礦床學(xué)復(fù)習(xí)資料 4偉晶巖礦床

1、偉晶巖礦床概述一、概念：1、偉晶巖A、偉晶巖：指礦物成分與母巖相似、結(jié)晶顆粒粗大、具一定內(nèi)部構(gòu)造特征，且呈脈狀或透鏡狀的 地質(zhì)體稱為偉晶巖。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。B、偉晶巖類型：廠一花崗偉晶巖 偉晶T*T石巖漿偉晶Y堿性偉晶巖巖基性超基性偉晶巖變質(zhì)偉晶石（偉晶巖礦床都與相同成分的侵入體有關(guān)。偉晶巖可分巖漿偉晶巖變質(zhì)偉晶巖。巖漿偉晶巖依據(jù) 其巖性分為花崗偉晶巖，堿性偉晶巖和基性和超基性偉晶巖；各種偉晶巖的主要造巖礦物成分 分別與花崗

2、巖、堿性巖和基性超基性巖相當(dāng)。其中分布最廣，與成礦關(guān)系最密切的是花崗偉晶 巖，其次是堿性偉晶巖。）a、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(jiàn)以花崗偉晶巖最多，堿性偉晶巖較少見(jiàn)，基性超基性偉晶巖更少見(jiàn)。b、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。2、偉晶巖礦床：地殼深處的熔漿（在封閉環(huán)境中）通過(guò)緩慢結(jié)晶或重結(jié)晶作用形成晶粒粗大的脈狀或 凸鏡狀巖體，當(dāng)其有用組份富集達(dá)到工業(yè)要求時(shí)稱為偉晶巖礦床，即具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的偉晶巖。二、礦床特征：1、礦床產(chǎn)出：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。2、礦床分帶性：偉晶巖巖體

3、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(wú)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A、邊緣帶：主要由細(xì)粒的長(zhǎng)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(jiàn)的少量共生礦物是電氣石、磷灰石 和石榴石。B、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(zhǎng)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(jiàn)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

4、相似，又稱為文象花崗巖帶。C、中間帶：位于外側(cè)帶和內(nèi)核之間，由巨晶結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)石和石英組成，常見(jiàn)礦物除長(zhǎng)石、石英外， 還常有綠柱石、鋰輝石等稀有元素礦物。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。（此帶內(nèi)有時(shí)長(zhǎng)石和石英集中的部位有所不同，又可進(jìn)一步分成亞帶，靠外側(cè)帶處先晶 出的一般主要為長(zhǎng)石，靠?jī)?nèi)核部分則常出現(xiàn)鉀長(zhǎng)石和石英，前者稱中間外帶，后者稱中間內(nèi)帶。 這主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)工作的需要。）D、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(zhǎng)石、 鋰輝石等礦物。在內(nèi)核

5、的中心部位由于結(jié)晶的作用往往有空洞形成（晶洞）。內(nèi)核的形態(tài)常不規(guī)則， 核的大小常取決于偉晶巖體的大小和巖體膨脹部分的特征，同時(shí)也取決于巖體分異程度或構(gòu)造 明顯程度。在偉晶巖形成的整個(gè)過(guò)程，結(jié)晶首先從邊緣開(kāi)始，早期形成邊緣帶，礦物顆粒細(xì)小，他形結(jié)構(gòu)； 隨后形成外側(cè)帶，礦物顆粒增大，以文象結(jié)構(gòu)、自形半自形結(jié)構(gòu)為主。隨著溫度降低，礦物不斷的晶出，礦物粒度愈來(lái)愈大，殘余熔漿揮發(fā)分不斷增多，到晚期形成則以 交代結(jié)構(gòu)最為特征。稀有元素化合物由于具較低濃度，因而不可能在早期階段晶出，往往被擠向偉晶巖體的中部或頂部， 在晚期階段富集起來(lái)。中間帶是偉晶巖礦床發(fā)育的主要地帶（如稀有金屬礦床），次為外側(cè)帶（如綠柱石

