矿床学-岩浆精品课件

1、矿床学-岩浆第1页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六第一节 概述 岩浆矿床: 由各类岩浆在地壳深处，经过分异作用和结晶作用，使分散在岩浆中的成矿物质聚集而形成的矿床。 其中以与上地幔来源的镁铁质熔浆有直接成因联系的岩浆矿床最为主要；与碱性侵入岩有关的稀土碳酸岩型矿床，也具重要价值；与花岗质岩浆有关的岩浆矿床相对较少。原因：中酸性岩浆含有种类更多、含量丰富的各类成矿元素，但由于黏度较大，不利于元素和成矿物质扩散、对流和聚集。第2页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六这类矿床的一般特征： 1成矿作用和成岩作用基本上是同时进行的。 岩浆矿床的形成过程和母岩体

2、的冷凝结晶过程，在时间上大体一致，为同生矿床。2. 岩浆矿床中的矿体多数产于岩浆岩体内，含矿围岩即为母岩；少数情况下进入母岩之外的围岩中。矿体和围岩之间一般为渐变或迅速渐变关系，只有贯人式岩浆矿床的矿体和围岩界线清楚。第3页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六6. 成矿作用是与岩浆作用大体同时发生的，因此多数岩浆矿床的形成温度较高。3. 绝大多数岩浆矿床的围岩不具有明显的蚀变现象。4. 矿石的矿物成分和围岩(成矿母岩)基本相同，当岩体内的有用矿物富集达到一定规模时就成为矿体。5. 岩浆矿床的矿石常具浸染状、条带状、眼斑状、致密块状以及角砾状等矿石构造。第4页，共113页，2

3、022年，5月20日，1点19分，星期六有些是只产于岩浆矿床中，如原生的铬铁矿和金刚石等；有些是主要产于岩奖矿床中，如铜镍硫化物矿床，钛铁矿矿床和铂族元素矿床等。1.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。岩浆矿床的工业意义2.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（MgO40%）、霞石正长岩(霞石20%，Na2O/K2O1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。第5页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 第二节、岩浆矿床的形成条件 一、成矿元素的地球化学性状 与

4、基性、超基性岩有关的成矿元素介于亲氧元素和亲硫元素之间。其中Cu、Ni等为硫化物，Fe，Ti、V、Cr主要为氧化物，并且有较强的形成金属键的能力，可以形成多种自然金属矿物和金属互化物。第6页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 Fe和Ni的地球化学性状接近Mg2+，所以在MgO含量高的岩石中Fe和Ni仅以分散状态进入含Mg的造岩矿物之中，故Fe、Ni矿化常与含镁较低的镁铁岩有关，特别是在含斜长石较多的辉长岩、斜长岩中有铁矿床形成。 铬的地球化学性状，决定其在超镁铁岩中含量最高，通常和橄榄岩和纯橄榄岩有关。 铂族元素的性状各有不同，（钌）Ru，（锇）Os、（铱）Ir更具亲氧性

5、，（铂）Pt则亲硫性强，所以前者常和铬铁矿共生，而后者常在铜镍硫化物矿床中富集。第7页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六二、控制岩浆矿床形成的岩浆岩条件 岩浆是岩浆矿床成的介质，岩浆中有用组分含量的多少对能否形成岩浆矿床有重要影响。不同成分的岩浆所含有用组分的种类和数量很不相同。 第8页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六对于岩浆矿床而言，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(一)岩浆岩成矿专属性 与岩浆矿床有关的岩浆岩可以分为如下类型。第9页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，

6、星期六 1镁铁质、超镁铁质侵入岩 该类岩体经常是由多种岩石类型组合而成的复杂的岩浆杂岩体。岩体的规模以小型居多，形态以岩株、岩盖、岩盘、岩床最常见。根据岩相和组合不同，镁铁质、超镁铁质岩可分为3个类型。(1)超镁铁质岩体： 由纯橄榄岩、斜方辉橄岩、单斜辉橄岩和辉岩等组成。 岩体形态多呈透镜状、似层状或不规则状，空间上大多成群成带分布，一般平行于区域构造线方向。 岩石的镁铁比值(FM)多大于7。 我国的铬铁矿矿床多与此类岩体有关。第10页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六(2)超镁铁质镁铁质杂岩体： 常呈岩盘、岩床或似层状岩体产出。岩体的岩相组合复杂，镁铁质岩相往往分布在超

