矿床学复习资料 - 4伟晶岩矿床
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第一章绪论(一)矿产/矿产资源:指在自然界(地壳内或地表)产出的,由地质作用形成的、具有经济价值的有用矿物资源(元素、化合物、矿物、矿物集合体)。
(二)矿石结构和矿石构造矿石结构+矿石构造=矿石组构1.矿石结构:矿石中矿物颗粒的形态、相对大小及空间上的相互结合关系所反映的形态特征。
1)矿石的等粒结构:颗粒比较匀称、大小比较相近的单矿物和复矿物集合体组成的矿石结构。
包括:半自形粒状结构、它形粒状结构、海绵陨铁结构等。
2)矿石的不等粒结构:较细的基质里发育着较大的矿物颗粒,或反之。
其中包括斑状结构、嵌晶结构、乳浊结构等。
3)矿石的片状结构:单矿物或多矿物矿石基质中全部或绝大部分颗粒为片状。
4)矿石的纤维状结构:组成矿石的矿物集合体为纤维状组织。
5)矿石的环带状结构:矿物析出物由于依次沉淀,或由于较早的矿物被较晚的矿物所交代而形成交替出现的环带。
6)矿石的交代结构:晚期矿物沿着早期矿物的范围交代发育而成。
7)矿石的胶状结构:在胶体成矿时析出矿物变化的各个阶段中产生的。
2. 矿石构造:组成矿石的矿物集合体的形态、相对大小及空间上的相互组合关系所反映的形态特征。
1)矿石的块状构造:有用矿物集合体在矿石中占大部分,呈无空洞的致密状,矿物排列无方向性者,即为块状构造。
其颗粒有粗大、细小、隐晶质的几种。
若为隐晶质者称为致密块状。
2)矿石的斑点状构造:矿石矿物在脉石矿物中形成断续的不规则堆积体。
根据堆积体大小可分为:斑点状构造、斑杂状构造、浸染状构造等。
3)矿石的带状构造:各种矿物的带交互出现。
对沉积矿床来说是层状构造,对变质矿床来说是片麻状、片状、皱纹状构造,对岩浆成因矿床是皮壳状、流纹构造。
4)矿石的细脉状构造:由网状、交切或似平行细脉群形成的构造。
5)矿石的肾状构造:在热液和表生矿石中常见,由于胶体矿物形成作用而产生,所以有时也叫胶状构造。
6)矿石的破碎构造:在多阶段成矿的矿床中常常出现,他是先前世代的矿物质破碎,被后续世代造矿集合体所胶结。
第四章伟晶岩矿床主要内容:一、伟晶岩与伟晶岩矿床二、伟晶岩矿床的形成条件及成因三、伟晶岩矿床的主要类型及地质特征关键词:伟晶岩;形成演化;特点;类型一伟晶岩与伟晶岩矿床(一)概念:伟晶岩是矿物成份与母岩的矿物成分基本一致,矿物颗粒结晶粗大,具一定内部结构构造特征的地质体,常呈岩墙、岩脉、透镜状形态。
当其中的有用组分或有用矿物富集并达到工业要求时,即成为伟晶岩矿床。
(二)伟晶岩的类型按伟晶岩的成因,可将其划分为岩浆伟晶岩和变质伟晶岩两类。
岩浆伟晶岩一是岩浆结晶分异演化的晚期阶段,由富含挥发组分的残余熔浆结晶和交代而形成的。
根据其岩性可分为:(1)花岗伟晶岩—成因上与花岗岩有关,分布最为广泛,工业意义最大;(2)碱性伟晶岩-与碱性岩浆分异演化有关,常形成稀有、稀土金属矿床,分布局限;(3)基性一超基性伟晶岩-成因上与基性一超基性岩浆活动有关,较少形成工业价值的矿床变质伟晶岩一是变质作用达到高级阶段,即混合岩化作用过程中伟晶岩化作用的产物。
本教材中所涉及的伟晶岩矿床主要与岩浆伟晶岩有关,尤其是花岗伟晶岩。
(三)伟晶岩矿床的主要特征1、伟晶岩的成分:伟晶岩的化学成分多种多样,至少集中了40种以上的元素,除了S Al、O Na K、Ca等造岩元素外,稀有、分散元素(Li、Be、Nb Ta、Cs、Rb、Zr、Hf )、分散元素(La、Ce)、放射性元素(U Th等)尤为富集,此外,W Sn、Mo等金属元素和F、B、Cl、P等挥发份含量较高,这些元素的含量常是克拉克值的几倍、几十倍、几百甚至几千倍。
化学成分的多样性造成了伟晶岩矿物成分的复杂性,可达300种以上矿物,主要包括:A、硅酸盐矿物:石英、长石、云母B稀有和放射性矿物:锂云母、铯榴石、锆石、绿柱石C稀土元素矿物:独居石、褐帘石D金属矿物:锡石、黑钨矿、辉钼矿、磁铁矿和钛铁矿E、挥发份矿物:萤石(F)、电气石(B)、黄玉(F)、磷灰石(P)2、伟晶岩的结构A、伟晶结构—矿物颗粒大于10cm,是伟晶岩特有的结构,最大晶体长石可达100吨,绿柱石18吨,白云母5平方米;B文象结构和似文象结构-由石英和长石共结形成的文象结构;由石英沿长石晶体的解理面或双晶面交代而形成似文象结构,是伟晶岩常见的结构;C粗粒结构-长石和石英;D细粒结构;E、交代结构-由白云母、钠长石、稀有元素元素组成,后期交代产物3、伟晶岩的构造带状构造是最主要而常见的,发育完好的带状构造自边缘到中心可划分为4个带(图):①边缘带:伟晶岩边部与围岩接触带,细粒结构,由石英+长石组成;②外侧带:由长石+石英+白云母组成,细粒结构、文象结构,有时可出现绿柱石;③中间带:粗粒、伟晶结构,似文象结构,矿物成分复杂,除长石、石英、云母外,出现大量的稀有、放射性、稀土元素矿物,且交代作用发育,是伟晶岩矿床产出的主要部位;④内核:伟晶一巨晶结构,由石英一长石、或石英一锂辉石等矿物组成不是所有的伟晶岩都具有带状分带,而伟晶岩矿床主要是产在③中,尤其稀有、放射性、稀土元素矿床。
