第三章岩浆矿床(下)

矿床学第三章岩浆矿床（下）本章内容一、岩浆矿床的概念及特点二、岩浆矿床形成的地质条件三、岩浆成矿作用及其特征四、岩浆矿床的主要类型及实例岩浆爆发作用与岩浆爆发矿床(magmaticexplosion/magmaticexplosivedeposit)

经过岩浆结晶分异作用和熔离作用后，岩浆中的挥发组份越来越富集，当压力增大到某一阀值时爆发到近地表，称为岩浆爆发作用，由此种作用所形成的矿床称为岩浆爆发矿床。最典型的是产于金伯利岩中的金刚石矿床三、岩浆矿床的形成作用及其特征岩浆爆发矿床的特点矿体形态产状：筒状、管状，少数脉状；产出往往与深大断裂带有关，尤其是断裂交汇处与围岩界线：围岩破碎严重者不清楚，轻微破碎者较为清楚矿石成分：橄榄石、金云母、镁铝榴石、金刚石矿石组构：金刚石多为自形一半自形晶结构，角砾状、浸染状构造主要矿种：金刚石三、岩浆矿床的形成作用及其特征山东蒙阴金刚石矿采场金伯利岩采矿坑占地110亩、深110米，钻石原生矿露天开采全国规模最大、品位最高四、岩浆矿床的主要类型及实例最重要的岩浆矿床主要与镁铁质和超镁铁质岩浆岩相关包括：☆铬铁矿矿床（岩浆分结矿床）☆钒钛磁铁矿矿床（岩浆分结矿床）☆铜镍硫化物矿床（岩浆熔离矿床）☆铂族元素矿床（伴生矿床）☆金刚石矿床（岩浆爆发矿床）☆铬铁矿矿床——与镁质超基性岩（纯橄榄岩、斜方辉橄岩、橄榄岩）有关（M/F=6.5-14

）——铬铁矿矿床主要属晚期岩浆矿床，早期岩浆型矿床仅个别（南非Bushveld

）工业意义巨大。四、岩浆矿床的主要类型及实例层状杂岩体中层状铬铁矿矿床

(stratiformCrdeposits）一大陆裂谷环境蛇绿岩套中的豆荚状铬铁矿矿床

(podiformCrdeposits）一古大洋环境☆铬铁矿矿床—层状铬铁矿矿床——产状：一般位于层状杂岩体的下部或底部，延伸极为稳定，单个矿层厚度为几厘米至1-2m，但延伸可达上百km——时代：主要为晚太古代（2.5Ga）至早元古代（2.0Ga)——规模和品位：占世界铬铁矿资源量的98％以上，铬铁矿储量可达20亿吨以上——典型矿例：南非Bushveld,Cr2O3

品位约为40%津巴布韦GreatDike四、岩浆矿床的主要类型及实例

11%哈萨克斯坦

4%津巴布韦1%印度

1%其他国家1%芬兰(世界总储量:370万吨)

82%南非四、岩浆矿床的主要类型及实例四、岩浆矿床的主要类型及实例☆铬铁矿矿床—豆荚状铬铁矿矿床——产状：多呈豆荚状、凸镜状、似脉状或不规则状，常有分支复合现象，矿体与围岩界限截然；——时代：多数为古生代、中生代或古近纪，极少为太古代；——规模和品位：铬铁矿储量几公斤至几百万吨，Cr2O3

品位约为50％±；——典型矿例：津巴布韦Selukwe（舒鲁圭）

，哈萨克斯坦Donskoy，中国的铬铁矿矿床多属此类。四、岩浆矿床的主要类型及实例罗布莎中国铬铁矿矿床分布图贺根山萨尔托海 大道尔吉 罗布莎四、岩浆矿床的主要类型及实例四、岩浆矿床的主要类型及实例☆钒钛磁铁矿矿床——主要与铁质基性岩，尤其是辉长岩（四川攀枝花）、斜长岩（河北大庙）和苏长岩关系密切，属晚期岩浆矿床（M/F<0.5）——主要矿石矿物是磁铁矿和钛铁矿，两者呈格架状、叶片状紧密连生，含钒（以类质同象混入物进入磁铁矿中），通称为钒钛磁铁矿矿床层状岩体中的钒钛磁铁矿矿床非层状岩体中的钒钛磁铁矿矿床四、岩浆矿床的主要类型及实例☆钒钛磁铁矿矿床

