各类矿床模式全方位详细解析.doc
矿 床 模 式 高 怀 忠 2005年10月 矿床模式库目录 一、岩浆矿床模式 1、豆荚状(阿尔卑斯型)铬铁矿矿床模式(K4001) 1 2、层状镁铁质-超镁铁质岩型铬铁矿矿床模式(K4002) 3 3、钒钛磁铁矿矿床模式(K4003) 5 4、铜-镍硫化物型矿床模式(K4004) 7 5、岩浆爆发型金刚石矿床模式(K4005) 9 二、伟晶岩矿床模式 1、花岗位晶岩型稀有金属矿床模式(K4006) 11 2、伟晶岩型白云母矿床模式(K4007) 13 三、接触交代(矽卡岩)矿床模式 1、矽卡岩型铁矿床模式(K4008) 14 2、矽卡岩型铜矿床模式(K4009) 16 3、矽卡岩型锡(-多金属)矿床模式(K4010) 18 4、矽卡岩型钨矿床模式(K4011) 20 四、热液矿床模式 1、云英岩型锡(钨)矿床模式(K4012) 22 2、充填-交代(石英脉)型钨矿床模式(K4013) 24 3、砂(页)岩型铜矿床模式(K4014) 26 4、碳酸盐岩型铅锌矿床模式(K4015) 29 5、微细浸染型金矿床模式(K4016) 31 6、斑岩型铜矿床模式(K4017) 34 7、斑岩型钼矿床模式(K4018) 37 8、斑岩型锡矿床模式(K4019) 39 9、玢岩型铁矿床模式(K4020) 40 10、塞浦路斯型块状硫化物矿床模式(K4021) 42 11、黑矿型块状硫化物矿床模式(K4022) 45 12、细碧角斑岩型块状硫化物矿床模式(K4023) 48 13、以沉积岩为容岩的喷气沉积(sedex)型铅锌矿床模式(K4024) 50 14、超基性岩型石棉矿床模式(K4025) 53 五、风化矿床模式 1、红土型铝土矿矿床模式(K4026) 55 2、岩溶型铝土矿矿床模式(K4027) 57 3、残余型高岭土矿床模式(K4028) 58 4、红土型镍矿床模式(K40229) 59 六、沉积矿床模式 1、浅海相沉积铁矿床模式(K4030) 62 2、浅海相沉积锰矿床模式(K4031) 64 3、沉积型铝土矿矿床模式(K4032) 67 4、火山-沉积型膨润土矿床模式(K4033) 68 1 5、碳酸盐岩相石膏-石岩(-钾盐)矿床模式(K4034) 69 6、碎屑岩相石膏(-芒硝)-石盐(-钾盐)矿床模式(K4035) 72 7、萨布哈型石膏-硬石膏矿床模式(K4036) 74 8、海相沉积磷灰岩矿床模式(K4037) 76 9、硅藻土矿床模式(K4038) 79 七、变质矿床模式 1、变质硅铁建造型铁矿床模式(K4039) 80 2、区域变质型石墨矿床模式(K4040) 83 3、接触变质型硅灰石矿床模式(K4041) 85 2 一、岩浆矿床模式 1、豆荚状(阿尔卑斯型)铬铁矿矿床模式 地质构造背景 构造位置 矿床出露于板块缝合带的蛇绿岩套中。 成矿环境 矿床形成于扩张洋脊环境的岩石圈下部(莫霍面以下2km范围内),因洋壳俯冲作用而残留于俯冲-碰撞带。 赋矿岩石 为蛇绿岩套下部的镁质超基性岩,常见岩相组合为纯橄岩、方辉橄榄岩、和二辉橄榄岩。岩石通常已塑性变形和蛇纹石化。 成矿时代 显生宙。 伴生矿床 可见石棉矿床、滑石矿床、菱镁矿矿床、蛇纹岩矿床。 矿床特征 矿体特征 主要呈扁豆状、凸镜状,可见不规则状及脉状,成群分布于纯橄岩相和方辉橄榄岩相中。矿体与围岩页理呈整合或次整合相交,二者呈渐变或突变接触。 矿石矿物组合 铬铁矿铝铬铁矿铁铬铁矿(磁铁矿铂组元素矿物)。 矿石结构构造 粗粒至细粒结构,浸染状、块状及豆状构造。 围岩蚀变 可见小范围的(宽数十厘米)绿泥石化等蚀变。 矿床规模及意义 此类矿床是铬铁矿的重要矿床类型,是我国耐火级矿石的主要来源和冶金级矿石的唯一来源。