名词解释和填空1.岩浆矿床:从地壳深部上升的各类岩浆,在冷凝过程中经过结晶分异作用、熔离作用和爆发作用等,使分散在岩浆中的成矿物质聚集而形成的矿床。
由于这类矿床是在正岩浆期(从岩浆结晶作用开始到结晶作用的最后阶段)形成的,称正岩浆矿床。
2.伟晶岩/伟晶岩矿床:矿物结晶颗粒粗大的,具有一定内部构造特征的,常呈不规则岩墙、岩脉或凸镜状的地质体,称为伟晶岩。
当伟晶岩中的有用组份富集并达到工业要求时,即成为伟晶岩矿床3.热液矿床:各种成因的含矿气水热液在一定的物理化学条件下,于各种有利的构造和岩石中,通过充填和交代等成矿作用方式而形成的有用矿物堆积体。
4.接触交代矿床/矽卡岩矿床:产于中酸性侵入体与碳酸盐类岩石(或其它钙镁质岩石)的接触带上或其附近,通过含矿气水溶液交代作用形成,并与矽卡岩(钙铝−钙铁榴石系列,透辉石−钙铁辉石系列)在成因上和空间上存在联系的一类矿床。
5.低温热液矿床:指形成温度在200~50℃左右,形成深度大多在2km至地表范围内,矿体主要受各种断裂系统、角砾岩筒、层间破碎带等构造控制的热液矿床。
6.浅成低温热液矿床:指产于陆相火山岩系中或相邻岩石中,形成温度为<150~300℃,深度为地表到1~2km成矿流体主要为大气降水与岩浆水的混合热液的金、银(多金属)矿床7.密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床:指产于碳酸盐岩(主要是白云岩)中的,受地层层位控制并具有显著后生特征的,以铅锌为主要矿产的一类矿床。
是世界铅锌矿产的主要来源之一。
8.微细浸染型(卡林型)金矿床:产于钙质、炭质沉积岩(碳酸盐岩/细碎屑岩)中的,金呈次显微-超显微的浸染状赋存于含金黄铁矿中的一类金矿床。
9.风化矿床:地壳最表层的岩石和矿石,在大气、水、生物等营力的作用下发生矿物成分和化学成分的改组,在原地或附近形成的质和量都能达到工业要求的有用矿物堆积体。
也称为风化壳矿床10.残积-坡积矿床:出露地表的岩石或矿床由于遭受风化作用,其中未被分解的重砂矿物或岩石碎屑残留在原地,或沿斜坡堆积起来形成的矿床,称为残积- 坡积矿床,也称碎屑矿床11.残余矿床:出露地表的岩石或矿床,由于遭受化学风化作用和生物风化作用,其中易溶组分被地表水或地下水带走,而难溶组分在原地彼此相互作用,或单独从溶液中沉淀出稳定的新矿物,在原地或附近堆积起来所形成的矿床称为残余矿床12.淋积矿床:出露地表的岩石或矿床遭受化学和生物风化作用后,一些易溶组分被淋滤带到地下水面附近,由于介质物理化学性质的改变,或通过与周围岩石发生交代作用,使有用物质沉淀出来而形成的矿床13.变质矿床:由内生作用和外生作用形成的岩石或矿床,在变质作用主要营力(热力、压力、时间和各种不同溶液)作用下,改造原矿床或产生新生矿床14.沉积矿床:当沉积物中有用物质富集达到工业要求时,便成沉积矿床。
实习三伟晶岩矿床一目的要求1.了解花岗伟晶岩体(矿体)的产状、形状特点。
2.掌握花岗伟晶岩体内部的带状构造,各带矿物组分和结构特点及其工业意义。
二实习指导1.课前复习伟晶岩矿床的特点及伟晶岩矿床的形成过程和成矿作用;复习以下矿物的鉴定特征和化学成分:微斜长石、钠长石、白云母、锂云母、铯镏石、锂辉石、绿柱石、电气石、黄玉、褐帘石等。
2.伟晶岩的矿物组合和结构以及伟晶岩体的构造、反映了一定的物理化学条件和地质条件。
所以研究伟晶岩矿床的结构和构造,对了解其成矿过程、矿化强度等的规律性很重要。
在观察伟晶岩的结构和构造时,要把文字描述、标本和伟晶岩脉剖面图一起对照来看。
三典型矿床资料(一)新疆可可托海稀有金属矿床1 交通位置新疆可可托海伟晶岩稀有金属矿床位于新疆北部阿尔泰地区富蕴县城北东约35km处,是世界闻名的稀有金属产地。
矿区概略位置见图3-1.该矿区及周围地貌有山区、丘陵、盆地、戈壁、河谷、沙漠等六大类;属大陆性寒温带气候。
图3-1 可可托海矿床位置简要图2 矿区地质(1)构造位置矿区地处西伯利亚板块阿尔泰海西褶皱带的中心部位。
