矿床学教学课件

2.2同生矿床、后生矿床和叠生矿床

2.4矿石的矿物组合及结构构造

2、矿石的结构构造

矿石结构及构造是矿石描述中常用的重要术语。

（1）矿石结构：是指矿石中矿物的大小、形状及矿物间的相互关系。

如：草莓结构是指其矿物形如草莓状；

自形板状结构是指矿物呈结晶程度很好的板状形状；

包含结构是指早形成的矿物被晚形成的矿物包含的相互关系；

穿插结构是指先形成的矿物被后形成的矿物穿插的相互关系。

（2）矿石构造：是指矿石中矿物集合体的形状和有用矿物的分布状况。

如豆状构造是指有用矿物的集合体呈豆粒的形状分布于矿石中；

角砾状构造是指矿石中一些矿物的集合体呈角砾形状而另一些矿物的集合体呈胶结物的分

布特征；

条带状构造是指矿石中一些矿物的集合体呈条带形状分布于另一些矿物的集合体中；

网脉状构造是指一些矿物的集合体呈相互交叉的网脉形状分布于矿石中。

如上.所述，矿石结构构造的概念与岩石结构构造的概念基本相同，但应注意的是矿石的结构

构造往往更注重有用矿物及其集合体的特征。如岩石中矿物无定向均匀分布则可称为块状构

造，但是具有上述特征的的矿石因有用矿物的含量和分布状况常划分为不同的构造类型。如

有用矿物含量达80%以上且均匀分布者才能称为（致密）块状构造；含量在80%以下且均匀分

布者称为浸染状构造；不均匀分布者则划分为其他构造类型，如斑杂状构造。

同生矿床：指矿体与围岩为同期或近于同期由同一地质作用形成的矿床。

如：岩浆分结作用形成的矿床、沉积作用形成的矿床。

后生矿床：指矿体晚于围岩并且由不同地质作用形成的矿。

如热液作用形成的脉状矿床。

叠生矿床：指有用组分由同生期富集和后期有用组分的叠加再富集而形成的矿床。因此,

此类矿床属复成因的矿床。

.4矿石的矿物组合及结构构造

研究矿石的矿物组合、有用及有害组分的赋存状态不仅为确定矿石的采选和冶炼工艺提供必

要的依据，而且可从中获得重要的矿床成矿条件和成因信息。

1、矿石的矿物组合

矿石的矿物组合是指矿石的矿物组成。不同矿种、不同矿床的矿石所含的矿物种类可能

有很大的差别，但就其工业价值而言，矿石一般都是由两种类型的矿物组成的，即矿石矿物

和脉石矿物。

矿石中的矿物可供利用的矿物

不能利用的矿物矿石矿物

脉石矿物

(1)矿石矿物：矿石中可供利用的矿物，因此又称有用矿物。如铅锌矿石中的方铅矿、闪锌

矿等含铅、锌的矿物，金矿石中的自然金、金银矿等含金矿物。

(2)脉石矿物：矿石中不能利用的矿物，因此又称无用矿物。如铅锌矿石中的石英、方

解石等不含铅、锌的矿物，金矿石中的石英、云母、黄铁矿等不含金矿物。

但是，矿石矿物与脉石矿物是相对于一个具体的矿床而言的，在一个矿床中某种矿物可

利用则是矿石矿物，而在另一矿床中这种矿物不能利用则是脉石矿物，脉石矿物的概念也是

如此。例如，在铅锌矿石中方铅矿和闪锌矿都是重要的矿石矿物。在金矿石中也常含有这两

种矿物，但是如其含量很少而不具备综合利用价值时他们就是脉石矿物。相反，在铅锌矿石

及金矿石中石英都是脉石矿物，但是在硅石(砂)矿床的矿石中石英却是唯•的矿石矿物。

(3)脉石：矿体中的夹石与矿石中的脉石矿物统称为脉石。脉石•般多在开采和选矿过

程中被分离出来构成废石或尾砂。

2.1矿体、矿石、夹石、围岩和母岩

1、矿体：即是矿床的主体，是矿床中可供开采的地质体。

一个矿床含一个或多个矿体，如铁山铁矿床(见图2-1)有六个主要矿体。

1一第四系；2一第七段具花斑构造的大理岩；3一第六段大理岩夹少量白云质大理岩；

4一第五段大理岩常具细齿状缝合线；5一第四段大理岩含角岩石香肠断块；

6一第三段石榴石一透辉石大理岩；7一第二段夹角岩条带大理岩;

