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文档简介
矿床学
OreGeology第四章伟晶岩矿床伟晶岩矿床授课内容1.概念、特点及工业意义2.形成条件3.成矿作用与矿床分类4.主要类型及实例伟晶岩/伟晶岩矿床(pegmatite/pegmatitedeposit)—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。伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义伟晶岩岩浆伟晶岩变质伟晶岩(混合岩化伟晶岩)花岗伟晶岩碱性伟晶岩基性-超基性伟晶岩伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义伟晶岩的分类伟晶岩矿床花岗伟晶岩矿床:成因与花岗岩类相关,分布最广泛,最具工业价值。碱性伟晶岩矿床:与碱性岩浆分异作用有关,是碱性岩浆结晶末期的产物。多含钠矿物:如霓石、霓辉石、钠钙闪石,以及钠沸石、紫方纳石、方钠石等。基性、超基性伟晶岩矿床:极少发现,成因与基性超基性岩浆活动有关。变质伟晶岩:与变质作用有关,混合岩化晚期阶段伟晶岩化的产物。主要分布于地台区和褶皱带隆起区,成分与变质相密切相关。伟晶岩矿床花岗伟晶岩的钾长石和石英霓石Aegirine方钠石(Sodalite)与钙钛矿(Perovskite)锰磷灰石(Manganapatite)1.概念、特点及工业意义伟晶岩矿床—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、P1.概念、特点及工业意义伟晶岩矿床的特点伟晶岩矿床的物质成分特征
化学成分特征伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义
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霞石(Nepheline)伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义含锂矿物:锂云母、锂辉石、透锂长石、磷铝石和锂电气石等锂云母lepidolite透锂长石petalite锂辉石spodumene伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义含铍矿物:绿柱石、硅铍石、硅铍钇矿绿柱石和方解石绿柱石和氟磷灰石硅铍石bertrandite伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义硅铍钇矿(Gadolinite)含铌、钽矿物:钽铁矿、褐钇铌矿、烧绿石、细晶石伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义褐钇铌矿(Fergusonite)烧绿石(Pyrochlore)细晶石(Microlite)伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义含锆矿物:锆石、曲晶石
铯榴石、方钍石、钍石、晶质铀矿铯榴石(Pollucite)钍石(Thorite)晶质铀矿(Uraninite)伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义—稀土元素矿物:独居石、磷钇矿、褐帘石独居石(monazite)褐帘石(allanite)磷钇矿(xenotime)伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义—金属矿物:锡石、黑钨矿、辉铜矿、磁铁矿和钛铁矿锡石(cassiterite)辉钼矿(molybdenite)磁铁矿(magnetite)黑钨矿(wolframite)钛铁矿(ilmenite)伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义—挥发份矿物:萤石、电气石、磷灰石、黄玉萤石(fluorite)黄玉(topaz)锰磷灰石(manganapatite)电气石(tourmaline)伟晶岩矿床中出现的矿物种类多达300多种,因而被誉为“稀有矿物博物馆”伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义伟晶岩矿体的结构、构造特征