(2)区域地层区内地层主要分布有震旦—寒武系、中上奥陶统、中志留统、中下泥盆统、下石炭统等。
除震旦-寒武系(主要为千枚岩)及下石炭统(主要为片麻岩、片岩、变粒岩、变火山岩等)。
(3)岩浆岩区内花岗岩类分布较广,有加里东期的苏长岩—斜长角山岩、英云闪长岩—花岗闪长岩、黑云斜长花岗岩、黑云母花岗岩、浅色闪电气石白云母花岗岩等;还有华力西期的闪长岩-苏长岩、片麻岩、黑云母花岗岩、角闪黑云二长花岗岩、似斑状或等粒状黑云母花岗岩、二云母花岗岩、白云母花岗岩等。
伟晶岩脉发育于片岩和片麻岩中,少数产于角闪辉岩中。
15~25条每平方公里(最多可达45~100条)。
脉长50m~100m,宽2m~10m。
形态多为规则脉状,也有透镜状、岩钟状等。
具有明显分带而有工业价值者为少数。
其中可可托海矿田中的3号脉石该矿区最典型的伟晶岩脉,位于阿尔泰海西褶皱带的中心部位。
1、伟晶岩矿床——所含的有用组份的质和量富集到工业可利用的伟晶岩。
伟晶岩的基本的造岩矿物有用伟晶岩中稀有稀土金属有用伟晶岩和伟晶岩矿床对应于不同的岩浆岩可以有不同的成分类型,但是以花岗伟晶岩最常见,经济价值最大。
在早期的矿床学教材中伟晶岩矿床部分归于岩浆矿床,部分归于热液矿床。
由于: 1、从岩浆演化的观点,伟晶岩的形成正好处于正岩浆向气水热液过渡的阶段,起了承上启下的作用; 2、其成矿作用和表现特征具有特殊性; 3、对宝石和稀有金属矿床有比较大的意义。
所以后来把伟晶岩矿床独立出来。
:1、伟晶岩矿床化学成分和矿物成分可以非常简单(单矿物) ,也可以非常复杂(多达几十种矿物),富集的元素有 Li、 Be、 Nb、Ta、W、 Sn、 Mo、Zr、 Hf 、 La、 Ce、 U、Th、Ti、 P、 B、F…据资料,伟晶岩中出现的矿物累计已超过 300 多种,是新矿物发现的策源地之一。
2、具有特殊结构:伟晶岩矿物的粒度级别:文像结构——长石与石英交生(同时生长) ;石英沿着某一方向交代长石交代结构——晚期热液生成的矿物交代早期结晶的矿物3、分带性:伟晶岩具有结构和矿物成分的分带现象,2— >10 个带,可以笼统地归并为4 个带:( 1 )边缘带( Border zone) :0-ncm 厚,与围岩关系清楚,与内邻的带为过渡关系,主要是石英、长石、云母组成,细粒结构,一般没有工业价值。
( 2 )外侧带( wall zone ) :较边缘带宽,除了石英、云母、长石外,可以有绿柱石、黑云母、磷灰石、石榴石等;文像结构,细粒结构,意义不大。
( 3 ) 中间带 ( intermediate Zone ):此带一般比较宽,可以细分出多个亚带。
长石、石英、云母、绿柱石、锂辉石以及许多含 TR、 REE 和放射性元素矿物,工业意义大。
伟晶结构、似文像结构、交代结构。
(4)内核( core) :位于伟晶岩体的膨大处,由石英块体组成,有时含有长石、云母、电气石、锂辉石的巨晶;伟晶结构。
一、基本概念题1.矿床:是指地壳中由地质作用形成的,其所含有用矿物资源的质和量,在一定的经济技术条件下能被开采利用的地质体2. 伟晶岩矿床:伟晶岩是一种矿物颗粒粗大的,具有一定内部构造特征的,常呈不规则岩墙、岩脉或凸镜状的地质体,当其中的有用组分富集并达到工业要求时,即成为伟晶岩矿床3. 变质矿床:由内生作用或外生作用所形成的岩石或矿石,由于地质环境的改变,温度和压力的增加,它们的矿物成分、化学成分、物理性质以及构造结构等,都要发生变化;同时,在变化的过程中原岩的物质组成会发生强烈的改造或活化转移,并在新的条件下重新富集,这种成矿作用所形成的矿床成为变质矿床。
4. 矿床成矿系列:矿床成矿系列亦就是:一定的地质构造单元,一定的地质构造演化阶段,由一定的地质作用形成的具有成因联系的一组矿床组合5. 矽卡岩矿床:接触交代矿床主要是在中酸性-中基性侵入岩类与碳酸盐类岩石的接触带上或其附近,由于含矿气水溶液进行交代而形成的矿床。
6. MVT型矿床(密西西比型矿床)Mississippi V alley Type :密西西比河谷型(简称MVT) 铅锌矿床是一类主要赋存于白云岩中的以铅锌为主要矿产的后生热液矿床,与成岩期后流体成矿作用有关。
以产于美国密西西比河谷地区而得名。
7. VMS或VHMS(volcanic-hosted Mass Sulfide,火山岩容矿的块状硫化物,也称火山喷流型)火山岩为熔岩的块状硫化物矿床,Cu为主;总是与玄武质大洋地壳有关(常产在拉张型板块界或活动大陆边缘);火山活动强烈,赋矿围岩以火山岩为主,正常沉积岩较少;成矿热液主要由海水/玄武岩反应而来,成矿温度较高,成矿时的海水深度较大;成矿与沉积有机质无关,不与油气藏共生。