8一第一段页岩夹泥灰岩有时角岩化；9一中细粒含石英闪长岩；

10—黑云母透辉石闪长岩；11—闪长粉岩；12—煌斑岩体；

13一钠长岩脉；14一矽卡岩；15一矿体；16一压性断裂；

2、矿石：是矿体的主体，是矿体中有工业价值的矿物集合体。

3、夹石：矿体中无工业价值的矿物集合体。

矿石与夹石的区别是：前者所含有用组分在当前技术条件下可提取利用；后者不含或少

含有用组分，在当前技术条件下不可利用。

4、围岩：指矿体周围的岩石。沉积矿床矿体的上、下围岩常称为顶、底板；脉状矿体的上、

下围岩常称为上、下盘。

5、母岩：是指在成矿过程中提供了成矿物质的岩石，如“矿源层”即是指沉积成因的母岩。

围岩和母岩是两个完全不同的概念。对某些矿床而言矿体的围岩就是母岩，如多数岩浆矿

床；在另一些矿床中矿体的围岩与母岩无关，如多数热液形成的脉状矿床。

2.5矿石的组分、品位及品级

1、矿石的组分：

矿石的化学成分是各不相同的，但可将其划分为如下四种类型：

(1)有用组分：指矿石中主要可提取利用的成分。有用组分有如下类型或表示形式：

(2)无用组分：指矿石中不能提取利用的成分。

(3)伴生有益组分：指可综合利用的组分和能改善产品性能的组分。前者如铜矿石中的

Au、铅矿石中的Ag等元素常可被综合利用；后者如铁矿中的Mn、V等元素，它们的存在可

改善钢铁的性能。

(4)有害组分：指对选矿和冶炼或对其产品有不良影响的组分。例如金矿中的As不利

于金的融化选矿；铁矿中的S、P会降低钢铁的韧性和强度。

2、矿石的品位

(1)矿石品位：指矿石中有用组分的含量。

品位表示方法如下：

a、百分含量(%)：是最常用的形式。

b、克/吨（g/T）法（多用于贵金属矿）

c、毫克/吨（mg/T）（或克拉/T）：（用于金刚石矿）

d、克/立方米（g/m3）法（多用于重金属砂矿）

e、公斤/立方米（kg/m3）法（多用于石棉、云母等）

（2）工业品位和边界品位

工业品位和边界品位是国家（或勘探部门）规定的工业指标，用于圈定矿体。

a、工业品位：圈定矿体时矿体或矿段平均品位必须达到的最低值。

b、边界品位：是矿体边部所允许的最低品位值。

例如，1983年国家储量委员会规定的岩金矿工业品位是3-5克/吨,边界品位是1克/吨,

具体应用示意如图2-3o

1-围岩品位；2-表内矿体；3-表外矿体；4-样品及品位

工业品位和边界品位涉及到矿山经济利润问题，它们的确定取决于以下因素：

（a）地质因素：主要是矿体的规模及开采条件、有无可综合利用组分和矿石工艺技术条

等。如矿体规模大、开采条件好则开采成本低，工业品位可降低；条件相反则应升高。

（b）市场因素：矿山或相关企业产品的市场价格、生产成本是不断变化的。当产品价值

升高和（或）生产成本降低时上述工业指标也可降低，相反则应升高。

（c）采选技术：随着矿石选矿、冶炼工艺的创新和发展，有用组分的回收利用率有可能

较大幅度的提高，相应的工业品位指标也可随之降低。

因此，工业品位和边界品位不是一成不变的。如近年来很多金矿、铁矿实际应用的工业

品位已远低于1983年国家储量委员会的规定。

3、矿石的品级

矿石品级：是指矿石的质量分级。一般矿石品级的划分依据如下：

a、矿石的品位

b、伴生组分

C、工艺性能

一般高品级矿石多是高品位、低有害伴生组分的矿石，例如磁铁矿矿石，平炉富矿要求

（%）：TFe256、SiO2W8、SWO.1、PWO.1、CuWO.2、（Pb、Zn、As、Sn均）WO.04。随

品位降低依次划分为高炉富矿、贫矿。在一些非金属矿石品级划分中工艺性能显得尤为重要,

如云母片度、剥分性能和表面平整程度是云母矿石品级的重要的划分标准：石棉纤维的长度、

劈分性能、柔韧性等是石棉矿石品级的重要划分标准。

4.1岩浆矿床的概念、特点及工业意义

（-）岩浆矿床的概念

岩浆矿床是指岩浆经分异作用使其中的有用组分富集而形成的矿床。

岩浆矿床的成矿物质主要来自上地幔，部分来自地壳。成矿物质是岩浆的组成部分，由岩浆

携带运移的。岩浆矿床成矿的介质是岩浆，主要发生在岩浆完全固结之前的冷凝结晶过程中，

不包括岩浆气液的成矿作用。成矿作用主要是岩浆分异作用和冷凝结晶作用，一些非金属矿

床，如浮石及火山渣、膨胀珍珠岩原料等矿床就是由岩浆爆发、喷溢和快速冷凝形成的。岩

浆矿床主要形成于地壳深处，但也可形成于近地表或地表。

（二）岩浆矿床的特点

岩浆矿床一般具有如下特征：

1、绝大多数矿体产于岩浆岩中，岩浆岩既是母岩也多是矿体的围岩。

2、矿床是在岩浆固结成岩的过程中形成的，即矿体与岩浆岩是同时或近同时形成的。因此,

除个别贯入矿体外绝大多数岩浆矿床属同生矿床。

3、由于岩浆分异不可能进行的完全彻底，矿体与围岩多呈渐变过渡关系（贯入矿体例外）;

矿石与母（围）岩石矿物组合常具一致性，即矿石中的矿石矿物常是岩浆岩的副矿物，而母

岩的主矿物常是矿石中的脉石矿物。

4、矿体围岩蚀变一般不发育或蚀变较微弱。

5、成矿温度高，多在1200—1500oC,硫化物多在1100-500。。

（三）岩浆矿床的工业意义

与岩浆矿床有关的重要金属矿产主要是铭、铜、银、钻、铁、钮、钛、钳族元素及银、铜等

稀有元素等。

与岩浆矿床有关的重要非金属矿产主要是金刚石、石材、橄榄岩（Mg0＞40%）、霞石正长岩（霞

石＞20%,Na20/K20g1者用作陶瓷原料，＞2用作玻璃原料）、浮石及火山渣、膨胀珍珠岩原

料、铸石及石绵原料等。

4.2岩浆矿床的成矿地质条件

（）大地构造条件及岩浆条件

对于岩浆矿床而言，岩浆岩与矿种间有明显的时应关系，即一定的矿种仅与一定的岩浆

岩有关，此种对应关系称为岩浆成矿专属性。因此，岩浆是岩浆矿床形成的首要条件。然而

不同的大地构造环境有不同类型的构造岩浆活动，即不同的岩浆岩分布于不同的大地构造单

元中。因此，岩浆条件和大地构造条件密不可分。以下按板块构造观点叙述岩浆矿床的成矿

大地构造背景和岩浆岩的条件。

1、大陆板块内部与热点、裂谷及深大断裂有关的岩浆岩和矿床

（1）层状基性一超基性侵入体此种侵入体多被认为与地幔热点和大陆裂谷有关，一般岩体规

模较大，分异良好，具火成堆积构造，常与铭铁矿矿床、PGE矿床、锐钛磁铁矿矿床有关。

格铁矿矿床产于卜一部超基性岩相带，钢一钛磁铁矿矿床产于上部斜长岩及辉长岩等基性岩相

带，伯族元素矿床多产于中部过渡岩相带，如阿扎尼亚的布什维尔德岩体。我国已发现的层

状岩体超基性岩相多不发育，含帆钛磁铁矿岩体的岩石化学常具如下特征：Mg0<8%、m/f<2

（超基性相<3）、TiO2>2、EREE高>100ppm、LREE强烈富集。

图4—1典型镁铁一超镁铁质层状杂岩体的图解（据NormanJ.Page（1986））

（2）金伯利岩及钾镁煌斑岩

此类岩体与大陆板块内的深大断裂有关，多产于深大断裂附近。此两种岩石是目前金

刚石矿床仅有的成矿母岩，因此是形成原生金刚石矿床的先决条件。

（3）基性一超基性杂岩体

此类岩体的形成多与大陆裂谷或大陆边缘深断裂有关（前者常与基性火山岩伴生），常构

成CuNi（见图4—2）及PGE硫化物矿床的母岩。成矿岩体•般规模较小（大岩体如萨德贝利

（加）），多次侵位，分异较好。常见岩相组合类型有橄榄岩一辉岩一辉长岩一（闪长岩），辉

岩一辉长岩，苏长岩一辉长岩，橄长岩一辉长岩等。含矿岩体及岩石化学一般具如下特征：

Mg0=8-30%,m/f=2-6,Ti02=0.2-2.5%,EREE较低（一般V50Ppm）、LREE轻度富集,Ni亏

损。）

图4-2产于超基性岩岩盆底部的铜一银矿床（吉林）

1一黑云母片麻岩；2一角闪片岩；3—古铜辉岩；4一橄榄岩；5-橄榄辉岩；6一蚀变辉石岩;

