和成矿阶段3.3.7. 矿床和矿体的分带指不同成分和结构特征的矿石在空间上的分带。据空间关系可以分成垂直分带和水平分带；据成因可以分为沉淀分带和脉动分带。1） 沉淀分带：指各种成矿元素从溶液中先后沉淀，因而在空间上形成分带：大厂矿床的垂直分带，AD132，图6-3老厂矿床的垂直分带，AD132图6-2江西银山矿床垂直分带和水平分带，AD134图6-6美国宾厄姆矿床的水平分带，AD133图6-5002） 脉动分带：由于构造裂隙多次张开，岩体中流体多次释放出来，不同期次释放出的成矿流体成分不同，于是造成分带。例如：正向分带：一条裂隙中早期释放出的硫体含钨，形成白钨矿，如果再受到构造运动，这条裂隙往上扩展，后期来的流体含锑，则在上方形成辉锑矿，于是造成下钨上锑的脉动分带。这种高温矿石在下方、低温矿石在上方的分带叫正向分带；逆向分带：如果已经充填了白钨矿的裂隙往下张开，则后期低温的辉锑矿充填在下方。这种高温矿石在上方，而低温矿石在下方的分带叫做逆向分带。3.3.8. 不同温度下形成的热液矿床特征对比：KL40参见本教材第40页，表3-1，要求掌握。下面讲热液矿床主要类型时加深理解3.3. 热液矿床主要类型3.3.1. 伟晶岩矿床伟晶岩的定义：伟晶岩是在成分上与某种火成岩相似，晶体特别粗大的脉状体（至少 5 mm）。各种火成岩都可以形成相应的伟晶岩，如：辉长质伟晶岩、闪长质伟晶岩、花岗闪长质伟晶岩、花岗质伟晶岩、碱性花岗质伟晶岩。这些伟晶岩通常产在相应成分的侵入岩内或其附近，下面我们讲伟晶岩时提到有关的侵入岩或有关的花岗岩就是这个意思。与成矿有关的主要是花岗伟晶岩，形成的矿床有稀有金属Li, Rb, Cs, Be, Nb, Ta, 长石、云母、水晶、冰洲石和宝石等。下面主要讲花岗伟晶岩矿床特征1） 成份：有三个重要特点(1) 化学成分和矿物成分与有关的花岗岩或混合岩（主岩）基本一致。如矿物成分主要是微斜长石、白云母、石英、黑云母、更长石等。(2) 特别富集亲花岗岩的稀有金属，如Li, Rb, Cs, Be, Nb, Ta, Zr, Hf, Tr, U和Th。挥发组分F、B也特别高。(3) 能形成多种稀有元素矿物，如锂辉石、锂云母、绿柱石、钍石、独居石、褐帘石、铌-钽铁矿和细晶石。习惯上根据成分将伟晶岩分为两类： 简单伟晶岩：单纯由长石、石英、云母组成，没有稀有金属矿化 复杂伟晶岩：有稀有金属矿化的伟晶岩，不但矿物成分复杂，而且交代作用也十分强烈，它往往是在简单伟晶岩的基础上发展起来的。2） 形态、产状和规模 形态：脉状、透镜状、囊状、筒状、网脉状、不规则状 与围岩关系：产状可以整合或不整合，渐变或过渡伟晶岩的形态，AD182图8-3至图8-7 大小差别很大：可以从几cm到几百米，有的可达2000 m以上。3） 结构、构造：(1) 矿物晶体特别粗大，伟晶岩中已知的矿物： 微斜长石， 重量 100 吨 绿柱石， 32吨 铌钽铁矿 300 kg 锂辉石 晶体长 14 m 黑云母 面积 7 m2 白云母 面积 32 m2(2) 文象结构和文粒结构。文粒结构介于文象结构和粒状结构之间，是指部分石英分布于长石晶体中，另一部分石英镶嵌于长石晶体之间。粒度分级：细粒 0.52 cm中粒 25 cm粗粒 515 cm块状 15 cm4） 内部分带：从边缘向核可以分为四个带：伟晶岩带状构造示意图，KL54图3-11，手绘(1) 边缘细粒长英岩带(0.52 cm)： 厚度一般很小(2) 外侧文象伟晶岩带：长石石英呈文象结构和文粒结构，颗粒粗大，厚度较大，有时不连续。