—层状岩体中的钒钛磁铁矿矿床——岩体分异好，韵律层发育，下部韵律层的基性程度和含矿性比上部韵律层好——矿体延伸稳定，厚数米至数十米，延展可达数公里——在岩浆结晶分异过程中，重力分异起主导作用——主要产于稳定地台或地盾区——典型矿例：南非Bushveld

，四川攀枝花四、岩浆矿床的主要类型及实例西南地区的重要钢铁基地；康滇地轴西缘安宁河深断裂带（古裂谷带）控制着层状杂岩体和铁矿带的分布四、岩浆矿床的主要类型及实例攀枝花位于四川省渡口市，矿床位于攀西矿带之上，该矿带北起泸沽西昌，南到渡口攀枝花、红格一带，南北长200Km，东西宽40Km，是我国最大的钒钛磁铁矿带。在早前寒武纪地层中，已发现含矿岩体二十余个，其中大型矿床有四处，攀枝花矿是目前正在开采的大矿。本矿带除具有巨大的铁、钛、钒矿床之外，有关各矿床伴生有铬、镓、锰、铜、钴、镍及铂族元素，硒、碲、磷和硫等十几种有用组分，同时也是综合性多种金属矿床。四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床区内最古老的地层为上震旦系。分两层，下部是蛇纹石化大理岩；上部是透辉岩和透辉石大理岩互层。上三叠纪地层在本区最发育，分布在矿区北部和西北部，其底部是紫红色砂砾岩；上部为灰绿色砂岩与黑色砂页岩互层，含煤。老第三系紫红色砂砾岩呈水平或近水平，不整合覆于老地层之上。含矿母岩是富铁质超基性岩体和铁质基性岩体，m/f一般在0.3—1.9，含矿岩体及成矿时代初步确定为中元古期，同位素年龄为1500Ma。含矿岩和及矿带整体上受南北向深大断裂带控制，就单个含矿岩体，受次一级断裂带控制，含矿辉长岩为一走向北东的单斜侵入体，大致与围岩呈整合接触并侵入在震旦系灯影组白云质灰岩中。四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床岩体共分为五个岩相带和九个矿化带:（1）底部边缘带：以暗色细粒辉长岩为主，含矿性差，厚10—300m；（2）下部暗色层状辉长岩含矿带：包括IX、VIII、VII三个矿化段，为主要含矿层，厚60～520m：（3）中部暗色层状辉长岩带：其中包括VI、V、IV、III四个矿化段，厚166—600m；（4）上部浅色层状辉长岩含矿带，其中包括II、I两个矿化带，矿体厚6—20m，岩相带厚10—120m；（5）顶部层状辉长岩相带：含矿石很差，厚500—1500m。四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床矿石结构构造矿石构造：以浸染状、块状构造为主，其次为斑杂状构造，云雾状构造。矿石结构：以陨铁结构，填隙结构为主，反应边结构和熔融交代结构。四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床矿石物质成分按矿物共生组合及产出特点划分，矿石中的矿物成分有以下几种自然组合：金属矿物：钒钛磁铁矿组合：钛磁铁矿、钛铁晶石、钛铁矿、尖晶石。硫化物组合：磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、镍黄铁矿。氧化带矿物组合：磁赤铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿。非金属矿物：主要造岩矿物：拉长石、异剥辉石、角闪石、橄榄石、磷灰石。次生硅酸盐矿物：次闪石（透闪石）、绿泥石、蛇纹石等。四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床矿床成因矿床与基性、超基性岩关系密切，本区岩体属于富铁质超基性岩和铁质岩。含矿岩体与深断裂与次一级断裂关系十分密切，含矿岩相为基性偏高的暗色岩相。本区是晚期岩浆分异型矿床。因为矿体与围岩，即是母岩的辉长岩界线为过渡关系，矿石结构为陨铁结构，即金属矿物结晶晚于硅酸盐矿物。☆钒钛磁铁矿矿床