8. Sedex型矿床(Sedimentary Exhalative,沉积喷流型)以沉积岩为熔岩的块状硫化物矿床,Pb、Zn为主,也有Cu;即海底喷流沉积块状硫化物矿床。
一、名词解释矿产是自然界产出的由地质作用形成的具有经济价值的有用矿物资源。
矿床是矿产在地壳中的集中产地,指在地壳中由地质作用形成的其所含有用矿物资源的数量在一定的经济技术条件下能被开采利用的综合地质体。
矿体指在自然界中产生的由地质作用形成的矿床中金属或其它有用物质富集的地质体是矿床的基本组成部分。
矿床学是研究在地壳中形成条件成因和分布规律的科学是直接应用于矿物资源开发和利用的地质学科。
围岩指在当前技术经济条件下矿体周围无实际开采利用价值的岩石。
母岩矿体形成过程中提供主要成矿物质的岩石它与矿床在空间上的成因有密切的联系。
同生矿床指矿体与围岩在同一地质作用(成岩成矿作用)过程中同时或近于同时形成的矿床。
后生矿床指矿体与围岩分别由不同地质作用形成矿体的形成明显晚于围岩的一类矿床。
矿石是矿体的组成部分是从矿体中开采出来的能从中提出有用组分(元素,化合物或矿物)的矿物集合体一般由矿石矿物和脉石矿物组成。
脉石一般泛指矿体中的不可利用的矿物和岩石包括围岩的碎块夹石和脉石矿物。
矿石结构指矿石中矿物颗粒的形态相对大小及其空间相互关系等所显示的形态特征。
矿石构造指组成矿石的矿物集合体的形态相对大小及其空间相互关系等所反映出来的形态特征。
品位指矿石中有用组分的含量。
品级是矿产工业要求的一项内容指在一个工业类型的矿石中根据矿石的有用组分有害组分的含量物理性能质量的差异以及不同用途的要求等对矿石划分的不同等级。
工业品位指在单个工程中单矿层或储量计算的既定块段中有经济效益的有用组分的最低平均含量。
边界品位是用于圈定矿体边界的单个样品有用组分含量的最低要求是用来划分矿与非矿界限的边界品位。
矿床成因类型按照矿床的形成作用和成因划分的矿床类型。
矿床工业类型在矿床成因类型的基础上从工业利用的角度来进行矿床的分类。
矿床勘探类型按照影响矿床勘探难易程度的主要因素从矿床勘探出发对矿床勘探难易进行分类将相似特点的矿床加以理论综合与概括而划分的类型。
内生矿床自上而下成矿温度:由高到低成矿深度:由深到浅成矿作用:岩浆作用——热液作用围岩作用:小到大。
对于热液矿床来说,可以提供成矿物质和水(地下水——非岩浆热液矿床:MVT型铅锌矿和卡林型金矿)控矿因素一、浆矿床形成的地质条件1、岩浆条件(1)岩浆的化学成分(或矿物成分)成矿专属性⑵、岩浆的分异程度①岩浆的成分②岩体的规模③岩浆侵入的深度④岩浆的围岩⑤大地构造条件(3)岩体的规模(4)岩体的形状、产状2、构造条件3、围岩条件4、挥发份的存在降低了岩浆的粘度组成络合物5、岩浆的多次侵入活动二、伟晶岩矿床的形成条件1)、岩浆的成分:能形成矿床的伟晶岩有酸性花岗岩浆和碱性岩浆2)、岩体规模:岩体规模越大,形成的伟晶岩矿床也越大。
与伟晶岩矿床有关的是岩基、岩株3)、空间关系:伟晶岩与岩体的关系密切,而且具有明显的分带性:2、物理-化学条件:(1)温度:由于伟晶岩矿床的形成是一种缓慢的结晶-交代过程,因此其温度变化范围较大,大约从1000℃~300℃之间。
但伟晶岩的主体则是在600℃~400℃的范围内形成的。
(2)压力:由于伟晶岩矿床的形成需要一定的温度和保持一定的围岩压力,才能使挥发份不致逸散,结晶作用充分进行。
因此伟晶岩的形成是在较大的压力(8000~1000×105Pa)条件下,即在离地表较深的条件下形成的。
浅成: 1.5 ~3km中深成: 3.5 ~7km深成: 7 ~11km极深:>11km3、围岩条件:伟晶岩矿床不仅产于岩浆岩母体之中,也常常产于母岩体顶部的围岩中,因此,围岩的物理-化学性质对于伟晶岩矿床的形成具有一定的重要性。
围岩的物理性质:围岩的物理性质影响裂隙的性质及其发育程度,从而也影响到伟晶岩矿床的产状和形态。
例如在片理化发育的片岩类岩石中,由于岩石的渗透性强,常形成规模较小的但十分密集的伟晶岩矿脉,岩脉中带状构造不发育,矿物晶粒也细小。
而在渗透性不好的岩石中如块状的基性岩、中性岩、花岗岩、花岗片麻岩,这些岩石可塑性小,刚性强,能形成一个良好的封闭性系统,使伟晶岩有一个较长而缓慢的结晶分异过程,结果能形成结晶粗大的晶体,岩脉内部的分带性完好,尤对稀有金属的矿化富集有利。
矿床学复习提纲矿床学复习提纲一、矿床学的基本概念1.矿石的基本概念:矿石、矿石矿物与脉石矿物、夹石与脉石、共生组分和伴生组分、矿石结构和构造、矿石品位及表示方法、边界品位和工业品位、矿石储量、基础储量、资源量。
