伟晶岩矿床

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1、第四章 伟晶岩矿床1第四章 伟晶岩矿床主要内容： 一、伟晶岩与伟晶岩矿床 二、伟晶岩矿床的形成条件及成因 三、伟晶岩矿床的主要类型及地质特征 关键词：伟晶岩；形成演化；特点；类型一 伟晶岩与伟晶岩矿床（一）概念：伟晶岩是矿物成份与母岩的矿物成分基本一致，矿物颗粒结晶粗大，具一定内部 结构构造特征的地质体，常呈岩墙、岩脉、透镜状形态。当其中的有用组分或有用矿物富集并达到 工业要求时，即成为伟晶岩矿床。 （二）伟晶岩的类型 按伟晶岩的成因，可将其划分为岩浆伟晶岩和变质伟晶岩两类。 岩浆伟晶岩是岩浆结晶分异演化的晚期阶段，由富含挥发组分的残余熔浆结晶和交代而形成 的。根据其岩性可分为： （1）花岗伟

2、晶岩成因上与花岗岩有关，分布最为广泛，工业意义最大； （2）碱性伟晶岩与碱性岩浆分异演化有关，常形成稀有、稀土金属矿床，分布局限； （3）基性超基性伟晶岩成因上与基性超基性岩浆活动有关，较少形成工业价值的矿床 变质伟晶岩是变质作用达到高级阶段，即混合岩化作用过程中伟晶岩化作用的产物。 本教材中所涉及的伟晶岩矿床主要与岩浆伟晶岩有关，尤其是花岗伟晶岩。 （三）伟晶岩矿床的主要特征 1、伟晶岩的成分：伟晶岩的化学成分多种多样，至少集中了 40 种以上的元素，除了 S、Al、O、Na、K、Ca 等造岩元素外，稀有、分散元素（Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、Zr、Hf） 、分 散元素（La、Ce）

3、 、放射性元素（U、Th 等）尤为富集，此外，W、Sn、Mo 等金属元素和 F、B、Cl、P 等挥发份含量较高，这些元素的含量常是克拉克值的几倍、几十倍、几百甚至几千倍。 化学成分的多样性造成了伟晶岩矿物成分的复杂性，可达 300 种以上矿物，主要包括： A、硅酸盐矿物：石英、长石、云母 B、稀有和放射性矿物：锂云母、铯榴石、锆石、绿柱石 C、稀土元素矿物：独居石、褐帘石 D、金属矿物：锡石、黑钨矿、辉钼矿、磁铁矿和钛铁矿 E、挥发份矿物：萤石(F)、电气石(B)、黄玉(F)、磷灰石（P） 2、伟晶岩的结构 A、伟晶结构矿物颗粒大于 10cm，是伟晶岩特有的结构，最大晶体长石可达 100 吨，

4、绿柱石 18 吨，白云母 5 平方米； B、文象结构和似文象结构由石英和长石共结形成的文象结构；由石英沿长石晶体的解理面 或双晶面交代而形成似文象结构，是伟晶岩常见的结构； C、粗粒结构长石和石英； D、细粒结构； E、交代结构由白云母、钠长石、稀有元素元素组成，后期交代产物 3、伟晶岩的构造 带状构造是最主要而常见的，发育完好的带状构造自边缘到中心可划分为 4 个带（图）： 边缘带：伟晶岩边部与围岩接触带，细粒结构，由石英+长石组成； 外侧带：由长石+石英+白云母组成，细粒结构、文象结构，有时可出现绿柱石；第四章 伟晶岩矿床2中间带：粗粒、伟晶结构，似文象结构，矿物成分复杂，除长石、石英、云

5、母外，出现大量 的稀有、放射性、稀土元素矿物，且交代作用发育，是伟晶岩矿床产出的主要部位； 内核：伟晶巨晶结构，由石英长石、或石英锂辉石等矿物组成 不是所有的伟晶岩都具有带状分带，而伟晶岩矿床主要是产在中，尤其稀有、放射性、稀土 元素矿床。 4、伟晶岩的形态、产状和规模 形态：变化较大，脉状、透镜状、网脉状、鞍状等。 产状：有的沿围岩层理/片理贯入，产状与围岩一致；有的沿构造裂隙贯入，与围岩呈切割关 系；多呈陡倾斜状，少量呈水平状。 规模：长几几百上千米，厚几厘米-几十米，延深几米几百上千米。 （四）伟晶岩矿床的工业意义 1、 稀有元素、稀土元素、放射性元素矿产 2、 W、Sn、等金属元素矿产

