《矿床学》ppt课件 共15章内容.ppt

矿 床 学,第一章 绪论一、矿产及其意义 矿产是自然界产出的有用矿物资源 是一种基本的生产资料和劳动对象 是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,矿产资源的开发和利用，在社会生产的发展过程中起着极其重要的作用与动物和植物资源不同，矿产基本上是不能再生的自然资源,二、矿床学的研究对象和研究任务 矿产在地壳或地表中的集中产出地即为矿床 确切地说，矿床是指地壳或地表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,矿床学，或称矿床地质学，是研究矿床在地壳中形成条件、成因和分布规律的科学。由于矿床学是直接应用于矿物资源的开发和利用的地质学科，所以也称为经济地质学。 矿床学以矿床为研究对象，其基本任务是： 第一，正确认识各类矿床的地质特征、形成条件和形成过程，查明矿床的成因。 第二，查明矿床在时间上和空间上的演化特征，认识矿床在地壳中的分布规律，以便预测在何种地质环境中，可以找到何种矿产和矿床类型。 为了完成上述两项基本任务，矿床学需要研究以下具体内容： 1)研究矿石的物质成分、结构构造及其在矿体中的分,布和变化，并了解矿石的形成条件，确定矿产的质量和加工工艺性质； 2)测定矿体的形状、大小、产状及其与围岩的关系，查明矿床的规模，产出位置和开采条件； 3)研究矿床与地层、构造，岩石及岩浆活动、沉积作用、变质作用，生物活动、气候、地貌等因素的关系，查明它们对成矿的控制作用； 4)研究矿床形成的物理、化学、生物等作用和演化过程，阐明矿床的成因； 5)研究矿床所在区域的大地构造、地球化学和地球物理特征及其对矿床分布的控制作用；研究矿床形成和分布与地壳发展演化的关系，阐明矿床的时间，空间分布规律。三、矿床学的研究方法,在具体研究一个矿床时，一般采用以下的方法： (一)野外(现场)观察 (二)实验室研究 (三)成矿模拟实验 (四)综合研究,第二章 有关矿床的基本概念,一、矿产的种类 矿产按产出状态可分为气体矿产、液体矿产和固体矿产三种，根据矿产的性质及其主要工业用途，又可分为金属矿产、非金属矿产、可燃有机矿产和地下水资源四类。 (一)金属矿产 从中可提取某种金属元素的矿物资源，按工业用途分为： 1)黑色金属：包括铁、锰、铬、钒、钛等。 2)有色金属：铜、铅、锌、镍、钴，钨、锡、钼、铋，锑、汞等。 3)轻金属：铝、镁等(有的分类将其归入有色金属中)。 4)贵金属；金，银、铂、钯、锇、铱，钌、铑等。 5)放射性金属：铀、钍、镭等。,6)稀有、稀土和分散金属，可分为三类： 稀有金属：钽、铌、锂、锂、铬、铯、铷，钯等。 稀土金属，包括原子序数39和5771的16个元素， 可分为二类： 轻稀土金属（铈族元素） 重稀土金属（钇族元素） 分散金属：如锗、镓、铟等 (二)非金属矿产 从中可提取某种非金属元素或可直接利用的矿物资源。 工业上除少数非金属矿产是用来提取某种非金属元素，外，大多数非金属矿产是利用矿物或岩石的某些物理、化,学性质和工艺特性。例如金刚石、云母、水晶、石灰岩、花岗岩。按非金属矿产的工业用途可分为： 1)冶金辅助原料：如萤石、菱镁矿、耐火粘土、白云岩和石灰岩等。 2)化学工业(包括化肥工业)原料：如磷灰石、磷块岩、黄铁矿、钾盐、矾石、石灰岩等。 3)工业制造业原料：如石墨、金刚石，云母、石棉、重品石、刚玉等。 4)压电及光学原料：如压电石英、光学石英、冰洲石和萤石等。 5)陶瓷及玻璃工业原料：如长石、石英砂、高岭土和粘土等。 6)建筑及水泥原料：如砂岩，砾岩、浮石、白垩，石灰,岩、石膏、和松脂岩等。 7)宝石及工艺美术材料；如硬玉，软玉、玛瑙、水晶、蔷薇辉石、绿松石、蛇纹石，孔雀石、电气石和绿柱石等。 (三)可燃有机矿产 是指能为工业和民用提供能源的地下资源。它既是最主要的燃料，又是重要的化工原料。按共产出状态可分为三类：1)固体的：如煤、石煤、油页岩、还有地蜡、地沥青等。2)液体的：如石油。3)气体的：如天然气等。(四)地下水资源包括地下饮用水、技术用水、矿泉医疗水、地下热水以,及有用元素(溴，碘、硼、镭等)含量达到提取标班的卤水等。二、同生矿床和后生矿床(一)同生矿床 是指矿体与围岩是在同一地质作用过程中，同时或近于同时形成的。例如由沉积作用形成的沉积矿床以及在岩浆结晶分异过程中形成的岩浆分结矿床等，都属同生矿床。(二)后生矿床 指矿体的形成明显地晚于围岩的一类矿床。