结构特征—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—文象结构:长石、石英共结生成—粗粒结构和似文象结构:主要由长石和石英组成,颗粒大小1~10cm—细粒结构:主要由石英、斜长石和微斜长石组成,颗粒小于1cm世界上的巨大晶体1958年江苏北部东海县3.5吨的巨大水晶。1983年又找到一块3吨重的水晶。新疆曾发现重约66吨的绿柱石晶体,36.2吨的锂辉石晶体,9吨的铯榴石晶体。非洲马达加斯加产的水晶最大竟有2米多长。挪威有一个巨大的微斜长石晶体重达100多吨,大约有10米长、10米宽。苏联乌拉尔的伊尔门天河石矿整个矿山竟然座落在一个庞大的天河石晶体上。文象结构:石英分布于长石晶体中,二者形成有规律的连晶,组成一种文字状图案。巨粗粒伟晶岩,由钾长石、石英组成,条带状分布伟晶岩矿床
构造特征带状构造晶洞构造边缘带
(细粒结构)石英、长石外侧带
(细粒、文象结构)斜长石、钾微斜长石、石英、云母内核
(伟晶结构)石英、长石、锂辉石等中间带
(粗粒、似文象结构)长石、石英、云母、绿柱石、锂辉石1.概念、特点及工业意义带状构造;表现为颜色或粒度不同的矿物岩石相间排列,成平行条带出现。或者是暗色与浅色的矿物岩石彼此逐层交替;或是较粗粒与较细粒结构的矿物岩石彼此逐层交替。带状构造有的是由于结晶条件周期性变化所成,有的为同化混染产物,还有的为混合岩化的结果。晶洞构造;侵入岩中有小型孔洞的构造。孔洞多数是不规则的,孔洞中经常生长着完好的晶体。晶洞一般被看作在岩浆冷却过程中体积收缩而成,也可能是岩浆凝固时产生气体逸出的结果。如在晶洞壁上生长着排列很好的自形晶体,则称晶簇构造或晶腺构造。这种构造在某些花岗岩中比较常见。伟晶岩矿床伟晶岩矿体的产出特征大小: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、囊状和凸镜状常见规则脉状不规则脉状囊状凸镜状串珠状1.概念、特点及工业意义伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义产状:复杂,有陡有缓边缘带边缘带外侧带外侧带中间带中间带内核边缘带外侧带外侧带中间带内核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伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义伟晶岩矿床的工业意义伟晶岩矿床有着特殊的工业意义—长石、石英、云母是伟晶岩矿床的主要矿产—是稀有元素和稀土元素矿产的重要来源—也是宝石类矿物的重要来源:如黄玉、绿柱石、水晶、电气石—是新元素和新矿物发现的摇篮有27种化学元素是在伟晶岩中发现的
1952-1962年间在伟晶岩矿床中发现新矿物63种云母是含锂、钠、钾、镁、铝、锌、铁、钒等金属元素并具有层状结构的含水铝硅酸盐族矿物的总称。云母具有较高的电绝缘性、较好的透明度、极好的可剥分性、较高的化学稳定性、较好的还原性以及在高温状态下能保持上述优良的物理化学性能。而它主要作为一种非常重要的绝缘材料广泛用于电子、电机、电讯、电器、航空、交通、仪表、冶金、建筑、轻工等工业部门,以及国防和尖端工业领域。片状云母一般用于无线电工业用的电子管片和电容器片、电机制造用的云母薄片,日用电器装置、电话、照明等使用的各种规格片。碎云母可生产各种云母纸,作绝缘材料,广泛用于电气工业中;生产各种云母粉,多用于油毡屋面材料中;也可用于电缆包裹层及电焊条生产;还有用于生产云母陶瓷、云母熔铸制品、云母增强塑料,珠光颜料及新型云母建材等。锂(Li)是自然界中最轻的金属。银白色,比重0.534,熔点180℃,沸点1342℃。锂是活泼金属,很柔软,在氧和空气中能自燃。锂也是一种重要的能源金属,它在高能锂电池、受控热核反应中的应用使锂成为解决人类长期能源供给的重要原料。锂工业的发展和军事工业的发展密切相关。50年代,由于研制氢弹需要提取核聚变用同位素6Li,因而锂工业得到了迅速发展,锂则成为生产氢弹、中子弹、质子弹的重要原料。锂的化合物还广泛用于玻璃陶瓷工业、炼铝工业、锂基润滑脂以及空调、医药、有机合成等工业。
