《变质矿床》PPT课件.ppt

矿 床 学,中国矿业大学资源学院王峰,第十章变质矿床,提纲变质矿床概述矿床形成条件变质成矿作用变质矿床类型,第十章 变质矿床,第一节变质矿床概述,一、概念,变质矿床：指早期形成的岩矿石经变质作用改变其原来的形状、组构和组份，使原来的物质组份发生强烈改造或活化转移、富集形成的矿床。变成矿床：即变质生成矿床的简称。变成矿床是指原来的岩石受变质作用形成矿床或原来的矿床经变质作用形成具另一种工艺技术特性的矿床。受变质矿床：指原先形成的矿床经变质作用使原先的矿体形态、矿石组构、组份发生不同程度的变化，但未改变其工艺技术特性的一类矿床。,二、特点,1、矿床产于区域构造运动或岩浆活动的变质岩系中；2、矿床具明显的矿物相水平分带：沸石相，绿片岩相，蓝闪石片岩相，角闪石相，麻粒岩相，榴辉岩相；3、矿体形态产状规模受下列因素影响：1）原岩矿性质：如内生矿床形态复杂，沉积矿床相对规则；2）变质作用：区域变质的一般较规则，规模亦大；接触变质的复杂，规模较小；3）变质程度：变质浅，保留原岩形态；变质深，则形态复杂；4、矿石组构：变余组构、变成组构5、矿石组份：除沉积浅变质矿床组份较简单外，一般较复杂，尤其是内生矿床、深变质矿床。6、主要矿种有：Fe、Au、U、Cu、Pb、Zn等及非金属矿。,第十章 变质矿床,第十章 变质矿床,三、工业意义,1、受变质矿床：除盐类矿床、可燃有机矿床外其他矿床经变质作用均可能成为受变质矿床。其中工业意义最大的应属变质铁矿床，是铁矿的最重要的矿床工业类型，占有世界铁矿的绝大部分的储量。2、具有重要工业意义的变成矿床有石墨矿床、蓝晶石类矿床、硅灰石、石榴石、滑石、菱镁矿、刚玉、蓝石棉及硼的矿床等。,第二节变质矿床形成条件,一、物理化学条件,1、温度：是决定变质程度（变质相）和变质矿床类型的主导因素。,第十章 变质矿床,2、压力：a、影响变质反应的温度和变质相及矿物的形成一般压力升高变质反应反应所需温度也会相应升高；一些变质相如蓝闪石片岩相、榴辉岩相仅形成于高压环境；蓝晶石类矿物种类的形成均取决于压力。b、促进元素和流体的迁移。c、产生定向构造（片理及片麻理等）。3、流体（水溶液）：a、起介质作用，促进重组合及交代反应的进行。b、水分压升高可降低受变质岩石发生部分的熔融温度，促进混合岩化作用。,第十章 变质矿床,二、地质条件,1、原岩条件原岩建造的含矿性是形成变质矿床的物质基础，不同的原岩建造可形成不同的矿化。a、沉积型原岩建造：含铁变质建造，含铁石英岩建造b、古火山及火山沉积型原岩建造：含硫化物变质建造，块状硫化物建造，含Au-U变质砾岩建造c、岩浆型原岩建造：含磷变质建造，含硼钠长石建造,第十章 变质矿床,第十章 变质矿床,2、构造条件构造岩浆活动强烈，热流值高是发生区域变质作用的原因，因此变质作用及变质岩变质矿床的分布受构造岩浆活动的控制。a、中-新生代变质岩及变质矿床集中分布于裂谷、洋中脊和岛弧等大地构造单元板块增生边缘和消亡边缘，变质岩及受变质矿床已经和正在形成，变质程度可达绿片岩相。b、古生代变质岩和变质矿床分布于古板块碰撞缝合带及岛弧等构造单元（地槽褶皱带）。变质成矿作用可能发生在碰撞前、碰撞造山期及造山晚期。变质程度多属角闪岩相，形成相应的变成矿床及受变质矿床。c、元古代及太古代的变质岩及变质矿床分布于大陆板块内部这些老地层分布区（地轴、地盾）。此种构造单元中变质岩分布普遍，变质程度可达麻粒岩相，可形成相应的变质矿床。,第十章 变质矿床,3、变质相不同变质相形成不同的变质矿床沸石相：自然铜、铁矿（甘肃镜铁山）绿片岩相：铁矿（山西五台地区）、黄铁矿型矿床（祁连山）、块状硫化物矿床、石墨等。