例如沿地层层理面产出的或穿印层理的各种热液矿脉，属后生矿床。三、矿体的形状和产状矿体是矿床的主要组成部分，是开采和利用的对象。一个矿床往往是由多个矿体组成的。矿休具有一定的形状和,产状。(一)矿体的形状 根据矿体在三度空间长度比例的不同，可将矿体的形状分为三种最基本的类型 1等轴状矿体 按其规模又有不同名称： 直径达数十米以上的称为矿瘤； 直径只有几米的称为矿巢； 直径更小的是矿囊和矿袋。 如果矿体在一个方向上较短，并且中厚边薄，即成为凸镜体或扁豆体。这类矿体在同生矿床或后生矿床中都很常见。 2板状矿体（矿脉或矿层）,矿脉是产在各种岩石裂隙中的板状矿体， 按矿脉与围岩的产状关系，又可分为层状矿脉和切割矿脉两种。 矿层一般是指沉积生成的板状矿体，矿体与岩层是在相同的地质作用下同时形成的，因此二者的产状一致。 3柱状矿体 是指一个方向(大多是垂直方向)延深很大，而另外两个方向延伸较小的矿体，通常称为柱状、筒状或管状矿体。如阿扎尼亚和苏联的原生金刚石矿床的管状矿体，直径可达数百米，延深很大。 (二)矿体的产状 矿体的产状是指矿体产出的空间位置和地质环境，包,括以下内容； 1矿体的空间位置 一般是由矿体的走向、倾向和倾角，即矿体的产状要素来确定的。 但对凸镜状、扁豆状以及柱状矿体等，除了测量其走向、倾向和倾角外，还要测量它们的侧伏角和倾伏角，以便准确地判定它们的空间位置。 2矿体的埋藏情况 是指矿体出露地表还是隐伏于地下、埋藏深度如何 3矿体与岩浆岩的空间关系 是指矿体产于岩体内，还是产在接触带或位于侵入体的围岩之中。,4矿体与围岩层理、片理的关系 矿体是沿层理，片理呈整合产出，还是穿切层理或片理。 5矿体与地质构造的空间关系 是指矿体产于构造中的部伍与褶皱和断剃在空间上的联系等。四、围岩和母岩 (一)围岩 围岩即是指矿体周围的岩石。 (二)母岩母岩即是在矿床形成过程中，提供主要成矿物质的岩石，它与矿床在空间上和成因上有着密切的联系。有一些矿床，,矿体的围岩就是母岩，如由岩浆结晶分异作用形成的富镁质超基性岩中的铬铁矿矿床。 根据近代矿床学的研究，发现有不少的矿中是受地层控制的。而这些地层中往往相对富集了某些成矿组份，但还未达到工业要求，当后来有热液在这些岩层中活动时，使成矿组份发生活化和转移，井在附近有利的岩层和裂隙构造中富集成矿。这些能为后期热液活动提供成矿物质的岩层，称之为矿源层，它与成矿母岩具有相似的意义。五、矿石和脉石 矿石是从矿体中开采出来的，从中可提取有用组份(元素、化合物或矿物)的矿物集合体。矿石一般由矿石矿物和脉石矿物两部分组成。 矿石矿物是指可被利用的金属或非金属矿物，也称有用矿物，如铬矿石中的铬铁矿，铜矿石中的黄铜矿。,脉石矿物是指矿石中不能利用的矿物，也称无用矿物。如铬矿石中的橄榄石和辉石，铜矿石中的石英。 脉石一般泛指矿体中的无用物质，包括围岩的碎块、夹石和脉石矿物，它们通常在开采和选矿过程中被废弃掉。 夹石是指矿体内部不符合工业要求的岩石，它的厚度超过了允许的范围，就得从矿体中别除。六、矿石的构造和结构 矿石的构造是指组成矿石的矿物集合体的特点，即矿物集合体的形态、相对大小及其空间相互的结合关系等所反映的形态特征。 矿石的结构是指矿石中矿物颗粒的特点，即矿物颗粒的形态、相对大小及其空间相互的结合关系等所反映的形态特征。,七、矿石的品位和品级 矿石中有用组份的百分含量称为品位，一般用重量百分比来表示。因矿种不同，矿石品位的表示方法也不同。大多数金属矿石，如铁、铜，铅锌等矿石，是以其中金属元素含。 矿石的品级主要根据矿石的品位及有益和有害组份的含量确定的，例如磁铁矿矿石可分为平炉富矿石，要求TFe55%，高炉富矿石TFe50%和需选矿的贫矿石TFe2025%。对于某些非金属矿石，主要根据矿石或矿物的工艺技术特性以及不同用途和加工方法，也可把矿石划分为一缎品矿石和二级品矿石，如云母、石棉等。八、决定矿床工业价值的因素 (一)矿床本身的特征和性质,(二)国民经济和国防建设对矿产的要求 (三)矿区的经济因素九、矿床成因类型和工业类型的概念 地壳中的矿床种类繁多，要对它们进行分类以便于研究。 按照矿床的形成作用和成因划分的矿床类型，称为矿床成因类型。如岩浆矿床，伟晶岩矿床、气成一热液矿床以及风化矿床，沉积矿床。变质矿床等。 矿床工业类型是在矿床成因类型基础上，从工业利用的角度来进行矿床的分类。一般把这些作为某种矿产的主要来源，在工业上起重要作用的矿床类型，称为矿床工业类型。对多数矿床来说，其成因类型是多种多样的：但在工业上具有重要意义、作为主要找矿对象的，常常是其中,的某些类型。