(3) 中间块状长石-石英带：主要由块状微斜长石和石英巨晶构成，厚度较大，连续性好(4) 内核块状石英带：主要由石英块体或石英锂辉石块体组成，形态不规则。从边缘到内核，大致反映了各个带的生成顺序。5） 形成条件 温度：温度很高，结晶早期的温度接近花岗岩浆的温度700oC。稀有金属矿化主要发生在500 300oC之间。 深度：形成深度大，一般3 8 km，甚至更深。深度大有利于伟晶岩矿床形成，因为： 有利于长成粗大晶体 有利于熔体-流体溶解大量的稀有金属 有利于挥发分聚集和强烈交代围岩 矿化剂的作用：K, Na, H2O, F, Cl, B 能与稀有金属形成稳定络合物，在伟晶岩中集中 降低硅酸盐熔体的凝固温度，溶易形成残余熔体，形成伟晶岩 挥发份热容量大，有利于缓慢结晶 产出地质环境伟晶岩主要产在地槽褶皱带中，虽然现在有许多伟晶岩产在地台或地盾区，但它们主要是古老造山期的产物。伟晶岩年龄一般相当于造山年龄。主要分布在混合岩区和改造型花岗岩区。6） 成矿特征稀有金属矿化主要产在中间带（块状长石-石英带）和内核带（块状石英带）中，常伴有强烈的钠长石化。主要金属是Li, Rb, Cs, Be, Nb, Ta,REE；主要金属矿物有锂辉石、锂云母、绿柱石、铌钽铁矿、细晶石、褐帘石等。7） 成因：有三种不同观点(1) 岩浆结晶观点：认为伟晶岩是由专门的伟晶岩浆结晶而成的，这伟晶岩浆是由深部花岗岩浆释放出来的，其特征是富含挥发份和稀有金属。释放的机制有两假说：残余岩浆说和顶部射气说KL58(2) 热液交代说：认为是气化热液对原岩交代改造形成的，不存在专门的伟晶岩浆。认为早阶段热液交代围岩形成简单伟晶岩，晚阶段热液交代简单伟晶岩形成含稀有金属的复杂伟晶岩。(3) 多数人赞成早期岩浆结晶，晚期热液交代说。早期岩浆结晶形成简单伟晶岩，到了晚期，深部岩浆房来的热液交代简单伟晶岩形成含矿的复杂伟晶岩。3.3.2. 矽卡岩矿床矽卡岩的定义：矽卡岩是一种蚀变岩，主要有石榴石、辉石和其他Ca, Mg, Fe, Al的硅酸盐和铝硅酸盐组成，主要产在火成岩与碳酸盐（石灰岩、白云岩等）或其它Ca、Mg含量较高的岩石(沉积岩、火山岩和变质岩)的接触带附近（内、外接触带都有）。简单矽卡岩和复杂矽卡岩（按矿物成份来分） 简单矽卡岩：主要由无水硅酸盐矿物组成，如石榴石（钙铁-钙铝）、辉石（透辉石-钙铁辉石）、硅灰石、镁橄榄石、符山石、方柱石等。 复杂矽卡岩：含有大量含水硅酸盐矿物，如透闪石、阳起石、绿泥石、绿帘石、金云母、蛇纹石、磁铁矿、硫化物、石英、碳酸盐等。它是由简单矽卡岩受后期流体交代而成的。矽卡岩矿床：是指与矽卡岩有成因联系的矿床。矽卡岩矿床又叫接触交代矿床，这是因为矽卡岩矿床主要出现在侵入体的接触带附近，并且其形成方式主要是交代作用。注意点：如果一个矿床原来是地层中的沉积矿床，后来受到侵入体的接触交代，叠加了矽卡岩，这种矿床不能叫矽卡岩矿床。1） 矽卡岩矿床的成矿条件(1) 侵入岩 成分：从基性到酸性的侵入岩都可以形成矽卡岩和矽卡岩型矿床，但以中酸性侵入岩最有利 形成深度浅：一般 3 km，这样的岩体一般呈斑状，富含围岩捕掳体和顶垂体 岩体规模小：一般是小岩瘤、岩枝或岩株，很少大于几十 km2. 经常是小岩体成大矿。(2) 围岩：围岩成分不同，造成的矽卡岩的矿物成分有很大不同，因此可以分出： 钙质矽卡岩：被交代的岩石为富钙的岩石，如石灰岩。钙质矽卡岩的特征性矿物是石榴石和钙铁辉石。 镁质矽卡岩：被交代的岩石为富镁的岩石，如白云岩。镁质矽卡岩的特征性矿物是镁橄榄石、透辉石、蛇纹石、滑石。 