2.矿体的基本概念围岩和母岩、矿体的产状(走向、倾向、倾角、倾付角和侧伏角)3.矿床的基本概念矿床、同生矿床和后生矿床、矿田、矿带和成矿带、决定矿床工业价值的因素4.成矿作用和分类浓度克拉克值、浓度系数、成矿作用类型及方式(内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用)、二、岩浆矿床1. 岩浆矿床的概念及特点2. 岩浆矿床的形成条件3. 岩浆结晶分异作用及岩浆分结矿床岩浆结晶分异作用、早期岩浆矿床、晚期岩浆矿床、海绵陨铁结构4. 岩浆熔离作用及熔离矿床5. 岩浆矿床的主要类型及实例分析南非布什维尔德铬铁矿床、四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床、肖德贝里铜镍硫化物矿床、金川铜镍硫化物矿床三、伟晶岩矿床1.伟晶岩矿床的概念2.伟晶岩矿床的产状、结构和构造(分带特征)3.伟晶岩矿床的成矿形成条件及成矿作用4.伟晶岩矿床的主要类型及实例分析(新疆可可托海)四、热液矿床概论1.含矿热液的来源、运移、沉淀含矿热液的种类,成矿物质的来源,含矿热液运移的驱动力,含矿热液运移的通道,导矿构造、配矿构造和容矿构造,成矿物质的运移形式2.热液成矿方式充填作用和充填成矿方式,交代作用和交代作用成矿方式3.围岩蚀变围岩蚀变,矽卡岩化,云英岩化,绢云母化,硅化,碳酸岩化4.矿化期、矿化阶段和矿物的生成顺序(判别标志)五、接触交代矿床1.矽卡岩矿床的概念2.矽卡岩矿床形成条件岩浆条件,围岩条件,构造条件,温压条件3.矽卡岩矿床的矿石特征和分带性4.矽卡岩矿床的成矿阶段5.矽卡岩矿床的主要类型和实例分析湖北大冶铁矿,个旧锡矿六、斑岩型矿床1. 斑岩型矿床、斑岩型铜矿和玢岩型铁矿的概念2. 斑岩型铜矿的成矿地质条件岩浆条件、构造条件、围岩条件3. 围岩蚀变、蚀变分带和矿化特点蚀变分布形式及分带特征4. 了解斑岩铜矿的成因5. 斑岩型矿床的主要类型和实例分析(德兴斑岩铜矿、柿竹园钨锡钼铋矿)七、高、中温热液矿床1. 高、中温热液矿床的概念及形成条件2. 高温热液矿床类型云英岩型钨矿、锡石石英脉矿床(西华山钨矿实例特征)纳长岩型稀有、稀土金属矿床3. 中温热液矿床类型中温热液型金矿床(山东招远玲珑金矿).中温热液脉型铅锌多金属矿床八、低温热液矿床1. 低温热液矿床的概念及特点2. 浅层低温热液矿床浅层低温热液矿床的分类(高硫型和低硫型)成矿条件(地球动力学背景、构造条件、岩浆岩条件、围岩条件、成矿时代)高硫型和低硫型矿床的特征(紫金山铜金矿床)3. 卡淋型金矿床的概念及特点4. MVT型铅、锌矿床的概念及特征(云南金顶铅、锌矿床)九、热水喷流沉积矿床1. 热水喷流矿床的概念及特征2. 热水喷流矿床的类型及特征VMS矿床及亚类SMS矿床及亚类十、分化-沉积矿床1. 分化矿床的概念及特点2. 分化矿床的类型及特征3. 金属硫化物的次生氧化及次生富集作用4. 表生分带特征及形成机理、铁帽的概念5. 沉积矿床的概念及类型(实例:宣龙式铁矿)海相沉积矿床的矿物相分带特征十一、变质矿床1.变质矿床的概念及特征(变质矿床和受变质矿床)2.变质矿床的形成条件及作用类型3.变质矿床的主要类型沉积-变质铁矿床,BIF的概念变质金矿床(南非兰德)。
矿床学伟晶岩矿床Pegmatite Ore Deposits河北工程大学资源学院第四章伟晶岩矿床Pegmatite Ore Deposits一、伟晶岩矿床概念及一般特征二、伟晶岩矿床的形成条件及成矿作用三、伟晶岩矿床的主要类型一、伟晶岩矿床概念及一般特征(一)伟晶岩和伟晶岩矿床1、伟晶岩:是指由特别粗大的矿物晶体所组成,具有一定的内部结构、构造特征,常呈规则或不规则岩墙、岩脉或透镜状产出的地质体。
花岗伟晶岩granite pegmatite碱性伟晶岩(霞石正长伟晶岩nepheline syenite pegmatite)基性超基性伟晶岩2、伟晶岩矿床:伟晶岩中有用矿物或金属元素富集达到工业要求时就构成伟晶岩矿床。
非金属矿产:云母、长石、石英和压电石英、萤石、磷灰石金属矿产:稀有元素、稀土元素、U、Th、Sn、W等宝石矿物:水晶、绿柱石、碧玺、黄玉、月光石、电气石(二)伟晶岩矿床的一般特征伟晶岩(矿床)形态、产状和规模物质组成结构和构造伟晶岩体形态图1-规则的脉状;2-不规脉状;3-凸镜状;4-囊状体;5-串珠状体网状伟晶岩脉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。