7、镁铁质岩相之上，显示出一定程度的垂直分带特征。 岩体内有时有稳定而显著的火成层状构造。 纯橄榄岩辉长岩组合： 铬铁矿 斜方辉橄岩-辉长岩组合：铜、镍矿床两类组合第11页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六(3)镁铁质岩体：有辉长岩-苏长岩组合、铜镍矿床辉长岩-斜长岩组合斜长岩侵入体三类三种组合钒钛磁铁矿矿床 上述三类岩石均是原始地幔产物。 岩体的硫接近陨石中陨铁矿的硫同位素组成。 岩体及矿床通常与超壳深大断裂有关。(4)小结第12页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 这类岩石有关的矿床有霞石-烧绿石-稀土元素矿床。2.与正长岩、霞石正长岩和碳酸岩杂岩第

8、13页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 一种弱碱性超基性岩，常成浅成或超浅成相产于爆发岩筒中。 岩体常成群出现，形态多呈岩筒状，少数成岩墙或岩床状。 岩石主要由橄榄石、透辉石、金云母组成。 具斑状结构和角砾状构造，故又称角砾云母橄榄岩。 原生金刚石矿床产于这类岩石中。3金伯利岩第14页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 岩浆的成矿专属性，明显的表现在MgO含量和MF值。4岩体成矿的地化指示标志第15页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 岩浆中挥发性组分的种类和数量对岩浆的结晶分异及成矿组分的运移、富集也有一定影响，因而也称为矿

9、化剂。 (二)岩浆中挥发性组分的作用 H2O、F、Cl、B、S、As、P等组分存在，它们的熔点低、挥发性强，能延缓岩浆的冷凝速度，使岩浆得到更充分的分异。1.矿化剂会影响有用矿物的结晶时间第16页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六2.矿化剂会影响有用矿物形成的类型 高氧逸度下，有利于玄武岩浆中铬铁矿和钒钛磁铁矿矿床的形成； （1）氧的分压力(氧逸度， O2)的影响 当O2相对较高时析出铬铁矿，当O2较低时析出硅酸盐晶体，如果在结晶带内O2的升降呈脉动式的变化反复进行，就可形成层状铬铁矿矿床中的硅酸盐层和铬铁矿层的韵律构造。橄榄石：（Mg2+,Fe2+,Mn2+）2SiO4

10、，铬铁矿：FeCr2O4第17页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六（2）硫的分压力(硫逸度， S2)的影响 根据麦克仑1969年对FeSFeOFe2O3SiO2体系的详细研究，天然硅酸盐熔浆中硫化物熔体的产生和金属硫化物的分离，与氧逸度和硫逸度(硫逸度， S2)的大小密切相关。 系统中S2较高时，有利于硫化物的形成；反之，则有利于金属氧化物的形成。 总的来说，在岩浆分异的早期，挥发性组分的作用不显著，但随着岩浆冷却结晶，矿化剂在岩浆中的含量相对增加，其作用也逐渐重要起来。第18页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 围岩与岩浆成分是影响的关键 (三)岩

11、浆同化作用对岩浆矿床成矿的影响 在岩浆对围岩的同化作用在一定程度上影响岩浆的成分，也影响着其中的成矿组分的分异和聚集能力。 如含铜镍硫化物组分的镁铁超镁铁质熔浆，同化碳酸盐岩层时，它可降低熔浆的黏度，促进熔离作用的发生，使硫化物得以聚集而有利于成矿。 这类同化作用对铬铁矿石的聚集成矿，因为CaCO3的加入，使镁铁超镁铁质岩浆中的铁大量游离形成磁铁矿，使铬铁比值降低，影响了矿石质量。第19页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 大量的资料表明，含矿岩体往往具有如下特征： (四) 岩浆的多期次侵入作用对成矿的控制 从区域上看，它们常常是同一构造运动形成的岩浆岩带中较晚期的产物；

12、 从一个矿区看，矿化主要与复式岩体的晚期岩相关系密切。 同源同期而不同阶段形成的复式岩体的含矿性往往较单一岩相岩体好，稍晚侵入的岩体往往分异较好，矿化较富。第20页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六三、控制岩浆矿床形成的大地构造条件 1离散板块边界环境 (1)洋壳成矿 主要为块状硫化物矿床和豆荚状铬铁矿矿床。 (2)大陆热点成矿 主要为铂和铜镍硫化物矿床，以及碳酸岩伴生的矿床。 (3)大陆裂谷成矿 斜长岩伴生的铁钛矿床、铜镍硫化物矿床。 第21页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六2碰撞环境 (1)蛇绿岩杂岩伴生的豆荚状铬铁矿矿床。 (2)花岗岩类中的