—非层状岩体中的钒钛磁铁矿矿床——岩体为由辉长岩、斜长岩等组成的多次侵位的复式岩体，以斜长岩为主——矿体分两类：①辉长岩中的似层状矿体（重力分异）；②斜长岩裂隙和断层中以及辉长岩与斜长岩接触带的脉状、透镜状矿体（构造贯入）——主要产于稳定地台或地盾区——典型矿例：河北大庙四、岩浆矿床的主要类型及实例四、岩浆矿床的主要类型及实例☆铜镍硫化物矿床——铜镍硫化物矿床与镁铁质基性一超基性岩（苏长岩、辉长岩、辉橄岩、二辉橄榄岩）有关，M/F=2-6.5——矿体的产出有：“底层状矿体”、“上悬矿体”和“脉状贯入矿体”三类；——多分布于稳定地台区及其周缘；——时代多数为太古代和元古代，也有古生代和中生代者；——工业意义巨大，是Cu、Ni、Pt、Pd的重要来源（世界Ni的90%,Cu的1.6%；我国Cu的7.5%）——典型矿例：加拿大Sudbury，俄罗斯Noril'sk，中国甘肃金川，四川力马河，吉林红旗岭及新疆卡拉通克等四、岩浆矿床的主要类型及实例1.Himalayaorogenoiczone;2.lateYanshan

orogenoiczone;3.earlyYanshan

orogenoiczone;4.Indosinianorogenoiczone;5.Variscanorogenoiczone;6.Caledonianorogenoiczone;7.Micro-scaleancientblock;8.Precambrianblock;9.Superimposedbasin;10.Superimposedmountainrange;11.SuturebetweenEurasianplateandIndianplate;12.Palaeo-subductionzone;13.LatepaleozoicSuture;14.MesozoicSuture;15.CenozoicSuture;16.Tanlufault;17.Typicaldepositsandmajormetallogenicelements((1)Kalatongke,(2)huangshan,(3)Hongqiling;(4)Jinchuan,(5)Xiaonanshan,(6)Chibaisong,(7)Tongdongzi;(8)Shijuli,(9)De’erni,(10)Jianchaling; (11)Yangliuping,(12)Limahe,(13)Jinbaoshan,(14)Baimazhai,(15)Dapoling

红旗岭 卡拉通克 金川 力马河TemporalandspatialdistributionoftypicalmagmaticsulfidedepositsinChina (GeologicalsettingafterZhangZM,1982)四、岩浆矿床的主要类型及实例金川超大型岩浆Cu-Ni-PGE矿床形成于中元古代早期北祁连古大陆裂谷拉张初期穹状隆起阶段,大地构造上位于华北古陆阿拉善陆块西南缘龙首山隆起中。龙首山隆起南以南缘断裂与祁连褶皱带分开,北以龙首山北缘断裂与潮水凹陷相邻,沿龙首山隆起带南缘断裂分布有大小20余个镁铁超基性岩体(群)和若干个中酸性岩体,组成北西西向转向近东向龙首山构造岩浆带

,东西延伸200km左右,金川矿床正处于其构造转折处。金川铜镍硫化物矿床金川铜镍硫化物矿床金川含矿超基性岩体以10°交角不整合侵位于前长城系白家咀子组中,岩体直接与大理岩、混合岩和片麻岩接触。岩体长约6500m,宽20～500m,倾斜延伸数百至千余米,东西两端被第四系覆盖,中部出露地表,上部已遭剥蚀。岩体基岩面积约1.34km2。总体走向NW50°（310°）,倾向SW（220°）,倾角50°-80°。受后期北东东向压扭性断裂错断,分成相对独立的四段,自西向东分为Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ

矿区，各矿区岩体的规模、形态、产状都有差别,含矿性亦不相同。金川铜镍硫化物矿床金川铜镍硫化物矿床金川矿床主矿体纵断面图（据汤中立，2002）1—混合岩；2—大理岩；3—斜长角闪岩；4—二辉橄榄岩；5—伴长二辉橄榄岩；6—橄榄二辉岩；7—星点状矿石；8—网状矿石；9—块状矿石；10—岩相界线；11—矿体编号金川铜镍硫化物矿床含矿岩体为一复式侵入体,至少分四期先后侵入成岩成矿。每期侵入的含矿岩体,都以基性较强的岩相为核心,向外基性程度逐渐降低,构成同心壳状的岩相分异结构。

第一期侵入体，含稀疏浸染状硫化物。

第二期侵入体，形成浸染状局部海绵状贫矿体。

第三期侵入体，以富含硫化物和橄榄石为特征。全部由硫化物胶结粒状橄榄石构成网状富矿石（即海绵陨铁状矿石）。侵入相构成三个膨大体依次分布于岩体的中西部、中部和中东部，分别对应于24号、①号和②号矿体。

