矿床学第二章 岩浆矿床

第二章岩浆矿床1内容提要一、岩浆矿床基本概念二、岩浆矿床的形成作用和矿床分类三、岩浆矿床基本特征和形成地质条件四、岩浆矿床的主要类型、地质特征和成因实验内容岩浆分结矿床（四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床）岩浆熔离矿床（吉林红旗岭铜镍硫化物矿床）2一、岩浆矿床基本概念1、基本概念岩浆是指熔有一定数量金属、水及其他挥发性组分的硅酸盐熔融体。岩浆矿床(MagmaticDeposit)概念—是指各类岩浆通过各种形式的岩浆作用使分散在岩浆体中，当有用物质达到工业要求时形成的地质体，叫岩浆矿床。**成矿作用可发生在上地幔、地壳乃至地表浅部。3内容提要一、岩浆矿床基本概念二、岩浆矿床的形成作用和矿床分类三、岩浆矿床基本特征和形成地质条件四、岩浆矿床的主要类型、地质特征和成因实验内容岩浆分结矿床（四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床）岩浆熔离矿床（吉林红旗岭铜镍硫化物矿床）4二、岩浆矿床的形成作用和矿床分类

1、岩浆成矿作用概念——指岩浆演化过程使其中的成矿物质的析出和聚集的全部作用的总称。

2、岩浆成矿作用主要类型及矿床*结晶分异作用和熔离作用。（1）岩浆结晶分异成矿作用和岩浆分结矿床岩浆结晶分异成矿作用：岩浆冷凝过程中，各种矿物依次从中晶出而导致岩浆成分不断改变的，最终是有用物质得以富集的地质作用。*岩浆分结矿床——由岩浆结晶分异作用形成的矿床。*结晶顺序按矿物晶格能、键性和生成热降低方向进行。56（a）早期和晚期岩浆矿床（i）早期岩浆矿床概念：有用矿物（自然铂、钛铁矿、铬铁矿、金刚石、稀土元素矿物）早于硅酸盐矿物（橄榄石、辉石、基性斜长石等）结晶或与早期硅酸盐矿物同时结晶，在重力和岩浆内部对流作用下，发生分异，富集而形成的矿床，称为早期岩浆矿床。成矿作用方式：堆晶作用为主7早期岩浆矿床特点

（1）成矿岩体类型：主要是镁质超铁镁质岩体，岩性主要是纯橄榄岩、斜方辉橄岩、单斜辉橄岩和辉岩等；（2）矿体：分布于侵入体的底部或边部，形态以透镜状或似层状为主，少数呈矿瘤、矿巢；（3）矿石与母岩的矿物组成：一致，矿体与围岩为多渐变过渡关系，矿体边界按品位圈定；（4）矿石的矿物组成：主要为铬铁矿、铬尖晶石、橄榄石、辉石；（5）矿石组构：常呈自形-半自形结构、包含结构，矿石构造主要是浸染状，少数为致密块状构造。典型实例：南非阿扎尼亚的布什维尔德

（Bushveld）铬铁矿矿床8（ii）晚期岩浆/残余矿床概念：岩浆结晶过程，有用物质在岩浆体内部逐渐形成富含挥发份、富含成矿物质的熔浆或矿浆，有用矿物较晚地从岩浆中结晶出来，或充填在早期结晶的硅酸盐矿物颗粒之间，或受力作用矿浆被运移到早期岩相的裂隙或进入围岩中结晶，并聚集成达到工业要求时的堆积体。成矿元素：主要是Fe、Ti、V、PGE等。成矿作用方式：充填、压滤作用；矿床类型：a）镁铁质岩石－似层状/非层状钒钛磁铁矿矿床；b）超镁铁质岩（橄榄岩）－非层状铬铁矿矿床及铂族金属矿床9

晚期岩浆矿床特点（1）镁铁－超镁铁岩，与基性程度较高的岩相伴生；（2）矿体多呈层状、似层状或透镜状，分布于母岩体下部层位，或呈脉状分布于母岩体中，少数贯入到附近的围岩中，受构造控制明显；（3）矿体与围岩（母岩）的界限清楚，两者为突变关系；（4）矿石的组成基本与母岩一致，呈典型的海绵陨铁，致密浸染状、致密块状构造；（5）具微弱的围岩蚀变现象（如：钠黝帘石化、绿泥石化、金云母化、碳酸盐化等），同时可出现矿化剂矿物（如：铬云母、铬符山石、铬绿泥石等）10岩浆结晶分异及重力聚集理想模式（据贝特曼原图修改补充）