硅质矽卡岩：主要产在侵入岩的内接触带，特征性矿物是方柱石、碱性长石、钙铝榴石和绿帘石等。(3) 接触带条件：接触带的破碎状况控制了成矿流体的循环，接触带的形态和产状决定了矽卡岩和矿体的产状2） 矽卡岩矿床的产出特征(1) 矿体产出部位：主要产在侵入岩的接触带及其附近（内、正、外接触带）(2) 矿体的形态、产状和控制因素：形态有层状、似层状、透镜状、囊状、不规则状等各种形态。主要受接触带的形态，接触带破碎和裂隙发育特征，围岩的岩性和产状等因素控制。表未矽卡岩矿床产出部位和形态、产状的一系列剖面图，AD161-165图7-4至图7-163） 矽卡岩矿床的成矿过程可以划分为两个矿化期，五个矿化阶段(1) 矽卡岩期早期矽卡岩阶段：形成无水矽卡岩矿物，形成矿物有* * * * * * 晚期矽卡岩阶段：形成含水矽卡岩矿物透闪石、阳起石、绿帘石-黝帘石、硅镁石等氧化物阶段：出现磁铁矿、锡石、白钨矿等氧化物和含氧酸盐，硫化物很少出现，伴生矿物是云母、石英、帘石等(2) 石英-硫化物期早期硫化物阶段：形成于高-中温条件下，主要形成铁-铜硫化物，常见矿物为po, py, cp, mo, bi，伴生脉石矿物为绿泥石、绿帘石、绢云母、碳酸盐等晚期硫化物阶段：形成于中-低温热液条件下，主要形成方铅矿、闪锌矿和碳酸盐等。4） 矽卡岩矿床的成因：岩体的外壳冷凝以后，来自深部岩浆的流体在接触带附近循环，同时交代围岩和侵入岩而成矿。内接触带也受到卡岩化和矿化，说明流体循环是在岩体外壳冷凝以后。5） 矽卡岩矿床的主要类型（这一节主要了解矽卡岩矿床主要有哪些类型和典型的实例）河北大冶铁矿平面图，AD171图7-20(1) 矽卡岩型铁矿床：有关的侵入岩主要是中性侵入岩，如闪长岩、石英闪长岩。矿石矿物主要是磁铁矿 实例： 河北中关铁矿KL61 湖北大冶铁矿AD安徽安庆铜矿平面图，AD173图7-20(2) 矽卡岩型铜矿床：有关的火成岩主要是中偏酸性侵入岩，如花岗闪长岩、石英二长岩、闪长岩和二长花岗岩。矿石矿物主要是黄铜矿实例： 湖北铜录山铜矿KL62 安灰安庆铜矿(3) 矽卡岩型钼矿床：有关的火成岩以花岗岩类为主。矿石矿物主要是辉钼矿实例： 河南三道庄KL63，图3-14(4) 矽卡岩型锡矿床：有关的侵入岩主要是改造型花岗岩（有的为白云母花岗岩）。矿石矿物主要是锡石， 如： 云南固旧湖北柿竹园剖面图，AD175图7-23(5) 矽卡岩型钨矿床：有关的侵岩主要是改造型花岗岩。矿石矿物主要是白钨矿实例： 湖南柿竹园KL64、AD175。湖南水口山平面图，AD178图7-25(6) 矽卡岩型铅锌矿床，有关的侵入岩主要是花岗岩类，矿石矿物主要是方铅矿和闪锌矿。矿例： 湖南水口山(7) 矽卡岩型铍矿床：有关花岗岩主要是改造型花岗岩。实例： 湖南香花岭：矿石矿物主要有塔菲石、金绿宝石、香花石、日光榴石。这些矿物与其它矿物组成韵律条带，称之为“含铍条纹岩”3.3.3. 斑岩型矿床定义： 次火山岩和斑岩：是与火山岩时代相近、空间上密切伴生、成因上有关的侵入岩。次火山岩通常具有斑状结构，所以又叫做斑岩。次火山岩往往代表火山岩浆的通道，但不一定是通道，也可以是后期的侵入体。 斑岩型矿床：是指规模大、品位低，主要产于斑岩体中及其接触带附近的细脉浸染型矿床。斑岩型矿床并不限于斑岩体内部，有的矿床主要的矿石量产在外接触带；有的矿床也与中深成相侵入岩有关，如黑龙江多宝山KL66。