铍(Be)是钢灰色轻金属。比重1.848,熔点1287℃,沸点2470℃,具有良好的耐腐蚀性和高温强度,导热率好,γ射线透射性好等性能。工业用铍大部分以氧化铍形态用于铍铜合金的生产,小部分以金属铍形式应用,另有少量用作氧化铍陶瓷等。铍在原子能、宇航和航空、冶金等领域具有重要用途。在原子能领域,如利用铍能使中子增殖作试验反应堆的反射层、减速剂和核武器部件等;在宇航和航空工业制造火箭、导弹、宇宙飞船的转接壳和蒙皮,大型飞船、空间渡船的结构材料,制作飞机制动器和飞机、飞船、导弹的导航部件,火箭、导弹、喷气飞机的高能燃料的添加剂;在冶金工业中是合金钢的添加剂,还可制作铍铜、铍镍、铍铝等合金。此外,也制作耐火材料与特种玻璃、集成电路、天线等。铌(Nb)、钽(Ta)属难熔稀有金属,钢灰色,具有比重大(铌8.6、钽16.6)、熔点高(铌2467℃、钽2980℃)、沸点高(铌4740℃、钽5370℃)、强度高、抗疲劳、抗变形、抗腐蚀、导热、超导、单极导电及吸收气体等优良特性。铌和钽在元素周期表中同属一族,性质很相似,它们在自然界中共生在一起,赋存在铌、钽酸盐类矿物中。
钽具有细化钢中晶粒的能力,广泛用于钢铁工业、电子工业、航天航空、原子能、海洋开发等领域,主要用作合金钢的添加剂、超导材料、高温合金、氧化物单晶、陶瓷电容器等。金属钽可作飞机发动机的燃烧室结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料等
铌在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜,用铌制成的电解电容器,具有容量大、体积小和可靠性好等优点,制电容器是铌的最重要用途伟晶岩矿床授课内容1.概念、特点及工业意义2.形成条件3.成矿作用与矿床分类4.主要类型及实例—变化范围较大,最早结晶温度可能在700800℃,一直到300℃以下,主体在200600℃—从边缘带到内核的形成温度降低:边缘带和外侧带600800℃,中间带400600℃,内核石英200400℃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伟晶岩矿床2.形成条件物理化学条件
温度伟晶岩矿床2.形成条件—开始时可能达到500800MPa,结束时降到100200MPa—形成深度大,否则挥发组分的逸失不利于成矿
压力和深度晶洞伟晶岩(含水晶):1.53km(较小深度)稀有金属伟晶岩:3.57km(中等深度)白云母和稀土元素伟晶岩:710km(较大深度)陶瓷原料伟晶岩:>1011km(极深)伟晶岩矿床2.形成条件挥发组分的作用挥发分H2O、F、Cl、B等与稀有金属形成易溶和易挥发的化合物,并向伟晶岩体的上部迁移富集挥发分的热容大、粘度低、导热性差,有利于伟晶岩熔体溶液的缓慢冷却和结晶,分异作用完全,形成巨大的矿物晶体挥发分对先结晶矿物的强烈交代作用,有利于稀有金属的矿化伟晶岩矿床2.形成条件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与伟晶岩矿床有关的花岗岩类,常呈岩基状或巨大的岩株状产出;孤立的小侵入体基本不形成伟晶岩(挥发份不足)伟晶岩矿床2.形成条件伟晶岩可产于母岩侵入体的顶部、边部或附近的沉积-变质围岩中伟晶岩矿床2.形成条件围岩岩性以区域变质岩石为主,如片岩、片麻岩以及混合岩,少数为基性超基性岩围岩的物理性质对伟晶岩的形态、规模和结晶作用的完善程度有一定影响,一般未遭受片理化或弱片理化的岩石易形成不同形状的裂隙,有利于形成产状陡立的伟晶岩脉围岩条件围岩的化学成分对伟晶岩的成分有较大影响伟晶岩矿床2.