早结晶的铁镁质矿物和矿石矿物向下沉坠，随后结晶的硅酸盐矿物位于上部不同比重的矿物按重力关系占据各自位置；如富含挥发组分，此时在硅酸盐晶体的间隙内，就会被富含金属的残余岩浆所占据在冷凝带形成后，早期岩浆结晶含矿残浆向下集中受动力挤压流动的含矿残余熔体被挤压到裂隙中去，形成贯入式矿体

较晚结晶比重小的硅酸盐晶体向上漂浮，结果在下部形成矿体11早期岩浆矿床的矿石结构黑色-铬铁矿；白色-橄榄石左图：浸染状铬铁矿（自形）；右图：块状铬铁矿晚期岩浆矿床的矿石结构黑色-钛磁铁矿；白色-辉石左图：块状钛磁铁矿；右图：海绵陨铁结构12典型实例1.南非阿扎尼亚的布什维尔德（Bushveld）铬铁矿矿床2.四川攀枝花钒钛磁铁矿床3.河北大庙钒钛磁铁矿床4.陕西松树沟铬铁矿床13概念：指较高温度下的、一种均一的岩浆熔融体，当温度和压力下降时，熔体分离成两种或两种以上熔融体的作用；由此种作用形成的矿床称为岩浆熔离矿床。实验研究

镁铁质岩浆在1300℃以上，时可熔解6—7％的Fe-Ni-Cu的硫化物。随着温度、压力的降低和挥发分的外逸，以及同化作用而使熔体中SiO2、Al2O、CaO增加，岩浆中金属硫化物的熔解度降低，从而发生熔离作用。——奥尔善斯基不混溶实验

（2）岩浆熔离成矿作用与熔离矿床14超镁铁质、镁铁质岩中铜镍硫化物矿床特征（1）主要与辉长岩-苏长岩有关，成分复杂；（2）矿体凸镜状、似层状与底部岩相带基本一致，体按产状可分为：脉状矿体、上悬矿体、底部矿体；（3）浸染状构造为主，少量块状构造，海绵陨铁结构，熔离作用形成，海绵陨铁结构几乎所有铜镍硫化物矿床。典型矿床：肖德贝里、金川、红旗岭、Ｎoril‘Sk等15概念：经过岩浆结晶分异或熔离作用后，喷发至近地表所形成的矿床。如：金刚石矿床（1）地幔中原生碳，在200-300Km（1200-1800C,6～7×109Pa），结晶成金刚石，金伯利岩浆迅速达地表，否则被分解、溶蚀。（2）最低工业品位：30-60毫克/立方米。（3）金刚石以八面体、菱形十二面体为主，常包含石墨等，溶蚀普遍3.岩浆爆发作用和岩浆爆发矿床16内容提要一、岩浆矿床基本概念二、岩浆矿床的形成作用和矿床分类三、岩浆矿床基本特征和形成地质条件四、岩浆矿床的主要类型、地质特征和成因实验内容岩浆分结矿床（四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床）岩浆熔离矿床（吉林红旗岭铜镍硫化物矿床）171、基本特征（1）成矿主要与镁铁质、超镁铁质岩石有关，少数为碱性岩或酸性岩；（2）矿体多产于岩体内，含矿围岩即为母岩；（3）矿石矿物成分和围岩基本相同；（4）矿体和围岩一般为渐变或迅速渐变以及贯入侵位接触；（5）矿床形成温度较高、压力大，多数矿床形成温度在1500—1200℃，1100—500℃，300℃），深成为主；（6）矿种较多，铬、镍、钴、铜、铂、钒、钛、铌、钽、磷和金刚石等。三、岩浆矿床基本特征和形成地质条件182、岩浆矿床形成地质条件1、岩浆岩条件与成矿关系/专属性（1）不规则镁铁质-超镁铁质岩组合似层状、凸镜状及不规则状→铬铁矿+铜镍硫化物矿床；（2）规则状岩盘、岩床或似层状镁铁质-超镁铁质岩组合