13、一部分含钨，锡稀有金属矿床的形成可能和岩浆作用有关。第22页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 总体来看，可以认为与基性、超基性岩有关的金属矿床形成于大陆地壳和大洋地壳两种 地质环境。大洋地壳环境 形成的岩浆温度低，主要是基性岩，MgO8%，而由其残余层熔融形成的超镁铁质岩浆，一般不含硫化物，但可有铬、铂和钛的富集。这类超基性岩，常是由辉石岩橄榄岩纯橄榄岩组成的杂岩体。 俗称阿尔卑斯型或蛇绿岩型。第23页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 大陆地壳环境 形成的岩浆温度高，主要形成金伯利岩浆，以及由分熔和分异生成的中等铁镁质科马提岩浆及超镁铁质岩浆。

14、主要与铜镍硫化物矿床、层状铬铁矿矿床，或两者共生，且常可含铂。 南非布什维尔德矿床即是最著名的例子。第24页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 可将世界镁铁超镁铁质岩的分布划分为以下几个带： 环太平洋带岛弧型； 古地中海带地缝合线型； 乌拉尔带古地缝合线型； 非洲及欧洲层状铬铁矿带裂谷型。第25页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六结晶分异作用：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。一、岩浆结晶分异作用和分结矿床1、岩浆分结矿床的概念 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。

15、 第三节、岩浆矿床的成矿作用 和矿床分类第26页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六、成矿作用（过程）及矿床特征a、早期岩浆矿床的成矿作用及过程 当富含Cr、Pt等成矿元素的镁铁超镁铁质岩浆，随着温度下降，岩浆中的矿物按照一定的顺序晶出。暗色矿物：橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、黑云母。浅色矿物：基性斜长石、酸性斜长石在后；金属矿物：自然铂、铬铁矿等 从岩浆中晶出的金属矿物和硅酸盐矿物，受重力影响而分异，矿物呈现相对的集中。第27页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 铬铁矿(比重为4.34.6)、自然铂(比重为1419)等矿物因其比重较大，在镁铁超

16、镁铁质岩浆的底部聚集堆积，与比重较大的橄榄石(比重为3.183.57)、辉石(比重为2.632.76)和斜长石(比重为3.13.6)等硅酸盐矿物一起构成铬铁矿或自然铂矿体。第28页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 由于金属矿物结晶时间大多早于硅酸盐矿物或与早期硅酸盐矿物同时晶出，矿床形成于岩浆结晶的早期阶段，所以通常将其称为早期岩浆矿床。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），与纯橄榄岩、斜方辉橄岩岩相伴生。(b)矿体形态以似层状、透镜状为主，少数成巢状、瘤状等。(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（铬

17、尖晶石），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。第29页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六二、残余熔融成矿作用与晚期岩浆矿床1、晚期岩浆矿床的概念 由于岩浆分异结晶或受H2O、CO2等挥发分的影响，使岩浆结晶残余熔体中富含了金属矿物组分，这些组分在特定的部位富集而形成矿床，这种作用称为残余熔融成矿作用。 由于残余岩浆是大量造岩矿物晶出后产生的，成矿作用发生于岩浆作用晚期，故所形成的矿床被称为晚期岩浆矿床。第30页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六A.在冷凝带形成后早期岩浆结晶；B.先后结晶的硅酸盐矿物因比重不同按重力关系占

18、据各自的位置；C.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）；D.在外力作用下富矿残浆被挤入岩体或附近裂隙可形成贯入矿体。、成矿作用（过程）及矿床特征（1）、成矿作用过程第31页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六b、晚期岩浆矿床的矿床特征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。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）

19、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。第32页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 硅酸盐矿物结晶早晶形完整完整，金属矿物充填在硅酸盐类矿物颗粒间呈他形胶结状产出，形成海绵陨铁结构第33页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 (1)结晶和重力分离作用机制。 (2)含P2O5较高的FeTiV氧化物和硅酸盐熔体之间的不混溶作用机制。 (3)由周围固结的围岩中压滤出来的FeTi氧化物液体结晶而成的机制。 (4)氧逸度的阶段性升高，导致FeTi氧化物大量晶出的机制。 (5)斜长石在岩浆体底部大规模就地结晶，致使周围熔体的全

20、Fe含量和密度明显增高，形成一高密度的“停滞层”且不和上覆岩浆混合。此时，无水硅酸盐的大量分离，氧逸度增高，导致FeTi氧化物大量晶出。晚期岩浆矿床成矿作用的新认识第34页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六1、岩浆熔离矿床的概念及工业意义三、岩浆熔离作用与岩浆熔离矿床岩浆熔离作用: 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。 Cu-Ni-S-SiO2系统MgO-Cr2O3-SiO2系统Fe2O3-Cr2O3-SiO2系统CaO- Cr2O3-SiO2系统发生熔离作用的岩浆体系第35页，共113页，2022年，5月20日，1点19分