形成条件围岩是石灰岩,伟晶岩体中多富锂,形成大量的锂辉石围岩是含镁的岩石(白云岩、基性岩),易使锂分散到围岩中(类质同象置换Mg2+)而造成贫化围岩为由泥质岩石变质而成的矽线石、蓝晶石片岩,则易形成白云母伟晶岩伟晶岩矿床2.形成条件地质构造条件伟晶岩带:主要分布于构造活动带,如碰撞造山带(地槽褶皱带)、古板块边缘断裂带和不同构造的结合带伟晶岩矿田:主要受区域一级构造控制,如背斜轴部、花岗岩体与变质岩的接触带、不同时代地层接触带、各种断裂带等伟晶岩矿床2.形成条件伟晶岩脉(矿床、矿体):受次一级构造控制,如羽状裂隙、断层、围岩的层面、劈理、片理、侵入体顶部的裂隙等伟晶岩矿床授课内容1.概念、特点及工业意义2.形成条件3.成矿作用与矿床分类4.主要类型及实例伟晶岩矿床3.成矿作用与矿床分类伟晶岩矿床的成因有关伟晶岩的形成过程和成矿作用,众多学者观点不一,归纳起来主要有两种观点
残余岩浆的结晶作用
—费尔斯曼、尼格里、伏格特等残余气体溶液的重结晶作用和交代作用
—查瓦里斯基、尼基京等伟晶岩矿床3.成矿作用与矿床分类
残余岩浆的结晶作用—岩浆结晶作用的末期形成富含挥发分的“残余岩浆”或“伟晶岩熔体”,在相对封闭和高温高压的条件下,通过缓慢的冷却结晶和分异而形成具有完好带状构造的伟晶岩。残余的岩浆(伟晶岩熔体)封闭系统结晶作用为主—花岗伟晶岩形成的5个阶段和11个地质相发展阶段岩浆阶段后岩浆阶段气成阶段热水溶液阶段表生阶段地质相岩浆相A晚期岩浆相B伟晶岩相C似伟晶岩D-E超临界相F-G高温相H中温相I低温相K表生相L温度(℃)相态岩浆熔体(熔体+固相+气相)流体溶液(固相+气相)水溶液(固体+液相+气相)(固相+液相)分带花岗岩边缘相外侧带(文象带)中间带(似文象带)内核晶洞典型矿物细粒花岗岩细粒石英、长石细粒长石、石英、云母粗粒长石、石英、云母,绿柱石、锂辉石等稀有元素矿物巨晶的石英、长石、云母、萤石、碳酸盐、硫化物等玉髓、石英伟晶岩矿床3.成矿作用与矿床分类伟晶岩作用800900700600500400300200100水的临界点373伟晶岩矿床3.成矿作用与矿床分类支持的证据与母岩或围岩成分差别很大的伟晶岩伟晶岩与围岩存在清晰明显的界线伟晶岩体内完好的分带结构难于解释的现象许多伟晶岩中普遍发育的交代和重结晶作用一些稀有金属伟晶岩离花岗岩相距甚远(动力?)某些伟晶岩与花岗岩形成时代相差很远(>100-200Ma)伟晶岩矿床3.成矿作用与矿床分类
残余气体溶液的重结晶作用和交代作用—任何岩浆在冷凝结晶后,都会残留下“残余的气体溶液”(一种超临界流体),富含挥发分和硅酸盐组分。它们在封闭的条件下作用于早期形成的矿物,使之发生重结晶,形成粗粒结构的伟晶岩;后由于挥发分的不断聚集,在开放条件下发生进一步的交代作用,形成伟晶岩矿床。残余的气体溶液而非残余的岩浆熔融体早期为封闭系统,以重结晶作用为主晚期为开放系统,以交代作用为主伟晶岩矿床3.成矿作用与矿床分类发展阶段Ca-Na阶段K阶段Li阶段Na阶段晚期K(Rb)阶段晚期Li(K-Rb-Cs)阶段作用方式原始结晶作用和重结晶作用交代作用系统封闭性封闭系统开放系统典型矿物钙钠长石(更长石)、黑云母大量钾长石(正长石、微斜长石),白云母大量含锂矿物(锂辉石、锂蓝铁矿)钾长石的钠长石化,K-Li转入溶液钾云母、锂云母、钾长石锂云母、透锂长石稀有元素矿化TR,Th,UNb,BeLi,Nb,TaLi,Rb,Cs,Ta,Hf伟晶岩矿床3.成矿作用与矿床分类支持的证据伟晶岩体内普遍发育的交代和重结晶现象与母岩或围岩成分相同或差别不大的伟晶岩伟晶岩体与围岩呈渐变过渡,界线不清楚难于解释的现象与母岩或围岩成分差别很大的伟晶岩伟晶岩良好的内部构造和矿物分带文象结构是固熔体分解的产物而非交代作用形成伟晶岩矿床3.成矿作用与矿床分类伟晶岩矿床的分类花岗伟晶岩矿床基性-超基性伟晶岩矿床碱性伟晶岩矿床与混合岩有关的伟晶岩矿床伟晶岩矿床伟晶岩矿床3.成矿作用与矿床分类花岗伟晶岩矿床简单伟晶岩复杂伟晶岩按矿物成分单纯伟晶岩混合伟晶岩按成分及与围岩的关系文象和等粒型伟晶岩(I)块状型伟晶岩(II)完全分异型伟晶岩(III)稀有金属交代型伟晶岩(IV)钠长石锂辉石伟晶岩(V)按矿物共生关系和结构特征伟晶岩矿床文象和等粒型伟晶岩块状型伟晶岩完全分异型伟晶岩稀有金属交代型伟晶岩钠长石锂辉石伟晶岩3.成矿作用与矿床分类