矿床规模大小不一,John P.Albers(1986)对土耳其、新喀里多尼亚、菲律宾、古巴、伊朗等国173个矿床的统计结果见图1和图2。 图1 豆荚状铬铁矿矿床的吨位 图2 豆夹状铬铁矿矿床的氧化铬品位 矿床实例 罗布莎、萨尔托海、贺根山、卡马圭(古)、马欣洛克(菲)等。 矿床成因 在扩展的洋脊之下,地幔底辟上升因减压等地质作用导致地幔岩的部分熔融。随着部分熔融程度 的增加石榴子石、单斜辉石和斜方辉石将依次进入熔体,产生大量的玄武质岩浆和方辉橄榄岩、纯橄 岩等地幔残余。石榴子石、单斜辉石在不一致熔融过程中除形成玄武质岩浆和橄榄石外还因释放其晶 1 格中的Cr而产生铬尖晶石,这些尖晶石与地幔中原有的尖晶石随之一起融化。由于Cr2O3与玄武质 岩浆间的不混熔作用导致二者分离,后者上升形成蛇绿岩套中、上部的辉长岩、辉绿岩和拉斑玄武岩;前者因比重大趋于以小的熔滴在地幔残余中富集或在岩浆槽穴中聚积成铬铁矿的矿浆,最终冷凝结晶 形成最初的矿体。随着板块向大陆边缘的运移,矿体及其位岩受到强烈的水平拉伸和塑性剪切变形,趋于形成与页理整合的扁豆状矿体(图3)。经洋壳板块的仰冲、碰撞使矿床最终就位于板块缝合带中。 图3 蛇绿岩中(阿尔卑斯型)豆荚状铬铁矿矿床模式图(引自郝梓国等人,1995) 1-镁铁质堆积杂岩;2-纯橄岩方辉橄榄岩杂岩带;3-方辉辉橄岩二辉橄榄岩杂岩带;4-堆积成因的铬铁矿矿体(浸染状);5. 豆荚状矿体(①不整合;②次整合;③整合);6-页理及剪切方向 不同的认识 岩浆分结矿床,晶粥中的铬铁矿在重力作用下堆晶(积)作用而富集成矿。 找矿方向及标志 (1)不同时期板块碰撞带蛇绿岩套中由二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和纯橄岩构成的镁质超基性岩块;(2)与上地幔相比,上述岩相具有高的MgO含量和m/f值(>6),低碱值、TiO2(多<0.2和ΣREE。(3)矿体主要产于纯橄岩相及方辉橄榄岩相,纯橄岩相越发育者矿化越好。 主要参考文献 1、裴荣富,1995,中国矿床模式,地质出版社,111-113 2、D.P.考克斯、D.A.辛格,1986(宋伯庆等人(1990)译),矿床模式,地质出版社,33-44 3、中国矿床编委会,1994,中国矿床(中册),地质出版社,553-587 4、鲍佩声、王希斌,1997,富铝型豆荚状铬铁矿床的成矿模式,地球学报,1997年第1期,25-37 2 2、层状镁铁质-超镁铁质岩型铬铁矿矿床模式 地质构造背景 构造位置 大陆板块内部,与地幔热点有关。 成矿环境 由地幔热点产生的幔源岩浆不断地输入陆壳深部的巨大岩浆房,为岩浆及其中的成矿物质创造了缓慢冷凝结晶和充分分异的优越条件。 赋矿岩体 大型深成层状镁铁质-超镁铁质岩体,自下而上由纯橄岩层为主依次渐变为方辉橄榄岩、橄榄岩、辉石岩、橄长岩、苏长岩、辉长岩、斜长岩等岩层为主。岩石具堆晶(积)结构。 成矿时代 多为前寒武纪,但也可能晚至第三纪。 共生矿床 铜镍硫化物矿床、铂族元素矿床、钒钛磁铁矿矿床。 矿床特征 矿体特征 矿体呈层状主要产于岩序中、下部的纯橄岩、方辉橄长岩、橄榄岩、辉石岩或苏长岩中(图4)。 图4 典型镁铁-超镁铁质层状杂岩体的图解(据Norman J.Page1986) 5601500m后,显示岩石单元与矿床的地层关系,矿床模式显示于括号中 矿石矿物组合 铬铁矿钛铁矿磁铁矿磁黄铁矿镍黄铁矿黄铜矿铂组元素矿物。 3 矿石结构构造 堆晶结构,浸染状-块状构造。 围岩蚀变 与矿化无关。 矿床规模 可构成大型及特大型矿床 矿床实例 (南非)布什维尔德、(美)斯蒂尔沃特、津巴布韦大岩墙。 矿床成因 属岩浆分结矿床。