蓝闪石片岩相：硬玉矿床角闪石相：弓长岭铁矿、受变质硫化物矿床、刚玉麻粒岩相：铁矿（辽西、冀东）、磷灰石矿床（江苏东海）榴辉岩相：金红石矿床（江苏）,第三节变质成矿作用,一、变质成矿作用方式,第十章 变质矿床,1、脱水作用：是指变质时因温度压力影响而使原岩矿石变成少含水或不含水矿物的过程如水锰矿褐锰矿；褐铁矿赤铁矿。2、氧化还原作用：是指使矿物中发生低价离子氧化为高价离子或高价离子还原为低价离子的过程。如赤铁矿磁铁矿；软锰矿、硬锰矿褐锰矿。3、重结晶作用：是指高温高压下使原非晶质矿物变为晶质、隐晶质矿物逐渐结晶的过程。如磷块岩（变晶）磷灰石；铝土矿刚玉；含有机质的岩石及煤石墨。,第十章 变质矿床,4、重组合作用：是指变质时原矿物趋于消失而重新组合形成新矿物的过程如粘土矿物红柱石(高温中压)；蓝晶石(中温高压)矽线石(中温中压)含钙、铁的粘土岩石榴子石。5、交代作用：是指变质作用宣传弹热液与原岩矿石发生一系列旧矿物被新矿物所取代的过程如白云石菱镁矿，白云石滑石。6、变形作用：是指浅部岩矿石发生脆性变形而形成裂隙构造；深部岩矿石内部物质塑性流动发生塑性变形而形成同步褶皱。7、碎裂作用：是指当外力超过岩矿石弹性极限时发生破裂而形成角砾状构造、碎裂结构、压力双晶结构等。,二、变质成矿作用,第十章 变质矿床,1、区域变质成矿作用1）概念：在广大地区内，由于区域构造运动的影响，一般在高温高压及岩浆活动的联合作用下，使原来的岩矿石经受强烈的改组和改造使有用矿物聚集成矿的作用。2）主要成矿作用方式：重结晶、重组合作用及变质交代作用。3）主要矿种：金、铁、铜、铀、磷、菱铁矿、石墨、石棉等。,第十章 变质矿床,、接触变质成矿作用1）概念：主要是由于岩浆侵位引起围岩温度增高通过重结晶作用和重组合作用而使有用矿物聚集成矿的作用，又称岩浆热变质作用。如煤石墨灰岩大理岩黄铁矿磁黄铁矿。2）成矿作用方式：重结晶作用和重组合作用。3）主要矿种：铁、大理岩、石墨、金云母等3、混合岩化成矿作用1）概念：指区域变质作用形成的深层褶皱带变质岩向混合岩浆转化，经各种交代作用使有用物质迁移、富集成矿的过程。2）成矿作用方式：交代作用、重结晶作用。3）成矿作用阶段：主期、中晚期。,第十章 变质矿床,主期交代重结晶阶段 区域变质作用后深部流体或岩石部分熔融成混浆长英质熔浆；硅酸盐矿物重结晶，局部富集成矿（非金属，如云母、刚玉、磷灰石、稀土元素及伟晶岩型矿产）；熔浆的碱质交代，K、Na、Si等带入，Fe、Mg、Ca等带出；形成富Fe、Mg、B等热液。中晚期热液交代阶段Fe、Mg质交代作用，磁铁石英岩建造富铁矿体；B质交代，富硼建造富硼热液，形成电气石，镁质大理岩硼酸岩。4）主要矿种：Mg、Fe、B、P、U、Cu、Au、REE等。,第四节矿床类型,一、矿床分类,第十章 变质矿床,1、按变质前后岩矿石工艺类型特征1）变成矿床；2）受变质矿床2、按成矿作用：1）接触变质矿床：湖南鲁塘石墨矿床；2）区域变质矿床：弓长岭铁矿；3）混合岩化矿床：辽宁宽甸硼镁铁矿,第十章 变质矿床,二、大理石矿床,为一种建筑饰面石材。由我国云南大理苍山所产出的一种色泽绚丽、花纹美观的岩石而得名。国内外把具有装饰性能的类似岩石都叫做大理石商品名称。包括各种结晶的方解石、白云石或蛇纹石为主要成分的碳酸盐硅酸盐岩石，可以是灰岩、藻礁灰岩、大理岩、蛇纹石化橄榄石矽卡岩等。1、矿床分类1）按原岩及岩性碳酸盐岩型：石灰岩型白云质灰岩型白云岩型镁质碳酸盐-硅酸盐型：矽卡岩、橄榄岩2）按成因沉积型区域变质型接触变质型,第十章 变质矿床,2、矿床特征a、沉积（碳酸盐）型大理石矿1）原岩类型碳酸盐岩型石灰岩杭灰：石炭纪纯石灰岩，浙江杭州石龙山；含化石或特殊构造石灰岩金玉：黄或浅绿色泥质条带灰岩；红白宝螺：藻礁灰岩，安徽灵壁毛耳山；紫豆瓣：寒武纪紫红色竹叶状灰岩，山东。