巖漿成礦作用、偉晶巖成礦作用及其礦石課件

1、巖漿成礦作用、偉晶成礦作用及礦石主要內(nèi)容蘭州資環(huán)巖漿成礦作用及其礦石1(1)結(jié)晶分異作用及其礦石偉晶成礦作用及其礦石3(1)概述及其成因假說(2)熔離作用及其礦石(3)爆發(fā)作用及其礦石(2)交代作用(4)偉晶巖礦床的分類(3)偉晶巖礦床礦石的特點(diǎn)(5)偉晶巖中的主要礦石巖漿成礦作用及其礦石巖漿:是起源于地殼深部或上地幔的富含CO2、H2O等揮發(fā)分的粘稠高溫高壓硅酸鹽熔融體，并含有重金屬等物質(zhì)。極少數(shù)的巖漿為碳酸鹽熔融體。巖漿成礦作用是指巖漿在向地殼上部運(yùn)移的過程中，發(fā)生各種分異現(xiàn)象，而使某些組分富集成礦的作用。按照巖漿分異的性質(zhì)和作用，巖漿成礦作用可分為結(jié)晶分異作用、熔離作用及爆發(fā)作用三種基本

2、類型。 蘭州資環(huán)結(jié)晶分異作用及其礦石結(jié)晶分異作用就是指巖漿在冷凝過程中，各組分在熔融體中按照一定的順序先后結(jié)晶析出并導(dǎo)致液相成份改變的作用。結(jié)晶分異作用成礦有兩種情況:(1)礦石礦物先于脈石礦物結(jié)晶： 礦石礦物先于脈石礦物結(jié)晶：早期巖漿礦床(2)礦石礦物晚于脈石礦物結(jié)晶： 礦石礦物晚于脈石礦物結(jié)晶：晚期巖漿礦床蘭州資環(huán)結(jié)晶分異作用及其礦石蘭州資環(huán)早期巖漿礦床形成過程及典型礦石結(jié)晶分異作用及其礦石由巖漿結(jié)晶分異作用形成的礦石主要有超基性巖中的鉻鐵礦礦石和鉑族金屬礦石、以及基性巖中的釩鈦磁鐵礦礦石。此外，巖漿巖常被用作建筑石料或裝飾石材。鉻鐵礦石：小松山鉻礦PGE礦石：云南彌渡金寶山鉑鈀釩鈦磁鐵礦

3、礦石：攀枝花鐵礦蘭州資環(huán)主要礦石及礦床實(shí)例熔離作用及其礦石熔離作用是指在較高溫度下呈均勻狀態(tài)的熔融體，當(dāng)溫度和壓力下降時(shí)分離成兩種或多種不混熔的熔融體的作用。由熔離作用形成的礦床稱熔離礦床。巖漿演化過程中因硫化物熔漿的結(jié)晶溫度比硅酸鹽礦物的結(jié)晶溫度低，故硫化物晚于硅酸鹽結(jié)晶，呈填充狀態(tài)膠結(jié)先結(jié)晶的硅酸鹽礦物，形成典型的海綿隕鐵結(jié)構(gòu)。蘭州資環(huán)主要礦石及礦床實(shí)例熔離作用及其礦石 本類礦床的特點(diǎn)與晚期巖漿礦床相似，但熔離礦床一般規(guī)模都很大（如我國甘肅金川銅鎳硫化物礦床），是主要產(chǎn)于基性巖中，部分產(chǎn)于超基性巖中的銅、鎳、鉑和鉑族金屬的重要來源；還有產(chǎn)于超基性巖中的鉻鐵礦礦床及與銅鎳硫化物礦床相伴生的鈷

4、和金礦床。蘭州資環(huán)熔離作用及其礦石蘭州資環(huán)晚形成的金屬硫化物還可交代早形成的橄欖石和輝石等硅酸鹽礦物。硫化物中普遍存在各種固溶體分離結(jié)構(gòu)，如乳濁狀、葉片狀和格狀結(jié)構(gòu)等。當(dāng)出現(xiàn)紫硫鎳鐵礦等低溫礦物時(shí)，顯示熔漿的結(jié)晶溫度很低，有時(shí)甚至可延續(xù)到熱液作用階段。熔離作用及其礦石由熔離作用形成的最有工業(yè)價(jià)值的礦石是銅鎳硫化物礦石，其中常含有鉑族元素。在成因上，這類礦石常與基性巖(輝長巖、蘇長巖和橄欖輝長巖)和超基性巖(橄欖輝石巖和輝石橄欖巖)有聯(lián)系。礦石中主要金屬礦物是磁黃鐵礦、黃銅礦和鎳黃鐵礦，并有砷鉑礦、鋁鉑礦和鉑的硫化物等。 銅鎳硫化物礦石：金川銅鎳硫化物礦床。蘭州資環(huán)主要礦石及礦床實(shí)例爆發(fā)作用及其