6、等）。3、礦體形態(tài)產(chǎn)狀：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(jiàn)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(shù)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）。A、形態(tài)控制因素構(gòu)造：壓性裂隙中的偉晶巖脈，形態(tài)規(guī)則延伸較遠(yuǎn)，常作雁行狀排列。張裂隙中的偉晶巖體， 多呈透鏡狀，規(guī)模較小。圍巖：片麻巖、片巖中多呈板狀，墻狀，產(chǎn)于花崗巖類巖石中常呈脈狀、珠狀瘤狀。偉晶巖形態(tài):對(duì)成礦最有利的偉晶巖形態(tài)是紡綞狀透鏡體，因?yàn)樾螒B(tài)表面積最小，與外界接觸面積 小，散熱緩慢，有利于形成顆粒粗大的礦物及揮發(fā)份的聚集，使稀有元素富集成礦。偉晶巖

7、體的大小差別很大，厚度從幾厘米到幾十米，沿走向長(zhǎng)幾米一幾百米甚至上千米，延深可 達(dá)幾百米。稀有元素礦物往往聚集中在厚大的偉晶巖中。B、產(chǎn)狀陡立：內(nèi)部構(gòu)造表現(xiàn)為對(duì)稱的帶狀構(gòu)造，稀有元素和礦物主要分布于脈體的上部。平緩：內(nèi)部的帶狀構(gòu)造不對(duì)稱，稀有元素礦物主要分布于脈體的上盤。根據(jù)研究和實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)稀有金屬成礦最有利的產(chǎn)狀：板狀偉晶巖傾角為45 -90 因?yàn)楫?dāng)巖脈傾角陡立時(shí)，有利于揮發(fā)分和易熔化合物向上移動(dòng)而集中，使得稀有元素成礦物質(zhì) 分異徹底而充分富集，形成富礦。而產(chǎn)狀過(guò)于平緩的偉晶巖脈，由于揮發(fā)分和易溶化合物向上移 動(dòng)困難，不能進(jìn)行徹底的分異作用，使得揮發(fā)分和成礦物質(zhì)分散在巖脈的上盤，不

8、利于礦質(zhì)集中。4、礦石組構(gòu)：A、礦石結(jié)構(gòu)a、結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)：以礦物自形程度好，晶粒巨大的巨晶結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)；按粒度大小分為細(xì)粒結(jié)構(gòu)（粒徑數(shù)mm-10mm），中粒結(jié)構(gòu)（1-5cm），粗粒結(jié)構(gòu)（5-10cm），巨晶結(jié)構(gòu)（10cm） 巨晶結(jié)構(gòu)又稱偉晶結(jié)構(gòu)。有的綠柱石重50t（我國(guó)新疆），黃玉重60kg（烏拉爾）石英重40t，黑云母7m2,白云母30m2。b、文象結(jié)構(gòu)及似文象結(jié)構(gòu)：主要是巖漿共結(jié)的產(chǎn)物，由長(zhǎng)石、石英共結(jié)生成。少部分由石英交代 長(zhǎng)石（井百、雙晶面而成）。c、交代結(jié)構(gòu)：交代形成的礦物由白云母、鈉長(zhǎng)石及稀有元素礦物組成，為后期熱液交代作用的 產(chǎn)物。B、礦石構(gòu)造礦石主要具塊狀構(gòu)造、晶洞狀構(gòu)造（發(fā)育在

9、石英核中，偉晶巖形成晚期）。5、礦石組份：A、礦物成分：偉晶巖的礦物成分以硅酸鹽和氧化物為主。a、硅酸鹽礦物如石英、長(zhǎng)石斜長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、云母（黑云母、白云母）、霞石、輝石等;b、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；c、稀土元素礦物如獨(dú)居石、磷釔礦、褐簾石等；d、金屬礦物如錫石、黑鎢礦、磁鐵礦等；e、含揮發(fā)份礦物如螢石、電氣石、磷灰石等。B、化學(xué)成分：a、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；b、稀有、分散、稀土和放射性元素如 Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、