白云质灰岩、白云岩墨玉：含白云质鲕状灰岩；黄河玉：条纹白云岩；苍白玉：白云岩、白云质灰岩，云南大理点苍山。,第十章 变质矿床,2）特点主要为浅海相条件下由化学或生物化学作用形成的碳酸盐岩；矿体一般呈厚层状，颜色花纹较稳定，规模大；矿石多为块状、条纹状、条带状、鲕状、竹叶状、豹皮状及各种生物构造，泥晶、亮晶结构；矿石主要矿物成分为方解石、白云石，主要化学成分CaO、MgO、CO2；可拼性好，层状节理发育，利于开采。,第十章 变质矿床,b、变质型大理石矿床1）原岩类型：主要为沉积碳酸盐岩型。纯碳酸盐岩汉白玉：白云石大理岩，北京房山；曲阳玉：太古代大理岩，河北曲阳；雪花白：早元古代白云石，山东掖县；宝兴玉：大理岩，四川宝兴；秋景：大理岩，湖北黄石铁山。含变质的碳酸盐岩香蕉黄：蛇纹石化大理岩，陕西潼关；金玉；莱阳绿,第十章 变质矿床,b、变质型大理石矿床2）特点主要由沉积碳酸盐岩层区域变质作用而形成的大理岩；矿体呈巨厚层状，色泽基本一致，规模巨大；矿石主要为块状、花纹状、条带状、斑杂状、皱纹状、云雾状构造，粗晶、粒状、斑晶结构；矿石主要矿物成分为方解石、白云石，化学成分主要为CaO、MgO、CO2；拼接性较好，层状节理发育，利于开采。,三、变质铁矿床,我国东北地区鞍山、本溪、海城、辽了和抚顺等地，广泛分布含铁石英岩矿床。弓长岭铁矿是其中著名的矿田之一，分几个矿段。弓长岭型富铁矿床产于本区的中、上鞍山群中,其变质程度为角闪岩相及绿片岩相,在本区以外的下鞍山群中尚未发现这种类型的富铁矿床。富铁矿的产出与构造的关系非常明显。富铁矿常产于断裂构造中或其附近,或产于褶皱间隙之中。由于许多矿床中条带状铁矿层两盘常有走向断裂存在,故而常可见铁矿层两侧有富铁矿产出。此类型富铁矿常产于条带状铁矿层中或其两侧。如南芬富铁矿、王家量子富铁矿是完全产于条带状铁矿层中的,而弓长岭二矿区、八盘岭、樱桃园等矿区的富性矿就是产在条带状铁矿层的边部的。,第十章 变质矿床,本矿区中混合岩化岩石分布非常广泛，在矿床周围都有。变质岩呈残留体状存在于混合岩化岩石之中。混合岩化岩石可以分为两期，较老的一期称为弓长岭混合岩，较新的一期称为麻峪混合花岗岩。含铁石英岩建造位于NWSE向大复背斜东北翼，呈单斜地层，倾角陡。延长40005000m，已知延伸1000m。矿体呈层状，倾向北东，倾角6090，有时倒转。富矿体呈层状、透镜状，产于贫矿体内，主要赋存在Fe4、Fe2内。厚度由几十厘米至几十米，延长几十米至千余米，延伸由几十米至千米以上。倾向、倾角大致与贫矿一致。富矿体的主要近代矿构造是Fe6下盘的走向逆断层。此断层延长2km以上，延深1km，倾向NE。沿该断层在Fe6中形成了鞍山本溪地区最大的富矿体，即弓长岭二矿区主矿体。Fe6延续4800m，厚5060m。西北薄，东南厚，有些地方因断层重叠，厚度增大到100160m。,第十章 变质矿床,.上混合岩层：岩性与下混合岩层基本相同，厚约100m，同位素年龄1600Ma。侵入接触 5 石英岩 厚30-100m 4 上含铁带 第六层铁矿（Fe6），即主要富铁矿层（50-60m）上斜长角闪岩层 6-22m 第五层铁矿（Fe5）10-15m 下斜长角闲岩层 10-40m 第四层铁矿（Fe4）3 中部黑云母钠长石变粒岩层夹第三层铁矿(Fe3)70-190m 2 下含铁带第二层铁矿(Fe2)2-27m中部片岩层 2-12m第一层铁矿(Fe1)2-18m下部片岩层 3-36m1 角闪岩层侵入交代接触.