我们以斑岩铜矿为例来说明斑岩型矿床的特征1） 斑岩铜矿特征(1) 矿化在时间、空间、成因上与斑岩有关，这些斑岩大多属于次火山岩；(2) 各种斑岩型矿床主要形成于中新生代，其次是晚古生代，前寒武纪的矿床很少(3) 形成环境主要是活动大陆边缘、岛弧和板内岩浆带斑岩铜矿蚀变分带，KL68图3-10，手绘(4) 成矿元素组合，可以和钼一起形成斑岩型铜钼矿，和金一起形成斑岩型铜金矿(5) 金属矿物：主要是黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、硫砷铜矿、砷黝铜矿、磁铁矿，少量辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、自然金等(6) 蚀变和矿化分带蚀变分带从上到下为：蚀变带主要蚀变矿物矿化次生石英岩化带石英、黄铁矿、高岭土不含矿青盘岩化带绿泥石、绿帘石、石英、方解石脉状Pb、Zn、Ag、Au主要成矿部位泥化带高岭石、石英、绿泥石、绢云母黄铁矿化，铜矿化石英-绢云母化带（又称千枚岩化带）石英、绢云母和黄铁矿铜的主要成矿部位（主要cp+bn）钾化带钾长石、黑云母外部边缘可产有铜矿石(cp+bn)核心带（无矿核）蚀变很弱的斑状花岗岩不含矿由表中可以看出，铜主要产在钾长石化带的外部边缘和石英绢云母化带中。往上到泥化带和青盘岩化带，黄铁矿化强烈，但铜不够品位(73%，K2O+Na2O7.5%，一般K2O Na2O。 成矿元素W, Sn, Be, Nb, Ta, Li, Rb, Cs等含量增高。多阶段复式岩体、晚期成矿花岗岩有边缘长石带。AD201图9-2或KL73图3-24。(4) 矿化岩体在空间上常位于大岩体边缘突出部位，呈岩瘤、岩钟或岩株。(5) 矿化岩体的边缘或顶部往往出现似伟晶岩带或石英壳。似伟晶岩带又称边缘长石带，组成矿物主要是钾长石，其次是后期交代的钠长石。与伟晶岩的区别是没有文象结构和带状构造。厚度几cm 几十cm十几 m。(6) 成矿元素的背景含量显著高于一般花岗岩，可以达到几倍十几倍。(7) 矿化岩体往往具有规则的蚀变分带，从下到上为钾长石化钠长石化云英岩化3） 主要矿床类型(1) 黑钨矿-石英脉。与花岗岩有关的钨矿床主要有三类：斑岩型、矽卡岩型和黑钨矿-石英脉。黑钨矿-石英脉的特征是 矿脉主要产在花岗岩与砂页岩的内、外接触带。当花岗岩的围岩是石灰岩或白云岩时形成矽卡岩型白钨矿 矿脉的主要矿石矿物有黑钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿(W, Sn, Mo, Bi)；脉石矿物主要有石英、钾、钠长石、白云母、黄玉、萤石、电气石等。 从上方砂页岩往下到花岗岩，从密集细脉带开始，住下脉的密度减小，但单条脉的宽度加大。有人把脉的分布状况从上到下分为五个带，称为五层楼： 微脉带：脉宽 50 cm，工业价值最大； 稀疏大脉带：又称尖灭带，分布于花岗岩中，矿脉不但稀疏，而且脉幅变小，逐渐尖灭。 实例：江西西华山(2) 锡石-硫化物型与花岗岩有关的锡矿床主要有锡石-黑钨矿石英脉型、锡石-硫化物型、锡石矽卡岩型和斑岩型。锡石-硫化物型是原生锡矿最重要的类型：岔河锡矿剖面。AD216图9-20 成矿时代主要为中-新生代，华南主要为燕山期大厂锡矿剖面。KL76图3-27 矿体主要产在花岗岩体的外接触带，有的离接触带有一定距离。有关围岩主要为含碳酸盐的岩石，如石灰岩、白云岩、钙质的砂页岩。 矿体形态主要为似层状、脉状、囊状或不规则状，其中往往以层状矿体最重要。 矿石矿物主要有锡石、黝锡矿、磁黄铁矿和Cu, Pb, Zn的硫化物。 实例：大厂和个旧都是世界上最大最富的超大型矿床。