以锡矿为例，它的矿床成因类型多达十几种，但就个旧来讲，工业价值大的有砂矿、层间氧化矿、矽卡岩型矿等。,第三章 成矿作用总论,一、元素的共生规律及地球化学分类 地壳中，特别是矿床中，元素间常呈有规律的共生关系，这是由于这些元素具有相似的地球化学性质的缘故。研究地质作用中元素共生的基本规律和元素的地球化学分类，对于了解各类元素组合的迁移富集和矿床的形成具有重要意义。元素的地球化学分类揭示了这些特征。元素的地球化学分类方案很多，其中最常用的是V.M戈尔德施密特的分类。VM戈尔德施密特将元素分为五类:1)亲铁元素：Fe、Ni、Co、P、C、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Au、Ge、Sn、Mo、W、Nb、Ta、Sc、Te，这些元素常与铁一起集中，因而最宙集于地球的内核。在地球的化学演化中，这些元素与基性和超基性岩有十分密切的联系。,2)亲硫元素：S、Se、Te、As、Sb、Bi、Ca、In、Tl、Pb、Zn、Cd、Hg、Cu、Ag、Au、Ni、Pd，这些元素多与各种岩浆岩之间存在比较密切的联系，但最主要的是与中性和中酸性岩浆岩有关。 3)亲石元素：O、Si、Ti、Zr、Hf、Th、F、Cl、Br、I、B、Al、Ga、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、U。在地球化学演化中，这些元素比较集中于酸性岩和碱性岩中。 4)亲气元素：H、N、C、O、Cl、Br、I、He、Ne、Ar、Kr、Xe。这些元素在自然界大多为化学性质不活泼，呈原子或分子状态的气体，主要集中在气圈以及某些天然气矿床中。 5)亲生物元素：它们是生物体内的主要元素。C、H、,O、N、P、S、Cl、I、B、Ca、Mg、K、Na、V、Mn、Fe、Cu。这类元素的集中与生物有机体的生命活动有密切的关系二、元素的富集和成矿 元素的迁移 元素在地壳和上地幔中的含量不是固定不变的，它们总是处在不断地运动状态中。运动的结果，或是导致元素的分散，或是导致元素的集中。元素的这种运动转移现象或过程，称为元素的迁移。 克拉克值 元素在地壳中的重量百分含量。 丰度 元素在某一地质体或地质单元中的的重量百分含量。 浓度克拉克值 元素某一地质体(矿床、岩体或矿物等)中的平均含量与克拉克值的比值。,当浓度克拉克值大于1时，即意味着该元素在某地质体中比在地壳中相对集中：小于1，则意味着分散。三、交代作用 交代作用的范围很广泛，在内生、外生和变质条件下均可以发生，是一种特殊的地质作用。 所谓交代作用，即是溶液与岩石在接触过程中，发生了一些组份的带入和另一些组份带出的地球化学作用，因此也称为置换作用。 这种作用是岩石与渗滤在孔隙中的溶液发生化学反应，溶解作用和沉淀作用同时进行，致使原有矿物逐渐溶失，而代之以一种或几种新的矿物。在整个反应过程中，岩石基本上保持固态，并且交代前后的岩石总体积基本不变。通过交代作用，可以形成新的交代岩石或交代矿体，其中常保存着原有矿物或岩石的残田体、构造和结构以及出现,矿物假象等。交代作用在许多矿床的成矿中都发挥了积极作用。四、成矿作用 成矿作用即是在地球的演化过程中，使分散在地壳和上地幔中的化学元素，在一定的地质环境中相对富集而形成矿床的作用。它是地质作用的一部分。所以成矿作用与地质作用一样，按作用的性质和能量来源，可划分内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用三大类，相应地形成内生矿床，外生矿床和变质矿床。 (一)内生成矿作用 主要是由地球内部热能的影响导致形成矿床的各种地质作用。热能的来源主要是放射性元素的蜕变能，地幔及岩浆的热能、在地球重力场中物质调整过程中所释放出的位能、以及表生及上部物质转入地壳内部释放的能等。,内生成矿作用大都在地壳深处、较高温度和较大压力下形成的。这种作用人们不能直接观察到，只有根据作用的结果，即对矿床地质特征的研究以及高温高压下的模拟实验，来追溯成矿作用的过程。内生成矿作用按其物理化学条件不同，可分为岩浆成矿作用、伟晶成矿作用、接触交代成矿作用和热液成矿作用。 (二)外生成矿作用 主要是指在太阳能的影响下，在岩石圈上部、水圈、气圈和生物圈的相互作用过程中，导致在地壳表层形成矿床的各种地质作用。 外生成矿作用的能源，主要是太阳的辐射能，也有部分生物能和化学能。在有火山活动地区，还可能有与之有关的热能参加。