第四章酸性、碱性岩浆环境中的岩浆-热液矿床.pdf

第四章 酸性、碱性岩浆环境中的 第四章 酸性、碱性岩浆环境中的 岩浆-热液矿床岩浆-热液矿床 第一节 伟晶岩矿床 一、概述一、概述 伟晶岩是一种矿物成分与母岩体基本一致，而矿物结晶特别粗大的脉状岩体当伟晶岩中的有用组分富集达到工业要求时，即成为伟晶岩矿床 伟晶岩的种类很多，按其母岩成分不同可分为花岗伟晶岩、碱性伟晶岩和基性-超基性伟晶岩在地壳中分布最广、具有最大工业价值的是酸性花岗伟晶岩，即绝大多数的伟晶岩矿床与花岗伟晶岩有关，因此伟晶岩矿床主要指花岗伟晶岩矿床 伟晶岩的物质成分极其复杂在化学成分上以元素种类众多为特征，除 O、Si、Al、Na、K、Ca、Mg、Fe、Mn 等主要造岩元素外，还富集 Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、Zr、La、Ce、V、Th 等稀有和放射性元素此外，W、Sn、Mo、Cl、F 等金属元素和挥发性组分也较富集总计达 40 余种 伟晶岩的矿物成分也是丰富多样的除石英、白云母、黑云母、斜长石、微斜长石、正长石等主要造岩矿物外，还有锂云母、锂辉石、锂电气石、绿柱石、硅铍石、铌铁矿、钽铁矿、烧绿石、铯榴石、方钍石、晶质铀矿、锆石等稀有和放射性元素矿物，以及独居石、褐帘石、磷钇矿等稀土元素矿物和锡石、黑钨矿、钛铁矿、黄铜矿、萤石、黄玉、磷灰石、电气石等。

伟晶岩的结构既有结晶结构，还有交代结构结晶结构是早期由岩浆结晶而成，按石英、长石和云母的粒度又可以分为细粒结构（粒径10 cm） ；当石英和微斜长石共结连生时还可形成文象结构交代结构是伟晶岩形成晚期的热液交代早期结晶矿物形成的，许多稀有、稀土和放射性元素矿物即是交代作用的产物 伟晶岩矿床中的带状构造非常明显， 其特征是由伟晶岩体内不同结构类型呈环状或平 行脉壁的带状分布发育完好的带状构造自 主要由细粒的长石和石英 组成图 4 - 1 伟晶岩体带状构造示意图 （引自袁见齐等，1985） 1—边缘带；2—外侧带；3—中间带；4—内核；5—裂隙充填和交代；6—花岗岩 伟晶岩体边缘向中心一般可分为以下几个带 （图 4 - 1） ： （1）边缘带：，厚度不大，仅为几厘米形态常不规第四章 酸性、碱性岩浆环境中的岩浆-热液矿床 53则，分布不连续 （2）外侧带：矿物颗粒较粗，主要由文象花岗岩和粗粒长石、石英、云母组成，有时也有绿柱石等稀有矿物出现外侧带的厚度比边缘带大，有时稳定，有些情况下也不对称和不连续 （3）中间带：矿物颗粒更加粗大，主要由巨晶结构的长石、石英和云母组成，呈块状构造此外，绿柱石、锂辉石等稀有元素矿物也增多，是稀有金属矿化发育的地段。

此带的厚度一般较前两带大，对称性和连续性也更好些 （4）内核：矿物颗粒特别粗大，主要由石英块状集合体或石英-长石、石英-锂辉石块状集合体组成 上述带状构造系伟晶岩岩浆结晶作用的产物， 属于原生带状构造 但不同的伟晶岩体，其带状构造发育的程度很不尽一致，一方面与伟晶岩体的产状有关，另一方面受交代作用的影响较大在一些伟晶岩矿床中，由于交代作用非常强烈，可使原生带状构造遭到破坏而不完整，甚至出现稀有元素矿物富集且蚀变发育的交代带，从而导致伟晶岩的带状构造变得十分复杂 伟晶岩体的形状复杂，大多呈脉状，少数呈透镜状、串珠状、囊状甚至网状等不规则状产出（图 4 - 2） 图 4 - 2 花岗伟晶岩体的形状 （引自袁见齐等，1985） 1—片岩；2—千枚岩、板岩；3—伟晶岩体 花岗伟晶岩的产状复杂多样，有的沿围岩层理或片理贯入，产状与围岩一致；有的沿构造裂隙贯入，与围岩呈切割关系；伟晶岩的倾角随构造裂隙而异，大多呈陡立状 伟晶岩体的规模差别很大，常可由几米到几百米，个别可达千米以上厚度多为数十厘米至数米，最厚可达数十米延深一般为数十米至数百米 伟晶岩很少单独产出，而是成群、成带出现并形成范围较大的伟晶岩区。