1)纯橄榄岩-斜方辉橄岩-辉长岩→铬铁矿；

2)单斜辉石岩-辉长岩→铜镍硫化物矿床；（3）镁铁质岩组合

辉长岩-苏长岩-斜长岩→铜镍硫化物及钒钛磁铁矿矿床（4）弱碱性超镁铁质岩组合，浅成-超浅成相→金伯利岩

（金刚石）（5）碱性（霞石正长岩）、碳酸盐与成矿有关的岩体多呈岩株状产出→霞石-稀土等19202、大地构造条件（1）造山带

1）裂谷期(早期）：拉斑玄武岩类（如：铜镍硫化物矿床-前苏联贝辰加、钒钛磁铁矿矿床-河北大庙），科马提岩类（如：铜镍硫化物、铬铁矿矿床）

2）挤压期：超镁质岩体（阿尔卑斯型，蛇绿岩套的组成部分），如：铜镍硫化物-塞浦路斯、铬铁矿矿床

3）造山期后：超镁质岩体（阿拉斯加型），如：钒钛磁铁矿、磁铁矿矿床（2）地台区

巨大层状镁铁质、超镁铁质杂岩体,如：布什维尔德铬铁矿、铂矿，肖德贝里铜镍硫化物矿床（3）深断裂

小侵入体（超基性－基性杂岩、碱性岩、金伯利岩等），如：Cu－Ni铜镍硫化物、稀土、金刚石等213.围岩效应

岩浆在其形成和向上运移过程中，熔化或溶解一些外来物质而使岩浆成分发生改变，既发生同化－混染作用。如：西藏花岗岩同化围岩煤层形成石墨矿床。

——侵入体规模大、侵位深、愈酸性，围岩愈破碎，同化作用愈强烈。4.挥发分作用

熔点低、挥发性高，对岩浆分异、同化作用及成矿元素迁移、富集有重要作用。22内容提要一、岩浆矿床基本概念和矿床特征二、岩浆矿床形成地质条件三、岩浆矿床的形成作用和矿床分类四、岩浆矿床的主要类型、地质特征和成因23四、岩浆矿床的主要类型、地质特征和成因1.与层状、岩墙状基性-超基性侵入岩有关的铬铁矿矿床2.与层状、似层状/非层状超基性、基性岩有关钒钛磁铁矿矿床3.与超基性、基性岩有关非层状铬铁矿矿床4.与超基性、基性岩有关的铜镍（PGE）硫化物矿床5.与超碱性金伯利岩有关的金刚石矿床24矿例：布什维尔德铬（铂）矿床

该矿床位于南非卡普互尔克拉通内，是世界上规模：——最大的铬铁矿矿床——最大的铂及铂族元素矿床——最大的含钒磁铁矿矿床规模巨大的椭圆形岩筒。1.与层状基性-超基性侵入岩有关的铬铁矿矿床2567000㎞2东西长轴480.0km南北短轴380.0km中心厚8.0km。南非阿扎尼亚的布什维尔德（Bushveld）铬铁矿矿床2627顶部带（UpperZone）：主要是辉长岩主带：主要是苏长岩夹少量斜长岩和钛磁铁矿层临界带（CriticalZone）：辉石岩、辉长岩、苏长岩夹少量橄榄岩，岩性变化频繁，共含12层铬铁矿梅林斯基矿层（MerenskyReef（MR）：含铂层位，层位稳定，底部为似伟晶岩，中部为斜方辉石岩、苏长岩，顶部为斜长岩；厚度几―几十米，延伸达100km以上，是重要的找矿标志

底部带（LowerZone）：冷凝带，主要为辉石岩、辉长岩28单斜（Di）辉石岩脉含辉石的斜长岩镁铁质岩的层理构造镁铁质岩的层理构造和脉岩29含长辉石岩3031总结：与层状基性-超基性侵入岩有关的铬铁矿矿床的基本特征(1)含矿岩体主要为铁镁质－超铁镁质杂岩体（辉岩、辉石橄榄岩及苏长岩、斜长岩等）;(2)规模巨大，具典型的层状侵入体特征，岩体中各类岩相呈似层产出;(3)具有稳定而显著的火成层理构造，组成多韵律层；322.岩墙状基性-超基性侵入岩有关的铬铁矿矿床33津巴布韦大岩墙3262㎞2●辉长苏长岩（内）●辉石岩（Cr）●方辉橄榄岩和橄榄古铜辉岩(第一单元旋回)●超镁铁岩系（外）2571Ma3435362.层状、似层状/非层状

钒钛磁铁矿矿床矿例：四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床河北大庙铁矿床等37攀枝花钒钛磁铁矿矿床2.层状、似层状/非层状钒钛磁铁矿矿床1—第四系;2—上三叠统砂岩;3—新元古界大理岩;4—变质基底;5—正长岩;6—橄榄辉长岩;7—钒钛磁铁矿体;8—辉长岩＋斜长岩;9—含磁铁矿辉石岩;10—岩相界线;11—断裂38攀枝花钒钛磁铁矿矿床剖面图1-第四系;2-上三叠统砂岩、页岩;3-粗粒辉长岩;4-层状细粒辉长岩;5-层状含铁辉长岩;6-细粒辉长岩;7-稀疏浸染状矿体;8-稠密浸染状矿体;9-致密块状矿体;10-辉长岩层状构造;11-矿体编号;12-断层