7一工业矿体；8一上悬透镜状矿体；9一断层；10一破碎带

（4）（超基性岩一碱性基性岩一）碱性岩一碳酸岩

此类岩体也属于杂岩体，常为从超基性岩浆、碱性岩浆直至碳酸岩岩浆大致沿同一通道

一次侵入形成不同侵入岩相成同心环状分布的岩株。此类岩体常伴生磷灰石一磁铁矿矿床、

NbTa及REE矿床。

图4-3磁铁矿一磷灰石碳酸岩矿床

（南非（阿扎尼亚）皮茨柯勃杂岩）

1一花岗岩；2—正长岩；3一碱闪正长岩；4—霞斜岩及铁橄榄闪岩；5—霞霓钠辉岩

及钛铁霞辉岩；6'-辉岩；7—霓霞岩及磷霞岩；8一流霞正长岩；9一碳酸岩

图4-4含银、稀土碳酸岩矿床（湖北）

1—含银一稀土碳酸岩；2—正长岩；3—石英角斑岩；4一片岩类岩石；5—古火山杂岩

（5）陆相火山岩及次火山岩

主要形成于裂谷及构造一火山盆地，其中中性火山及次火山岩可伴有铁矿床，粗面质及

流纹质火山岩常可形成浮石、火山渣及膨胀珍珠岩原料等矿床。2、绿岩带中的橄榄质科

马提岩

此种超镁铁质熔岩中常有硫化银矿床产出。据研究，绿岩带的构造环境可能属于裂谷早

期或弧后

3、板块缝合带与蛇绿岩套有关的镁质超基性岩体

此类岩体中常产铭铁矿矿床（阿尔卑斯型）。岩体和矿床实际形成于大洋板块的增生边界

（洋脊裂谷），成岩成矿后随洋板块迁移至板块俯冲消减边界，最终残留于板块碰撞形成的缝

合带中。含矿岩体多由纯橄岩、辉橄岩、辉岩等岩相组成，一般缺少基性岩相。岩石化学特

征：Mg0>30%,m/f>8,Ti02<0.2%,2REENVLHREE富集。

（-）同化作用：

同化作用是指岩浆运移过程中熔化了通道岩石等外来物质从而改变岩浆成分的作用。同

化作用可产生如下影响：

1、可能会增加岩浆中的有用组分，如同化含煤质等富炭质的地层可能形成石墨矿床，同

化富铁石英岩可能有利于铁矿的形成。

2、可能会增加挥发组分的含量，如岩浆上升和就位后可能吸收地层水，也可能熔化地层

中的硫化物和磷酸盐，使岩浆中的矿化剂和挥发组分含量增加，从而影响岩浆分异作用和有

用矿物的结晶作用。

3、改变岩浆主要组分的含量。岩浆成分的改变可能会影响成矿作用，例如，岩浆如增加

了SiO2、CaO、K20、Na2O等成分则有利于铜银硫化物的熔离成矿，铁质增加则不利于硫化物

的熔离成矿

4、可能会改变岩浆的氧逸度，从而可能影响氧化物的结晶。

（三）挥发组分

岩浆中的挥发组分主要有H20、F、Cl、B、S、As、C、P等，它们熔点低，易挥发，并且

易与铜、银、铁及伯族元素组成易溶络合物，降低有用矿物的结晶温度和有利于发生岩浆熔

离作用。

4.3岩浆成矿作用及矿床分类

如第三章所述，岩浆成矿作用和岩浆矿床分类如下:

（-）岩浆结晶分异作用及岩浆分结矿床

1、岩浆分结矿床的概念

结晶分异作用即岩浆冷凝过程中由于不同矿物先后结晶和矿物比重的差异导致岩浆中不

同组分相互分离的作用。

岩浆分结矿床即是岩浆通过结晶分异作用使其中的有用组分富集而形成的矿床。依据有

用矿物和造岩矿物结晶的先后关系，岩浆分结矿床可再分为早期岩浆矿床和晚期岩浆矿床。

早期岩浆矿床：形成于岩浆冷凝结晶的早期阶段，有用矿物结晶早于硅酸岩矿物的岩浆

分结矿床。

晚期岩浆矿床：形成于岩浆冷凝结晶的晚期阶段，有用矿物结晶晚于硅酸岩矿物的岩浆

分结矿床。

具有重要工业意义的岩浆分结矿床有与层状基性一超基性岩体有关的铝铁矿矿床、机钛

磁铁矿矿床、PGE矿床，与(层状)基性岩有关的钮钛磁铁矿矿床，与蛇绿岩套中镁质超基

性岩有关的铭铁矿矿床(豆荚状或称阿尔卑斯型)。

2、成矿作用(过程)及矿床特征

(1)早期岩浆矿床(见图4—6)：

a、早期岩浆矿床的成矿作用及过程

早期岩浆矿床的有用矿物主要是如铭铁矿等具有高晶格能的氧化物，在岩浆挥发组分低、氧

逸度较高和有用组分含量较高等有利条件下，有用矿物可早于硅酸盐矿物或与橄榄石同时结

晶。结晶的矿物因比重大于岩浆而下沉。依据斯托克斯公式，下沉速度与矿物比重成正比，

与矿物半径的平方成正比。以铭铁矿矿床为例，按照理想化模式，由于岩浆中氧化倍的含量

远低于硅酸盐，与铝铁矿稍晚或同时结晶的橄榄石常因颗粒大沉降快而先堆积于岩浆房的底

部形成橄榄岩，而后是小颗粒的格铁矿在其上部堆积形成矿层，再后，应依次为较晚结晶的

斜方辉石、单斜辉石堆积形成斜方辉岩、二辉岩、单斜辉岩等岩相带。

b、早期岩浆矿床的矿床特征：

(a)矿体多产于岩体内的特定部位(下部、底部、边部)，与特定岩相有关。

(b)矿体多为等轴状、凸镜状及似层状。

(c)矿体与围岩呈渐变关系，围岩无蚀变。

(d)有用矿物多为氧化物，一般为自形一半自形结构及包含结构，矿石多具浸染状构造

及条带状构造。

(2)晚期岩浆矿床:

A、晚期岩浆矿床的成矿作用及过程(见图4—7)