伟晶岩中一般仅有少数可形成矿床，但作为一个单独的矿床类型，不仅具有一定工业意义，而且对于研究岩浆演化和成矿具有重要的科学意义 二、重要矿床类型及实例二、重要矿床类型及实例 伟晶岩矿床类型很多，根据有用组分的不同，可分为稀有金属伟晶岩矿床、稀土元素伟晶岩矿床、放射性元素伟晶岩矿床、白云母伟晶岩矿床、长石伟晶岩矿床、水晶伟晶岩基础矿床学 54 矿床和宝石（刚玉、黄玉、绿柱石等）伟晶岩矿床等 1. 稀有金属伟晶岩矿床稀有金属伟晶岩矿床 稀有金属伟晶岩矿床多分布于岩体的内外接触带处，少量分布于远离岩体数公里的围岩中，围岩为各种片岩、闪长岩和辉长岩 稀有金属伟晶岩矿床是锂、铍、铌、钽的重要矿床类型，新疆阿尔泰（3 号脉）为该类矿床的重要实例 新疆阿尔泰3号脉稀有金属伟晶岩产于角闪辉长岩中， 岩体呈椭圆形， 出露面积为 （250 × 150）m2，产状近于直立，向下延深达 300 m以上该伟晶岩体分异良好，交代作用发育，有多种稀有元素富集 伟晶岩体具明显的带状构造， 由脉壁到中心可分成以下几带 （图 4 - 3） ： 图 4 - 3 新疆阿尔泰 3 号伟晶岩体地质图 （引自胡收奚等，1982） 1—文象结构带；2—糖粒状钠长石带；3—块体微斜长石带；4—石英-白云母带；5—叶钠长石-锂辉石带；6—石英-锂辉石带；7—白云母-钠长石带；8—钠长石-锂云母带；9—核部块体微斜长石带；10—块体石英带；11—角闪辉长岩 （1）文象结构带：厚度 3 ~ 7 m，由石英、微斜长石及钠长石组成，与角闪辉长岩接触。

（2）糖粒状钠长石带：厚度 7 m，钠长石呈巢状分布于微斜长石和条纹长石中，含有鳞片状绿色白云母、石榴子石、磷灰石、电气石、绿柱石及铌铁矿等 （3）块体微斜长石带：厚度 10 ~ 35m，主要由巨大的块体微斜长石和条纹长石组成，直径一般达 0.5 ~ 1.5m 第四章 酸性、碱性岩浆环境中的岩浆-热液矿床 55（4）石英-白云母带：呈断续的巢状分布，系交代块体微斜长石而成，其中含有钠长石、石榴子石、磷灰石、电气石、绿柱石和铌铁矿等 （5）叶钠长石-锂辉石带 （6）石英-锂辉石带 上述（5）和（6）两带呈相互过渡关系，总厚在 3 ~ 10m 之间，叶钠长石逐渐被石英代替，锂辉石常成巨大晶体，有的长达 10m此外，还含有少量微斜长石、白云母、石榴子石、磷灰石、电气石、绿柱石和铌铁矿等 （7）白云母-钠长石带：由白云母、薄板状钠长石等组成，含有细晶石、钽锰矿、铯榴石等矿物 （8）钠长石-锂云母带：由钠长石及鳞片状锂云母组成，含有细晶石、铯榴石等 （9）石英-铯榴石带 （10）块体微斜长石和块体石英带：含铯榴石等 阿尔泰 3 号脉以富含稀有元素锂、铍、铌、钽、铯、铷为特征锂多成锂辉石和锂云母，富集于（5）和（6）带，铍多成绿柱石产出，分布于（1） （2） （4）带，铌主要富集于（1） ~ （4）带，钽主要富集于（5） ~ （7）带。

铷全部分散于白云母、锂云母和钾长石中，这些矿物形成愈晚，则含铷愈高铯大多数分散于绿柱石、白云母、锂云母和钾长石中，只有少部分在晚期形成铯榴石 3 号伟晶岩体规模巨大，不仅是一个重要的综合性稀有元素矿床，而且还是研究伟晶岩形成和演化的一个极好范例 2．白云母伟晶岩矿床．白云母伟晶岩矿床 这类伟晶岩矿床主要开采白云母白云母既可由伟晶岩浆中直接结晶形成，也可由热液交代而成巨大的白云母片多是由伟晶岩浆中直接结晶形成的，它们往往富集在倾斜伟晶岩脉上部， 其下紧接石英-长石块状带 在石英-长石块状带中， 常含有绿柱石和铌铁矿，在开采白云母时可综合回收热液交代形成的白云母都分布于石英-白云母交代带或交代集合体中，白云母片小，杂质多，往往在开采巨片状白云母时顺便回收内蒙丰镇土贵乌拉是我国最主要的白云母伟晶岩矿床产地 土贵乌拉白云母伟晶岩矿床中的伟晶岩脉产于前寒武纪片麻岩中，呈较规则的脉状，长 100 余米，厚 2 ~ 3m，倾角 30°左右伟晶岩脉分异良好，但由于倾角较小，所以呈现不对称的带状构造（图 4 - 4），自上而下可分为以下几个带： （1）细晶结构带：与围岩直接接触，厚约 10 cm （2）文象结构带：位于细晶结构带之上，呈不连续的带状分布，厚约 20 ~ 30 cm。