21、，星期六 1300以上时，可溶解67的FeNiCu的硫化物。 影响因素： 温度、压力（溶解度与之成正相关关系）； SiO2、Al2O3和CaO的含量（反比）。熔离成矿作用在铜镍硫化物矿床中表现最明显。第36页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六熔离矿床: 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；PH2O、PCO2增大有利于硫化物的熔离。第37页，共113页，2

22、022年，5月20日，1点19分，星期六 熔离矿床有就位熔离和深部熔离两种成矿方式。 、熔离矿床形成的方式及矿床特征（1）、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。 不同情况下可以形成不同类型的矿体： “底（或下）部”矿体； 贯入矿体； “上悬矿体”。第38页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六岩浆熔离矿床的成矿模式图第39页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六b、深部熔离成矿作用及过程熔离作用发生在中间岩浆房。 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

23、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。第40页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六古大陆板块边缘与镁铁质-超镁铁质岩有关的铜镍硫化物矿床成矿模式-硅酸岩岩浆；-含矿（硫化物）硅酸岩岩浆；-富矿岩浆；-矿浆；-接触交代矿化；-热液叠加矿化 第41页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六a、主要可见未经压滤作用的矿体和贯入矿体。 b、矿体与围岩呈渐变关系或突变关系，并伴有围岩蚀变； c、矿石多见海绵陨铁结构，浸染状、稠密浸染状、豆状、块状等构造。（2）、熔

24、离岩浆矿床的矿床特征第42页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六四、岩浆爆发矿床及喷溢矿床1.岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床的概念：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；后者如浮石、火山渣。 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。第43页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六火山成因硫化镍矿床的类型（据A.J.Naldre

25、tt，1976）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鬣刺结构；7高品位硫化物；8浸染状矿石岩流底部的硫化物堆积体（卡姆巴尔达型）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）纯橄岩体中的高品位矿带（塞维伦斯型）第44页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六2.岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床的特征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、绳状及块状等构造第45页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 铬铁矿几乎全部采自超镁铁质和镁铁质火成岩中块状、稠密浸染状矿石

26、，由其风化剥蚀形成的砂矿产量只占总产量的一小部分。一、超镁铁质和镁铁质火成岩中的铬铁矿矿床 第四节 岩浆矿床的主要类型及实例第46页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 铬铁矿矿床按其几何形态及含矿岩石的岩性特征和构造环境，通常分成二类： （2）豆荚状铬铁矿矿床 （1）层状铬铁矿矿床 第47页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六1. 层状铬铁矿矿床 （1）矿床赋存的侵入体特征形态水平岩床状侵入体漏斗状侵入体 产在具层状序列的超镁铁质镁铁质火成侵人体中，为层状和席状堆积体。 岩体中具有稳定的火成堆积结构，层理构造十分明显，各类岩石呈似层状产出，岩石的韵律结

27、构清晰。第48页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六多见矿体呈层状分布于岩体韵律层下部（2）矿层的产出位置漏斗状侵入体第49页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六（3）成矿时代和大地构造位置含矿侵入体的形成时代一般是前寒武纪；分布在地台或克拉通地区。第50页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 矿层厚度：1cm1m；延伸稳定；多层重复出现；（4）矿层的规模和组成 矿层是岩体层状构造的组成部分。 矿石以块状构造为主，有时出现浸染状矿石。 伴生矿床：铂、镍和钒钛磁铁矿。 自形或半自形结构。第51页，共113页，2022年，5月20日，1点

28、19分，星期六（5）层状铬铁矿的构造第52页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六（6）层状铬铁矿矿床实例 南非布什维尔德铬铁矿矿床：布什维尔德杂岩体是矿产资源的巨大宝库，产有世界上最大的铬铁矿矿床、最大的铂及铂族元素矿床和最大的含钒磁铁矿矿床。 第53页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六位于南非卡普瓦尔克拉通；岩盆长轴480km，短轴约380km，中心厚8km；岩石具层状序列；在东、西和北分别以弓形的岩带出露。 位置与组成第54页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六顶部带：主要含磁铁矿层铂及铂族元素和铜，镍铬铁矿分带特征与矿层分布第

29、55页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 边缘带：分为二个岩石群 下部为辉石岩群：包括辉石岩、苏长岩和橄榄岩，均具骤冷结构，Rb-Sr等时年龄为2 050Ma。 上部为辉长岩群：由微晶和粗粒二辉辉长岩组成，并有大量磁铁矿，痕量钛铁矿和黑云母。第56页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六底部带：已确定有九个韵律旋回。 旋回：纯橄榄岩，斜辉辉橄岩到古铜辉岩； 可分为四个亚带。 一般没有工业意义矿层。第57页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六临界带： 底部带旋回十分类似，分为下、上两个亚带 本带有铬铁矿数十层，一般厚度从小于1cm到2m