在岩浆挥发组分含量较高的情况下，有用矿物结晶温度降低，晶出晚于硅酸盐矿物，使

晚期岩浆中有用组分的含量不断增加，比重不断增大并下沉于特定部位。岩浆继续冷凝则使

有用矿物最终在早结晶的硅酸盐矿物颗粒之间晶出，形成具有海绵陨铁结构的矿石。海绵陨

铁结构是指有用金属矿物呈它形充填于硅酸盐矿物晶间或胶结硅酸盐的矿石结构，常见于晚

期岩浆矿床和熔离矿床。但是，如果在晚期富矿质岩浆下沉汇集阶段由于构造等原因产生运

移通道和空间时，富矿熔浆或矿浆则会在外来压力作用下从已品出的造岩矿物晶间滤出并贯

入侵入岩体内部、边部甚至岩体围岩的构造空间中，继续冷凝形成具有块状构造状矿石的富

矿体。上述富矿熔浆在外力下从结晶的硅酸岩矿物间被滤出并贯入裂隙中去的作用成为压滤

作用，经压滤作用后的富矿熔浆或矿浆冷凝结晶形成的矿体称为贯入矿体。

1一在冷凝带形成后早期岩浆结晶；

2一先后结晶的硅酸盐矿物因比重不同按重力关系占据各自的位置；

3—富矿质残浆通过粒间空隙向下集中，较晚结晶的比重较小的硅酸岩晶体上浮(此阶段

冷凝结晶则形成层状矿体)：

4一在外力作用下富矿残浆经压滤作用沿裂隙贯入形成贯入矿体。

B、晚期岩浆矿床的特征：

a、未经压滤作用的矿体：

(a)矿体产于岩体内部(多在下部)特定的岩相内，多呈条带状、凸镜状及似层状。

(b)矿体与围岩为渐变关系，围岩可伴有蚀变现象。

(c)矿石多为海绵陨铁结构，浸染状、稠密浸染状。

b、贯入矿体：

(a)矿体呈脉状及凸镜状产于岩体内部或接触带附近的围岩中，受断裂及裂隙控制。

(b)矿体与围岩呈突变接触，围岩常有蚀变。

(c)矿石可具自形、半自形结构和块状构造。

.3岩浆成矿作用及矿床分类

(-)岩浆熔离矿床

1、岩浆熔离矿床的概念及工业意义

岩浆熔离作用是由于温度、压力等条件的变化，一种均一的岩浆分为互不混溶的两种或

两种以上融体的作用(见图4—9)。例：硫化物在岩浆中的溶解度仅为万分之几至千分之几,

但在1400—1500oC以上时硫化物呈分散状态，含量可达15%以上。当此种富含硫化物的熔

浆温度和压力降低到一定限度时即发生熔离作用，产生富硅酸盐的和富硫化物的两种互不混

溶的熔浆。此外已知富P和Fe的中性岩浆随温度下降可熔离为富硅酸盐、富磷酸盐和富铁的

氧化物的三种熔体。

图4-9以斯卡埃加德为例，具熔离作用的二成分系的结晶图示（据JI,韦杰等）

熔离矿床是经岩浆熔离作用使有用组分富集而形成的矿床。

影响熔离矿床形成的因素如下：a、岩浆中有用组分和矿化剂的丰度（Cu、Ni、PGE、及

S、P）；b、岩浆的主要成分，岩浆中SiO2、CaO、K20、Na2O等成分含量高则有利于铜银硫化

物的熔离成矿，铁含量高则不利于硫化物的熔离成矿；c、PH2O、PCO2增大有利于硫化物的

熔离。

有重要工业意义的熔离矿床有与基性一超基性杂岩体有关的铜银及PGE硫化物矿床，与

中性岩体及碱性杂岩体有关的磁铁矿一磷灰石矿床，此外一些研究认为，阿尔卑斯型铭铁矿

是上地幔部分熔融过程中产生的与玄武岩浆不混溶的铭铁矿熔浆形成的。

2、熔离矿床形成的方式及矿床特征

熔离矿床有就位熔离和深部熔离两种成矿方式，前者是岩浆侵入就位之后发生的熔离成

矿，后者是指岩浆上升过程中在中间岩浆房发生的熔离作用。但是在同一矿床中可能两种熔

离成矿作用都存在。以下以最常见的硫化物矿床为例阐述熔离矿床

的成矿过程和矿床特征。

（1）熔离矿床的成矿作用及过程

a、就位熔离成矿作用及过程

岩浆就位后随温度降低发生熔离作用，形成富硅酸盐的熔浆和富硫化物的熔浆。前者随

温度降低开始发生结晶分异形成不同岩相和继续不断熔离出富硫化物的熔浆。与此同时，熔

离出来的富硫化物熔浆细小珠滴开始汇聚增大，并且因比重大而下沉至岩浆房下部的特定部

位富集。最终冷凝结晶形成“底（或下）部”矿体，如发生压滤作用则形成贯入但是所产生

的富硫化物熔浆珠滴已不可能下沉到岩体下部（已结晶成岩），于是在岩体中、上部特定部位

富集最终形成“上悬矿体”。

b、深部熔离成矿作用及过程

沿岩石圈深断裂上升的幔源岩浆可因内压力等原因于深部形成中间岩浆房并月.在中间岩浆房

内发生熔离作用，形成富硅酸盐熔浆和富硫化物熔浆或硫化物矿浆。切穿中间岩浆房的导岩

构造首先使上部富硅酸盐岩浆上升形成无矿货贫矿的侵入体，而后到至岩浆房下部的岩浆及

矿浆上升形成晚期含矿侵入体。或是由于切穿中间岩浆房不同部位的导岩构造导致不同熔浆

上升形成岩性相同而含矿性不同的侵入体，切入中间岩浆房底部的导岩构造可能导致矿浆与

岩浆一起上升至上部岩浆房形成含矿侵入体。上升的矿浆因比重大集中于岩浆房的底部形成

“底部矿体”，也可因矿浆上升较晚或因压滤作用形成贯入矿体。深部熔离作用可能是同区同

种岩体往往含矿性差别极大、同一杂岩体中晚侵入相往往含矿及小侵入体中常可形成大规模

矿床的原因。

（2）矿床特征:

a、未经压滤作用的矿体多产于岩体底部及边部特定的岩相带中，可见上悬矿体。矿体多

呈似层状、层状、凸镜状，与围岩呈渐变关系，可伴有蚀变。矿石多见海绵陨铁结构，浸染

状、稠密浸染状、豆状等构造，块状者少。深部熔离形成的底部矿体也呈层状及似层状，但

常可形成块状构造的矿

b、贯入矿体，产于岩体内部及岩体围岩中，多呈脉状及凸镜状沿断裂及裂隙分布。矿体与围

岩为突变关系，可见蚀变，矿石多为块状构造。

4.4岩浆爆发矿床及喷溢矿床

（-）概念、特点及工业意义

1、岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床概念：

岩浆爆发作用及喷溢作用：岩浆在内压力的作用卜猛烈上升（爆炸）到地表及近地表的作用

称为岩浆爆发作用，以较宁静的方式溢出地表的作用称为岩浆喷溢作用。

岩浆爆发矿床是有用组分在深部结晶经爆发作用带到近地表或在爆发过程中形成的矿床。前

者如金刚石结晶于上地幔，后经岩浆爆发作用待到近地表富集成矿；后者如浮石、火山渣是

富挥发分的岩浆爆发时突然减压、膨胀、冷凝形成的。

岩浆喷溢矿床是在深部分异出来的有用组分经喷溢作用带地表或在地表附近形成的矿床。前

者如科马提岩中的硫化锲矿床（见图4—11）,它是橄榄质科马提岩岩浆深部熔离出来的硫化

物矿浆溢出地表（水下）形成的；后者如珍珠岩、松脂岩、黑耀岩等膨胀珍珠岩原料矿床是

由富水酸性岩浆溢出地表快速冷凝（可能发生了水化作用）形成的。

此两种矿床因多与火山、次火山活动有关，所以又可称为火山岩浆矿床。

2、岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床的特征

岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床常具如下特征：

a、矿体产于火山岩及次火山岩中

b、矿体形状多为筒状、脉状、层状及凸镜状

c、矿石多为角砾状、气孔状、绳状及块状等构造

3、岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床的工业意义

有较大工业意义的岩浆爆发矿床和岩浆喷溢矿床类型有：

a、产于金伯利岩和钾镁煌斑岩有关的金刚石矿床

b、产于橄榄质科马提岩有关的硫化镁矿床

图4-11火山成因硫化镇矿床的类型（据A.J.Naldrett,1976）

A—岩流底部的硫化物堆积体（卡姆巴尔达型）；

B一补给岩流的纯橄岩通道中的低品位浸染状矿石（基思山型或杜蒙型）：C—纯橄岩体中的高

品位矿带（塞维伦斯型）

1—沉积岩和酸性火山岩；2一燧石质含铁层；3—玄武岩；4—橄榄岩：5一纯橄岩；

6—鼠刺结构；7—高品位硫化物；8—浸染状矿石

c、与安山岩类火山岩及次火山岩有关的铁矿床

图4-12智利拉科铁矿地质图及剖面图

1一河流；2—熔岩流；3-公路；4一断层；5一时代新的小火山口；6一古老的破火山口；

7一宿营；8—第四纪盐尖沉积物；9一第四纪冰磺物；10一第四纪安山岩；

11一火山碎屑沉积物；12—磁铁矿熔岩流；13—熔结凝灰岩；14一流纹英安岩；

15一上新世一现新世安山岩；16一上新世熔结凝灰岩；17一白垩纪一第三纪陆相沉枳物；18

一早古生代含铁片岩

d、与流纹质及粗面质火山岩有关的浮石矿床、火山渣矿床和膨胀珍珠岩原料矿床

4.4岩浆爆发矿床及喷溢矿床

（-）岩浆爆发型金刚石矿床

1、金刚石的形成条件和保存条件

依据金刚石的成矿实验研究，其形成和保存条件显示于金刚石稳定平衡图解中（见图4

—13）«

图4—13金刚石稳定平衡图解

由图所示，在C存在的前提下，金刚石形成的关键条件是必须具备高压环境，在常温条

件下其形成压力必须在（15—20）xlO8Pa以上，随环境温度升高其形成压力也必须升高。山

于地质环境中压力主要来自上覆静岩压力和构造压力。按静岩压力、地热梯度推算和按金伯

利岩及钾镁煌斑岩岩浆携带金刚石的事实推理，自然环境中有利于金刚石的形成温度应在

1200℃以上，相应的压力则约应在35x108Pa以上（约相当于120km以下深处的压力）。图解

还显示，金刚石在常压条件下温度必须在1200℃以下才能保存。即表明高温高压环境中形成

的金刚石在向近地表低压环境转变过程中温度也必须快速下降才能得到保存。

图4一14金刚石矿床成矿模式图（据F.Hagger,1986）

1一低温八面体金刚石；2一中温立方八面体金刚石；3—高温立方体金刚石；

4一炭黑（无定型碳）KI,K2,K3—金伯利岩筒；口一钾镁煌斑岩

自然界中金伯利岩浆和钾镁煌斑岩岩浆的爆发作用最有利于金刚石形成和保存（见图4

-14）»这两种岩浆都是上地幔地比率部分熔融的产物，富集了大量碳氧化物、水等挥发组分,

在地幔岩浆源中满足了金刚石形成的物理、化学条件，可形成金刚石。此种高挥发分岩浆粘

度低，上升速度很大并且保持着极高的内压力。当其达到近地表时发生强烈爆发作用，在压

力释放的同时热容量很大的挥发组分被突然猛烈释放带出了大量热能，随之岩浆快速降温冷

凝使金刚石得以保存成矿。目前在个别地区的片麻岩、榴辉岩等深变质岩中发现过金刚石（如

俄罗斯）或金刚石的假晶（如大别山超高压变质带），说明板块俯冲、碰撞造成的超高压变质

构造环境可具备金刚石的形成条件。未能形成金刚石矿床的原因可能就在于不易满足金刚石

的保存条件，金刚石假晶也证明了这一推测。此外，在大的陨石坑内也发现过颗粒细小的金

刚石，说明陨石撞击可能产生形成金刚石的温度和压力环境，但是可想而知此种环境条件是

极短暂的，不具备形成较大晶粒的金刚石矿床。

2、金刚石矿床的成矿地质背景和矿床特征（图4—15）

a、矿床产于古老、稳定的大陆板块（克拉通）内部岩石圈深断裂两侧的次级断裂。

b、含矿岩体为金伯利岩及钾镁煌斑岩，金刚石在这些火山岩中呈斑晶的形式存在。

c、含矿岩体（即矿体）呈呈爆破角砾岩筒状、岩墙状产出，矿石多为角砾状构造。

d、岩筒及岩墙一般都发生了强烈的蛇纹石化、碳酸岩化，其围岩常见硅化、碳酸岩化及钾长

石化等蚀变。

5.1伟晶岩矿床的概念及工业意义

（一）概念

1、伟晶岩是一种矿物颗粒粗大的脉岩，其矿物颗粒特别粗大，一般多在1-10cm以上,

大者可达1—2m。依据伟晶岩的岩性分为：

a、花岗伟晶岩；

b、碱性伟晶岩；

c、基性和超基性伟晶岩，各种伟晶岩的主要造岩矿物成分分别与花岗岩、碱性岩和

基性超基性岩相当。其中分布最广，与成矿关系最密切的是花岗伟晶岩，其次是碱性伟晶岩。

2、伟晶岩矿床是在伟晶岩形成过程中有用组分富集达到工业要求而形成的矿床。

（二）工业意义：

与伟晶岩矿床有关的主要矿产为云母、长石、石英。有关的重要金属矿产有Li、Be、Nb、

Ta,Cs、W,Sn、Mo,U、Th、REE。其他非金属矿床有萤石、磷灰石、压电石英等。常见宝石

矿产是海蓝宝石（绿柱石）、碧玺（电气石）、黄晶（黄玉）、水晶等

5.2伟晶岩（矿床）的成因