外生成矿作用基本上是在温度、压力比较低(常温、常压)的条件下进行的。,外生矿床的成矿物质主要来源于地表的矿物，岩石和矿床、生物有机体，火山喷发物，部分可来自星际物质(陨石)。 外生成矿作用可分为风化成矿作用和沉积成矿作用两大类。 (三)变质成矿作用 在内生作用或外生作用中形成的岩石或矿床，由于地质环境的改变，特别是经过深埋或其它热动力事件，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改变，甚至可使原来的矿床消失(特别是盐类矿床)，也可以产生某种有用矿物的富掘而形成新矿床，或者使原来的矿床经受强烈的改造，成为具有另一种工艺性质的矿床，这些都称为变质矿床。(四)叠生成矿作用,这是一种复合的成矿作用，在先期形成的矿床或含矿建造的基础上，又有后期成矿作用的叠加。这样，不但对原来矿床或含矿建造有所改造，并有新的成矿物质的加入。如内蒙白云鄂博稀土铁矿床，在中元古代的沉积型含稀土的贫铁矿床基础之上，叠加了与海西期花岗岩有关的稀土铌矿化。易门、东川的铜矿，广西大场的锡矿都认为上叠生成矿作用的结果 层控矿床是叠生成矿作用的产物。是在层状含矿建造(矿源层)之上，有后期内生作用的影响，使成矿物质发生活化转移，并在附近的适宜构造条件下富集成为矿床。例如层控铜矿床、汞锑矿床和铅锌矿床等。四、矿床的成因分类 矿床的形成作用受成矿物质及其来源，成矿环境和成矿作用三个因素的控制。成矿物质及共来源是成矿的基,础和前提，成矿环境是外界条件，而成矿作用则是成矿物质在一定的环境下富集而形成矿床的机制和过程。一个比较完整的矿床分类中，应该包括这三个基本因素。其中成矿作用应该是划分矿床成因类型的主要依据，因此，以成矿作用作为分类的主要依据，适当考虑成矿地质环境，同时在分类中还尽可能地反映成矿物质来源这一主要因素 。 首先，根据成矿作用将矿床氛围内生矿床、外生矿床、变质矿床和叠生矿床四大类。再根据成矿环境来划分。如分为岩浆矿床、伟晶岩矿床，接触交代矿床、热液矿床等等。,第四章 岩浆矿床,一、概念、特点及工业意义 岩浆矿床是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(基性超基性岩浆)有直接成因联系的岩浆矿床最为主要。岩浆矿床的一般特征； 1.成矿作用和成岩作用基本上是同时进行的，即岩浆矿床的形成过程和母岩体的冷凝结晶过程，在时间上大体一致。 2.矿体主要产在岩浆岩母岩休内。在有的矿床中，整个岩体就是矿体，如含金刚石的金伯利岩筒，含浸染状铬铁矿的纯橄榄岩体等。 3.浸染状矿体与母岩一般呈渐变或迅速过渡关系，贯入式矿体则具清楚，明显的界线。围岩蚀变一般不发育，但自变质作用较普遍。,4.矿石的矿物组成与母岩的矿物组成基本相同，仅矿石中矿石矿物相对富集。如在纯橄榄岩中，铬尖晶石一般含量小于1%，作为副矿物出现，但当其含量富集到15%，即矿石中的Cr2O3含量达10%以上时，则构成了铬铁矿矿体。 5) 岩浆矿床的成矿温度较高，达1500-1200。而其中硫化物矿床的形成温度较低，在1100-500之间，甚至有些硫化物形成温度低至300左右，表明是在岩浆演化到热液阶段下形成的。 形成的深度或压力的变化范田也很大，如金刚石矿床是在距地表一、二百公里以下开始形成的。多数岩浆矿床是在地下几几十公里深处形成的。 岩浆矿床在国民经济建设中具有重要地位，产有铬、镍，钴，铂族元素、钒、钛、铁、铜，铌、钽和稀土元素,等金属矿产，还有金刚石、磷灰石和建筑材料等非金属原料。二、岩浆矿床形成的地质条件 岩浆矿床的形成，是由多种因素综合作用的结果，其中起主导作用的是岩浆岩条件和大地构造条件。其次有同化作用、挥发组份作用以及岩浆的多期多次侵入作用等。 （一）岩浆岩条件 岩浆是岩浆矿床形成的首要条件。般认为岩浆是成矿物质的主要来源和载体，即岩浆岩是成矿母岩。因此原始岩浆的性质和含有用组份的多少，对能否形成岩浆矿床有重要影响。例如铬、镍，钴、铂、钒和钛等元素在基性，超基性岩中的含量，远较中性岩和酸性岩中的高，所以它们与基性和超基性岩有密切的空间上和成因上的联系。而酸性岩中的锂，铍、铌、钽、钨，锡等较之基性、超基性,岩为高，因此它们常与之市空间和成因上的联系。 利于形成岩浆矿床的岩浆岩主要有以下几类： 1基性超基性岩 通常是由多种岩石组合而成的、复杂的岩浆杂岩体，岩体规模大小不等，形状以岩株、岩盖、岩盘、岩床为最为常见。根据岩相组合，可分三大类： (1)超基性岩体 铬铁矿、铜镍硫化物矿床与之有关。 (2)超基性基性杂岩体 也形成铬铁矿、铜镍硫化物矿床。 (3)基性岩体 铜镍硫化物矿床和钒钛磁铁矿床与之有关。 2金伯利岩,这是一种弱碱性超基性岩，常成浅成或超浅成相(或呈次火山岩)产于爆发岩筒中。岩体常成群山现，形态多呈岩筒状，岩石主要由橄榄石、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。原生金刚石矿产于这类岩石中。 3花岗岩 与之有关的为某些稀有和稀土元素矿床，在我国西藏还有产于其中的石墨矿床。 (二)大地构造条件 大地构造条件对岩浆岩的类型、分布及岩石化学特征等方面部有重要影响。因而也控制着不同类型的演讲矿床的产出。 1.造山带(地槽区及岛弧) 以镁质超基性岩为代表,根据造山运动的发展阶段，又可分为三种类型： (1)优地槽早期形成的镁质超基性岩体，为拉斑玄武岩类和科马提岩类的一部分。产出铜镍硫化物矿床和铬铁矿矿床。 (2)地槽造山运动发生挤压期间侵位的镁质超基性岩体（阿尔卑斯型岩体），受深断裂或超壳断裂所控制，常呈线状或带状分布，断续延长可达几百至几千公里，如我国的内蒙地槽，祁连秦岭地槽、昆仑地槽、苏联的乌拉尔地槽、阿尔卑斯喜马拉雅造山带以及环太平洋带。产铜镍硫化物矿床和铬铁矿矿床。 (3)地槽造山运动隆起后期侵位的镁质超基性岩（阿拉斯加型），是由沿着阿拉斯加东南陆地与内列诸岛出露的一系列岩体而得名。钒钛磁铁矿矿床具有经济价值。2.地台区,主要是一些巨大的层状的超基性基性杂岩体，如阿扎尼亚的布什维尔德，加拿大的肖德贝里和穆斯科克斯等层状侵入体。产有铬铁矿、铜镍硫化物以及钒钛磁铁矿矿床。 (三)同化作用 岩浆在其形成和向上运移过程中，往往会熔化或溶解一些外来物质(如围岩碎块)，从而使岩浆成分发生改变的作用，这就是同化作用，不完全的同化作用则是混染作用。同化和混染作用不仅可以生成一系列不同成分的岩浆岩，而且往往由于岩浆中吸收了围岩中的某些成分，还可促进岩浆的分异和一些矿床的形成。例如西藏花岗岩中的石墨矿床，即为花岗岩同化了煤层形成的。 (四)挥发组份作用岩浆中的挥发组份，对岩浆的分异、同化作用以及某些,成矿元素的搬运和宙集有着重要影响，因而也称为矿化剂。原始岩浆中的挥发份，主要有H。O、F、Cl、B、S、As、C、P等，由于它们的熔点低，挥发性高，特别是能与As、Au、Pt、Pd、W、Sn、Mo、Pb、Zn Cu等多种金屈元素组成易溶络合物，因而这些金属得以保留在岩浆的残余溶液中，并可能富集成矿。 此外，由于挥发份对压力的变化特别敏感，富于流动性，故常将岩浆中某些成矿物质，自下部带至上部，自高压地段带至低压带，集中到有利构造部位富集成矿。 成矿元素的搬运和宙集有着重要影响，因而也称为矿化剂。原始岩浆中的挥发份，主要有H。O、F、Cl、B、S、As、C、P等，由于它们的熔点低，挥发性高，特别是能与As、Au、Pt、Pd、W、Sn、Mo、Pb、Zn Cu等多种金屈元素组成易溶络合物，因而这些金属得以保留在岩浆的残余溶液中，并可能富集成矿。,此外，由于挥发份对压力的变化特别敏感，富于流动性，故常将岩浆中某些成矿物质，自下部带至上部，自高压地段带至低压带，集中到有利构造部位富集成矿。 (五)岩浆的多期多次侵入作用对成矿的控制 岩浆矿床的实际资料表明，含矿岩体往往具有如下的特征：从区域上看，它们常常是同一次构造运动所形成岩带中的较晚期的产物，从一个矿区看，矿化主要与复式岩体的晚期岩相关系密切。铜镍硫化物矿床和钒钛磁铁矿矿床中部有明显的表现，对形成规模大、质量好的矿床都有很大意义。三、岩浆矿床的形成作用和矿床分类 岩浆中成矿物质的析出和聚集，是岩浆分异作用的结果。岩浆的各种分异作用，也就是岩浆矿床的成矿作用。岩浆在地壳深处岩浆房中，可视为与围岩呈平衡状态的热,力学系统。当岩浆在内动力和外动力作用下，向浅部运移时，不仅温度，压力降低，且与围岩处于新的不平衡状态，于是使各种组份相继从岩浆中析出并富集成矿。按照分异作用的性质可分为结晶分异作用和熔离作用两大类。(一)岩浆结晶分异作用与岩浆分结矿床 岩浆是一种成分复杂的物理化学系统。一股由硅酸盐、重金属和一些挥发组份组成的。岩浆在冷凝过程中，各种组份将按照一定的顺序先后结晶出来，并导致液相的成分改变。矿物按顺序进行结晶，并在重力和动力影响下发生分异和聚集的过程，称为结晶分异作用。 岩浆结晶分异时，有用矿物的晶出有两种情况： 第一，在岩浆结晶过程中，一些有用矿物，如自然铂、钛铁矿、铬铁矿，金刚石和稀土元素矿物等较早地从熔浆中结晶出来。