5、礦石 那些經(jīng)過結(jié)晶分異作用或熔離作用的巖漿，運(yùn)移到地下淺處時(shí)，由于外壓力的下降而產(chǎn)生爆破力，在爆發(fā)過程中形成巖石或礦石的作用。 爆發(fā)作用可分為地下引爆和地表噴爆兩種情況。天然金剛石的形成是爆發(fā)作用的典型例子。 主要的礦石是金剛石礦石，它實(shí)際上是一種含金剛石的橄欖巖，這種產(chǎn)金剛石的橄欖巖首先在南非的一個(gè)叫金伯利的地方發(fā)現(xiàn)，所以又稱為金伯利巖。迄今發(fā)現(xiàn)最大的金剛石是“庫里南”（Cullinan)，重3106ct蘭州資環(huán)爆發(fā)作用及其礦石當(dāng)巖漿上升到地下淺處，由于壓力驟降導(dǎo)致巖漿的內(nèi)應(yīng)力釋放，在地下發(fā)生爆炸，即為地下隱爆。如果巖漿沖出表面則為地表噴爆。巖漿爆發(fā)礦床是指那些經(jīng)過巖漿的結(jié)晶分異作用或熔離作

6、用形成的成礦物質(zhì)噴發(fā)至近地表所形成的礦床。這類礦床主要為產(chǎn)于金伯利巖（角礫云母橄欖巖）中的金剛石礦床。蘭州資環(huán)爆發(fā)作用及其礦石 本類礦床的特點(diǎn)：金剛石主要產(chǎn)于金伯利巖（角礫云母橄欖巖）中；金伯利巖主要呈筒狀巖體，在平面上大多呈不規(guī)則橢圓形，有的呈腎狀、雙輪狀和拉長狀。巖筒的面積大小不等，直徑一般為幾十米，少數(shù)幾百米，個(gè)別達(dá)千米。深度一般很大，可達(dá)千米以上；與金剛石相伴生的原生礦物主要有橄欖石、金云母、鉻鎂鋁榴石、鎂鈦鐵礦、碳硅石、磁鐵礦、鈦鐵礦、鋯英石和石墨等等。礦石構(gòu)造主要為斑雜狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形晶結(jié)構(gòu)、半自形晶結(jié)構(gòu)和壓碎結(jié)構(gòu)；金剛石在巖筒中的分布很不均勻，其含量隨深度而

7、降低。金剛石晶體大小由極微小到810cm，晶面常有溶蝕現(xiàn)象，其顏色常為黃白色、也有金黃、桔黃、綠和藍(lán)等色，但藍(lán)白色的較少。蘭州資環(huán)偉晶作用及其礦石礦物結(jié)晶顆粒粗大的，具有一定內(nèi)部構(gòu)造特征的，常呈不規(guī)則巖墻、巖脈或凸鏡狀的地質(zhì)體，稱為偉晶巖。當(dāng)偉晶巖中的有用組份富集并達(dá)到工業(yè)要求時(shí)，即成為偉晶巖礦床。屬晚期巖漿產(chǎn)物，是在侵入體冷凝的最后階段形成，位于侵入體的頂部。礦物晶粒一般多在1-10cm以上，大者可達(dá)1-2m ，富含揮發(fā)性組分，稀有元素組分，形態(tài)主要成脈狀或其它不規(guī)則形狀的巖體。蘭州資環(huán)概述偉晶作用及其礦石 偉晶巖是巖漿演化的一種較特殊的產(chǎn)物，廣義地說，它們也是巖漿巖（其成因目前仍有爭議）。