（-）伟晶岩的成因学说：

关于伟晶岩的成因认识可归纳为两种完全不同的观点，即岩浆成因学说和重结晶交代说。

1、岩浆说

此种观点认为，伟晶岩及伟晶岩矿床是由高挥发分岩浆在有利条件下经过缓慢、充分的结晶

分异作用形成的。挥发组分在成岩成矿过程中起到了至关重要的作用：高挥发组分降低了岩

浆的粘度和结晶温度，有利于岩浆的运移和结晶分异；挥发组分热容量大，有利于高挥发分

岩浆缓慢冷凝结晶形成伟晶结构；挥发组分易与有用金属结合形成易溶络合物，使这些有用

组分在高挥发分岩浆中富集并最终成矿。有关高挥发分岩浆已知有两种成因：一种是岩浆侵

入体冷凝结晶的晚期因挥发组分逐渐汇聚形成的高挥发分残余岩浆，另一种是变质过程中岩

石发生的部分熔融作用一一即混合岩化形成的高挥发分岩浆。

2、重结晶交代说

此种观点否认高挥发分岩浆的存在，认为伟晶岩及伟晶岩矿床是由已结晶的岩石在后期热液

的作用下被交代、重结晶形成的。

（-）形成过程及结构构造分带

费尔斯曼等认为伟晶岩的成岩成矿作用及过程可分如下几个阶段，使伟晶岩内部常具明显的

分带。

1、后岩浆阶

段该阶段岩石由岩浆冷凝结晶形成，成岩温度在600-800oC之间。

此阶段早期是高挥发分岩浆侵入到有利构造空间后冷凝结晶的初始阶段，形成了伟晶岩的边

缘带。边缘带的主要矿物为长石和石英。由于围岩温度较低，岩浆温度下降相对较快，因此

岩石常具细粒伟晶结构。边缘带一般不连续，不含有用矿物。

图5-1伟晶岩内部分带示意图

1—边缘带；2—外侧带；3—中间带；4—内核；5—交代矿物带

此阶段晚期，继边缘带形成之后岩浆中挥发组分的含量相对增高，温度下降相对减缓，岩浆

结晶形成外侧带。外侧带的主要矿物为斜长石、钾微斜长石、石英、白云母等，岩石一般具

细粒一中粒伟晶结构，当岩浆成分达到石英与长石共结比时则形成外侧带常见的文象结构。

外侧带一般也不连续，可出现少量绿柱石等矿物但一般不构成矿体。

2、气成阶段

随着边缘带和外侧带硅酸盐矿物的不断结晶，挥发组分含量不断增加，成岩成矿介质逐渐由

岩浆转变为超临界流体，成岩成矿温度在600—400oC之间，形成中间带和内核。该阶段早期

以结晶作用为主，形成的主要矿物为钾长石、钾微斜长石、石英、白云母，在富含稀有元素

和稀土元素的条件下则还可形成绿柱石、锂辉石及稀土元素矿物。随着温度降低、流体成分

的改变和水作用的增强等条件的变化，依次发生白云母化、钠长石化及（在富含稀有元素时）

稀有金属等多种交代作用，形成交代矿物构成的岩相带和大量具重要工业价值的白云母和锂

辉石、锂云母等稀有金属矿物，交代作用可延续到热水溶液阶段。

此阶段形成的中间带（包括叠加的交代产物）主要矿物为钾长石、钾微斜长石、石英、白云

母、钠长石，在富稀有、稀土元素条件下还有绿柱石、锂辉石、锂云母等稀有金属矿物及稀

土元素矿物，岩石具粗粒伟晶结构、似文象结构及块状伟晶结构、交代结构。中间带一般较

连续，是赋矿的有利部位。

内核位于伟晶岩体（脉）的中心部位，主要矿物是具块状及巨晶结构的石英，因而又称石英

核。长石（及锂辉石），内核的发育状况取决于伟晶岩的形态和分异情况，分异完全时可具完

好的内核，分异不完全时可不具内核或仅发育于伟晶岩脉膨大部位而呈断续分布。内核是石

英（硅石）矿体的产出部位，内核中常可见晶洞，是水晶及黄玉等宝石矿物的重要成矿部位。

图5—2含水晶伟晶岩剖面图（内蒙）

1—中粗粒黑云母花岗岩；2—细晶岩带；3一文象伟晶岩带；4—长石石英块体带；5—长石块

体带；

6一钠长石化长石石英块体带；7—钠长石化长石块体带；8—石央核；9一水晶晶洞；10—糖

粒状钠长石交代体；

11一叶钠长石交代体；12—钠长石一云母交代体；13—钠长石一白云母一石英交代体；14一

绿柱石；

15一晚期微斜长石，正长石晶体和晶簇；16—黄玉

3、热水溶液阶段

此阶段是温度下降至400oC以下开始的。由于环境温度已降至水的临界温度以下，成矿介质

己由超临界流体转变为热水溶液。此阶段仍有部分矿物在内核及晶洞中结晶以致成矿，如水

晶等（见图5—2）。另外，还可发生重要的交代作用，继续形成相应的矿物带以及矿体。交

代作用多发生于中间带及其与核的过渡部位，是白云母及锂辉石、锂云母的稀有金属的重要

成矿部位。

5.3伟晶岩矿床的特点

1、伟晶岩体（矿床）的规模、形状和产状

伟晶岩体大小不一，差别极大。大者厚可达数十米，常可达数百米至上千米。小者厚仅

数厘米，长仅数米。

伟晶岩体的形状也是多种多样，最常见的是脉状、凸镜状及囊状，可见串珠状、网状等

不规则形状。

图5-3伟晶岩体形态图

1一规则的脉状则脉状体；3—凸镜状体体；2—不规；4一囊状体；5一串珠状体

图5—4网状伟晶岩脉

（据胡受奚等《矿床学》，1981）

1一伟晶岩脉；2—东西向压性断裂；3一裂隙走向实线箭头表示压应力方向；虚线箭头表示张

应力方向

伟晶岩体均产于断裂及其他形式的构造裂隙中，因此伟晶岩的分布、形状和产状均受其

容矿（岩）构造的控制。如产于剪性构造中的伟晶岩多呈形态规则、延伸较大的岩脉，产于

张性构造中者则常呈延伸较小的凸镜体。岩体形状和产状对成矿有影响，规则、近直立的岩

体其内部分带多呈对称状分布，凸镜状、囊状岩体或岩体膨大部位有利于分异和成矿。

2、伟晶岩（矿床）的物质成分特征

由于挥发组分与多种金属元素结合为易溶络合物并将它们汇集于伟晶岩中，因而伟晶岩除含

一般造岩元素外还经常富含F、Cl、B、P等挥发组分、稀有金属元素、稀土元素、放射性元

素和Sn、W、Mo等有色金属元素及Fe、Mn等金属元素。与其复杂化学成分相应的是矿物的多

样性。除含一般造岩矿物外，常见锂辉石、锂云母、绿柱石等多达十余种含Li、Be、Nb、Ta、

Zr,Cs稀有金属元素的矿物；独居石、褐帘石、磷包矿、晶质铀矿等稀土元素及放射性元素

矿物；锡石、黑铝矿、辉铜矿等有色金属矿物及磁铁矿、钛铁矿等；萤石、电气石、磷灰石、

黄玉等含挥发组分的矿物。

3、伟晶岩（矿床）的结构构造特征

伟晶岩（矿床）的最突出的特征是具伟晶结构、文象结构和似文象结构。按矿物颗粒大小伟

晶结构分为：细粒伟晶结构（WO.5cm,中粒伟晶结构（0.5—2cm）,粗粒伟晶结构（2—10cm）

和块状伟晶结构此外，伟晶岩（矿床）还常具交代结构。

伟晶岩（矿床）的另一个突出的特征是岩体内部常具明显的带状构造（见图5—5）。如前所

述，结晶分异最完全时可从边缘到中心依次形成边缘带、外侧带、中间带和内核（各带特征

如前述）。当后期交代作用发育时还可形成具有不同矿物组合特征的交代带。

5.4伟晶岩矿床的分类

目前对伟晶岩（矿床）仍然没有统一的分类，以下介绍两种较常用的分类。

（-）K.A.弗拉索夫的分类

依据伟晶岩分异程度、矿物共生关系和结构特征分为以下五种类型：

图5-5伟晶岩的构造一共生类型图（据K.A.符拉索夫）

1一花岗岩；2—伟晶花岗岩；3-微斜长石；4—石英；5—接触边缘及白云母一石英一长石带;