6、 3、 非金属矿产长石、云母、石英 4、 宝石绿柱石、黄玉、电气石等二、伟晶岩矿床的形成条件及成因 （一）伟晶岩矿床的形成条件 1、 岩浆岩条件 与伟晶岩矿床有成因联系的岩浆岩主要是花岗岩类岩石，多呈岩基状产出，出露面积可达数百 km2，岩浆岩在伟晶岩矿床形成中所起的作用主要表现在（1）提供成矿物质（2）空间上，伟晶岩 矿床常位于岩体的顶部或附近围岩中（3）大的岩基或岩株有利于形成伟晶岩矿床（4）不同深度侵 入的岩浆形成不同类型的伟晶岩。 2、 围岩条件 伟晶岩矿床往往产于区域变质作用较发育地区，围岩常是各类片岩、片麻岩、混合岩和花岗质 围岩。围岩对伟晶岩矿床形成的影响主要表现在（1）围岩的产

7、状和构造影响伟晶岩的形态，如在 片岩化的围岩中易形成板状伟晶岩；混合岩、片麻岩和花岗岩质岩石中常形成透镜状和柱状伟晶。 （2）围岩化学性质影响伟晶岩成份，如富硼页岩易形成含电气石的伟晶岩，富云母页岩易形成含 云母的伟晶岩。 3、地质构造条件 花岗伟晶岩主要分布在褶皱带、地台边缘的断裂带及不同构造单元结合处，具分级控岩控矿特 点，具体可分为： （1）伟晶岩带受规模较大的构造活动带控制（如地槽褶皱带、地块边缘断裂带及不同构造 单元结合处） ，大量伟晶岩所形成的区带，延长几百 km，宽几几十 km； （2）伟晶岩田伟晶岩带中伟晶岩成群出现的地段，常受不同地质体接触部位（背斜核部、 断裂带）控制； （

8、3）伟晶岩脉受级别更小的构造控制 此外，地质构造环境对伟晶岩的形态、分带特征及矿化富集影响较大，如相对稳定的构造环境， 形成的伟晶岩形态简单，分带性好，矿化富集。否则，形态复杂，分异分带性差，富集性差。 4、物理化学条件 温度条件：伟晶岩矿床形成温度范围很大，100-800，400-600最有利，且从边缘（700- 600）向中心（150-600）形成温度逐渐下降。 压力条件：伟晶岩矿床形成深度较大，一般认为形成于地表以下 3-9km，各类伟晶岩矿床形成 深度不同，如水晶伟晶岩矿床深度 1.5-3.0km，稀有金属伟晶岩矿床深度 3.5-7km，云母伟晶岩矿第四章 伟晶岩矿床3床深度 7-8

9、km 至 10-11 km，陶瓷原料伟晶岩矿床深度大于 11 km。 （二）伟晶岩的成因 伟晶岩的成因至今仍有不同认识，归纳起来有两种成因观点： 1、岩浆伟晶岩的成因：主要有两种成因观点 以费尔斯曼为代表，认为在高温、高压下，挥发组分能无限溶解于岩浆中。因此在岩浆结晶 末期，形成富含挥发组分的岩浆，在高温、高压条件下，缓慢冷却而结晶形成伟晶岩； 以 A.查瓦里斯基为代表，否认挥发组分在岩浆中无限溶解，因此不存在伟晶岩浆。认为， 每一种岩浆冷凝过程中都有残余的气体溶液，这种溶液富含成矿物质、挥发分和硅酸盐，是一种超 临界状态的流体，在封闭条件下，作用于早期形成的矿物之上，使之发生重结晶，形成粗粒

10、或伟晶 结构的岩石伟晶岩，以后在开放的系统中进一步发生交代作用，形成伟晶岩矿床。 肯尼迪（1962）的实验证明，在一定的温压条件下，硅酸盐熔融体中可溶解大量的水（25%） ， 因此认为伟晶岩浆存在的可能性增大，那么，第观点成立。 2、变质伟晶岩的成因：由超变质的深熔作用和选择重熔作用形成的一种深熔流体，随着挥发 组分的聚集，对固态岩石发生重结晶作用和交代作用，形成伟晶岩。 （三）伟晶岩的形成演化过程 对伟晶岩矿床的形成演化过程，A.费尔斯曼、杰翰斯、A.N.金兹堡以及我国的邹天人等学者提 出了不同的看法，但归纳起来，可总结为两个阶段： 岩浆结晶分异阶段：富含挥发的伟晶岩浆缓慢冷却结晶，形成颗粒