8、 在巖漿活動的晚期，當(dāng)有大量揮發(fā)組分存在時(shí)，在侵人體冷凝的最后階段便有可能形成偉晶巖及相應(yīng)的礦產(chǎn)。 地殼中的大多數(shù)偉品巖不合礦或不能形成工業(yè)礦體，僅有少數(shù)偉晶巖能形成礦床。蘭州資環(huán)概述偉晶巖的形成 偉晶巖可產(chǎn)于母巖侵入體的頂部、邊部或附近的沉積- 變質(zhì)圍巖中蘭州資環(huán)偉晶作用及其礦石偉晶巖巖漿偉晶巖變質(zhì)偉晶巖（混合巖化偉晶巖）花崗偉晶巖堿性偉晶巖基性超基性偉晶巖偉晶巖類型堿性偉晶巖基性超基性偉晶巖花崗偉晶巖堿性偉晶巖基性超基性偉晶巖蘭州資環(huán)偉晶巖及其礦石偉晶巖類型 （1）巖漿偉晶巖： 屬晚期巖漿產(chǎn)物，是在侵入體冷凝的最階段形成，位于侵入體頂部。深成巖漿巖常見以花崗偉晶巖最多，堿性偉晶巖較少見，基

9、性超基性偉晶巖更少見。 （2）變質(zhì)偉晶巖： 主要是前寒武紀(jì)巖石變質(zhì)改造的各個(gè)階段形成的偉晶巖。蘭州資環(huán)偉晶巖成礦假說1、殘余巖漿說費(fèi)爾斯曼 1）有殘余巖漿存在（富含揮發(fā)組分的偉晶巖漿）； 2）偉晶巖漿存在于相對封閉和高溫、高壓的環(huán)境中； 3）緩慢冷凝通過結(jié)晶作用形成偉晶巖礦床。 優(yōu)點(diǎn)：可較好地解釋偉晶巖與圍巖之間存在清楚界線和具有良好帶狀構(gòu)造的偉晶巖脈。蘭州資環(huán)偉晶巖成礦假說2、重結(jié)晶交代說查瓦里茨基 1）任何一種巖漿經(jīng)過正巖漿結(jié)晶階段之后都會產(chǎn)生殘余氣態(tài)溶液（超臨界狀態(tài)流體） 2）流體為富含揮發(fā)性組分、稀有金屬元素、硅酸鹽組份 3）在封閉條件下使早期形成的礦物發(fā)生重結(jié)晶，形成粗粒（鉀長石）偉

10、晶巖；在開放系統(tǒng)中進(jìn)一步發(fā)生交代作用（鈉交代鉀產(chǎn)生鈉長石化），形成偉晶巖礦床。 優(yōu)點(diǎn)：交代作用十分發(fā)育，產(chǎn)在花崗巖體內(nèi)部的偉晶巖脈，界線不清楚蘭州資環(huán)交代作用交代作用也稱置換作用，是指溶液與巖石在接觸過程中，發(fā)生了一些組分的帶人和另一些組分帶出的地球化學(xué)作用。交代作用過程中，巖石或礦石與滲濾在孔隙中的溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，原礦物的溶解和新生礦物的沉淀作用同時(shí)進(jìn)行。在整個(gè)反映過程中，巖石基本上保持固體狀態(tài)，交代前后的巖石總體積基本不變。交代作用形成的礦石或巖石中，常保存著原有礦物或巖石的殘留體和結(jié)構(gòu)構(gòu)造；并常出現(xiàn)礦物假象，它們是交代作用的明顯標(biāo)志。交代作用是偉晶巖礦床的主要成礦方式，交代作用發(fā)育的偉

11、晶巖一般礦化較好。按交代作用后形成的礦物種類，可將偉晶巖的交代作用分為若干類型，其中主要的有白云母化、石英化、鉀長石化、鈉長石化和鋰云母化等。蘭州資環(huán)偉晶巖化學(xué)成分（1）主要為與母巖相同的氧和親氧的造巖元素如Si、Al、Na、K、Ca等； （2）稀有、分散、稀土和放射性元素如Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、Zr、Hf、La、Ce、U、Th等； （3）金屬元素如W、Sn、Mo、Fe、Mn等； （4）揮發(fā)組份如F、Cl、B、P等。蘭州資環(huán)偉晶巖礦物成分 偉晶巖的礦物成分以硅酸鹽和氧化物為主。 （1）硅酸鹽礦物如石英、長石(斜長石、正長石、微斜長石)、云母(黑云母、白云母)、霞石、輝石等； （2