在巨大的深部岩浆房中,铬铁矿、磁铁矿等金属矿物及橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、斜长石等硅酸岩矿物先后从幔源镁铁质岩浆中结晶并且经堆晶作用形成不同的岩相层和铬铁矿层(图5)。 图5 根据堆积矿物的结晶关系和视沉降速度有关的富铬铁矿层成因模式(引自T.N.欧文等人(1966)) 主要参考文献 1、D.P.考克斯、D.A.辛格,1986(宋伯庆等人(1990)译),矿床模式,地质出版社,16 2、F.索金斯,1984(曹开春等人(1987)译),金属矿床与板块构造,地质出版社,175-178 3、H.D.B.威尔逊,1966(武汉地质学院矿床教研室(1977)译),岩浆矿床,地质出版社,1-75 4 3、钒钛磁铁矿矿床模式 地质构造背景 构造位置 大陆板块内受地幔热点或大陆裂谷前期深断裂控制的幔源深成岩带。 成矿环境 矿床形成于地壳下部的大型幔源深成岩套中。 赋矿岩体 类型包括(1)纯橄岩-方辉橄榄岩-橄榄岩-辉石岩-苏长岩-辉长岩-斜长岩等岩相构成的镁铁质-超镁铁质层状侵入体;(2)(橄长岩)-(苏长岩)-斜长岩-(铁闪长岩)层状侵入体;(3)(橄榄岩)-(辉石岩)-辉长岩层状侵入体;(4)斜长岩-辉长岩杂岩体。岩石多具堆晶结构。 成矿时代 多为元古代,也见于古生代。 共生矿床 铬铁矿矿床、铜镍硫化物矿床、铂族元素矿床。 矿床特征 矿体特征 大多数重要矿体成层状平行于火成堆积层理分布于层状岩体的辉长岩及斜长岩为主的岩相带,多见于每个岩相旋回的底部。围岩多为辉长岩、斜长岩、辉长苏长岩,矿层与下部围岩多为突变接触,与上部围岩多为渐变接触关系。此外可见脉状、管状矿体不整合地贯入于各岩相带中,与围岩呈突变接触。 矿石矿物组合 含钒磁铁矿钛磁铁矿钛铁矿硫化物。主要脉石矿物主岩的造岩矿物斜长石、辉石及橄榄石等。 矿石结构构造 堆晶(积)结构、填隙结构、嵌晶结构、海绵陨铁结构、出溶结构;浸染状构造、条带状构造、块状构造。 围岩蚀变 可见绿泥石化。 矿床规模 可构成大型、特大型矿床。 矿床实例 攀枝花、红格、大庙、南非布什维尔德、(加)那因(Nain)。 矿床成因 此类型矿床属岩浆分结矿床。处于地幔热点之上的深部巨大岩浆房为幔源镁铁质岩浆的充分分异与成矿提供了优越条件。磁铁矿、钛铁矿的晶出一般在较晚阶段,但因岩体而异。我国的此类矿床中磁铁矿晶出多晚于辉石和斜长石,具有晚期岩浆分结矿床的结构构造特征或/和发育脉状贯入矿体,成矿作用可用图4的模式解释。在布什维尔德杂岩中,磁铁矿的晶出晚于橄榄石和斜方辉石而大致与 图 6 晚期岩浆分结矿床成矿作用理想模式(据贝特曼原图修改) 1-在冷凝带形成后早期岩浆结晶;2-先后结晶的硅酸盐矿物因比重不同按重力关系占据各自的位置;3-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);4-- 在外力作用下富矿残浆经压滤作用沿裂隙贯入形成贯入矿体。 斜长石相当,因此层状矿体主要分布于上岩带(斜长岩为主)下部及主岩带顶部,具有早期岩浆分结 矿床的结构构造特征(J.威廉赛(1966)),但在主矿带及其下部的各岩相中也常见可能来自下部主岩带的矿浆贯入矿体。 5 找矿方向及标志 (1)大陆板块内受深断裂控制的大型层状镁铁质深成杂岩体。(2)我国的赋矿岩体多属钠质弱碱性系列,富碱质、TiO2、V2O5、P2O5和∑REE,低m/f值及SiO2。3矿体的物探标志是重、磁异常及其叠加。 主要参考文献 1、裴荣富,1995,中国矿床模式,地质出版社,161-164 2、F.索金斯,1984(曹开春等人(1987)译),金属矿床与板块构造,地质出版社,171-175 3、D.P.考克斯、D.A.