30、，多数为1cm左右，但延伸很长。第58页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 下亚带是铬铁矿层主要赋存部位，以超基性岩为主； 如西布什维尔德的LG6，当地称为宝库层，走向延伸70km，平均厚度0.8m，东布什维尔德LG6叫做斯蒂尔波特层，走向长90km，厚度0.61.3m,深300m以上，有矿石储量7.52 109t。 上亚带也有铬铁矿层，更重要的是本带产“梅林斯基层”，主要为基性岩。梅林斯基层(Merensky unite)： 含铂族金属和镍和铜硫化物矿层。第59页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六主带： 由A，B、C三个亚带组成，主要为基性岩类，基

31、本不含矿。 顶部带： 由分层良好的磁铁矿辉长岩、斜长岩，磁铁矿层和含橄榄石辉长岩组成。 含有20多个磁铁矿层。第60页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 整个布什维尔德岩体，以梅林斯基层为界，其下为超镁铁岩群，富含铬铁矿；其上为镁铁岩群，富含V-磁铁矿，镁铁岩群侵入超镁铁岩群而成。 就成因而言，布什维尔德包含了早期岩浆矿床、晚期岩浆矿床和熔离岩浆矿床成因类型和有关矿产。 布什维尔德杂岩体是世界上已知最大的层状侵入体，面积达6600平方千米。 该杂岩体矿产资源数量之大和种类之多实属世界罕见。占世界储量的60%的铬，56%的铂和45%的钒。其还有世界上唯一的碱性-碳酸岩型铜矿

32、床。于2002年关闭，共产铜3400万吨，钛磁铁矿2亿吨。 未做定量统计的大量Ni、Pb、Se、Sb、Au、Ag、Ree、U、Pt等，还有29亿吨的磷酸盐矿石。第61页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 2豆荚状铬铁矿矿床 矿床产在造山带或离散板块边缘、大洋地壳环境下的阿尔卑斯型超镁铁质杂岩体中，其中不少被认为属于蛇绿岩套，主要围岩：纯橄榄岩。 矿床规模以中小型为主。 就目前所知，我国的铬铁矿矿床都属这一类型。（1）矿床的一般特征第62页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六（2）矿床的成因 第63页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期

33、六（3）矿床的实例 豆荚状铬铁矿矿床的铬铁矿产量目前占世界总产量的55%，其中最重要的矿床分布在独联体、阿尔巴尼亚、菲律宾，土耳其和印度。 我国主要为豆荚状铬铁矿矿床，产在内蒙、西藏和新疆等省区。 第64页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六我国西藏罗布莎铬铁矿矿床罗布莎铬铁矿矿床已探明储量460104t，是我国已知规模最大的铬铁矿矿床。矿床赋存于雅鲁藏布江蛇绿岩带东段。 罗布莎含矿岩体沿雅鲁藏布江深大断裂大致呈东西向分布，长43km，最宽处3.7km，为一向南陡倾的岩墙状复式岩块。 岩体形成于燕山晚期喜马拉雅早期。第65页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，

34、星期六 岩体数量多，规模不等。矿体形态以脉状为主，其次有扁豆状和不规则条带状。矿体与围岩的界线清楚，受断裂控制明显，具侧伏现象。近矿围岩具片理化和褪色现象。交叉状矿体形态 1纯橄榄岩 2铬铁矿体（致密块状矿石） 3矿体编号 4矿体产状矿体沿两组构造裂隙充填 1斜辉辉橄岩 2矿体（致密块状矿石） 3断层破碎带第66页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 矿石矿物：铬尖晶石为主 脉石矿物：橄榄石、蛇纹石为主 矿石结构：自形半自形细粒结构为主 矿石构造：致密块状为主 矿石含Cr2O347.6859.51，Cr2O3/Fe2O3为3.614.76，并伴有铂族元素(以锇、钌为主)，可

35、综合利用。第67页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 罗布莎铬铁矿矿床的成因认识虽不完全统一，但多数研究者认为，矿床是由岩浆残余作用和分熔作用形成的富铬矿浆，在斜辉辉橄岩裂隙中贯人而成的。属晚期残浆贯人型铬铁矿矿床，局部具有熔离成矿特征。第68页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六二、镁铁质基性岩中的钒钛磁铁矿矿床 此类矿床主要产于地台区或地台边缘，含矿岩体呈带状分布，受区域内的深大断裂控制。 钒钛磁铁矿矿床是重要的铁矿床类型，是钒的主要来源，也是钛金属的唯一矿床类型。 在我国，这类矿床储量约占全国铁矿总储量的15。主要分布于四川西昌攀枝花、河北承德、