12、）稀有和放射性元素礦物主要有含鋰礦物如鋰云母、鋰輝石等，含鈹?shù)V物如綠柱石、硅鈹石，含鈮鉭礦物如鉭鐵礦、燒綠石等，含鋯礦物如鋯石等； （3）稀土元素礦物如獨(dú)居石、磷釔礦、褐簾石等； （4）金屬礦物如錫石、黑鎢礦、磁鐵礦等； （5）含揮發(fā)份礦物如螢石、電氣石、磷灰石等。蘭州資環(huán)偉晶作用及其礦石 偉晶巖礦石的化學(xué)成分決定了其礦物成分的多樣化。據(jù)研究，偉晶巖礦石中出現(xiàn)的礦物有300多種，主要礦物種類如表所示。蘭州資環(huán)礦物成分偉晶巖礦物成分含鋰礦物：鋰云母、鋰輝石、透鋰長石、磷鋁石和鋰電氣石等鋰云母 lepidolite 透鋰長石 petalite鋰輝石 spodumene 蘭州資環(huán)偉晶巖的礦物成分含鈹

13、礦物：綠柱石、硅鈹石、硅鈹釔礦綠柱石和方解石綠柱石和氟磷灰石蘭州資環(huán)偉晶巖礦物成分 含鈮、鉭礦物：鉭鐵礦、褐釔鈮礦、燒綠石、細(xì)晶石褐釔鈮礦（Fergusonite）燒綠石（Pyrochlore）細(xì)晶石（Microlite）蘭州資環(huán)偉晶巖礦石結(jié)構(gòu)(1)巨晶結(jié)構(gòu)。它也叫偉晶結(jié)構(gòu)，這是偉晶巖礦石所特有的結(jié)構(gòu)。常由長石、石英、云母等礦物的巨大晶體組成。晶體大小一般為l0cm-2m，有時(shí)甚至更大。如迄今已發(fā)現(xiàn)過60kg的黃玉、40t的石英晶體、50t的綠柱石、l00t的微斜長石，14m長的鋰輝石和5m2的白云母片等。(2)粗粒結(jié)構(gòu)。主要由石英和長石組成，有時(shí)有白云母和綠柱石等礦物。顆粒大小一般為1-10

14、cm。(3)細(xì)粒結(jié)構(gòu)。主要由石英、斜長石和微斜長石組成，以半自形或他形晶為主。有時(shí)有少量白云母等礦物，多數(shù)礦物顆粒小于1cm。在偉晶巖體的邊緣部分常出現(xiàn)細(xì)粒結(jié)構(gòu)。(4)文象結(jié)構(gòu)。主要由長石和石英共結(jié)生成。蘭州資環(huán)偉晶巖的結(jié)構(gòu)電氣石偉晶巖的巨晶結(jié)構(gòu)蘭州資環(huán)偉晶巖礦體形態(tài)30 偉晶巖產(chǎn)出的形態(tài)多呈各種類型的脈狀體，故又通稱為偉晶巖脈。最常見的礦體形態(tài)呈脈狀、囊狀和透鏡狀及不規(guī)則狀（如串珠狀、樹枝狀、網(wǎng)狀等）。工業(yè)意義最大的是紡錘狀透鏡體(表面積最小，散熱慢，內(nèi)部晶形大，有用組份富集） 。偉晶巖體形態(tài)圖1規(guī)則的脈狀體； 2不規(guī)則脈狀體； 3凸鏡狀體；4囊狀體；5串珠狀體 蘭州資環(huán)偉晶巖礦床特點(diǎn)31

15、1）偉晶巖礦床主要產(chǎn)于巖漿作用或變質(zhì)作用形成的花崗偉晶巖中。含水晶偉晶巖剖面圖（內(nèi)蒙）1中粗粒黑云母花崗巖；2細(xì)晶巖帶；3文象偉晶巖帶；4長石石英塊體帶；5長石塊體帶；6鈉長石化長石石英塊體帶；7鈉長石化長石塊體帶；8石央核；9水晶晶洞；10糖粒狀鈉長石交代體；11葉鈉長石交代體；12鈉長石-云母交代體；13鈉長石-白云母-石英交代體；14綠柱石；15晚期微斜長石，正長石晶體和晶簇；16黃玉 蘭州資環(huán)偉晶巖礦床特點(diǎn) 2）偉晶巖巖體內(nèi)部常具明顯的帶狀構(gòu)造是偉晶巖（礦床）的另一個(gè)突出的特征。 從脈的邊部到脈體中心，無論礦物成分或巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，均呈有規(guī)律的變化。一般情況下，一個(gè)發(fā)育比較完整的偉晶巖