下混合岩层:主要为条带状混合岩，厚度大约1500m，同位素年龄20亿年。,第十章 变质矿床,第十章 变质矿床,弓长岭铁矿二矿区地质图1.第四系 2.麻峪花岗岩 3.上浅粒岩 4.硅质层 5.上角闪岩 6.黑云变粒岩 7.铁1片岩组 8.铁2片岩组 9.下角闪岩 10.下浅粒岩 11.弓长岭花岗岩 12.磁铁矿声能 13.赤铁矿层 14.矿体 15.断层 16.地质界线及产状,四、变质磷矿床,位于江苏省海州地区。矿层产于早元古界的下部层位中。地层划分如下：云台片岩系：以白云母斜长片麻岩及黑云母斜长片麻岩为主，夹白云母石英片岩及黄铁矿浅粒岩。厚度5000m。海州含磷大理岩系：以镁质大理岩为主，夹云母石英片岩、白云母斜长片麻岩。厚700m。上述岩系与钾质花岗岩（混合化花岗岩）呈混合交代接触，构成了一个半完整的穹窿构造。,第十章 变质矿床,第十章 变质矿床,含磷岩系由二层含磷变质白云岩和二层白云质云母片岩组成。二者交替出现，组成上、下磷矿层及云母片岩层。下部含磷系；由变质白云岩、石英云母变质白云岩与磷灰石矿层组成。还夹有白云质石英岩和锰矿层等。岩层相变大，整个岩系在东山矿区完全变为锰土矿层及石英岩；而在西山矿区，石英岩常沿走向变为锰土层。总厚40m。下及上部白云质云母片岩：本层片理发育，且保存原始产状，是含矿层的围岩，两者为渐变关系。主要由白云质云母片岩、石英云母片岩，含石英白云质云母片岩组成。下部白云质云母片岩一般厚65250m。上部白云质云母片岩在西山厚300m，在东山仅厚013m。上部含磷岩系：多分布于东山矿区。主要由磷灰石矿层、变质白云岩、含磷石英岩组成；此外还有堇青石片岩，石榴子石变质白云岩等。上矿体产在花岗岩化强烈的东山区，矿层呈极不规则的透镜体，纵向、横向相变化明显。下部矿体在西山区最发育，在东山区为石英岩及锰矿层所代替，至陶湾一带则逐渐消灭。含矿层长1900m，厚119m。矿体中间厚，两端薄，倾角达70。上部矿体发育在东山区，至西山区变为变质白云岩，在陶湾一带为断续出露的遭到凸镜体。矿体长900m，厚1440m，倾角缓。矿体呈层状，夹于上、下变质白云岩系中，与围岩片理产状一致。,第十章 变质矿床,第十章 变质矿床,细粒磷灰岩：为本区最主要矿石类型。以氟磷灰石、细晶磷灰石及白云石为主，其次有石英及白云母。变均粒结构为主。致密块状构造。锰磷矿石：仅见于西矿区。褐黑色锰质层与白质磷灰岩互层。以细晶磷灰石、土状锰矿物、软锰矿、硬锰矿为主，并有石英、白云母及白云石。云母磷灰岩：分布在下部含磷层底部。以细晶磷灰岩、石英及白云母为主。磷灰石矿层在表生风化作用下，有显著的次生富集作用白云石溶解碳酸锰变为氧化锰，结果在氧化-还原界面（-100m）以上，磷灰石相对富集。,第十章 变质矿床,海州锦屏磷矿床地质剖面图1.云母片岩 2.变质白云岩 3.细粒磷灰岩 4.含磷菱锰矿层 5.锰土 6.菱锰矿层 7.云母磷灰岩 8.混合片麻岩 9.混合花岗岩 10.第四系冲积层,五、石墨矿床,位于湖南省郴州西南50km处。矿体埋藏浅，矿石品位富，矿床规模大，是我国重要的石墨矿产地之一。矿区仅出露二叠纪地层：下二叠纪茅口灰岩，上二叠纪乐平煤系（硅质岩），上二叠乐平煤系（砂页岩夹煤层）。区内为一NE向的向斜构造。金湘源花岗岩侵入向斜东翼乐平煤系中，砂岩变成石英岩，煤变成石墨。向斜西翼煤多为无烟煤。石墨有两层，呈层状、透镜状。各处厚度不一，向两端尖灭，为黑色页岩所替代。,第十章 变质矿床,回子岭复式向斜核部第矿层形态素描图1.石英砂岩 2.炭质板岩 3.角岩化粘土岩 4.石墨矿层,第十章 变质矿床,