11、粗大的伟晶岩，矿物组合 主要为长石+石英+云母+少量的锂辉石+绿柱石等，该阶段主要形成非金属矿床，如陶瓷原料、 K（微斜长石） 、水晶、压电石英等； 交代阶段：由伟晶岩浆结晶残存的更富挥发组分和成矿物质的残余溶液，对已形成的矿物发 生交代作用，或者由于碱质与稀有、稀土元素等结结合的络合物，由于化学反应发生沉淀，从而形 成了大量的稀有金属矿物和稀土矿物，从而形成稀有、稀土和放射性元素矿床。 交代作用首先是碱金属 K、Na 的交代，之后是稀有、稀土等 Li、Ta、Rb、Cs的交代作用。 由此可见，伟晶岩矿床的形成，实质是岩浆结晶分异作用和岩浆气水热液交代作用的总和，因 此也是岩浆矿床与气水热液矿床

12、的过渡类型，它既具有岩浆矿床的特点又兼有气水热液矿床的特征。（四）伟晶岩的分类 教材中列举了 K.A 符拉索夫、A.N.金兹堡、邹天人等学者的伟晶岩矿床的分类，他们共同的特 点是依据矿物的共生组合进行分类，这实质不是矿床分类，而是矿床中的矿石类型分类。尽管如此，K.A 符拉索夫的分类反映了伟晶岩矿床的形成演化过程，可供借鉴。 K.A 符拉索夫分类（P65 图 5-8） 1、第一类型文象和等粒型伟晶岩，边缘带，无工业价值 2、第二类型块型伟晶岩，中心带，由长石或石英块体组成，巨晶结构伟晶结构，云 母和陶瓷原料 3、第三类型完全分异型，伟晶岩已分三带：文象或花岗结构伟晶岩带、微斜长石和石英 带，云

13、母和陶瓷原料，有时可产出有工业价值的锂辉石和绿柱石 4、第四类型稀有金属交代型，独立的交代带，独特的矿物组合，发育在石英和钾、钠长 石的接触带中，矿物有钠长石、各种云母、绿柱石、铌钽铁矿、铯榴石、磷灰石、铀矿物等； 5、第五类型钠长石锂辉石伟晶岩，主要由钠长石、锂辉石、石英和大量的稀有元素矿 物组成，化学成分复杂，矿物种类较第四类型少，说明分异作用不如第四种类型完善。 第四种类型和第五类型是多种稀有金属矿产的主要来源。第四种类型和第五类型是多种稀有金属矿产的主要来源。三 伟晶岩矿床的主要类型及地质特征第四章 伟晶岩矿床4伟晶岩矿床的类型很多，根据有用组分的不同，伟晶岩矿床可分为稀有金属伟晶岩矿

14、床、稀土 金属伟晶岩矿床、放射性元素伟晶岩矿床、白云母伟晶岩矿床、长石伟晶岩矿床、水晶伟晶岩矿床 和刚玉伟晶岩矿床等。 1、稀有金属伟晶岩矿床，是 Li、Be、Nb、Ta 等矿床的主要类型 （1）此类矿床空间分布与相关的花岗岩密切相关，在内外接触带或其伟晶岩之中； （2）发育复杂的交代作用，即钠长石化和稀有矿物交代作用； （3）矿物成分十分复杂（P67） （4）工业价值巨大，如我国新疆的阿尔泰，国外如加拿大、美国、印度、巴西、阿扎尼亚等 地 2、稀土元素伟晶岩矿床 （1）空间上、成因上与花岗岩、变质岩（混合岩和混合花岗岩、片岩）有关； （2）伟晶岩分异作用不明显，内部构造较简单； （3）除造岩

15、矿物外，有较多的稀土元素矿物； （4）工业意义不大 3、白云母伟晶岩矿床 （1）空间分布于深变质岩中（花岗片麻岩、片麻岩、结晶片岩、大理岩以及角闪质岩石等） ； （2）矿石矿物简单，交代作用不发育； （3）除云母外，长石可作陶瓷原料； （4）实例：内蒙古土贵乌拉白云母矿床是典型代表 4、含水晶伟晶岩矿床 （1）空间上分布于花岗岩顶部接触带附近； （2）水晶产于伟晶岩体膨大部位石英带内的晶洞中 5、长石伟晶岩矿床 （1）产于花岗岩、片麻岩和结晶片岩中； （2）矿体呈规则的板状，长几十米到数百米，厚几厘米到 20 米 （3）主要由钾长石和石英组成 （4）具分带结构的长石伟晶岩矿床，长石常形成巨大的晶体，质量好，不具有分带结构的长 石伟晶岩矿床，质量较差； （5）单个矿体一般不大，但在一个区域往往成群分布，故总的储量是大的。