I-III以结晶作用为主,VI-V交代作用显著II-III长石、石英和云母具工业价值,IV-V稀有金属具重要价值伟晶岩矿床授课内容1.概念、特点及工业意义2.形成条件3.成矿作用与矿床分类4.主要类型及实例
稀有金属伟晶岩矿床
稀土元素伟晶岩矿床
白云母伟晶岩矿床
含水晶伟晶岩矿床
长石伟晶岩矿床伟晶岩矿床4.主要类型及实例主要的伟晶岩矿床类型包括:伟晶岩矿床稀有金属伟晶岩矿床是Li、Be、Nb、Ta等矿产的重要来源与花岗岩关系密切,多分布在花岗岩体的内外接触带上或围岩中,围岩为各种片岩、闪长岩和辉长岩具复杂的交代作用:钠长石化和稀有元素交代作用矿物成分极为复杂,工业价值巨大典型矿例:加拿大伯尼克湖(Nb、Ta),新疆阿尔泰(Li、Rb、Ce、Be、Nb、Ta)4.主要类型及实例伟晶岩矿床世界著名,富含锂、铷、铯、铍、铌、钽等,为我国开发最早的稀有金属矿产资源基地产于辉长岩中,受两组裂隙控制,产状近乎直立,分异和交代作用极为发育,带状构造明显累计探明储量:锂(Li2O)15.5万t,铍(BeO)6.5万t,钽铌(TaNb)2O51314t;手选矿物:绿柱石32.3万t、锂辉石50万t、铯榴石432.1t新疆阿尔泰可可托海稀有元素伟晶岩矿床4.主要类型及实例在新疆准噶尔盆地的东北边缘,阿尔泰山脉的东端南麓,中国唯一的外流河――额尔齐斯河的源头,有一个自建国以来就被列为国家高度机密的区域--可可托海。在这里隐藏着一个和共和国命运息息相关的神秘大坑――可可托海三号矿坑。之所以说三号矿坑与共和国的命运息息相关,因为正是这个坑,在上世纪60年代曾为国家偿还了前苏联47%的债务。当年,这里云集了中国和前苏联的高级科学家,中苏交恶后,苏联专家撤走,点名要用这个矿坑的矿产还债;也就是这个坑,为我国第一颗原子弹、氢弹的爆炸立下了不朽功勋,这个大坑,不仅为中国第一颗核弹提供了必须的稀有金属,而且更为核弹的成功爆炸、航空航天事业以及相关尖端科技的发展提供了坚实的物质基础和资金后盾。当年在成功爆炸核弹之后,国防科工委向矿区专发了一份贺电和感谢信,已被永久收藏。包括后来的“神舟”系列航天工程,所用材料有相当一部分来自这个矿坑。这个大坑,专家称之为共和国的功勋矿。仅就储量和元素成分而言,“三号坑”是世界上最大的矿坑,深100多米,长宽数百米,坑内有76种矿共生。其规模之大,矿种之多,品位之高,成带性之分明为国内独有、国外罕见,蕴藏着有锂、铍、铖、钼、铷、铯、铪、铀、钍等多种稀有及放射性元素。
三号矿坑素以“地质矿产博物馆”享誉海内外,是中外地质学者心目中的“麦加”(穆斯林心中的圣地)。拥有地球上已知一百四十多种矿物中的八十六种,稀有金属占到矿山储量的九成以上。它的神秘更在于富集铍、锂、铌、钽、钛、锆等金属,从而成为一座天然的稀有金属元素储备库。研究地质学的专家以把来这里研究考察作为一项最高的成就。
许多国家对冶炼过的“废矿石”表示出了浓厚的兴趣,尤其是日本。日本人曾经提出要用一公斤粮食换取这里的一公斤“废矿石”。但是这个便宜我们没有占。因为即使是冶炼过的“废矿石”里,仍然含有丰富的各种金属元素,只不过因为考虑冶炼技术和成本等方面的原因暂时封存。矿区的人们这样说“宁愿饿死,也要把日本馋死。”
此洞不仅偿还了中国政府欠前苏联40%的外债,还为我国原子弹、氢弹的爆炸成功和人造卫星的成功发射作出了重要贡献。最让人大饱眼福的是这里出产的矿物珍品,人们采到过16公斤重的海蓝宝石、17公斤重的黄玉、60公斤重的钽铌单晶矿、500公斤重的水晶块、12吨重的石榴石、30吨重的绿柱石晶体等。最引人注目的是60公斤重的钽铌单晶矿,它通体黝黑,钽铌含量超过70%。钽铌被称为“宇宙天空时代的稀有金属”(俗称黑宝石),其合金被广泛应用于火箭、人造卫星、航天飞机等的制造。
坑洞周围的小山丘据说都是从坑洞中挖出来的石料堆积而成的,据说里面各种矿物质含量也相当高,咱中国人暂时还没有技术提取出来,日本人曾愿意出高价收购,咱中国人就是不卖!!