36、陕西汉中以及湖北襄阳地区， 矿床与基性岩相有关，矿石矿物主要由钛铁矿和磁铁矿组成，二者常构成固溶体分解结构。 成因上属于结晶分异成矿作用形成的晚期岩浆矿床。含矿岩体按产状可分层状和非层状两类。 第69页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六层状岩体的产出多受被侵位地层控制，规模较大。其镁铁比值大多小于2.5，属铁质类岩石。(一) 层状镁铁杂岩中的似层状钒钛磁铁矿矿床岩体的分异一般都较好，岩相分带明显，韵律结构清晰，自上而下岩相带的基性程度增高。每个含矿岩相带的变化趋势是自上而下为浅色辉长岩深色辉长岩贫矿体富矿体。钒钛磁铁矿矿体大多产于下部的辉长岩、橄榄辉长岩岩相中。矿体底部与

37、围岩界线清楚，顶部和围岩渐变过渡。矿床属火成堆积成因，在岩浆结晶分异过程中，重力作用显然起了主导作用。矿床特点第70页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 矿床位于康滇地轴中段西缘的安宁河深断裂带。含矿辉长岩体长约35km，宽约2km，为一走向北东45、倾向北西、倾角5060的单斜状岩体。典型矿床：我国攀枝花钒钛磁铁矿矿床第71页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 1)底部边缘带2)下部暗色中粗粒层状辉长岩含矿层 3)中部暗色层状辉长岩带4)上部浅色层状辉长岩含矿层5)顶部层状辉长岩相带 岩体自下而上由五个岩相带组成，含有九个矿带，各矿带之间常有韵律性

38、变化。第72页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 矿床属层状型，岩体分异较好，具明显的韵律结构，从上到下岩石基性程度和含矿性增高，TFe、TiO2、V2O5、Cr2O3 、Co、Ni、Cu递增，矿物颗粒增大。 根据岩石类型和含矿性，可把岩体大致分为三类：铁质超基性岩体、富铁质超基性岩体和铁质基性岩体。后两种岩体往往规模巨大，分异良好，mf 值一般为0.61.4，最高为1.9，是形成钒钛磁铁矿的主要母岩。第73页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 矿石中主要金属氧化物为磁铁矿、钛铁矿、钛铁晶石，镁铝尖晶石，次为磁铁矿、钙钛矿、锐钛矿等。硫化物有磁黄铁矿

39、、镍黄铁矿、硫钴矿一硫镍钴矿、辉钴矿，此外还有砷铂矿。 矿石以层状、块状和斑杂状构造为主，具海绵陨铁结构，磁铁矿和叶片状钛铁晶石(氧化后为钛铁矿)呈格状结构，粒钛铁矿呈细小独立矿物。钒主要呈类质同象含于磁铁矿中。 矿床规模大，矿石富，为天然的合金矿石，具有很大工业价值。 矿床属晚期岩浆结晶分异成因，在岩浆分异过程中，重力分异起了主导作用。第74页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 卢纪仁等(1988）研究后提出，自寒武纪末到奥陶纪初，康滇地轴隆起，同时发生大规模玄武岩浆活动，含钒钛磁铁矿矿床的层状岩体群则在此阶段形成，同位素年龄约500Ma。最近的同位素年龄数据表明，有一

40、部分岩体可能形成于元古代(齐中欣，1989)。 在地幔上隆时有25%的地幔物质部分熔融，深度约在50km，压力为15108Pa。当安宁河断裂重新活动时，因减压使岩浆上升了3545km，形成了上部岩浆房，T=1250，P= 5108Pa ， f O2=9.87Pa。当岩浆结晶时，在较高压力下生成辉长岩-辉石岩-橄榄岩型，在低压下生成辉长岩型。由于整个岩浆体系处在较高的氧逸度条件下，钛磁铁矿的稳定域扩大，故从岩浆早期即可大量晶出，一直延续到晚期，因此将攀西地区钒钛磁铁矿床判定为晚期岩浆矿床是不妥的。 争 鸣第75页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六(二)非层状镁铁杂岩中的贯入

41、式钒钛磁铁矿矿床矿床特点大多是多期侵入的复式岩体，主要由辉长岩和斜长岩组成，辉长岩常为晚期侵入相产物。钒钛磁铁矿由两种产出形式： 产于含矿辉长岩内部的透镜状矿体 产于斜长岩岩体的原生裂隙或岩体内各岩相接触部位的脉状矿体。矿石大多呈致密块状，含少量硫化物和磷灰石。矿床系结晶分异作用形成的含矿残浆贯人母岩裂隙而成。第76页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六我国河北大庙钒钛磁铁矿矿床第77页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 河北大庙区域基性超基性岩体分布图： 1.粗面岩；2.砾岩；3.火山岩；4.煤系；5.花岗闪长岩；6.老花岗岩；7.苏长岩辉长岩；8.