10、Zr、Hf、La、Ce、U、Th 等；c、金屬元素如W、Sn、Mo、Fe、Mn等；d、揮發(fā)組份如F、Cl、B、P等。組成偉晶巖的元素，主要是一些與母巖相同親氧的造巖元素：O、Si、Al、Na、K、Ca、Mg、Fe、 Mn等。另外還有高度集中的稀有元素：Li、Be、Nb、Ta、Zr、Hf、U、Th、TR、Cs等40余種元 素。大多數(shù)集中于偉晶巖礦床中的稀有元素，僅占花崗巖體積的極小部分，其總量不超過(guò)萬(wàn)分之一； 而偉晶巖礦床中這些稀有元素含量可超過(guò)花崗巖母巖中的數(shù)十、數(shù)百乃至數(shù)千倍。如Li在花崗巖 等酸性巖中為4X10-5而在偉晶巖礦床中，可富集到1 2%，即大約增加了 250-400倍；又如Be

11、 在酸性巖中的含量為5.5X10-6,但在工業(yè)偉晶巖中含量可達(dá)1%以上，即濃度富集達(dá)2000倍左右。6、主要礦產(chǎn)：稀有金屬，稀土元素，云母，水晶，陶瓷原料等。三、工業(yè)意義：是某些稀有元素（Li、Be、Nb、Ta、Cs）和稀土元素（REE）礦產(chǎn)的重要來(lái)源；有關(guān)重要金屬礦產(chǎn)有W、Sn、Mo、U、Th。偉晶巖礦床的主要礦產(chǎn)為云母、長(zhǎng)石、石英等。其它非金屬礦床有螢石、磷灰石、壓電石英等。常見(jiàn)寶石類礦產(chǎn)是海藍(lán)寶石（綠柱石）、碧璽（電氣石）、黃晶（黃玉）、水晶等。形成條件一、溫度壓力：1、溫度：700150C，邊緣帶700600C，主體部分600300C；不同礦物形成于不同的成礦溫度， 如晶洞中的礦物形成

12、于150 C左右，稀有金屬礦物形成于500200C。2、壓力:偉晶巖形成時(shí)的壓力為800500 MPa，到結(jié)束時(shí)的壓力為200100 M Pa。偉晶巖礦床形成的深 度較大，深度小的近地表和淺成帶不利于偉晶巖的形成，因?yàn)閴毫Υ?，揮發(fā)份才能保存在礦床中。 不同深度可形成不同類型的偉晶巖礦床。A M .金茲堡等將其分為四種：較小深度（1.53km），形成與水晶有關(guān)的礦床；中等深度（3.57km），形成與稀有金屬有關(guān)的礦床；較大深度（78到1011km），形成與云母類有關(guān)的礦床；極大深度（超過(guò)1011km），形成與陶瓷原料有關(guān)的礦床。二、巖漿巖條件：1、不同類型的巖漿巖形成不同類型的偉晶巖礦床A、花崗

13、偉晶巖分布極廣，通常形成與稀有、稀土元素、白云母、長(zhǎng)石、剛玉等有關(guān)的礦床。B、堿性偉晶巖分布很少，通常形成與鋰、鈹、釷和稀土元素有關(guān)的礦床。C、基性和超基性偉晶巖很少出露，目前僅見(jiàn)與磷灰石、磁鐵礦等有關(guān)的礦石。2、與偉晶巖有關(guān)的花崗巖類常呈巖基狀或巨大的巖柱狀產(chǎn)出，因?yàn)橐话愕摹靶∏秩塍w”不可能形成偉晶巖的大量揮發(fā)物質(zhì)。3、不同深度的花崗巖類形成不同的偉晶巖礦床A、淺成花崗巖類侵入體可形成水晶偉晶巖礦床；B、中深成花崗巖類侵入體可形成稀有金屬偉晶巖礦床。三、構(gòu)造條件：1、在空間上偉晶巖分布明顯受區(qū)域構(gòu)造控制。偉晶巖很少單獨(dú)出現(xiàn)，而是成群成帶地產(chǎn)出，并形成 斷續(xù)延伸數(shù)十一數(shù)百公里的偉晶巖帶。即褶皺