1-文象及准文象带;2-糖晶状钠长石带;3-块体微斜长石带;4-白云母-石英带;5-叶钠长石-锂辉石带;6-石英-锂辉石带;7-白云母-薄片钠长石带;8-核部块体微斜长石和块体石英带;9-正断层伟晶岩矿床4.主要类型及实例伟晶岩矿床4.主要类型及实例伟晶岩矿床稀土元素伟晶岩矿床4.主要类型及实例分布在太古代岩层中,与花岗岩、混合岩和结晶片岩组成的杂岩有关岩体分异作用不明显,内部结构简单一般工业价值不是很大我国西北和东北等地有此类矿床伟晶岩矿床白云母伟晶岩矿床4.主要类型及实例多数产于前寒武纪深变质岩中,围岩常为花岗片麻岩、片麻岩、结晶片岩、大理岩、角闪岩等伟晶岩体呈板状、凸镜状分带清楚,多属块状型和完全分异型,矿物成分相对简单是工业用白云母的主要来源广泛分布与中国、印度、美国、巴西、俄罗斯伟晶岩矿床多产于时代较新、变质程度较浅地区,围岩对为千枚岩、千枚状片岩、砂岩等多分布于花岗岩体的顶部接触带附近为一种带晶洞构造的伟晶岩,晶洞中产压电石英、黄玉、绿柱石、光学萤石等分布广泛,质优者少;华北、华东及中南地区产此类矿床4.主要类型及实例含水晶伟晶岩矿床伟晶岩矿床主要产于花岗岩、片麻岩和结晶片岩中矿体多呈规则的板状,主要由钾长石(钾微斜长石、正长石和条纹长石)和石英组成单个矿体不大,常成群成带分布我国西北、东北地区,加拿大、美国、俄罗斯4.主要类型及实例长石伟晶岩矿床伟晶岩矿床的概念和特点。伟晶岩矿床的形成条件。伟晶岩矿床的成因。伟晶岩矿床中产出的常见矿种有哪些?本节思考题钠长岩型矿床热液矿床钠长岩/钠长岩型矿床(albitite/albititedeposit)—通过岩浆期后热液交代花岗岩类岩石形成的,主要由钠长石(>50%)和少量微斜长石、石英组成的中细粒浅色岩石,称为钠长岩。当钠长岩中的有用组份富集并达到工业要求时,即成为钠长岩型矿床。与钠长岩有关的主要是稀有(Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs、Zr)和稀土元素矿床热液矿床钠长岩型矿床的特点矿化主要集中分布在钠长石化花岗岩体的顶部和边部,矿化富集程度和矿体规模取决于原岩的含矿性和钠长石化的强度及其蚀变范围。矿体多呈平缓的似层状和透镜状产出,少数为脉状体;矿体与母岩体之间一般无明显界线,呈逐渐过渡关系。热液矿床含矿岩体或矿床具明显的垂直分带现象。由下至上:围岩蚀变:钾长石化带钠长石化带云英岩化带、似伟晶岩带WSnBe石英脉带W-Sn-Be石英脉带石英壳似伟晶岩带云英岩化带钠长石化带钾长石化带热液矿床典型的围岩蚀变有钾长石化、钠长石化和锂云母化,不同矿化与不同的蚀变类型相对应稀土元素:岩体下部粗粒钾长石化花岗岩Nb:岩体中部中细粒弱钠长石化锂云母化花岗岩Ta:岩体上部和顶部细粒强钠长石化锂云母化花岗岩Rb、Cs、Li、Be、W、Sn:岩体顶部及外接触带的云英岩化带内热液矿床矿石构造以浸染状为主,次为条纹条带状、细脉状、斑杂状等,常见的矿石结构有不等粒结构、斑状变晶结构、交代溶蚀结构和残余结构等。矿石物质成分相对简单,主要是亲花岗岩元素组成的氧化物。除造岩矿物外,主要有钽铁矿、铌钽铁矿、细晶石、烧绿石、褐钇铌矿、褐钇钽矿、磷钇石、独居石、锆石等,有少量的黑钨矿、锡石等。热液矿床钠长岩型矿床的形成条件