6一文象及花岗结构伟晶岩；7一块体带；8—微斜长石单矿物带；9一石英一锂辉石带；10—

石英块体和石英带；11一交代组合和交代带：钠长石、石英、白云母、微斜长诗残余体和稀

有金属矿物：锂云母、绿柱石部分含葩矿物、银一铜酸岩矿、多色性电气石、锂辉石等；12

一锂云母带；13一锂辉石；14一绿柱石；15—的榴石；16一磷铝石；17一晶洞：高岭石族矿

物、石英晶体、锂云母、紫锂辉石等。

I、文象和等粒型伟晶岩相当于仅发育到外侧带的伟晶岩，岩石矿物组合及结构构造与

花卤伟晶岩的外侧带相当。（见图5—6）

“、块状型伟晶岩相当于发育到中间带但没有内核并且未发生显著交代作用的伟晶岩。

岩体中心部位具粗粒伟晶结构和块状伟晶结构，主要矿物是长石、石英和白云母，可含一定

数量的稀有金属矿物。

图5-6花岗伟晶岩脉的内部构造（据费尔斯曼）

1—花岗岩，2一长英岩带；3一文象花岗岩带；4一长石一石英带；5一晶洞带

IIL完全分异型伟晶岩相当于结晶分异到已形成块状石英内核的伟晶岩。此类伟晶岩内可

见明显的钠长石化、云英岩化等交代作用。主要矿物有微斜长石、石英、白云母、钠长石以

及绿柱石、锂辉石，其中白云母、绿柱石和锂辉石均可能构成工业矿体。

IV、稀有金属交代型伟晶岩相当于形成内核以后又发生了强烈的稀有金属交代作用的伟晶

岩，形成了由钠长石、锂云母、绿柱石、银包铁矿、钠榴石、磷灰石、铀矿物等矿物组成的

交代带，构成稀有金属的重要矿床。（见图5—7）

图5-7辽宁海城长石伟晶岩剖面图

1一岩石碎屑；2—钾长石片麻岩；3—辉绿岩；4一云斜煌斑岩；5—黑云母辉长片麻岩；

6—斜长石中粒伟晶岩；7-文象带；8一块状斜长石带；9一石英核；10一块状微斜长石带

V、长石一锂辉石型伟晶岩没有文象带和内核、交代作用非常强烈、主要由钠长石、锂辉

石、石英和大量稀有金属元素矿物构成的伟晶岩。此种伟晶岩构成重要的稀有金属矿床。（见

图5-8）

图5-8新疆阿尔泰含稀有金属花岗伟晶岩脉地质平面图

1—浮土；2一块状石英带；3—块状微斜长岩带内带；4一小块状钠长石带；5—石英一锂辉石

带；6一锂辉石带；

7-石英一白云母巢状体带；8一块状微斜长石带外带；9一细粒钠长石巢状体带；10—文象花

岗岩带；11—辉长岩；12一锂云母带

（二）矿物组合分类

邹天仁等人依据云母类型和共生矿物将伟晶岩分成不同的类型并以主要矿物组合（石英除外）

命名，如：黑云母一更长石一微斜长石型、二云母一微斜长石型、白云母一微斜长石一钠长

石一锂辉石型、锂云母一钠长石型等。此种分类方法较简单适用，国内多有应用。

5.5伟晶岩成岩成矿地质条件

（-）地质构造条件

伟晶岩具有呈区、呈带、呈群分布的特征，这些多是山地质构造条件控制的。

1、大地构造条件

大地构造背景控制了伟晶岩的分布区域。有利于伟晶岩成岩和成矿的大地构造单元有两

种：

a、古生代以来的地槽褶皱带（相当于古大陆边缘弧及岛弧），如阿勒泰地区，

b、大陆板块内的地轴、地盾等古老变质结晶基底的出露区，如内蒙地轴。两种地质环境

共同的特征是都经历强烈的构造岩浆活动和深变质作用，属深变质岩区。此种大地构造环境

不仅有利于高挥发分残余岩浆和混合岩化岩浆的产生，而且深变质环境具有很高的环境温度,

有利于高挥发分岩浆缓慢冷凝和结晶分异形成伟晶岩（矿床）。

2、区域构造条件

在上述有利大地构造单元内，伟晶岩脉具有带状分布的特征，常构成宽10-20km,长数十

至数百km的伟晶岩带。控制伟晶岩带分布的有利区域性构造部位是大型复式背斜的轴部和深

大断裂的上盘（见图5-9）。这些构造部位都是区域中的相对减压带，水及深部岩浆等流体都

趋向于在这样的地带运移。高水分压可降低矿物的熔融温度，因此也有利于发生混合岩化，

产生高挥发分岩浆。在伟晶岩带中，伟晶岩体也常相对集中成群分布。控制伟晶岩体（脉）

群分布的构造部位常是次级构造或大型区域构造与不同方向构造的交汇部位（见图5T0）。

图5-9北贝加尔白云母区的白云母矿床（1—18）分布略图

1一丰富贯入体带；2—正常贯入体带；3—单一岩脉带；4一白云母矿床带；5—平移-逆掩断

层和平移-正断层；

6—深断裂；7—伟晶岩的分布界限：8—伟晶岩富集程度不同的各带界限；9一实验的剪切应

力线

3、断裂、节理、片理等次级构造条件

如前所述，这些次级构造直接控制了单个伟晶岩体（脉）的分布及形态。

（二）岩浆岩条件

如前所述,侵入岩浆结晶晚期可产生形成伟晶岩的高挥发分岩浆,因此众多伟晶岩及伟晶

岩矿床在成因上和空间上都与花岗岩类侵入体有密切关系，多分布于岩体顶部、边部及附近

围岩中（图571）,并且形成不同类型伟晶岩环绕花岗岩体的分带。

图5-10某构造带伟晶岩脉分布图

（据黎家祥、曹如亮等）

1一前震旦系板溪群片岩；2—板溪群捕虏体；3—燕山晚期二次侵入体；4一燕山晚期一次侵

入体；5—花岗闪长岩；

6—伟晶岩；7—地质界线；8—复活断层；9一仰冲断层；10—斜冲断层；11—性质不明断层

图5-11花岗伟晶岩型锡稀有金属矿床分带模式图（据杨岳清，1995）

1-黑云母二长花岗岩；2-二云母（白云母）钾长石奥长石（早期钠长石）伟晶岩;

3-富被白云母钠长石（奥长石）钾长石伟晶岩；4-富镀锡白云母钾长石钠长石伟晶岩;

5-富锂锄钠被但（银）锡白云母钠长石锂辉石伟晶岩；6-富锡但（银）白云母钠长石伟晶岩;

7-前寒武系（或前泥盆系）绿片岩-低角闪岩相变质岩系

图5T2四川某地不同类型伟晶岩空间分布图

（据地质科学院地质矿产所稀有组，1975）

1一二云母花岗岩；2—微斜长石型伟晶岩；3—微斜长石钠长石型伟晶岩；4一钠长石型伟晶

LU

石；

5一钠长石锂辉石型伟晶岩；6一钠长石锂云母型伟晶岩；7一类型分带线；8—类型分带编号

I一微斜长石伟晶岩带；II—微斜长石-钠长石带；III一钠长石带；IV—锂辉石带；VT（白）

云母带

与伟品岩相关的侵入体一般为规模较大的深成花岗岩岩株及岩基（见图5-12）,原因可能

有如下几个方面：1、大规模的岩浆侵入则结晶晚期有利于产生足量的残余高挥发分岩浆，为

伟晶岩（矿床）的形成提供了丰富的物质基础：2、深成环境具有较大的围岩压力，使高挥发

分岩浆中的挥发分不易释放；大型侵入体可有更多的热能传递于围岩中，使岩体和围岩长期

保持较高的温度。后两种因素均有利于高挥发分岩浆缓慢结晶和充分分异。

（三）围岩条件

围岩的力学性能和渗透性、导热性等物理性能影响构造裂隙的发育和高挥发分岩浆的封

闭条件，从而可能影响伟晶岩的发育程度。高挥发分岩浆贯入构造裂隙后可能与围岩发生一

定程度的物质交换作用，因此围岩的化学成分对一些矿床的形成可发生重要影响。例如，碳

酸盐等贫硅围岩可导致熔浆中SiO流失形成去硅伟晶岩，有利于刚玉的形成；富钙围岩可导

致熔浆中钙质增加，从而有利于褐帘石、锂辉石等含钙矿物的形成；富镁围岩中的Mg常可与

岩浆中的Li、Cs发生交换反应，因而不利于锂、钠等元素富集成矿

6.1气水热液及其在内生矿床中的意义

（-）气水热液的概念：

1、气水热液：地下形成的含多种挥发组分和成矿元素的气态或液态水溶液。（简称热液）

2、热液的成份：

a、主要成份：H20（盐度一般为几％—几十%）

b、其他挥发组分：HC1、HF、H2S、C02、B、（As）

c、主要金属元素：K、Na、Ca、Mg,

d、常见成矿金属元素：黑色金属元素Fe、Mn,有色金属元素Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo>Sb、

Hg,贵金属元素Au、Ag,稀有金属元素Li、Be、Nb、Ta,放射性元素U、Th

3、温度及物理状态：

a、温度变化范围：50—800oC,一般成矿温度：100—600oC

b、状态：气态（高温低压条件）、液态（高压中低温条件）、超临界状态（高温高压条件）

（二）意义：

1、有关矿床的成因类型：

a、热液矿床

b、接触交代矿床

2、有关矿种：

a、主要金属矿种：Fe、Mn,Cu、Pb、Zn、W、Sn、M。、Sb、Hg,Au、Ag,Li、Be、Nb、Ta,

U、Th

b、非金属矿产：云母、石棉、萤石、水晶、明帆石、叶腊石、蛇纹岩，硫铁矿、重晶石、

天青石、滑石、菱镁矿

6.2热液的成因（类型）

（―-）岩浆热液：

1、成因：岩浆热液是岩浆中所含的H20及其他挥发组分在岩浆上侵和冷凝结晶过程中，由

于温度、压力和成分的变化与其所溶解的化学成分一起被析出形成的。

2、特征：岩浆热液H20的氢氧同位素值一般变化范围是618OH20=6%。-9%。6D=-48%。一

—80%。,此外多有高盐度、富K+的特征。（见图6—1）

图6—1不同成因水的同位素组成简图（据S.M.F.Sheppard,1997）

由于水一岩石的相互作用和交换表示了海水和A、B组分的地下水180移位的趋（二）地下

水热液

1、成因：地卜水热液是大陆地区向下渗透的地卜水及沉积物中的封存水因地热梯度的影响

和（或）受深部岩浆的烘烤，温度升高、化学活动性增强进而从所经岩石中溶解了成矿物质

而形成的。

图6—2大气水热液及其成矿模式（斯米尔诺夫）

2、特征：地下水热液H20的氢氧同位素接近大气降水线（见图6—2）,温度多属中、低温，

多富Ca2+、Na+）

（三）海水热液：

海水热液是向下渗透的海水受深部岩浆的烘烤和地热梯度的影响，温度升高、化学活动性增

强进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。此种热液多形成与洋中脊及岛弧环境，热液

H20的氢氧同位素接近海水的标准值。（见图6-3）

（四）变质热液：

1、成因：变质热液是岩石在变质过程中随变质温度和压力不断增加依次释放出来的粒间水、

矿物的结晶水和结构水溶解了成矿物质形成的。如沉积岩（含水20—30%）一绿片岩相（一

般含水6%）f角闪岩相（含水1一2%）f麻粒岩相（含水0.5%）,可见变质过程中可产生

大量的变质热液。

2、特征：变质热液H20的6180=5%。―25%。，8D=-20%o——65%。，多富C02。

6.3热液中主要挥发组分的性状及其影响

1、卤族元素：热液中主要卤族元素是F和CL

a、卤族元素的化合物（尤其是氯化物）是强电解质，电解后强烈影响热液的pH值；

b、大部分金属元素的卤化物都有较大的溶解度，很多金属元素均可与卤族元素形成易溶络合

物，还有部分卤化物高温时具有挥发性质。卤族元素的这些重要性质有助于热液中有用组分

的迁移。

2、硫：

a、氧化态为S042-,与C1-性状相似，影响热液的ph值和有助于大部分金属元素的迁移，也

可形成难溶硫酸盐而沉淀成矿，如重晶石（BaS04）»

b、还原态为H2S,是弱电解质和重要的矿化剂，性状如下：

（a）温度＞400oC时，H2s为中性分子，不电离，或分解为S和H2。

（b）温度V400oC,H2s开始电离,

H2S=H++HS-,kl=EH+][HS-]/[H2S]=8.4X10-8,[HS-]=kl[H2S]/[H+]