(1)化学成分多样造岩元素:O、Si、Al、Na、K、Ca稀有元素:Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、Zr稀土元素:La、Ce放射性元素:U、Th金属元素:W、Sn、Mo挥发分:F、B、Cl、P(2)矿物种类繁多硅酸盐矿物:石英、长石、云母、霞石、辉石稀有和放射性矿物:锂云母、锂辉石、锂电气石;绿柱石、硅铍石;钽铁矿、褐钇铌矿、烧绿石、细晶石;锆石;铯榴石、钍石、晶质铀矿稀土元素矿物:独居石、磷钇矿、褐帘石其它金属矿物:锡石、黑钨矿、辉钼矿含挥发分矿物:萤石、电气石、黄玉、磷灰石(1)伟晶岩的结构伟晶岩(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。
伟晶岩矿床特点: ①物质成分:a. 化学成分特征—氧和亲氧元素:Si、Al、Na、K、Ca等—稀有、稀土、分散、放射性元素:Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、Zr、Hf、La、Ce、U、Th—金属元素:W、Sn、Mo、Fe、Mn—挥发份:F、Cl、B、Pb. 矿物成分特征—硅酸盐类:石英(包括水晶)、斜长石、微斜长石、正长石、白云母、黑云母、霞石和辉石等。
长石、石英和云母为主体—稀有放射性元素矿物:如含锂矿物、含铍矿物、含铌、钽矿物、含锆矿物等②结构:a. 巨晶结构(伟晶结构):是伟晶岩特有的结构,长石、石英、云母等矿物晶体巨大,颗粒大小一般10cm~几米,大者晶体可达数公斤至上百吨b. 文象结构:长石、石英共结生成c. 粗粒结构和似文象结构:主要由长石和石英组成,颗粒大小1~10 cmd. 细粒结构:主要由石英、斜长石和微斜长石组成,颗粒小于1cm③构造:以带状构造最常见。
可分为边缘带、外侧带、中间带、内核。
此外,在一些伟晶岩体膨胀部分的中心或巨厚的伟晶岩体中心可形成晶洞构造,常有压电石英及宝石类矿物产出。
④伟晶岩体的大小、形状和产状:大小差别很大:长几米至上千米,厚几厘米至几十米,延深数百米形态:多样,脉状、囊状和凸镜状常见产状复杂,有陡有缓。
矿化多富集在脉体的上部或顶部。
陡立者,对稀有元素矿化富集最有利。
由于岩脉较陡时,含矿的挥发份和易溶化合物大量向上移动,较之产状平缓的更易于集中。
(一)岩浆岩条件:与伟晶岩矿床有关的侵入体,可以从超基性的橄榄岩类,一直到酸性的花岗岩类,但绝大多数是花岗岩类岩石(二)物理化学条件a. 温度:—变化范围较大,最早结晶温度可能在800~700 ℃,一直到300 ℃以下,主体在600~200 ℃—从边缘带到内核的形成温度降低:边缘带和外侧带800~600 ℃±,中间带600~400 ℃±,内核石英400~200 ℃甚至更低—不同矿种的伟晶岩形成温度有所不同,一般云母伟晶岩形成温度较低,而稀有金属伟晶岩则较高b. 压力和深度:—开始时可能达到800~500 MPa,结束时降到200~100 MPa—形成深度大,否则挥发组分的逸失不利于成矿(三)地质构造条件伟晶岩带主要分布于构造活动带。
伟晶岩矿床概述一、概念:1、伟晶岩A 、伟晶岩:指矿物成分与母岩相似、结晶颗粒粗大、具一定内部构造特征,且呈脉状或透镜状的 地质体称为伟晶岩。
属晚期岩浆产物,是在侵入体冷凝的最后阶段形成,位于侵入体的顶部。
矿物晶粒一般多在1-10cm 以上,大者可达1-2m ,富含挥发性组分,稀有元素组分,形态主要成 脉状或其它不规则形状的岩体。
B 、伟晶岩类型:(伟晶岩矿床都与相同成分的侵入体有关。
伟晶岩可分岩浆伟晶岩变质伟晶岩。
岩浆伟晶岩依据 其岩性分为花岗伟晶岩,碱性伟晶岩和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。
)a 、岩浆伟晶岩:属晚期岩浆产物,是在侵入体冷凝的最阶段形成,位于侵入体顶部。
深成岩浆 岩常见以花岗伟晶岩最多,碱性伟晶岩较少见,基性超基性伟晶岩更少见。
b 、变质伟晶岩:主要是前寒武纪岩石变质改造的各个阶段形成的伟晶岩。
2、伟晶岩矿床:地壳深处的熔浆(在封闭环境中)通过缓慢结晶或重结晶作用形成晶粒粗大的脉状或 凸镜状岩体,当其有用组份富集达到工业要求时称为伟晶岩矿床,即具有经济价值的伟晶岩。
二、矿床特征:1、矿床产出:伟晶岩矿床主要产于岩浆作用或变质作用形成的花岗伟晶岩中。
2、矿床分带性:伟晶岩岩体内部常具明显的带状构造是伟晶岩(矿床)的另一个突出的特征。
从脉的边部到脉体中心,无论矿物成分或岩石的结构构造,均呈有规律的变化。