辛格,1986(宋伯庆等人(1990)译),矿床模式,地质出版社,17-18,32-33 4、中国矿床编委会,1994,中国矿床(中册),地质出版社,401-409 5、H.D.B.威尔逊,1966(武汉地质学院矿床教研室(1977)译),岩浆矿床,地质出版社,124-143 6 4、铜-镍硫化物型矿床矿床模式 地质构造背景 构造位置 (1)大陆板块内部的地幔热点控制的大型层状镁铁质-超镁铁质杂岩体;(2)大陆板块内部及边缘(地台与褶皱带的过渡带)受深断裂控制的镁铁质-超镁铁质杂岩带(我国的矿床多属此类);(3)大陆裂谷与镁铁质火山岩伴生的镁铁质-超镁铁质杂岩。 成矿环境 主要形成于地壳深部的镁铁质-超镁铁杂岩体中。 赋矿岩体 类型如下(1)由纯橄岩-方辉橄榄岩-橄榄岩-辉石岩-苏长岩-橄长岩-辉长岩-斜长岩-闪长岩等岩相组成的或由橄长岩-苏长岩-斜长岩-铁闪长岩等岩相组成的大型层状杂岩体;(2)苏长岩-闪长岩岩体;(3)纯橄岩-二辉橄榄岩-橄榄岩(-辉石岩)杂岩体;(4)橄榄岩-辉石岩-辉长岩(苏长岩)-(闪长岩)杂岩体;(5)苦橄岩-苦橄粗玄岩-苦橄辉长岩-苏长岩-橄榄辉长岩侵入体。我国的赋矿岩体多属(3)、(4)两类的小型复式岩体。 成矿时代 太古代至第三纪。 共生矿床 铬铁矿矿床、钒钛磁铁矿矿床、铂族元素矿床。 矿床特征 矿体特征 (1)就地熔离矿体主要呈层状、凸镜状产于岩体中、下部基性程度较高的岩相中,与围岩多呈渐变关系;(2)贯入矿体主要呈似层状、板状、脉状及凸镜状产于岩体底部、根部,少数可产于岩体中上部及下盘围岩中,产状不受岩相及其产状制约。 矿石矿物组合 主要金属矿物为磁黄铁矿镍黄铁矿黄铜矿黄铁矿,此外因构造背景和岩体类型而异,常可见针镍矿、紫硫镍铁矿、马基诺矿、方黄铜矿、墨铜矿等同、镍硫化物和含钴矿物及铂族元素矿物。脉石矿物为橄榄石、辉石及斜长石等围岩的造岩矿物。 矿石的结构构造 半自形、它形粒状结构、海绵陨铁结构、乳滴状、焰状、格状等固熔体分离结构、交代结构等。浸染状构造、稠密浸染状构造、块状构造。 围岩石变 贯入矿体的围岩常具明显的次闪石化、绿泥石化。 矿床规模 大小不等,可构成大型、特大型矿床。 矿床实例 (美)斯蒂尔沃特、(加)沃依塞斯湾、(加)萨德伯里、(金川)白家嘴子、(吉林)红旗岭、(俄)诺里尔斯科。 矿床成因 尽管在岩浆侵位后可能产生接触交代或热液叠加改造,矿床均属岩浆熔离矿床。铜、镍、钴及铂族元素均来自地幔镁铁质岩浆;硫多来自地幔,但一些矿床的硫显然是富硫沉积岩(如裂谷中沉积的蒸发岩)或负变质岩的硫通过同化作用进入岩浆的。熔离成矿可分为就地熔离和深部熔离-贯入两种方式。前者为含硫化物的镁铁质岩浆侵入就位之后,由于温度降低等原因溶解或悬浮分散在岩浆中的硫化物发生熔离而产生不混熔的硫化物小珠滴,随之这些小珠滴聚合并因比重大而下降到岩浆房的中下部富集,最终冷凝成矿;后者是岩浆从地幔源上升过程中存在深部中间岩浆房,含硫化物的岩浆在中间岩浆房中发生熔离形成硅酸岩岩浆、含硫化物岩浆、富硫化物岩浆和硫化物熔浆(矿浆),而后这些不同成分的熔浆沿不同的通道侵入不同的部位分别形成含矿的和不含矿的岩体或沿同一通道多次侵入形成复式岩体,其中的富硫化物熔浆及矿浆一般在较晚期被贯入到岩体底部及根部等有利部位冷凝成矿,富矿熔浆及矿浆中的挥发组分及岩浆期后热液引起围岩蚀变(图7)。 找矿方向及标志 找矿方向 (1)大陆板块内部、大陆裂谷、大陆板块边缘及其外侧增生的褶皱带;(2)上述单元中的深断裂及附近的次级断裂(导岩及控岩构造);(3)镁铁质-超镁铁质杂岩带。(4)充分分异岩体的底部及中下部超镁铁质岩相带,尤其是复式岩体的晚期侵入相。 