第 03章 伟晶岩矿床

概念、特点及工业意义形成条件主要类型及实例伟晶岩矿床的成因授课内容伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义伟晶岩／伟晶岩矿床—矿物成分与母岩基本一致，而矿物结晶特别粗大的脉状岩体称为伟晶岩。当伟晶岩中的有用矿物或金属元素富集达到工业要求时，构成了伟晶岩矿床。伟晶岩岩浆伟晶岩变质伟晶岩(混合岩化伟晶岩)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花岗伟晶岩伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义伟晶岩矿床的特点伟晶岩的形态、产状及规模形态：复杂，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、特点及工业意义大小：差别很大：长几米至几百米，甚至2000m以上，以20~300m居多；厚几厘米至几十米，甚至达300m，以0.5~30m为主；延深几十到几百米。三维空间上延长无对应关系伟晶岩矿床的物质组成伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义—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、P

化学成分伟晶岩矿床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：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含铍矿物：绿柱石、硅铍石、硅铍钇矿含铌、钽矿物：钽铁矿、褐钇铌矿、烧绿石、细晶石含锆矿物：锆石、曲晶石

铯榴石、方钍石、钍石、晶质铀矿伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义—稀土元素矿物：独居石、褐帘石—其它金属矿物：黑钨矿、辉钼矿、磁铁矿、钛铁矿—含挥发分矿物：萤石、电气石、磷灰石—宝石类矿物：绿柱石（祖母绿、海蓝宝石）、石榴子石（子牙石）、刚玉（红蓝宝石）、水晶伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义伟晶岩矿床的结构、构造

结构特征—结晶结构：早期由岩浆结晶形成，分为细粒结构（粒径<1cm）、粗粒结构（粒径1~10cm）、巨晶结构（粒径>10cm）。—文象结构：长石、石英共结连生形成文象结构—交代结构：晚期热液交代早期结晶矿物形成交代结构。伟晶岩矿床1.概念、特点及工业意义

构造特征发育完好的带状构造自伟晶岩体的边缘向中心，分为四个带边缘带：伟晶岩边部与围岩接触带，由细粒结构的石英和长石组成，又称细粒结构带外侧带：矿物颗粒较粗，由文象结构及粗粒结构的长石、石英和云母组成，又称文象粗粒结构带。中间带：呈粗粒结构和伟晶结构，又称块状长石-石英带。内核：由石英块状集合体或石英和锂辉石块状集合体构成。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、锂辉石伟晶岩矿床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种伟晶岩矿床2.伟晶岩矿床的形成条件—变化范围较大，最早结晶温度可能在1000

700℃，一直到300℃以下，主体在700

200℃—从边缘带到内核的形成温度降低：边缘带和外侧带1000℃

，中间带800~500℃

，内核石英400

200℃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物理化学条件

温度—开始时可能达到800

500MPa，结束时降到200

100MPa—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）：1.5

3km（较小深度）稀有金属伟晶岩：3.5

7km（中等深度）白云母和稀土元素伟晶岩：5

10km（较大深度）陶瓷原料伟晶岩：>10

11km（极深）伟晶岩矿床2.伟晶岩矿床的形成条件伟晶岩矿床2.伟晶岩矿床的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，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.伟晶岩矿床的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）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.伟晶岩矿床的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伟晶岩矿床2.伟晶岩矿床的形成条件围岩的化学成分对伟晶岩的成分有较大影响围岩是石灰岩，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.伟晶岩矿床的形成条件伟晶岩脉（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2.伟晶岩矿床的形成条件伟晶岩矿床

3.伟晶岩矿床的成因伟晶岩的成矿作用伟晶岩的成矿作用结晶作用母岩的重结晶作用交代作用伟晶岩矿床

3.伟晶岩矿床的成因

结晶作用结晶作用发生于伟晶岩矿床的早期，由于温度降低，长石、石英、云母及一些有用元素矿物从伟晶岩浆中逐渐结晶出来。在比较稳定的封闭环境中，在挥发组分的参与下，产生分异现象，形成带状构造。伟晶岩矿床

3.伟晶岩矿床的成因

母岩的重结晶作用母岩固结后，残存的富含母岩组分和挥发分的气态溶液若继续保留在母岩中，引起母岩的重结晶，形成母岩中造岩矿物的巨大晶体。重结晶作用有助于伟晶岩主体部分的形成和扩张，也可形成带状构造。伟晶岩矿床

3.伟晶岩矿床的成因

交代作用交代作用发生在伟晶岩主体形成的后期，是一种改变早期晶出矿物的化学作用交代作用白云母化钠长石化锂云母化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残余气体溶液的重结晶作用和交代作用以上两者兼容

伟晶岩矿床

3.伟晶岩矿床的成因

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伟晶岩矿床

3.伟晶岩矿床的成因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.伟晶岩矿床的成因

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.伟晶岩矿床的成因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.伟晶岩矿床的成因伟晶岩矿床

4.主要类型及实例

稀有金属伟晶岩矿床

白云母伟晶岩矿床

长石伟晶岩矿床

水晶伟晶岩矿床主要的伟晶岩矿床类型包括：伟晶岩矿床

4.主要类型及实例是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：新疆阿尔泰（Li、Rb、Ce、Be、Nb、Ta）稀有金属伟晶岩矿床伟晶岩矿床

4.主要类型及实例世界著名，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；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伟晶岩矿床

4.主要类型及实例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.主要类型及实例白云母伟晶岩矿床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，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