一般情况下,一个 发育比较完整的伟晶岩体,从外到内可以划分出以下四个带:边缘带外侧带 中间带 内核A 、边缘带:主要由细粒的长石和石英组成,成分相当于细晶岩,故又称细晶岩带,厚度一般仅几厘 米,形态不规则并不连续,与围岩界线清楚,其该带中最常见的少量共生矿物是电气石、磷灰石 和石榴石。
B 、外侧带:位于边缘带内侧,矿物颗粒较粗,由文象结构和粗粒结构的长石,石英和云母组成。
成分与花岗岩相似,厚度比边缘带大而稳定。
带中常见绿柱石等伴生矿物。
由于具有典型的文象 结构、成分与花岗岩相似,又称为文象花岗岩带。
C 、中间带:位于外侧带和内核之间,由巨晶结构的长石和石英组成,常见矿物除长石、石英外, 还常有绿柱石、锂辉石等稀有元素矿物。
此带中的交代作用已较发育同时与交代作用有关的稀有 元素矿物也增多,成为矿化发育的地段,是伟晶岩矿床的主要部分。
此带厚度较大,可几十厘米 基性超基性伟晶岩 ★ 碱性伟晶岩 ★★ 花岗伟晶岩 ★★★ 伟晶岩 变质伟晶岩 岩浆伟晶岩出的一般主要为长石,靠内核部分则常出现钾长石和石英,前者称中间外带,后者称中间内带。
这主要根据实验工作的需要。
)D、内核:因位于伟晶岩体的中央,所以称为内核,矿物组成主要是颗粒粗大的石英,其次还有长石、锂辉石等矿物。
在内核的中心部位由于结晶的作用往往有空洞形成(晶洞)。
内核的形态常不规则,核的大小常取决于伟晶岩体的大小和岩体膨胀部分的特征,同时也取决于岩体分异程度或构造明显程度。
在伟晶岩形成的整个过程,结晶首先从边缘开始,早期形成边缘带,矿物颗粒细小,他形结构;随后形成外侧带,矿物颗粒增大,以文象结构、自形-半自形结构为主。
随着温度降低,矿物不断的晶出,矿物粒度愈来愈大,残余熔浆挥发分不断增多,到晚期形成则以交代结构最为特征。
稀有元素化合物由于具较低浓度,因而不可能在早期阶段晶出,往往被挤向伟晶岩体的中部或顶部,在晚期阶段富集起来。
中间带是伟晶岩矿床发育的主要地带(如稀有金属矿床),次为外侧带(如绿柱石等)。
3、矿体形态产状:伟晶岩产出的形态多呈各种类型的脉状体,故又通称为伟晶岩脉。
最常见的矿体形态呈脉状、囊状和透镜状及不规则状(如串珠状、树枝状、网状等)。
工业意义最大的是纺锤状透镜体(表面积最小,散热慢,内部晶形大,有用组份富集)。
A、形态控制因素构造:压性裂隙中的伟晶岩脉,形态规则延伸较远,常作雁行状排列。
张裂隙中的伟晶岩体,多呈透镜状,规模较小。
围岩:片麻岩、片岩中多呈板状,墙状,产于花岗岩类岩石中常呈脉状、珠状瘤状。
伟晶岩形态:对成矿最有利的伟晶岩形态是纺缍状透镜体,因为形态表面积最小,与外界接触面积小,散热缓慢,有利于形成颗粒粗大的矿物及挥发份的聚集,使稀有元素富集成矿。
伟晶岩体的大小差别很大,厚度从几厘米到几十米,沿走向长几米—几百米甚至上千米,延深可达几百米。
稀有元素矿物往往聚集中在厚大的伟晶岩中。
B、产状陡立:内部构造表现为对称的带状构造,稀有元素和矿物主要分布于脉体的上部。
平缓:内部的带状构造不对称,稀有元素矿物主要分布于脉体的上盘。
根据研究和实际工作中的经验,对稀有金属成矿最有利的产状:板状伟晶岩倾角为45°-90°。
因为当岩脉倾角陡立时,有利于挥发分和易熔化合物向上移动而集中,使得稀有元素成矿物质分异彻底而充分富集,形成富矿。
而产状过于平缓的伟晶岩脉,由于挥发分和易溶化合物向上移动困难,不能进行彻底的分异作用,使得挥发分和成矿物质分散在岩脉的上盘,不利于矿质集中。
4、矿石组构:A、矿石结构a、结晶粒状结构:以矿物自形程度好,晶粒巨大的巨晶结构为特点;按粒度大小分为细粒结构(粒径数mm-10mm),中粒结构(1-5cm),粗粒结构(5-10cm),巨晶结构(>10cm)。
巨晶结构又称伟晶结构。
有的绿柱石重50t(我国新疆),黄玉重60kg(乌拉尔)石英重40t,黑云母7m2,白云母30m2。
b、文象结构及似文象结构:主要是岩浆共结的产物,由长石、石英共结生成。
少部分由石英交代长石(井百、双晶面而成)。
c、交代结构:交代形成的矿物由白云母、钠长石及稀有元素矿物组成,为后期热液交代作用的产物。
B、矿石构造5、矿石组份:A、矿物成分:伟晶岩的矿物成分以硅酸盐和氧化物为主。
a、硅酸盐矿物如石英、长石(斜长石、正长石、微斜长石)、云母(黑云母、白云母)、霞石、辉石等;b、稀有和放射性元素矿物主要有含锂矿物如锂云母、锂辉石等,含铍矿物如绿柱石、硅铍石,含铌钽矿物如钽铁矿、烧绿石等,含锆矿物如锆石等;c、稀土元素矿物如独居石、磷钇矿、褐帘石等;d、金属矿物如锡石、黑钨矿、磁铁矿等;e、含挥发份矿物如萤石、电气石、磷灰石等。