42、斜长岩；9.超基性岩；10.变质岩；11.矿床或矿点；12.岩层产状；13.断层；14.深大断层；15.地质界线。 矿床位于内蒙地轴东端受东西向深断裂控制的镁铁超镁铁质岩带内，沿宣化承德 北票深断裂分布。第78页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六大庙矿区地质图 及剖面图 1细粒花岗岩； 2中性脉岩 ； 3细粒辉长岩 4矿染辉长岩；5绿泥石化辉长岩 6斜长岩 7贫矿 8富矿。 含矿镁铁质岩体沿东西向断裂带呈带状分布，东西长40km，南北宽210km。岩体主要由斜长岩和辉长岩组成，属于非层状的复式岩体。第79页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 铜镍硫化

43、物矿床是镍的最主要来源，铜的重要来源，同时含有副产品铂族元素。 主要与由辉长岩苏长岩组成的镁铁质杂岩有关。 岩体分异愈好，岩相分带愈明显，矿化愈为富集。具工业价值的铜镍硫化物矿床大都是以底部矿体为主。三、镁铁、超镁铁杂岩中的 铜、镍（铂）硫化物矿床 这类矿床以加拿大的肖德贝里(Sudbury)铜镍硫化物矿床最为著名。我国甘肃金川、吉林红旗岭、四川力马河等铜镍硫化物矿床都属于这一类型。第80页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 位于加拿大安大略省肖德贝里。是世界上最大的铜-镍硫化物矿床，矿石储量大于2亿吨，镍和铜金属储量都超过6106t，还有大量的铂和其他金属。 矿床实例1

44、.肖德贝里铜镍硫化物矿床第81页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 成矿岩体长50km，宽25km 下部为苏长岩，上部为微文象岩； 侵入太古代基底岩石，上覆白水岩系，侵入体的同位素年龄。第82页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 矿体多数产在侵入体底面的凹陷处。下部为含超镁铁质包裹体的块状硫化物，向上为含辉长岩橄榄岩包裹体的硫化物。第83页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 该矿床是我国最大的镍矿床，含矿超基性岩带为NW SE走向，长6km以上。现保有矿石储量4.4亿吨，镍金属保有储量450万吨，铜金属保有储量300万吨（居中国

45、已开发矿山第二位），钴金属保有储量13万吨，同时还拌生有钴、铂、钯、锇、铱、钌、铑、硒等稀贵元素。镍和铂族金属产量占全国的90%以上，是中国最大的镍钴生产基地和铂族金属提炼中心，被誉为中国的“镍都”2.甘肃金川铜镍硫化物矿床第84页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 岩体属纯橄榄岩-二辉橄榄岩-斜长橄榄岩型，镁铁比值介于2.75.9之间，属铁质超镁铁质岩石。岩体普遍受蛇纹石化、绿泥石化、透闪行化，局部有碳酸盐化。 全区共发现工业矿体数百个，按成因可分为3种。 (1)熔离型：矿体与围岩呈渐变过渡关系，矿石构造以稀疏浸染状为主，主要为贫矿。第85页，共113页，2022年，5

46、月20日，1点19分，星期六第86页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六(2)深部熔离-贯入型：呈大透镜状，分布于岩体深部，延深千余米。各矿体的产状与岩体或岩体底部形态大体一致。矿石为块状、浸染状构造，多为海绵陨铁结构。为区内的主要矿体类型，占全区储量的96以上。第87页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 (3)贯人型：产状受原生裂隙和围岩片理控制，矿体与围岩间界线清楚。矿体绝大部分是富矿，矿石构造为致密块状。第88页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六铜镍硫化物矿床成因研究进展 在20世纪80年代前矿床学界的共识是岩浆熔离矿床，但

47、不否认岩浆热液也起着关键的作用。 近年来，有关铜镍硫化物矿床的研究热点及进展主要体现在两方面。第89页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六1.肖德贝里铜镍硫化物矿床的陨石撞击成因说。 Dietz(1964)提出庞大的肖德贝里构造和铜镍矿石并非来源于地壳深部或地幔，而是由陨石冲击形成的。铜镍矿石来自天外，而矿床的石英闪长岩围岩则是冲击高温熔融岩石结晶形成的；冲击还使下地壳产生岩浆，它们侵位后成为矿区内的另一种重要岩石。 目前，“陨石撞击说”已逐渐被接受，但已修改认为，铜镍矿石并非从天而降，而是冲击产生的巨大能量引起地壳岩石的熔融和结晶分异，由此产生了镁铁质超镁铁质岩及铜镍矿床