与其同时结晶或稍晚结晶的是硅酸盐矿物，,如橄榄石、辉石和基性斜长石等。这些矿物在重力作用以及岩浆内部的对流作用的影响下，比重大的往下沉，比重小的往上浮。因而就在岩浆的下部或底部形成了暗色硅酸盐矿物和有用矿物的富集带，这就像机械沉积分异作用一样，发生了轻重矿物的分离和聚集。如加拿大穆斯柯克斯层状超基性侵入体中的富铬铁矿层的成因模式（图)。 阶段1铬矿与橄榄石共同结晶沉淀，形成橄榄岩层。 阶段2因为出现了斜方辉石，铬矿与橄榄石停止了结晶，但是残存的颗粒还在继续下沉。橄榄石颗粒粗大，沉降得快，因而在阶段3中，橄榄石已达到岩浆体的底，第一批斜方辉石只下沉了一段距离，而在中间的是落后于橄榄石的稀疏分散的微细铬铁矿颗粒（阶段3）。 阶段4铬铁矿单独地聚集成一个富集的岩层。随后是斜方辉石的沉淀(阶段5)，随后是斜方辉石和单斜辉石,(阶段6)形成斜方辉岩及二辉岩层。 在岩浆结晶过程中，若地壳构造活动频繁，侵入体规模又较小，岩浆冷凝较快，则先晶出的有用矿物在岩浆流动过程中，形成不规则的条带状异离体，停积在岩浆流速减缓和流动受阻的地段富集。岩浆在流动过程中产生矿物成分的分异和聚集的作用称为流动分异作用。 第二，在岩浆的结晶分异过程中，有用矿物较晚地从岩浆中结晶出来。当岩浆中挥发组份含量较大，岩浆中的成矿元素与挥发组份结合形成易溶的化合物，大大降低了自身的结晶温度，它们在岩浆熔融体中一直残留到主要硅酸盐矿物结晶之后。形成富含成矿物质的熔浆或矿浆，并且最后从岩浆中结晶出来。一般充填在早期结晶的硅酸盐矿物颗粒之间，形成典型的海面陨铁结构 根据上述的两朴情况，可将岩浆分结矿床相应地分,为两个亚类： 1)早期岩浆矿床：是指岩浆冷凝结晶时，有用矿物较早地从岩浆中结晶和富集所形成的矿床。矿体与母岩没有明显的界线，一般呈逐渐过渡关系，矿石常具自形晶半自形晶结构，或被硅酸盐矿物包围，形成包含结构。矿石构造以浸染状为主。 世界上最著名的早期岩浆矿床是阿扎尼亚的布什维尔德铬铁矿矿床。产在金伯利岩中的金刚石矿床，也属早期岩浆矿床。 2)晚期岩浆矿床：在岩浆冷凝过程的晚期阶段，在矿化剂的影响下，有用矿物较硅酸盐矿物从熔浆中晶出较晚，主要金属矿物（矿石矿物）充填在硅酸盐类矿物颗粒间或胶结硅酸盐矿物，形海绵陨铁结构。矿体常呈条带状或似层状，矿石以稠密浸染状为主。含矿熔浆在内，外应力作,用下，可以形成脉状和凸镜状的贯入式矿体。由于成矿过程中有部分挥发份参加，有时也出现一些含矿化剂的矿物，如铬云母，铬符山石、铬绿泥石等。 属此类型的矿床有，产于超基性岩中的铬铁矿、铂和铂族金属矿床；产在基性岩中的钒钛磁铁矿矿床等。 例：四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床（岩浆分结矿床） 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(图)。 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、V205、Cr2O3、Co、Ni、Gu递增，矿物颗粒增大。 岩体自下而上由五个岩相带组成，含有九个矿带，,各矿带之间常有律性变化。图412即显示岩相带和矿带之间的关系，自下而上为： 1)底部边缘带；厚10-300m，以暗色细粒辉长岩为主，含矿性差。 2)下部暗色中粗粒层状挥长岩含矿层：厚60-520m，底部为数米厚的橄榄岩或橄辉岩。为主含矿层，共包括六个矿带(、V及矿带)。 3)中部暗色层状辉长岩带：厚160-600m，夹含铁辉陡岩薄层。矿带由含铁辉长岩薄层及矿条组成，矿体厚仅2-3m，与下部含矿层为过渡关系。 4)上部浅色层状辉长岩含矿层：厚10-120m，以含铁辉长岩为主，夹稀疏浸染状矿条，含磷灰石约5%。本包含两个矿段（、I矿带）。,5）顶部层状挥长岩相：厚500-1500m，夹有暗色辉长岩条带及稀疏浸染状矿条。含矿性差。 矿体呈似层状，厚数米至数百米，较稳定，延长数公里至二十余公里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、镍黄铁矿、硫钴矿等。 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。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。(二)岩浆熔寓作用与岩浆熔离矿床,岩浆熔离作用也称液态分离作用，是指在较高温度下的一种均匀的岩浆熔融体，当温度和压力下降时，分离成两种或两种以上不混熔的熔融体的作用。 