HS-常可与多种金属元素结合形成易溶络合物，有助于元素在热液中迁移。

[HS-]=H++S2-,k2=[H+][S2-]/[HS-1=1.2X10-15,[S2-]=k2[HS-]/[H+]=klk2

[H2S]/[H+]2

S2-常与金属阳离子结合形成难溶的硫化物而沉淀成矿。

上式可见，影响112s解离的因素是热液中112s的浓度和pH值：H2s的溶解度又与压力呈正相

关，与温度呈负相关；pH值低溶液中[HS-]高，有利于矿质的迁移，pH值高溶液中[S2-]

高，有利于硫化物的沉淀。

3、C02：高温条件下为中性分子，温度降低水和为H2c03并解离，（有利于形成难溶碳酸盐沉

淀成矿）

H2a）3=H++HC03-（利于矿质迁移），HC03—=H++C032一,与H2S性状相似，[HC03-]和[C032

一]与热液的温度、压力和pH值有关，温度降低和pH值升高有利于成矿元素以碳酸盐沉淀。

6.4成矿元素在热液中的迁移与沉淀

（-）成矿元素的迁移方式

1、卤化物形式：高温条件下可能

a、卤化物气态形式：一些卤化物（如FeC13,AuC13、SnF4）高温下具有挥发性质，可以气态

形式迁移。但是，温度降低会发生水解。如SnF4+2H20=Sn02+4HF

b、卤化物溶液形式：多数元素的卤化物都具有较大的溶解度，使之具有溶解迁移的可行性。

但是，随H2s和H2c03解离，则与成矿元素离子结合形成难溶的硫化物、碳酸盐而沉淀，使

以卤化物溶液形式迁移的可能性减小。

2、胶体溶液形式：因高温下不稳定并且不断会有来自围岩的电解质，因此仅在低温、局部可

行。

3、易溶络合物的形式：为最重要的迁移形式。

络合物在水溶液中解离的形式为：An（BXm）=nA++[BXm]n-o其中A为碱金属，B为形成体（成

矿元素），X为配位体（酸根及氢氧根等）例：[AuC12]->[AuC14]-,[Au（HS）2]-.因不

存在游离的成矿元素离子，因此其溶解迁移能力不受热液中S2一和C032一的影响。影响因素

是络合物的不稳定常数和配位体的浓度及热液的pH值等。

（-）导致成矿元素沉淀的因素

1、温度降低温度降低可导致成矿物质溶解度减小；可导致挥发性物质状态变化；可导致水

解反应和H2S、H2c03等电离产生S2—、C032一。以上变化都可能导致成矿元素沉淀成矿。

2、压力下降压力降低导致作为络合物配位体的挥发组分因挥发而在溶液中浓度降低，引起

络合物分解和矿质沉淀；可导致热液沸腾从而引起液相中成矿物质达到过饱和。

3、pH值变化如前所述，ph值影响H2S、H2c03的电离和热液中S2-、C032一的浓度;

ph值也影响络合物的溶解度（见图14）。因此，pH值变化可能导致有用组分沉淀成矿。

4、Eh值的变化首先Eh值对变价元素（如S、U、V）有重要影响。如Eh值升高可

引起H2s在热液中浓度降低，导致硫氢络合物分解沉淀成矿；可引起易溶的二价铁氧化为难

溶的三价铁，导致铁沉淀成矿。Eh值降低可使易溶的高价U、V还原为低价的难溶的U、V,

导致它们沉淀成矿。此外，Eh值也影响络合物的溶解度（见图6—4）。

图6—4300℃时[AuC12]—和[Au（HS）2]—形式的金溶解度等值线图

5,不同热液混合不同热液具有不同的温度、压力、pH和Eh值。不同热液混合后其温度、

压力、pH和Eh值相对于混合前任何一种热液都发生了重要变化，因而可导致有用组分沉淀

成矿

6.5热液的运移

（）运移原因和方向：

热液运移的原因是环境中存在压力差，在压力梯度的作用下热液总是从高压向低压方向

运移。

（-）运移的通道：热液运移的通道是岩石中的裂隙和孔隙，按成因可分为如下三类：

以上三种孔隙中，构造裂隙对热液运移和矿质沉淀成矿更具重要意义。依据对热液成矿的控

制作用将相关构造分为：导矿构造、配矿构造和容矿构造。（见图6—5）

图6—5导矿、配矿容矿、构造关系图

a、导矿构造：是把深部含矿热液引入矿田及矿带的构造，一般为深断裂、陡倾斜的渗透

性岩层，控制矿田及成矿带的分布。

b、配矿构造：是把热液从导矿构造引入成矿地段的构造，通常是与导矿构造相通的断裂、

裂隙带、渗透性好的岩层，控制矿床的分布。

c、容矿构造：是热液矿质沉淀成矿时所在的构造，即沉淀成矿的场所，•般是与配矿构

造相通的次级断裂、裂隙、层间剥离构造、渗透性好的岩层，控制矿体形状和分布。

图6-6东准喝尔地区金矿点分布与构造关系图

1一第四系；2—侵入岩体环形构造；3—火山一沉积岩相带环形构造：4—火山机构环形构造;

5一遥感解译的深大断裂；6—遥感解译的韧性强应变构造带；7—金矿床、金（化）点

如东准喝尔地区（见图6—6）,卡拉麦里（见图6—7）及库普深断裂和韧性剪切带是金的导

矿构造，控制了金矿带的分布；与之相交的北西向断裂是配矿构造，控制了矿点（床）群的

分布；韧性剪切带中的次级断裂、节理是容矿构造，控制了金矿脉的分布和产状。

图6-7南明水49号金矿的容矿构造与卡拉麦里韧性剪切带的关系

当导矿构造和配矿构造不易区分时常统称为运矿构造。

6.6气水热液矿床的形成方式

（-）充填作用及充填矿床

1、概念：

a、充填作用：矿质从热液中直接沉淀于裂隙内的作用。

b、充填矿床：山充填作用方式形成的矿床。

2、充填矿床的特征:

a、矿体多呈脉状受裂隙控制，与围岩呈突变接触。

图6—8状构造和对称状构造

1—脉壁；2—石英晶体；3一闪锌矿4—紫水晶；5一晶洞

b、矿体内部多具对称带状构造、栉状构造(见图6—8)、晶洞构造、矿石可见角砾状、环状

构造。

(-)交代作用及交代矿床

1、概念：

a、交代作用：

是指热液(流体)与围岩发生物质交换的作用。

交代作用一般具有如下特点：

(a)原矿物的溶解与新矿物的沉淀同时进行。

(b)在交代过程中岩石始终处于固体状态。

(c)交代前后岩石体积基本不变。(一些交代作用可能会导致体积的变化)

b、交代作用的类型：

(a)扩散交代作用：交代作用发生时组分的带入和带出靠停滞的粒间溶液中离子扩散进行的

交代作用(见图6—9)。即交代作用的动力是热液中存在的物质的浓度梯度，此种交代作用

的特点是较缓慢，交代范围一般较小。

(b)渗透交代作用：组分的带入和带出靠粒间及裂隙中渗透流动的水溶液进行的交代作用。

即交代作用的动力是热液中存在的压力梯度，此种交代作用的特点是进行的速度较快，因此

交代的范围一般较大。

c、交代矿床：指以交代作用方式形成的矿床。

2、影响交代作用的因素：

(a)热液组分的活动性和浓度，热液成分化学活动性和浓度影响交代作用进行和山交代作

用产生的矿物组合。

(b)温度和压力，一般热液温度越高、压力越大越有利于交代作用的进行。

(c)围岩的岩性围岩的化学性质和渗透性对交代作用有重要影响，一般渗透性好、化学性

质活泼的围岩（如碳酸盐岩、凝灰岩）有利于交代作用；渗透性差、化学性质不活泼的围岩

（如硅质岩、石英（砂）岩、泥（页）岩）不利于交代成矿。因此，当热液流经不同性质的

围岩时常会产生交代程度的明显差异，此种现象是选择性交代的结果。

图6—9切穿硅质泥质岩的大理石英一锡石一电气石脉，交代作用沿泥质薄层发育

（据以•马克阿里斯特）

（d）渗滤效