大地构造条件—与成矿有关的钠长石化花岗岩或钠长岩,主要产于褶皱造山带和地台活动区,受构造控制明显,成矿岩体常沿构造断裂带和不同方向断裂交汇处分布。
岩浆岩条件—矿化主要发生在富碱(K2O+Na2O>7.5%)、富氟的花岗岩体的顶部,成矿岩体多为多期多阶段演化的复式花岗岩体,矿化多富集在晚期花岗岩中。—由不同原岩交代形成的钠长岩,其富含的矿种也不同:
正长花岗岩:Be
半碱性花岗岩:Nb、Ta、Li、Rb
碱性花岗岩:Zr、Nb、Th、Y热液矿床
围岩条件—含矿岩体的上覆围岩通常是渗透型较差、化学性质不活泼的硅泥质沉积岩和变质岩(起屏蔽作用,防止挥发分的向上向外逸散)。热液矿床
物理化学条件—成矿温度一般为250600℃,压力约为1560MPa,成矿深度较大,属中深成环境。热液矿床钠长岩型矿床的成矿作用花岗质岩浆结晶分异晚期析出富含碱(K2O、Na2O)和挥发分(H2O、CO2、F、Cl等)的气化高温热液气化高温热液的碱交代作用(钾长石化钠长石化)使赋存于黑云母、角闪石、斜长石等载体矿物中的成矿元素活化转入溶液,形成含矿热液温度和压力降低,气态溶液转变为液态,导致络合物的分解,Nb、Ta等沉淀富集;酸性阴离子(F-)析出,使溶液的酸度增强在酸性溶液作用下,H+交代作用(云英岩化)占优势,W、Sn、Be沉淀富集热液矿床主要的钠长岩型矿床
钠长岩型铌、钽(钨、锡)矿床
钠长岩型金矿床—广泛分布于南岭地区(广东、广西、江西、湖南等地)
钠长岩型铀矿床—在俄罗斯和我国南岭地区分布较广—在独联体国分布较广
云英岩型矿床热液矿床云英岩型矿床(greisendeposit)—系指在成因上和空间上与云英岩化蚀变花岗岩类有关的一类高温热液矿床。—云英岩:一种主要由中粗粒的石英和白云母组成的蚀变岩石。可分为:正长云英岩(石英6075%,云母2540%)、富石英云英岩(石英>75%)、富云母云英岩(云母>70%)、黄玉云英岩(黄玉1050%)、电气石云英岩(电气石>5%)、萤石云英岩(萤石>10%)。云英岩型矿床以W、Sn、Be、Mo、Bi为主热液矿床云英岩型矿床的特点矿化主要集中分布在云英岩化花岗岩侵入体的内外接触带,尤其是岩体的顶部,或离顶部不远(11.5km)的外接触带围岩中。产于内接触带的矿脉产于外接触带的矿脉矿化线脉群大脉细脉浸染状矿体花岗岩类浅变质岩浅变质岩花岗岩类热液矿床成矿受各种裂隙构造控制,以充填方式为主,故矿体的形态由裂隙的性质决定,多为各种形式的脉状,沿一个方向的裂隙系统呈雁行状排列。大脉型矿体:由若干脉宽>10cm、彼此间隔>2m的含矿石英脉组成,主要产于外接触带围岩中。外接触带的大脉型矿体热液矿床细脉带型矿体:由一系列产状近于平行的密集排列的含矿石英细脉群组成,单个细脉的宽度较小(210cm),但整个细脉带的规模可以很大,宽度可达数十米,延长可达1000m以上,主要产于外接触带围岩中。热液矿床网脉型矿体:由一系列细小密集、形态不规则的含矿石英脉呈网状交织而成,多产于花岗岩体顶部内接触带中。细脉浸染型矿体:产于花岗岩株顶部强蚀变带内,有用矿物呈浸染状或微细脉状较均匀分布于蚀变岩石中。典型的围岩蚀变为云英岩化,次为钾长石化、钠长石化、黄玉化、电气石化等。云英岩化类型在水平和垂直方向上均具明显的分带性,自下而上或从外向内(矿脉),由钾钠化富石英云英岩正长
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