找矿标志 (1)地表铁的氧化物和氢氧化物、镍的硅酸岩、铜的碳酸岩等表生矿物带;(2)与MgO、FeO、Cr、V、Ni、Cu、Co综合异常带中的Ni、Cu、(Co)局部异常;(3)高重力、高磁力、 7 图7 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(据汤中立(1995)原图修改) Ⅰ-硅酸岩岩浆;Ⅱ-含矿(硫化物)硅酸岩岩浆;Ⅲ-富矿岩浆;Ⅳ-矿浆;Ⅴ-接触交代矿化;Ⅵ-热也叠加矿化 高极化率、低电阻率异常带。 主要参考文献 1、中国矿床编委会,1994,中国矿床(上册),地质出版社,40-42,205-265 2、裴荣富,1995,中国矿床模式,地质出版社,63-66 3、F.索金斯,1984(曹开春等人(1987)译),金属矿床与板块构造,地质出版社,208-212 4、D.P.考克斯、D.A.辛格,1986(宋伯庆等人(1990)译),矿床模式,地质出版社,14-15,19-20,25-31 5、H.D.B.威尔逊,1966(武汉地质学院矿床教研室(1977)译),岩浆矿床,地质出版社,182-192 8 5、岩浆爆发型金刚石矿床模式 地质构造背景 构造位置 古老、稳定的大陆板块(克拉通)内部岩石圈深断裂两侧的次级断裂。 成矿环境 金刚石形成于140-200km以下的地幔深处,结晶的适宜温度为1200-1400C。金刚石的富集成矿于地壳浅表部位火山爆发机构内的金伯利岩、橄榄石钾镁煌斑岩及白榴石钾镁煌斑岩中,与岩浆爆发作用过程中岩浆内压力和热量的快速释放有关。 成矿时代 金刚石形成于前寒武纪(2700-3300Ma),但矿床的形成时代可从前寒武纪至第三纪。 伴生矿床 金刚石砂矿床。 矿床特征 含矿岩体 金伯利岩及钾镁煌斑岩呈爆破角砾岩筒状及岩墙状产出(图7-1)。岩石多呈斑状结构,含大量幔源、基底及盖层矿物及岩石的俘虏体,常见幔源俘虏体有纯橄岩、石榴子石方辉及二辉橄榄岩、铬尖晶石二辉橄榄岩、石榴子石金云母辉石橄榄岩及金云母岩等。 图8 中国克拉通中金伯利岩的产状模式(张安棣、许德焕,1995) 金刚石的特征 金刚石为大小不等的幔源晶体,形态多为八面体、立方体、菱形十二面体、球粒状多晶集合体,颜色可呈无色及黄、褐、黑等不同色调。在金伯利岩或钾镁煌斑岩中不均匀分布,多局限于角砾岩筒中及火山口内。 围岩蚀变 岩筒及岩墙一般都发生了强烈的蛇纹石化、碳酸岩化,其围岩常见硅化、碳酸岩化及钾长石化等蚀变。 矿床实例 (辽宁)复县、(山东)蒙阴、(南非)普列米尔、(俄)雅库特、(奥)西部金伯利地区。 矿床成因 在稳定的克拉通下发育了巨厚的而且地热梯度低的岩石圈,使其下的地幔具有相对较低的温度和高的压力。当地幔流体在这种地质环境中聚集和交待作用下不但为金刚石的形成提供了良好的物理、化学条件,而且可以引起地幔低比率部分熔融而产生富挥发组分和不相容元素的金伯利岩浆和碱 9 性的钾镁煌斑岩岩浆。在岩石圈深大断裂到达上述岩浆源时,上述高挥发分低粘度的岩浆携带着已晶出的金刚石和大量源区地幔岩的俘虏体以极高的速度(可达70km/h)沿深大断裂及其上段的次级断裂迅速到达地壳浅表部位并以猛烈爆发方式冲破覆盖层。在岩浆爆发前,由于挥发组分易于保持岩浆强大的内压力和上升时间的短暂,以及在岩浆爆发时挥发组分的迅速释放导致岩浆压力和温度快速下降,使其中的金刚石得以保存而成矿(图9)。 图9 金刚石矿床成矿模式图(据据F.Hagger,1986) 1-低温八面体金刚石;2-中温立方八面体金刚石;3-高温立方体金刚石;4-炭黑(无定型碳) K1,K2,K3-金伯利岩筒;L1-钾镁煌斑岩 找矿方向及标志 (1)克拉通中深大断裂两侧数十公里范围内的次级断裂带;(2)岩通差异风化形成的洼地和“蓝色粘土”;(3)Cr、Ti、Mn、Ni、Co、PGE及Ba等元素的化探异常;(4)镁铝石榴石、镁钛铁矿、金云母、石榴石等重砂矿物及橄榄岩(蛇纹岩)的包体。 