(3) 含Nb、Ta、REE的交代蚀变花岗岩型矿床这类矿床的特征是： 矿床常产于酸性花岗岩上部的蚀变花岗岩体内，矿石呈浸染状分布。 主要矿石矿物有钽铁矿、铌铁矿、铌-钽铁矿、细晶石和锂云母含Nb、Ta花岗岩的交代蚀变垂向分带，AD219图9-24， 或KL77图3-28 矿床中强烈的面型蚀变，并且从上到下有明显的蚀变分带，依次为钾化带钠化带云英岩化带似伟晶岩带石英壳。这种空间上的分带基本上也是形成先后的分带。Nb、Ta主要富集在钠化带，尤其是产在钠化带与上方云英岩化带的过渡部位 矿床的成因：有两种观点a) 交代蚀变和活化转移：花岗岩中暗色矿物，如黑云母、锆石、榍石、独居石、磷灰石、磁铁矿、钛铁矿等，是成矿金属W, Sn, REE和稀有金属的“载体矿物”，而钾长石、钠长石和石英是这些成矿金属的“清洁矿物”。在早期钾长石化过程中，载体矿物被钾长石替代，在富碱溶液中以F、Cl等络合物形式发生活化转移。由于钾长石化和钠长石化的结果，溶液中的强碱金属被Ca、Mg、Fe等弱碱金属替代，溶液向酸度增加的方向演化，络合物变得不稳定，于是在钠化带的上部成矿。b) 也有人认为，矿床中浸染状的Nb、Ta矿物是岩浆直接结晶的产物。这种岩浆富含Na、F和H2O，因而熔点很低，并且具有由岩浆向热液过渡的性质。(4) 铍矿床（细脉浸染状绿柱石蚀变花岗岩型）与花岗岩有关的铍矿床有伟晶岩型、矽卡岩型含铍条纹岩、黑钨矿型铍矿和细脉浸染状绿柱石蚀变花岗岩。后一种类型的主要特征是： 矿石矿物为单一的绿柱石，呈细脉状和浸染状产在花岗岩体顶部钠长石化和云英岩化蚀变带中。 与Nb、Ta花岗岩的不同：这类矿床与含Nb、Ta交代蚀变花岗岩的不同之处是，它们以细脉、网脉为主，气化-热液特征十分明显第9章 浅成低温热液矿床（Ren 78）定义：指那些形成深度浅(1 km)，成矿温度低（100320oC）的矿床。1） 这类矿床的主要特征是(1) 形成深度浅。主要形成于近地表条件下，一般深度 1 km，因此目前保存下来的矿床主要形成于新生代，较老的矿床很少，这可能是因为较老的矿床已经剥蚀掉了。(2) 成矿温度低。所以，成矿方式主要是充填作用，矿化常呈脉状、网脉状、似层状，控矿构造主要是一些断裂破碎带，也有浸染状矿化（卡林型）。(3) 成矿时代主要是中新生代。既可以产火山岩中，也可以产在沉积岩中。往往与中新生代火山活动或地热异常有关。在火山活动区，这类矿床往往与火山-次火山热液有关，如台湾金瓜石金银矿床、福建紫金山金铜矿床。可以分布在斑岩矿的外围或上方。斑岩铜矿与浅成热液矿床过渡（陆建军薄膜）地热异常区主要形成热泉型金矿、沉积岩中形成卡林型金矿。(4) 区域上往往见不到与成矿有关的侵入岩(5) 成矿元素主要是Au, Ag, Hg, Sb, As, Se, Te, Tl，Cu, U特征性矿物是 Au：银金矿、自然金、碲金矿 Ag：自然银、硒银矿、辉银矿、深红银矿、淡红银矿 Cu：自然铜、黝铜矿、辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿 As, Sb, Hg: 雌黄、雄黄、辉锑矿、辰砂 Fe：黄铁矿、白铁矿、胶黄铁矿 Pb, Zn：方铅矿、闪锌矿 硫酸盐矿物：重晶石、天青石、明矾石、石膏大量出现，甚至形成独立的矿床由于形成温度低，矿物中以类质同象存在的元素含量较低，例如闪锌矿中含铁量低，颜色银浅；银形成独立矿物，而在方铅矿中很少。(6) 特征性的蚀变是低温蚀变，如青盘岩化、泥化、明矾石化、冰长石化、低温硅化（玉