48、。 第90页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六2.成矿物质来源问题。 传统成因解释认为铜镍硫化物都来自地幔。 在全世界5个镍储量超过百万吨的超大型铜镍硫化物矿床中，有3个，即俄罗斯Norilsk矿床、加拿大Thompson矿床和澳大利亚Kambalda矿床，其硫同位素组成却指示硫来源于海水硫酸盐，而非地幔。 这种地壳来源的硫使人们修改了传统的铜镍硫化物矿床成矿理论，成矿物质并非都来自地幔，硫化物的形成与富集也可在地壳介质中进行。第91页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六此类岩体也属于杂岩体。此类岩体常伴生磷灰石-磁铁矿矿床、Nb、Ta及REE矿床。

49、四、碱性岩-碳酸岩岩浆矿床第92页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 岩石组合： 不论在区域分布上，或者在单个岩体中，碳酸岩常与碱性岩-超基性岩共生在一起，如霓霞岩、霞石正长岩等。碳酸岩的岩石学特点： 产状：碳酸岩常与碱性岩形成园环形、或椭圆形复岩体，而碳酸岩往往产于杂岩体的中心部位，所占比例较小。 成分：特殊，已发现有80余种矿物，但80%以上是由碳酸盐矿物组成，如方解石、菱铁矿、白云石、铁白云石。另外还有磁铁矿、磷灰石、黑云母、金云母、稀土元素矿物、铌钽矿物，共约占20%。第93页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六主要矿产： 与碳酸盐有关的矿产主

50、要是稀有（Nb-Ta）、稀土（Y、ce）、磷灰岩以及金属硫化物矿床，故可大致分为三大类：a.磷灰石-磁铁矿碳酸岩： 发育最广，所含Ni、Ti为其特点，如钛铁矿、金江石(Ti)，板钛矿、钛铌铁钙矿（Ti、Nb、Fe、Ca矿）、烧绿石、铀钽铌矿 b.稀土-碳酸岩： 有氟碳铈矿（Ce）、氟碳钙铈矿、独居石； c.硫化物碳酸岩： 其中含有大量Cu、Pb、Zn硫化物，如南非的Palabora碳酸岩铜矿，矿石储量大于3亿吨，规模可与斑岩铜矿相比。 第94页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六碳酸岩中的NbTa及REE矿床。第95页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六

51、此外，由于碳酸岩通常和金伯利岩关系密切，故在碳酸岩出露的地区，也是金刚石的找矿远景区。 关于碳酸岩的成因，由于比较复杂，人们提出过各种解释，其中较重要的有岩浆成因，热液交代，捕掳体改造和气体加注四大学派。第96页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 自从1870年南非发现第一个金伯利岩岩体以来，迄今世界上已发现近5000个金伯利岩体，其中约1000个是岩筒，而含金刚石的仅约500个，有工业价值的仅50个左右。除原苏联境内有三个以外，其他都在非洲。五、金伯利岩中的金刚石矿床金伯利岩最早见于非洲的金伯利地区（Kimberlie）这种“金伯利岩”便是金刚石形成的母岩。 第97页，

52、共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 世界上金伯利岩形成时代有三个时期： 17003500Ma，230400Ma，67230Ma。 对一个地区来说，往往是多时代的，如南非为175053Ma，原苏联西伯利亚有前寒武纪、古生代和中生代，北美是110029.7Ma。然而最重要的形成时代是白垩纪。金伯利岩都产在稳定的地台区或克拉通地区，从板块构造来看，主要和裂谷构造有关。世界上金伯利岩分布如图227。 第98页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六第99页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六金伯利岩体的产状有筒状、脉状和小岩席状等第100页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六第101页，共113页，2022年，5月20日，1点19分，星期六 金伯利岩筒实质上是一火山口构造，其构成一般的模式示意于图。 上部火山口，常被角砾物质充填，中心部分常为湖泊，有凝灰质沉积，或金伯利岩脉穿入，不少是含金刚石的。 中部火山颈，形态为圆形或椭圆形，四壁有的垂直，有的向中心倾斜，充填物是金伯利岩的角砾，块状较少，常是凝灰质胶结，延伸可达1 5002 000m。 下部通道，由火山颈到下部通道，有两种变化形式：一是变为揉皱和