典型特征：块状、浸染状构造，海绵陨铁结构，矿体似层状或脉状矿床类型：属晚期岩浆矿床。393.非层状铬铁矿矿床*

多地槽区，超镁铁质岩体，受岩石圈断裂控制，岩体规模变化大，矿床中小型。矿例：西藏罗布沙铬铁矿甘肃大道尔基铬铁矿床内蒙索伦铬铁矿床40透镜体和矿饼群

1-纯橄岩；

2-铬铁矿矿体豆荚状矿体

41西藏罗布莎蛇绿岩地质图(据Zhouetal.,1996)1-方辉橄榄岩;2-过渡带纯橄岩;3-蛇绿混杂岩;4-辉绿岩;5-纯橄岩透镜体;6-铬铁矿体;7-冈底斯岩基;8-罗布莎群;9-三叠系复理石;10-地质界线;11-逆冲断层;12-断层42—新鲜的方辉橄榄岩一辉绿岩脉一蛇绿岩表面上的旋转擦痕。一与蛇绿岩接触的围岩露头中的揉皱一蛇绿岩纯橄岩中的铬铁矿脉一罗布莎铬铁矿岩的纯橄岩外壳一二辉橄榄岩一二辉橄榄岩一方辉橄榄岩一方辉橄榄岩一纯橄岩一纯橄岩43河北大庙钒钛磁铁矿矿床

地质剖面图

1-细粒辉长岩；2-斜长岩；3-苏长岩；4-伟晶辉长岩；5-滑石化斜长岩；6-中粒辉长岩；7-致密块状矿石；8-浸染状矿石44岩相：条带状、似层状、巢状，自形-半自形结构，围岩与矿体渐变，属岩浆早期矿床。矿体形态：脉状、凸镜状、串珠状，围岩与矿体界线清楚，半自形-他形结构，块状、斑杂状、角砾状构造。45吉林红旗岭铜镍硫化物矿床4.铜镍（PGE）硫化物矿床A-层状底部矿体；B-透镜状上悬矿体；C-脉状贯入矿体辉长岩斜方辉石岩二辉岩二辉橄榄岩46金川含矿超镁铁岩体，岩体走向NWW，倾向SW,地表出露仅1.34km2，长6700m，宽530～20m，深1100m，赋存的镍达546万吨、铜304万吨。金川是世界上单个岩体最大的岩浆镍矿床，是岩浆熔离；含矿岩体为纯橄岩+二辉橄榄岩（70%）+斜长二辉橄榄岩+橄榄二辉岩，呈渐变关系金川Cu－Ni和PGE矿床47金川矿床1958年发现，10多年的勘探，自从建立矿山开发以来始终盈利，具有高额的利润。一个重要原因是矿富、伴生有益可利用元素组分多，已回收利用16个元素。近几年在前人勘探的基础上，矿山又新增块状特富矿石量30多万吨。金川Ⅰ矿区露天矿，已闭坑纯橄岩+二辉橄榄岩（70%）+斜长二辉橄榄岩+橄榄二辉岩4849斑杂状富铂矿石特点是：（1）含矿率很高，岩体60%均为矿体

（2）Ni、Cu矿体90%集中于西段Ⅰ矿区1号、24号和东段Ⅱ矿区2号，共3个矿体；（3）矿石Ni含量多在2%以上，块状富矿石达到7～8%纯橄岩+二辉橄榄岩（70%）+斜长二辉橄榄岩+橄榄二辉岩4950Ⅱ矿区28线可分为东西两段：西段似板状：靠近底盘纯橄岩（50～150m），向上二辉橄榄岩，局部斜长二辉橄榄岩东段漏斗状：底部纯橄岩，向上二辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩增多，边部橄榄辉石岩西段板状岩体东段漏斗状岩体505.金刚石矿床自从1870年南非发现第一个金伯利岩岩体以来，迄今世界上已发现近5000个金伯利岩体，其中约1000个是岩筒，而含金刚石的仅约500个，有工业价值的仅50个左右。金伯利岩体一般都很小，大于0.036平方英里的岩体只有13个.

目前，还在碳酸岩中的金刚石矿化,