（3）似文象结构带：位于文象结构带之上，厚约 0.5 ~ 1 m （4）块状结构带：由石英和长石块状集合体组成，厚约 1 ~ 1.5 m （5） 石英-白云母交代带： 位于块状结构带的上部， 系石英-白云母交代块体长石而成，白云母片面积一般小于 20 cm2 （6）巨晶板状白云母带：位于石英-白云母交代带之上，实际上是位于块状带的上部白云母呈巨大板状或块状晶体，面积可达 100 ~ 200 cm2，个别可达 600 ~ 800 cm2，具重要工业价值 基础矿床学 56 图 4 - 4 内蒙丰镇土贵乌拉白云母伟晶岩矿床剖面图 （引自袁见齐等，1985） 1—细晶结构；2—文象结构；3—似文象结构；4—块状石英；5—块状长石；6—巨晶板状白云母； 7—石英-白云母交代体 （7）细晶结构带：与围岩直接接触，含较多的鳞片状白云母，厚度小于 10 cm 白云母是本矿床的主要开采对象，还可回收绿柱石 3. 长石伟晶岩矿床长石伟晶岩矿床 长石伟晶岩矿床分布较广，主要产于花岗岩和片麻岩中，少数产于霞石正长岩或云霞正长岩内矿体呈规则的脉状成群出现，总储量大，是长石矿床的重要类型辽宁海城长石矿床是这类矿床的重要实例。

海城长石伟晶岩矿床矿区分布有前寒武纪变质岩系，主要为黑云母片麻岩及角闪岩、绿帘斜长片岩矿区附近有较多花岗岩侵入，并伴随有各种大量伟晶岩脉和细晶岩脉伟晶岩主要分布在断裂构造发育的片麻岩和白云母片岩接触带附近，有的产于白云母片岩内，往往呈平行排列的脉状、透镜状或巢状、不规则状，脉体最大者长 2000 m，宽 25 ~ 30 m，一般深度约 50 m伟晶岩体分带清楚（图 4 - 5） 按矿物成分和矿脉构造，海城长石伟晶岩矿床可分为两类： （1）含黑云母伟晶岩：呈脉状或透镜状，脉壁平直，分带不明显，在中心部分除石英核外，即为块状长石带，是开采长石的主要对象块状长石由微斜长石组成，单个晶体大小可达（12×6）cm2，常伴有黑云母、石榴子石、稀土矿物及后期热液矿物，如黄铁矿、 图 4 - 5 辽宁海城长石伟晶岩矿床剖面图 （引自袁见齐等，1985） 1—岩石碎屑；2—钾长石片麻岩；3—辉绿岩；4—云斜煌斑岩；５—黑云母辉长片麻岩；６—斜长石中粒 伟晶岩；７—文象带；８—块状斜长石带；9—石英核；10—块状微斜长石带 第四章 酸性、碱性岩浆环境中的岩浆-热液矿床 57萤石等 （2）含白云母伟晶岩：亦主要呈脉状和透镜状。

透镜状者分带性好，其中的块状长石带也可开采，但分布不广脉状矿体分布广泛，长 50 ~ 100m，宽 2 ~ 5m，两侧为长石石英白云母伟晶岩，中部为石英及白云母伟晶岩，是开采白云母的主要矿脉 4. 水晶伟晶岩矿床水晶伟晶岩矿床 这种伟晶岩多分布于花岗岩侵入体顶部与围岩接触带附近，主要属于钠长石-微斜长石伟晶岩岩体呈复杂的脉状和透镜状，少数为筒状岩体分异较好，带状构造明显，还常具发育钠长石化 水晶晶洞多位于脉体的中部或中央的石英带内或块状长石带与石英核的接触处，以及伟晶岩和花岗岩的接触带上 在伟晶岩的膨大处和分叉处， 晶洞尤为发育 晶洞多产墨晶、烟晶、茶晶和紫晶，无色水晶较少，且只有部分可选取压电和工艺水晶晶体大小不一，小的仅有几厘米，大的可达 50 cm 以上与水晶伴生的矿物有微斜长石、正长石、绿柱石和萤石等，充填物主要有高岭土、绢云母、碳酸盐等矿物 三、成矿作用三、成矿作用 关于伟晶岩及其有关矿床的成因，是一个长期争论的问题有的认为是岩浆结晶形成的，有的则认为是热液交代的产物实际上，伟晶岩矿床的形成过程是很复杂的，经历的时间也是漫长的，成矿过程既有岩浆结晶作用，也有热液交代作用 1. 岩浆结晶作用岩浆结晶作用 在伟晶岩矿床形成的前期，岩浆结晶作用是主要。