熔离作用对产在基性岩中的铜镍硫化物矿床尤为典型。对格陵兰的斯卡埃加德含矿辉长岩侵入体和我国金川的二辉橄榄岩的研究表明，随着岩浆的入侵和逐渐冷却，一个富含硫化铜的熔浆便开始从硅酸盐熔浆中分离出来。不断积累，最后形成了岩浆熔里矿床。 根据硅酸盐熔浆冷却时间的长短，硫化物矿体的位置可有下列五种情况： 1)岩浆在不太深处而相当快速凝固时，有一部分硫化物熔浆滴未能达到侵入体底部，形成由浸染状矿石组成的上悬矿体。由于重力作用的影响，上悬矿体的下部由磁黄铁矿组成，而上部由黄铜矿组成。,2)在较缓慢冷却结晶时，硫化物熔浆可以聚集在侵入体的下部，形成由稠密浸染状和致密块状矿石组成的底层状矿体。 3)由于构造作用，使部分硫化物熔浆从岩体的底部和中心部分挤入裂隙和下伏岩石的层理中，形成硫化物脉和层状矿体。 4)含矿岩浆在比较深的地方发生熔离，硅酸盐熔浆和硫化物熔浆同时被挤到地壳上部，形成规模大，品位高的底层状矿体。 5)含矿岩浆在深部发生熔离，但进行得更为缓慢时，开始可能有硅酸盐熔浆贯入，而在其晶出后，从深部又有硫化物硅酸盐熔浆进入，形成后成交切矿体，如加拿大的肖德贝里。岩浆经熔离后，由于硫化物熔浆的结晶温度比硅酸盐,矿物的结晶温度低，形成海绵陨铁结构。 岩浆熔离矿床，具有最重要工业价值的是铜，镍和铂族元素，组成矿物主要是磁黄铁矿、黄铜矿和镍黄铁矿。例：甘肃金川铜镍硫化物矿床（岩浆熔离矿床） 矿区位于古隆起边缘深断裂的次级断裂：含矿岩体呈北西向不整合地侵入于前震且纪变质岩中，长约6km，宽200-300m，倾向西南，倾角大于70，呈岩墙状。岩体沿走向、倾斜有明显的膨缩和分支现象，岩体横剖面呈楔状、板状和歪漏斗状。 岩体属纯橄榄岩二辉橄榄岩斜长橄榄岩型，具对称分异特征，岩相沿走向呈带状分布，横剖面上呈同心壳状。岩体普遍遭蛇纹石化、绿泥石化、透闪石化，局部有碳酸盐化。全区共发现矿体数百个，按成矿作用主要分以下三类：,1)熔离矿体：呈似层状、凸镜状，分布在岩体各个部位及各岩相中。矿石以稀疏浸染状为主，矿体与围岩呈渐变关系。 2)深部熔离贯入矿体：呈似层状，凸镜状或筒状，具膨胀分支现象。长数百至千余米，厚数十至百余米，赋存于岩体底部纯橄榄岩中或贯入围岩中(图414)。矿体形态产状与地表岩相及分异程度无关，其走向与岩体走向有10-20交角。矿石结构以海绵陨铁结构为主，呈浸染稠密浸染状构造。 3)贯入矿体：呈凸镜状、脉状及团块状，规模很小，常成群出现。主要赋存在熔离贯入矿体下部、岩体尖灭部位及其上下盘围岩中。产状受原生裂隙和围岩片理控制。矿石致密块状，与围岩界线清楚。 4)接触交代型矿休：赋存于矿体上下盘围岩及大理岩,捕虏体中。离岩休远近不一，最远达百余米。矿体形态复杂，多呈不规则扁豆状由浸染、稠密浸处和网脉状矿石组成。矿体与围岩无明显界线。 矿石中金属硫化物主耍有磁黄铁矿，黄铁矿、镍镍黄铁矿、紫硫镍铁矿和黄铜矿。次要的有方黄铜矿、四方硫铁矿、墨铜矿、白铁矿及针镍矿。 伴生有用组份有铂族元素、钴、硒、蹄、金和银。铂、钯、金和银在熔离贯入型矿体中含量最高。 矿床成因：据研究，主要为岩浆熔离作用形成的。在成矿过程中曾发生过深部的熔离作用和浅部的熔离作用，同时还有贯入作用。除此之外还有接触交代作用和热液作用等，形成了多种成矿作用的复合矿床。 (三)岩浆爆发作用和岩浆爆发矿床,岩浆爆发矿床是指那些经过岩浆的结晶分异作用或熔寓作用后，喷发至近地表所形成的矿床。这类矿床主要有产于金伯利岩中的金刚石矿床。 据研究，天然金刚石的形成是由金伯利岩浆，在较高的温度和很大的压力下，在地壳深处(200-300km)结晶而成的。并且需要在很短的时间之内，迅速地到达地表浅处，否则在它上升的过程中将被分解、熔融。因此形成含金刚石的金伯利岩简，一般为爆发型侵位于地表浅处。金伯利岩中的角砾构造，就是最好的证明。 例：南部非洲金伯利岩中的金刚石矿床 由同学自己看。,第五章 伟晶岩矿床,一、概述 伟晶岩是一种矿物颗粒结晶粗大的，具有一定内部构造特征的，常呈不规则岩墙，岩脉或凸镜体状的地质体。当伟品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。 伟品岩一般可分为岩浆伟品岩和变质伟晶岩两大类。 岩浆伟晶岩是在岩浆活动的晚期，在侵入体冷凝的最后阶段形成的。它可位于侵入体的顶部或附近的围岩中，其主要成分与母岩一致，只是在结构、构造上和形状、产状上与母岩体有明显的差别。 