第四期侵入体为硫化物矿浆贯入，形成块状矿体在矿体边部往往过渡为角砾状矿石。金川铜镍硫化物矿床金川铜镍硫化物矿床金川铜镍矿床为岩浆深部熔离-复式贯入型矿床,矿体按成因分为岩浆就地熔离型矿体、岩浆深部熔离-贯入矿体、晚期贯入矿体、接触交代矿体和热液叠加矿体五类。深熔-贯入型，形成海绵陨铁状矿，占矿体85-86%；就地熔离型，形成浸染状矿，占矿体11-12%；晚期贯入型块状矿占1%；接触交代型矿占1-2%；热液叠加型矿石少量。金川铜镍硫化物矿床目前,对金川铜镍矿地质特征和成因模式方面主要的认识和结论包括以下几点:在大陆裂谷发展前期拉张环境中成岩成矿,并随龙首山推覆构造转移到现今位置;含矿母岩形成于长城纪

(1508±31Ma)（据汤中立，1995）,成矿作用主要在元古代及加里东期;深部熔离-贯入作用是主要成矿机制,含矿岩浆的有序侵位显示岩浆在深部岩浆房停歇过程曾发生熔离分异,形成岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆分层结构(四层结构);小岩体成大矿，剩余的含矿岩浆多次贯入同一空间成岩、成矿。金川铜镍硫化物矿床☆铂族元素矿床——铂族元素（PGE）矿床岩浆作用过程中一般很少形成PGE的独立矿床，而是与铬铁矿（铂族金属的天然合金）和Cu-Ni硫化物（铂、钯的铋碲化物与砷化物）共生——绝大部分PGE产于：①层状超基性杂岩体铬铁矿矿床；②基性一超基性岩中的Cu-Ni硫化物矿床

层状杂岩体中的PGE矿床，典型矿例：南非Bushveld，美国Stillwater，津巴布韦GreatDike

Cu-Ni硫化物矿床中的PGE，典型矿例：加拿大Sudbury，俄罗斯Noril'sk；我国的PGE矿床多属此类。四、岩浆矿床的主要类型及实例

层状杂岩体中的PGE矿床典型矿例：南非Bushveld，美国Stillwater，津巴布韦GreatDike金属储量1000∼100000t，品位4∼24g/t

，平均6∼10g/t1%

其他国家

1%美国

9%俄罗斯

世界总储量:71,000t89%南非PGE东矿带西矿带PGE30∼60g/t四、岩浆矿床的主要类型及实例与著名的南非布什维尔德杂岩体相比，大岩墙的铂族金属矿体较薄，品位较低，其矿体平均厚度约为2m，铂族金属品位不到4g/t，以铂、钯为主。

Cu-Ni硫化物矿床中的PGE典型矿例：加拿大Sudbury，俄罗斯Noril’sk；我国的PGE矿床多属此类矿石量1000万吨∼10亿吨，品位0.1∼15g/t

我国PGE矿的品位低，平均为

∼0.8g/t，其中Pt0.34g/t

，Pd 0.39g/t。

PGE金属资源95%以上分布于甘肃、云南、四川、黑龙江和河北5省，其中甘肃占57.5%。 储量集中于甘肃金川、云南金宝山和四川杨柳坪三个矿床。杨柳坪金宝山金川四、岩浆矿床的主要类型及实例☆金刚石矿床——成因上和空间上与金伯利岩有关，大多产于前寒武纪地盾或地台中。——形成时间最早是前寒武纪，大多为晚白垩世至第三纪——岩体主要呈岩筒、岩管状，多位于断裂交汇处，呈群出现——岩筒平面上呈等轴状或椭圆状，剖面上呈漏斗状，倾角陡（80-85°)，通常上富下贫——金刚石呈斑晶出现，大小不一，一般数毫米至粉末状，最大达6-8cm——我国金刚石保有储量约4t，约为世界总储量的1％，主要分布在辽宁、山东、湖南和江苏4省四、岩浆矿床的主要类型及实例金伯利岩的岩石学名称叫做“角砾云母橄榄岩”，它是一种富碱质和挥发份的超基性岩，主要由大量矿物斑晶（橄榄石、金云母、镁铝榴石、钛铁矿等）、岩石角砾、玻璃状基质构成。最早见于非洲的金伯利地区（Kimberlie）这种“金伯利岩”便是金刚石形成的母岩。现在人们认为：当金伯利岩浆还处于地下200-300公里的深处进行正常的结晶分异作用时（此时温度较高，达1200～1800℃）开始结晶析出橄榄石、少量的镁铝铬铁矿、镁铝榴石和金刚石，但此时所形成的金刚石一般颗粒细小。因此从这个意义上说，金刚石应该是早期岩浆矿床。