14、帶（地槽區(qū)）、地臺(tái)區(qū)的邊緣深大斷裂控制著偉晶巖 帶的分布。2、偉晶巖礦田分布受次一級(jí)構(gòu)造控制，礦田內(nèi)所有偉晶巖都與同一侵入體或同時(shí)侵入的不同巖體有 關(guān)。3、偉晶巖脈的分布受更次一級(jí)斷裂構(gòu)造控制，如羽狀裂隙、帚狀裂隙、圍巖的片理巖體內(nèi)部的次生 裂隙等次級(jí)構(gòu)造為偉晶巖脈所充填。四、圍巖條件：由于偉晶巖礦床主要產(chǎn)于強(qiáng)烈褶皺帶和侵入體大規(guī)模發(fā)育的地區(qū)，故偉晶巖礦床的主要圍巖是區(qū)域變質(zhì)巖及一些基性和超基性巖。1、區(qū)域變質(zhì)巖為偉晶巖礦床的主要圍巖，混合巖化形成的花崗巖發(fā)育的地區(qū)可形成白云母礦床或 稀土元素礦床。未變質(zhì)的沉積或火山巖蓋層中，偉晶巖少見(jiàn)。2、圍巖的物理性質(zhì)的影響：可塑性小、剛性強(qiáng)、滲透性差的基

15、性巖、花崗巖和花崗片麻巖有利于 偉晶巖的形成，特別是形成稀有金屬偉晶巖；而具定向性的層理、片理發(fā)育的片巖類，則對(duì)稀有 金屬礦化不利。3、圍巖的化學(xué)成分：若圍巖為超基性巖或碳酸鹽類巖石時(shí)將引起偉晶巖的同化混染作用。成礦作用及礦床類型一、巖漿結(jié)晶觀點(diǎn)：1、殘余巖漿說(shuō)一一費(fèi)爾斯曼要點(diǎn)：A、有殘余巖漿存在（富含揮發(fā)組分的偉晶巖漿）；B、偉晶巖漿存在于相對(duì)封閉和高溫、高壓的環(huán)境中；C、緩慢冷凝通過(guò)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。2、非殘余巖漿說(shuō)一一查瓦里茨基要點(diǎn)：A、任何一種巖漿經(jīng)過(guò)正巖漿結(jié)晶階段之后都會(huì)產(chǎn)生殘余氣態(tài)溶液（超臨界狀態(tài)流體

16、）B、流體為富含揮發(fā)性組分、稀有金屬元素、硅酸鹽組份C、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(zhǎng)石）偉晶巖；在開(kāi)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(zhǎng)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，界線不清楚二、變質(zhì)成因：1、要點(diǎn)：由超變質(zhì)的深熔作用或選擇重熔作用形成的一種深熔流體，隨著揮發(fā)組分的聚集，對(duì)固態(tài) 巖石發(fā)生重結(jié)晶作用和交代作用，或沿構(gòu)造裂隙貫入而形成偉晶巖脈。2、不同類型的偉晶巖礦床形成于不同的變質(zhì)相帶：A、稀土偉晶巖礦床產(chǎn)于水分壓較小的麻粒巖相或角閃巖相下部，B、白云母?jìng)ゾr礦床產(chǎn)于水分壓較大的角閃巖相的十字石-藍(lán)晶石亞相中C、稀