各种不同成分的侵入体，在一定的条件下都可以形成伟晶岩。但能形成具工业价值的伟晶岩矿床的侵入体，主要是花岗岩、碱性岩、基性和超基性岩。相映形成花岗伟晶岩矿床、碱性伟晶岩矿床、基性和超基性伟晶岩矿床。,花岗伟晶岩矿床：在成因上与花岗岩类有关，分布最为广泛，也最具有工业价值。 碱性伟晶岩矿床：碱性伟晶岩的分布较花岗伟晶岩为少。在碱性伟品岩中，以霞石正长伟晶岩较为普遍。 基性和超基性伟晶岩矿床：本类型伟晶岩矿床极少发现。 变质伟晶岩是混合岩化晚期阶段，伟晶岩化作用的产物。它们主要分布于地台区以及褶皱带的中间隆起带。伟晶岩脉的成分与变质相的关系密切，反映了这类伟晶岩的形成是受地质构造条件、变质作用以及围岩性质等因素控制的。 伟晶岩很少单独产出，而是成群、成带出现并形成规模较大的伟晶岩区。为数众多的伟晶岩体的分布，总是与区域构造有密切关系。然而，在这些伟晶岩中，一般仅有,少数具有工业意义。 伟晶岩矿床是某些稀有元素和稀土元素矿产的重要来源。有些伟晶岩矿床中的U、Tn以及Sn、W等也很重要。而长石、石英和云母等则是本类矿床中的主要矿产。另外在一些伟晶岩矿床中，还产出许多宝石类矿物，如黄玉、绿柱石、水晶、电气石等。 伟晶岩矿床在成矿条件，成矿作用、分布规律和矿体的内部构造上都有其特点，因此，研究伟晶岩矿床，不仅有经济意义还有成矿理论上的意义，对研究其他内生矿床的成矿作用也有很大影响。 二、伟晶岩矿床的特点(一)伟晶岩矿床的物质成分特点1化学成分复杂,在伟品岩矿床中至少集中有40种以上的化学元素，主要是氧和亲氧元素Si、Al、Na，K、Ca等，稀有、分散、稀土和放射性元素Li、Be、Nb，Ta、Cs、Rb、Zr、Hf、La，Ce、U、Th等，以及Sn、W、Mo、Fe、Mn等金属元素和F，CI、B，P等挥发组份等。 2矿物成分多样 由于伟晶岩中的复杂，因而其矿物成分也丰富多彩。 常见的矿物可归纳为以下几类： (1)硅酸盐类矿物 石英(包括水晶等)、斜长石、微斜长石、正长石、白云母、黑云母、霞石和辉石等。其中，长石、石英和云母构成伟晶岩的主体部分。 (2)稀有和放射性元素矿物： 含锂矿物；锂云母、锂辉石、透锂长石，磷铝石和锂,电气石等。 含被矿物：绿柱石、硅铍石和硅铍钇矿等。 含铌、钽矿物：钽铁矿、褐钇铌矿、烧绿石，细晶石等。 含锆矿物：锆石、曲晶石等。 (3)稀土元素矿物 独居石、磷钇矿、褐帘石等。 (4)其它金属矿物 锡石、黑钨矿，辉钼矿、磁铁矿和钛铁矿等。 (5)含挥发份矿物 萤石、电气石、磷灰石，黄玉等。 (二)伟晶岩(矿床)的结构和构造特点 1结构特点,在伟晶岩中最主要的结构有如下几种： (1)巨晶结构(伟晶结构) 这是伟晶岩所特有的结构常由长石、石英、云母及其它一些矿物的巨大晶体组成。这些矿物的晶体大小一般为10cm到l一2m也有更为巨大的晶体，如一个长石的晶体重达100t；一片白云母面积达5m2，而一个绿柱石晶体可达18t。 (2)文象结构 主要是由长石和石英共结生成的。但也有部分文象结构是由石英沿长石晶体的解理面，或双晶面交代而形成的。 (3)粗粒结构和似文象结构 也是由石英、长石组成，颗粒大小一般征l一10cm左右，有时石英成不规则状分布在长石晶体中，组成似文象结构。 (4)细粒结构 主要由石英、斜长石和微斜长石组成，为半自形或它形粒状结构。,此外，在伟品岩中，由于交代作用的结果，形成许多交代结构，如溶蚀结构，交代残余结构等。 2构造特点 在伟晶岩矿床，带状构造是最主要而常见的。它是由伟晶岩不同结构的部分组成的条带，沿岩体的走向和倾斜，成有规律的分布而形成的。发育完好的带状构造，从伟晶岩体的边缘到中心，一殷可分如如下几个带(图51)。 (1)边缘带 矿物晶体比较细小，主要由细粒结构的石英、长石组成，厚度不大，约为几厘米。形状不规则，有时并不连续。与围岩界线是明显的，但有时为 渐变关系。 (2)外侧带 矿物结晶颗粒较粗，主要呈细粒结构或文象结构。由斜长石、钾微斜长石、石英、白云母等组成，有时也有绿柱石等稀有矿物山现。外侧带的厚度比边缘带大，但变化也大，有时不对称也不连续。,(3)中间带 矿物结晶颗粒更大，常呈粗粒结构、似文象结构和块状结构。矿物成分也较复杂，除块状的长石、石英和云母外，还可能有绿柱石、锂辉石等稀有元素矿物。在本带内，交代作用有时也比较发育，与交代作用有关的稀有元素矿物也较多。因此也常常是稀有金属矿化发育的地段。此带厚度变化也比较大，有的为几十厘米，有的可达数十米，是伟晶岩矿床的主要部分。 (4)内核 矿物颗粒结晶特别粗大，常由石英，石英长