主要参考文献 1、裴荣富,1995,中国矿床模式,地质出版社,31-34 2、D.P.考克斯、D.A.辛格,1986(宋伯庆等人(1990)译),矿床模式,地质出版社,53 3、邓燕华,1991,宝(玉)石矿床,北京工业大学出版社,18-28 10 二、伟晶岩矿床模式 1、花岗伟晶岩型稀有金属矿床模式 地质构造背景 构造位置 此类矿床分布于不同地质时期的增生大陆边缘等与板块俯冲碰撞有关的褶皱变质带及大陆板块内地轴、地盾等古老褶皱变质结晶基底出露的次级构造单元,多集中分布在其中如复背斜等相对隆起的构造部位,形成成千上万条岩脉构成的伟晶岩带。 成矿环境 在板块俯冲碰撞作用下,成矿区域的深部壳源重熔岩浆活动强烈,岩石普遍发生了绿片岩相、角闪岩相或更深的变质,而且常发生不同程度的混合岩化、花岗岩化。稀有金属伟晶岩多见于角闪岩相且多分布于重熔花岗岩体周围,形成深度约在5-10km,形成温度一般在650-250℃。 成矿时代 前寒武纪至中生代或更晚。 共生矿矿床 伟晶岩型锡矿床、长石矿床、云母矿床、稀土矿床、宝石矿床。 矿床特征 含矿伟晶岩脉 在伟晶岩带中含稀有金属者占少数。它们多呈凸镜状、脉状、岩钟状及其它不规则形状分布于重熔型黑云母及二云母花岗岩周围的变质岩中,一般于围岩界限清晰。含矿伟晶岩的类型多为二云母-微斜长石-钠长石型、白云母-微斜长石-钠长石型、白云母-(微斜长石)-钠长石-锂辉石型、白云母-钠长石型、锂云母-钠长石型,而且这些类型的伟晶岩常随远离花岗岩体依次呈带分布(图10)。 图10 花岗伟晶岩型锡稀有金属矿床分带模式图(据杨岳清,1995) 1-黑云母二长花岗岩;2-二云母(白云母)钾长石奥长石(早期钠长石)伟晶岩;3-富铍白云母钠长石(奥长石)钾长石伟晶岩;4-富铍铌白云母钾长石钠长石伟晶岩;5-富锂铷铯铍钽(铌)锡白云母钠长石锂辉石伟晶岩;6-富锡钽(铌)白云母钠长石伟晶岩;7-前寒武系(或前泥盆系)绿片岩-低角闪岩相变质岩系 矿石矿物组合 稀有金属矿物组合因矿床而异,常见的主要矿物有绿柱石、锂辉石、锂云母、磷锂铝石、铌钽锰矿-钽锰矿、细晶石、铌钽铁矿、钽铋矿、铪锆石、铯榴石等;主要脉石矿物为钠长石、白云母、石英、磷灰石等。在分异较好的岩脉中多分布在相应的交代作用形成的矿物带内。 矿石结构构造 伟晶结构、交代结构、自形-半自形结构,块状构造、浸染状构造及条带状构造。 围岩蚀变 一般较发育,常见白云母化、硅化、钠长石化、黑鳞云母化、电气石化等。 矿床实例 (新疆)可可托海、(广东)横山、(福建)西坑、(四川)甲基卡、(内蒙)集宁。 矿床成因 此类矿床的成矿物质来自褶皱造山期重熔花岗岩浆分异出来的富稀有金属元素的高挥发分熔浆 11 在适宜的地质环境中缓慢结晶和交代的产物。在板块俯冲、碰撞作用下,增生大陆边缘及碰撞带的岩石发生强烈的褶皱变质。在较深的部位可因变质分异和混合岩化交代形成伟晶岩,但它们多与稀有金属矿化无关。在地壳更深的部位可发生重熔,产生大量的花岗岩浆并向上侵位于不同的深度冷凝结晶。在此过程中,岩浆中的挥发组分携带着稀有金属向岩体的顶部及边部集中,形成富含稀有金属的高挥发分熔浆即成矿岩浆。由于此种岩浆具有较高的热容量和较低的粘度,易于向低压区迁移。当熔浆侵入到角闪岩相的变质环境时,较高的温压条件有利于稀有金属的高挥发分熔浆缓慢结晶、分异和交代而成矿。但岩浆侵位于较浅的部位(<3km=时,低的温度和压力环境不利于伟晶岩的形成而形成稀有金属花岗岩、细晶岩及霏细岩等图11。 图11 增生大陆边缘稀有金属伟晶岩矿床模式图(据邹天人,1995) A-花岗岩浆演化与伟晶岩的形成过程示意图;B-伟晶岩稀有金属矿化垂直分带示意图;C-稀有金属伟晶岩脉内部结构示意图。