16、體，從外到內(nèi)可以劃分出以下四個(gè)帶：邊緣帶外側(cè)帶中間帶內(nèi)核蘭州資環(huán)偉晶巖礦床 邊緣帶：主要由細(xì)粒的長石和石英組成，成分相當(dāng)于細(xì)晶巖，故又稱細(xì)晶巖帶，厚度一般僅幾厘米，形態(tài)不規(guī)則并不連續(xù)，與圍巖界線清楚，其該帶中最常見的少量共生礦物是電氣石、磷灰石和石榴石。 外側(cè)帶：位于邊緣帶內(nèi)側(cè)，礦物顆粒較粗，由文象結(jié)構(gòu)和粗粒結(jié)構(gòu)的長石，石英和云母組成。成分與花崗巖相似，厚度比邊緣帶大而穩(wěn)定。帶中常見綠柱石等伴生礦物。由于具有典型的文象結(jié)構(gòu)、成分與花崗巖相似，又稱為文象花崗巖帶。蘭州資環(huán)偉晶巖礦床 中間帶：位于外側(cè)帶和內(nèi)核之間，由巨晶結(jié)構(gòu)的長石和石英組成，常見礦物除長石、石英外，還常有綠柱石、鋰輝石等稀有元素礦

17、物。此帶中的交代作用已較發(fā)育同時(shí)與交代作用有關(guān)的稀有元素礦物也增多，成為礦化發(fā)育的地段，是偉晶巖礦床的主要部分。此帶厚度較大，可幾十厘米到數(shù)十米。內(nèi)核：因位于偉晶巖體的中央，所以稱為內(nèi)核，礦物組成主要是顆粒粗大的石英，其次還有長石、鋰輝石等礦物。在內(nèi)核的中心部位由于結(jié)晶的作用往往有空洞形成（晶洞）。蘭州資環(huán)偉晶巖礦床偉晶巖內(nèi)部分帶示意圖（據(jù)中國地質(zhì)大學(xué)） 1-邊緣帶；2-外側(cè)帶；3-中間帶；4-內(nèi)核；5-交代礦物帶蘭州資環(huán)偉晶巖礦床邊緣帶邊緣帶外側(cè)帶外側(cè)帶中間帶中間帶內(nèi)核邊緣帶外側(cè)帶外側(cè)帶中間帶內(nèi)核中間帶是偉晶巖礦床發(fā)育的主要地帶（如稀有金屬床），次為外側(cè)帶（如綠柱石等）。 蘭州資環(huán)偉晶巖礦床

18、帶狀構(gòu)造 晶洞構(gòu)造邊緣帶 (細(xì)粒結(jié)構(gòu))石英、長石外側(cè)帶 (細(xì)粒、文象結(jié)構(gòu))斜長石、鉀微斜長石、石英、云母內(nèi)核 (偉晶結(jié)構(gòu))石英、長石、鋰輝石等中間帶 (粗粒、似文象結(jié)構(gòu))長石、石英、云母、綠柱石、鋰輝石蘭州資環(huán)偉晶作用及其礦石按成分和交代作用強(qiáng)弱：簡單/ 復(fù)雜按母巖及成巖作用分類：巖漿/ 變質(zhì)按礦物組合和結(jié)構(gòu)特征：（右表列2）按特征造巖礦物和稀有元素礦物分類：（右表列3）按云母和造巖礦物分類：（右表列4 ）蘭州資環(huán)偉晶巖礦床分類偉晶作用及其礦石偉晶巖中最重要的礦產(chǎn) 稀有金屬 寶石（如：海藍(lán)寶石、碧璽等） 綠柱石（非寶石用途） 白云母 水晶 長石蘭州資環(huán)偉晶巖中的主要礦石偉晶巖礦床的形成正巖漿階段侵 入 上地殼稀有-稀土礦床封閉環(huán)境偉晶巖礦床殘余巖漿階段開放