B、化学成分:a、主要为与母岩相同的氧和亲氧的造岩元素如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、Zr、Hf、La、Ce、U、Th等;c、金属元素如W、Sn、Mo、Fe、Mn等;d、挥发组份如F、Cl、B、P等。
组成伟晶岩的元素,主要是一些与母岩相同亲氧的造岩元素:O、Si、Al、Na、K、Ca、Mg、Fe、Mn等。
另外还有高度集中的稀有元素:Li、Be、Nb、Ta、Zr、Hf、U、Th、TR、Cs等40余种元素。
大多数集中于伟晶岩矿床中的稀有元素,仅占花岗岩体积的极小部分,其总量不超过万分之一;而伟晶岩矿床中这些稀有元素含量可超过花岗岩母岩中的数十、数百乃至数千倍。
如Li在花岗岩等酸性岩中为4×10-5而在伟晶岩矿床中,可富集到1-2%,即大约增加了250-400倍;又如Be 在酸性岩中的含量为5.5×10-6,但在工业伟晶岩中含量可达1%以上,即浓度富集达2000倍左右。
6、主要矿产:稀有金属,稀土元素,云母,水晶,陶瓷原料等。
三、工业意义:是某些稀有元素(Li、Be、Nb、Ta、Cs)和稀土元素(REE)矿产的重要来源;有关重要金属矿产有W、Sn、Mo、U、Th。
伟晶岩矿床的主要矿产为云母、长石、石英等。
其它非金属矿床有萤石、磷灰石、压电石英等。
常见宝石类矿产是海蓝宝石(绿柱石)、碧玺(电气石)、黄晶(黄玉)、水晶等。
形成条件一、温度压力:1、温度:700~150℃,边缘带700~600℃,主体部分600~300℃;不同矿物形成于不同的成矿温度,如晶洞中的矿物形成于150℃左右,稀有金属矿物形成于500~200℃。
2、压力:伟晶岩形成时的压力为800~500 MPa,到结束时的压力为200~100 M Pa。
伟晶岩矿床形成的深度较大,深度小的近地表和浅成带不利于伟晶岩的形成,因为压力大,挥发份才能保存在矿床中。
不同深度可形成不同类型的伟晶岩矿床。
А.И.金兹堡等将其分为四种:较小深度(1.5~3km),形成与水晶有关的矿床;中等深度(3.5~7km),形成与稀有金属有关的矿床;较大深度(7~8到10~11km),形成与云母类有关的矿床;极大深度(超过10~11km),形成与陶瓷原料有关的矿床。
二、岩浆岩条件:1、不同类型的岩浆岩形成不同类型的伟晶岩矿床A、花岗伟晶岩分布极广,通常形成与稀有、稀土元素、白云母、长石、刚玉等有关的矿床。
B、碱性伟晶岩分布很少,通常形成与锂、铍、钍和稀土元素有关的矿床。
2、与伟晶岩有关的花岗岩类常呈岩基状或巨大的岩柱状产出,因为一般的“小侵入体”不可能形成伟晶岩的大量挥发物质。
3、不同深度的花岗岩类形成不同的伟晶岩矿床A、浅成花岗岩类侵入体可形成水晶伟晶岩矿床;B、中深成花岗岩类侵入体可形成稀有金属伟晶岩矿床。
三、构造条件:1、在空间上伟晶岩分布明显受区域构造控制。
伟晶岩很少单独出现,而是成群成带地产出,并形成断续延伸数十—数百公里的伟晶岩带。
即褶皱带(地槽区)、地台区的边缘深大断裂控制着伟晶岩带的分布。
2、伟晶岩矿田分布受次一级构造控制,矿田内所有伟晶岩都与同一侵入体或同时侵入的不同岩体有关。
3、伟晶岩脉的分布受更次一级断裂构造控制,如羽状裂隙、帚状裂隙、围岩的片理岩体内部的次生裂隙等次级构造为伟晶岩脉所充填。
四、围岩条件:由于伟晶岩矿床主要产于强烈褶皱带和侵入体大规模发育的地区,故伟晶岩矿床的主要围岩是区域变质岩及一些基性和超基性岩。
1、区域变质岩为伟晶岩矿床的主要围岩,混合岩化形成的花岗岩发育的地区可形成白云母矿床或稀土元素矿床。
未变质的沉积或火山岩盖层中,伟晶岩少见。
2、围岩的物理性质的影响:可塑性小、刚性强、渗透性差的基性岩、花岗岩和花岗片麻岩有利于伟晶岩的形成,特别是形成稀有金属伟晶岩;而具定向性的层理、片理发育的片岩类,则对稀有金属矿化不利。
3、围岩的化学成分:若围岩为超基性岩或碳酸盐类岩石时将引起伟晶岩的同化混染作用。
成矿作用及矿床类型一、岩浆结晶观点:1、残余岩浆说——费尔斯曼要点:A、有残余岩浆存在(富含挥发组分的伟晶岩浆);B、伟晶岩浆存在于相对封闭和高温、高压的环境中;C、缓慢冷凝通过结晶作用形成伟晶岩矿床。
优点:可较好地解释伟晶岩与围岩之间存在清楚界线和具有良好带状构造的伟晶岩脉。
2、非残余岩浆说——查瓦里茨基要点:A、任何一种岩浆经过正岩浆结晶阶段之后都会产生残余气态溶液(超临界状态流体)B、流体为富含挥发性组分、稀有金属元素、硅酸盐组份C、在封闭条件下使早期形成的矿物发生重结晶,形成粗粒(钾长石)伟晶岩;在开放系统中进一步发生交代作用(钠交代钾产生钠长石化),形成伟晶岩矿床。