Ⅰ-文象变文象伟晶岩带;Ⅱ-糖晶状钠长石带;Ⅲ-块状微斜长石带;Ⅳ-白云母石英带;Ⅴ-叶钠长石锂辉石带;Ⅵ-石英锂辉石带;Ⅶ-白云母薄片状钠长石带;Ⅷ-锂云母薄片状钠长石带;Ⅸ-石英铯榴石带;Ⅹ-核部块体微斜长石和块体石英带 找矿方向及标志 (1)不同地质时期变质程度达绿片岩相-角闪岩相的褶皱变质带中的复背斜等相对隆起区;(2)上述构造单元内同期花岗岩体周围及次级背斜核部及转折端等伟晶岩集中分布区;(3)伟晶岩的围岩蚀变发育。 主要参考文献 1、裴荣富,1995,中国矿床模式,地质出版社,118-120,168-171 2、白鸽、袁忠信,1980,我国稀有稀土金属矿床的若干成矿特征,矿床地质学术论文摘要汇编,57-59 3、邹天人、杨岳清,1980,我国花岗伟晶岩矿床类型及稀有金属矿化特征,矿床地质学术论文摘要汇编,75-79 4、中国矿床编委会,1994,中国矿床(中册),地质出版社,316-325 12 2、伟晶岩型白云母矿床模式 地质构造背景 构造位置 此类矿床分布于不同地质时期的增生大陆边缘等与板块俯冲碰撞有关的褶皱变质带及大陆板块内地轴、地盾等古老褶皱变质结晶基底出露的次级构造单元,多集中分布在其中如复背斜、大断裂上盘等构造部位,形成成千上万条岩脉构成的伟晶岩带。 成矿环境 在板块俯冲碰撞作用下,成矿区域的深部岩石普遍发生了强烈的褶皱变质作用,变质程度多达角闪岩相或麻粒岩相,而且常发生较强烈的混合岩化。白云母伟晶岩的形成深度多在7-12km。 成矿时代 前寒武纪至古生代。 共生矿床 长石矿床、稀有、稀土金属矿床、宝石矿床。 矿床特征 含矿伟晶岩 含工业白云母的伟晶岩在伟晶岩带中仅占少数(约2-3),多呈板状、凸镜状或不规则状沿断裂产出,一般长数十至数百m,宽数m至数十m。岩脉与围岩多有清晰界限,内部分异较好(多属全分异型或块状型伟晶岩),多具有较发育的云母-石英交待作用带。白云母可出现在不同的部位,达大片的有工业价值的白云母主要分布在伟晶岩脉的近中心部位或缓倾斜脉近上盘一侧。 矿石特征 具伟晶结构,主要脉石矿物为石英、微斜长石及酸性斜长石,常可见的次要矿物有磷灰石、电气石、萤石、绿柱石、黄玉、铌钽铁矿、黑云母等。 围岩蚀变 含矿围晶岩脉一般均具有明显的围岩蚀变。常见蚀变类型为硅化、长石化、白云母化、黑云母化等。 矿床实例 (内蒙)土贵乌拉、新疆阿勒泰、(四川)丹巴、(俄)北贝加尔玛玛河、(印度)拉贾斯坦。 矿床成因 含工业白云母的伟晶岩多属岩浆型,但高挥发分熔浆可能有两种来源。其一与地壳深部重熔花岗岩浆有关,多分布于岩体附近,属岩体结晶晚期挥发组分富集的产物;其二与强烈的混合岩化有关,属受变质岩石部分熔融产生的熔浆。在褶皱变质带的复背斜及大断裂上盘是相对低压和变质流体聚集的区域,较高的水分压降低了矿物的熔点因而促进了混合岩化熔浆的形成,因此这种区域伟晶岩脉和混合岩化均较发育。聚集或侵入于断裂及裂隙中的熔浆具有缓慢冷却、充分结晶和分异的优越成矿条件。优质工业白云母可由以下两种作用形成(1)在较晚阶段从超临界流体中与石英、长石等矿物一起结晶形成;(2)块状的长石在较晚阶段经水解作用形成,后者是主要成矿方式。 找矿方向和标志 (1)不同地质时期变质程度达角闪岩相的褶皱变质带中的复背斜、大断裂的上升盘控制的伟晶岩带;(2)上述构造单元内同期花岗岩体周围及次级背斜核部及转折端、大断裂与次级断裂的交汇地段等伟晶岩集中分布区;(3)内部分较好、与围岩界限清晰和围岩蚀变发育的伟晶岩脉。 主要参考文献 1、田熙等人,1989,非金属矿床地质学,武汉工业大学出版社,38-41 2、地质科学院,1976,云母矿床地质特征及普查勘探方法,地质资料选编(二十五) 3、裴荣富,1995,中国矿床模式,地质出版社,118-120 13 三、接触交代(矽卡岩)矿床模式 1、矽卡岩型铁矿床模式 地质构造背景 构造位置 大陆边缘弧及岛弧、大陆边缘隆起中的凹陷带和与之相邻的坳陷带及裂谷。 