四、岩浆矿床的主要类型及实例

此后，若岩浆沿着深大断裂从深处向地表远移，当围岩中存在着碳质时，这些碳质便会进入岩浆中发生混染作用，从而更有利于金刚石晶体的生长。

岩浆不断上升，当达到地表浅部2～3公里时，由于温度不断下降，橄榄石大量晶出，挥发份亦大量集中增加，岩浆内压力因此不断加大，当封闭的上覆围岩盖层已无力抵抗住岩浆的冲力时，上覆岩层便发生破裂造成岩浆的猛烈爆发。这种作用多次重复发生，金刚石就是通过这种多次爆发作用富集于火山岩筒或裂隙的某一部位的。四、岩浆矿床的主要类型及实例金刚石矿床剖面图四、岩浆矿床的主要类型及实例阿盖尔AK-1金刚石矿床是世界上最大最富的超大型矿床。产于西澳大利亚金伯利高原。储量4148亿克拉。我国的金刚石资源比较贫乏，全国只有辽宁、山东、湖南和江苏4个省产有金刚石矿，探明储量的矿区有23处，总保有储量4179千克，在世界上不占重要地位。从地区分布来看，主要产于辽宁，其储量约占全国的52％；山东沂蒙钻石矿山公园其次，占44.5％。山东沂蒙金刚石矿是国内最早的金刚石原生矿发现地。辽宁瓦房店金刚石矿床是中国最大的金刚石原生矿床。矿床由3个岩管组成，金刚石以无色、黄色为多，探明储量1200万克拉。四、岩浆矿床的主要类型及实例

四、岩浆矿床的主要类型及实例1．基本概念：岩浆矿床，岩浆结晶分异作用、岩浆分结矿床、早期岩浆矿床、晚期岩浆矿床、岩浆熔离作用、岩浆熔离矿床，深部熔离作用、岩浆爆发作用、岩浆爆发矿床2．岩浆矿床的主要特点及形成的地质条件。3．对比早期岩浆矿床和晚期岩浆矿床的异同点。4．晚期岩浆矿床与岩浆熔离矿床的对比。5．影响岩浆熔离作用的因素有哪些？岩浆熔离矿床有哪些特点？6．岩浆爆发矿床的主要特点。7．岩浆结晶分异作用、岩浆熔离作用和岩浆爆发作用可分别形成哪些主要矿种？8．何谓岩浆成矿专属性？9．岩浆挥发组分及同化作用对岩浆成矿有何影响？本章思考题实习准备实习一甘肃金川铜镍硫化物矿床实习二四川攀枝花钒钛磁铁矿实习方法指导在掌握课堂讲授的有关内容的基础上，为了做到心中有数，提高实习课的时间利用率，及时而正确的完成实习报告，实习前必须认真预习。实习时，首先概略的浏览一下本次实习的所有图件标本等，然后由大到小的先观察图件，了解各个矿体与围岩在时间和空间上的相互关系，如矿体产在何种围岩中，它与围岩的接触关系，矿体的形状和产出部位，有无围岩蚀变及围岩蚀变与矿体的空间形态关系、从属性和强弱关系。然后在观察标本时，要与各种图件结合起来，明确它们在各自在矿床中所处的位置，空间展布和相互时间上的关系。细心观察主要标本上的矿物成分和典型组构并联系思考它们所代表和反映的地质意义。最后把从图件、标本所看到的各种地质现象进行分析、归纳、联系、总结，科学的抽象出该矿床的基本特征，形成条件和分布规律，恰当的确定矿床的成因类型。实习一甘肃金川铜镍硫化物矿床（一）、实习目的掌握熔离矿床的基本特征，总结出该类矿床的主要特征、成因和分布规律。（二）、实习内容1、观察和分析图件2、观察标