17、有金屬偉晶巖礦床產(chǎn)于角閃巖相的低級(jí)亞相或綠片巖相中D、壓電石英偉晶巖礦床產(chǎn)于綠片巖相中三、成礦作用方式：1、結(jié)晶作用：主要發(fā)生于偉晶巖礦床形成的早期，因溫度降低使組成偉晶巖的主要礦物如長(zhǎng)石、石英和云母及 一些稀有元素礦物從萬(wàn)金油熔漿中逐漸結(jié)晶出來(lái)。2、揮發(fā)組份作用：偉晶巖礦床（具有工業(yè)價(jià)值）一般都與酸性巖漿有關(guān)，酸性巖漿中揮發(fā)性組分（主要是H2O、F、Cl、P、B等）含量最高，其重要作用：A、由于揮發(fā)組份熱容大和熱儲(chǔ)能很大，而粘性和導(dǎo)熱性小，降低殘余巖漿的粘度，有利于偉晶 巖漿冷卻緩慢，延長(zhǎng)巖漿完全結(jié)晶的時(shí)間，形成顆粒粗大、晶形完整的偉晶巖。B、揮發(fā)組份可與成礦元素形成絡(luò)陰離子而使其在殘余巖漿

18、中充分富集。C、偉晶巖漿中揮發(fā)組份增加了偉晶巖漿的內(nèi)應(yīng)力，故在構(gòu)造力作用下可侵入到母巖外殼或圍巖 構(gòu)造裂隙中形成偉晶巖脈。3、重結(jié)晶作用：主要是指母巖的重結(jié)晶作用。由于殘余巖漿中富含母巖組份和揮發(fā)組份的氣態(tài)溶液，因條件適宜 而使母巖中造巖礦物重結(jié)晶形成巨大晶體。4、交代作用主要發(fā)生于偉晶巖主體形成的后期，交代早期形成的礦物，并造成圍巖蝕變。如白云母化作用、 鈉長(zhǎng)石化作用、鋰云母化和混染作用等。四、偉晶巖礦床的演化過(guò)程：1、巖漿階段（900800C）費(fèi)爾斯曼和杰翰斯巖漿階段是偉晶巖結(jié)晶的最初階段。此時(shí)的偉晶巖通常為淺綠色，它形結(jié)構(gòu)、粒狀花崗結(jié)構(gòu)， 主要有用礦物為電氣石、獨(dú)居石和磁鐵礦。相當(dāng)于花崗

19、巖的結(jié)晶階段。2、偉晶階段（后巖漿階段，800600C）：A、800700C，在偉晶巖邊部形成糖粒狀細(xì)晶巖，將粗粒偉晶巖與巖漿巖體分開(kāi)。此時(shí)的偉晶巖 通常為紅色，具有細(xì)晶結(jié)構(gòu)和斑狀結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)石榴子石和磁鐵礦斑晶。B、700600C，形成偉晶巖礦床中的偉晶巖帶和文象帶。在靠近脈壁部分形成標(biāo)準(zhǔn)的文象花崗巖（通常呈紅色），靠近中心部分形成拉長(zhǎng)的黑云母3、氣成階段（600400C）：具有明顯的交代作用。A、600-500C形成玫瑰色偉晶巖，具似偉晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)，形成黑電氣石（含硼和氟X白云母 （含水和氟）、綠柱石（含鈹）、黃玉（含硼）、鉀長(zhǎng)石和石英（煙水晶和墨晶）等。B、500400C（超臨界溫度），鉀長(zhǎng)石分解為條紋長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石，并形成鋰輝石、鋰云母，有時(shí) 形成紅色電氣石（含艷），最后形成黃玉，還可形成黑色稀土礦物，但其量較少。4、熱液階段（40050C）：A、高溫相（400300）特征礦物為冰晶石和螢石；B、中溫相為硫化物如方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦；C、低溫相為沸石和碳酸鹽礦物。5、表生階段表生相總結(jié):殘余巖漿階段基性偉晶巖偉晶巖礦床氣水熱液礦床正ULJ石漿階段廠巖漿熔離礦床 口V晚期巖漿分結(jié)礦口1早期巖漿分結(jié)礦口上地玄武巖五、礦床類型：1、按礦物共生組合和礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分一一K.A符拉索夫A、文象-等粒型：主要礦物為等粒的K、Na長(zhǎng)石和石英一一簡(jiǎn)單偉晶巖，代表偉晶巖結(jié)