成矿环境 矿床形成于中、浅成侵入体与碳酸盐岩、钙质凝灰岩及钙质页岩等化学性质活泼的围岩接触带及其附近。与成矿有关的岩体可为辉长岩及辉绿岩、闪长岩及二长岩、石英闪长岩及石英二长岩、花岗闪长岩及花岗岩,一般富碱质(多富Na2O)或偏碱性,规模多属中、小型。成矿深度一般在1-4.5km,蚀变及矿化的温度一般在800-200C,主要矿化温度在500-400C。 成矿时代 应与不同地质时期区域板块俯冲碰撞引起的大陆边缘弧或岛弧发育及大陆边缘活化时代相一致,我国东部的矿床多为侏罗至白垩纪。 共生矿床 矿浆贯入型铁矿、矽卡岩型铜矿、矽卡岩型锡矿床等。 矿床特征 矿体特征 矿体呈似层状、凸镜状、囊状、不规则状产于接触带的矽卡岩中,主要受接触带、断裂及层间破碎带、俘虏体等构造控制,与围岩多呈渐变关系。 矿石矿物组合 矿石矿物以磁铁矿为主,可见赤铁矿、菱铁矿、镜铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、锡石、闪锌矿、方铅矿等。脉石矿物为矽卡岩矿物组合,如石榴石、透辉石及钙铁辉石、方柱石、钠长石、阳起石、符山石、绿泥石、方解石、金云母、蛇纹石、白云石、石英等,因矿床和矽卡岩类型而不同。 矿石结构构造 交代结构、交代残余结构、它形-半自形粒状结构,浸染状、条带状、斑杂状、角砾状、致密块状等构造。 围岩蚀变 矽卡岩化普遍,且常具有一定的分带性,分带情况因矿床而异、蚀变最强烈的部位多在正接触带。近矿围岩多见金云母化、阳起石化、透闪石化、绿泥石化。 矿床规模 大小不一,可构成中、大型矿床,一般多为富矿,而且常伴生多种有用金属组分,它们一般随相关岩体从基性→中性→中酸性→酸性而一次从富CoNi、Au、PGe→Cu、CoAu→Cu、Pb、Zn→Cu、Pb、Zn、Mo、Bi、W、Sn→Sn。 矿床实例 (河北)中关、(湖北)铁山、(新疆)磁海、(菲)Parap、(美)Eagle Mountain、(墨)Fierro。 矿床成因 矽卡岩型铁矿主要与板块俯冲作用引起的中-酸性岩浆侵入活动有关,虽不排除部分矿床的铁来自岩体的围岩,但大多数矿床的铁质是岩浆热液带入的,岩体富钠及钠化蚀变作用有利于铁质进入热液。当岩体侵位于中、浅部位的碳酸岩盐等有利围岩冷凝结晶时,岩浆中的挥发组分开始向岩体的顶部及边部集中,在早期高温阶段(超临界状态)流体通过双交代或渗滤交代作用形成干矽卡岩;其后因温度降低沿接触带上升的接近临界状态的富铁流体与围岩(包括干矽卡岩)交代形成湿矽卡岩矿物组合及磁铁矿,即铁矿的主要形成阶段(图12);在更晚阶段则形成伴生的赤铁矿、锡石等氧化物及铜、铅、锌的硫化物。 找矿方向及标志 (1)大陆边缘弧及岛弧、大陆边缘隆起中的凹陷带和与之相邻的坳陷带;(2)上述构造单元中中、浅成的中-基性至中-酸性岩体与碳酸盐岩等化学性质活泼围岩的接触带附近的矽卡岩化及铁矿氧化带。(3)航磁异常及地磁、重复合异常。 14 图12 与中-酸性侵入体有关的矽卡岩型铁矿床模式图(据翟裕生(1995)原图修改) 1-砂砾岩;2-粉砂岩和泥灰岩;3-大理岩;4-中-酸性脉岩;5-闪长岩(和/或石英闪长岩、花岗岩);6-接触交代矿体;7-蚀变带;8-沉积-接触变质改造矿体;9-断层;10-矿体产状类型编号1a-岩体内的矿脉;1b俘虏体中的矿体;2a、2b-岩体顶部矿体(2a-单层矿体,2b-多层矿体);3a、3b-岩体侧部矿体;4a、4b-可能伴生的外围矿床(4a-岩体外部顺层矿体;4b-岩体外部热液充填交代矿体) 主要参考文献 1、中国矿