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高、中温热液脉型矿床

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高、中温热液脉型矿床_第1页
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高、中温热液脉型矿床高、中温热液脉型矿床 热液矿床中,矽卡岩型和斑岩型矿床已经形成了相对完善的成矿模式,对其特征和形成作用国 内外具有较为一致的认识而其它类型热液矿床的情况则要复杂得多,有关这些矿床的成因往往存 在较大的争论,尚未普遍形成象矽卡岩型和斑岩型矿床那样广为接受的成矿模式,所以其分类也并 未统一本教材划分出高、中温热液脉型矿床和低温热液矿床,因高、中、低温热液矿床这些分类 术语最初由 Lindgren(1933)提出,为保持相关知识的连续性,各类矿床的成矿温度范围仍大致沿 用他的方案,但需要明确指出的是,这里虽然仍沿用其分类术语,但本质上已经不同于 Lindgren 完 全依靠成矿温度和深度进行分类的思想,成矿温度仅仅是目前分类中所考虑的参数之一,实际应用 中还要考虑地质背景、控矿条件、成矿作用等因素,因此成矿温度只是一种重要的参考指标 一、(一高温热液脉型矿床一、(一高温热液脉型矿床 高温热液脉型矿床指主成矿温度大于 300℃、主要受断裂构造控制的热液矿床 这类矿床往往与中深成的中酸性侵入体具有密切的时空和成因联系, 含矿热液主要为岩浆热液 由于成矿时温度较高,且矿液中富含挥发份,因而在近矿围岩和岩体内部都发生强烈蚀变。

最重要 的蚀变种类是云英岩化、钠长石化、钾长石化、电气石化、黄玉化等 矿石的矿物成分主要是氧化物和含氧盐类,其次是硫化物并形成较多的富含矿化剂的矿物, 如电气石、黄玉、云母等典型的矿物组合,金属矿物有磁铁矿、磁黄铁矿、锡石、白钨矿、黑钨 矿、赤铁矿、辉钼矿、辉铋矿、铁闪锌矿、毒砂、自然金等非金属矿物有石英、长石、锂云母、 角闪石等 矿石多具粗粒结构,带状或对称带状构造 矿体常受各种裂隙构造控制,多以充填方式成矿,也有交代方式成矿矿体呈不规则的脉状、 串珠状等,常沿一个方向呈雁行状排列,也见沿层面交代形成扁豆状或似层状矿体 高温热液脉型矿床的主要矿种有钨、锡、铍、铌、钽等,矿床的规模一般为中小型,少数规模 很大,是一种重要的矿床类型,如该类矿床钨矿的储量可达几万吨到几十万吨 常见的高温热液脉 型矿床有云英岩型钨、锡石英脉型矿床和钠长岩稀有、稀土元素矿床 )云英岩型钨、锡石英脉型矿床)云英岩型钨、锡石英脉型矿床 此类矿床以产钨为主,伴生锡、钼等,可综合利用有些还伴生铍、铜、铅、锌等 1.矿床的形成条件 这类矿床在成因和空间上都和花岗岩类有关,这些花岗岩的特征元素有 W、Sn、Be、Nb、Ta、 V、Th、Li、Rb、Cs 等,均有较高的丰度,与矿床中的矿物极其近似。

岩体大多为规模较小的岩株 或岩钟状它们有的呈成独立的岩体产出,有的呈复式岩体的晚期旋回产出云英岩型含钨石英脉 矿床多分布于岩体顶部、边部或距接触带不远的围岩中 围岩主要为轻微变质的砂岩、板岩、千枚岩等硅铝质岩石如前所述,云英岩型黑钨矿矿床往 往和矽卡岩型白钨矿矿床共生,两种类型的钨矿在同一矿区出现,经研究认为成矿作用是统一的, 只是由于围岩性质不同而引起的差异在石灰岩中形成白钨矿矿床,在硅铝质岩石中则形成黑钨矿 矿床 矿床受断裂、裂隙构造控制甚为明显,矿脉多充填于剪切裂隙、张剪复合裂隙中 2. 围岩蚀变 矿床典型的围岩蚀变为云英岩化根据伴生矿物不同,可以进一步分为电气石云英岩、萤石云 英岩和黄玉云英岩等据统计,钨、钼多和含萤石的云英岩伴生;锡则多和含电气石、黄玉的云英1岩有关 3.矿体地质特征 矿床主要由充填作用形成黑钨矿-石英脉都呈脉状产出,往往成带、成群出现,矿脉的形态与 裂隙的类型及特点有关,按形态和产状,矿体可分三种类型: (1)大脉型矿体:脉宽 30~50cm,脉带成组平行排列,延长延深都较大,有时一个矿脉就可独 立进行开采 (2)中-薄脉带型矿体:矿体由产状近似的中-薄脉群构成。

单脉宽 10cm 左右,脉带宽可达数 十米,长断续可达千米 (3)网脉型矿体:由细小的含钨、锡石英脉交织而成细脉宽 1~2cm,少数可达 5cm网脉型 矿体的形态甚为复杂,局部地区可形成囊状富矿 黑钨矿-石英脉在垂直剖面上可以看到明显的规律性变化,近年来,我国钨矿工作者总结出了脉 状钨矿的“五层楼”垂直分布规律,矿脉自上而下可分五个带(图6-16): (Ⅰ)微脉带:又称线脉带,为一系列微细裂隙组成的蚀变带,此带由宽小于1cm的云 母-石英细脉组成,本身不具工业价值,是深部存在隐伏矿体的标志 (Ⅱ)细脉带:位于微脉带之下,系由微脉合并而成脉宽l~5cm,少数可 达10cm具有一定的工业价值 图 6-16 钨 矿 床 的 “ 五 层楼” 分带图 l-花岗岩;2-围岩;3-含钨石英脉 (Ⅲ)中脉带:系细脉带往下进一步 合并而成 脉幅宽10cm, 个别宽可达50cm, 脉成组平行排列,具有重要的工业价值 (Ⅳ)大脉带:由中脉进一步合并而 成,单脉宽数十厘米,常出现宽超过1m的 巨脉,是最有工业价值的矿体 (Ⅴ)稀疏大脉带:又称尖灭带,分 布于花岗岩中矿脉不仅稀疏,而且随幅 宽变小而逐渐尖灭。

钨矿脉的“五层楼”模式对找矿工作 具有一定指导意义在一定程度上阐明了 多种形态脉状钨矿在空间上的分布规律 但是钨矿脉的“五层楼”现象在不同地区 发育程度是不相同的在实际工作中必须 作具体分析 4.矿石特点 云英岩型含钨、锡石英脉矿床主要是由充填作用形成的,所以矿石常具有对称带状构造、梳 状构造、晶洞构造等特征在网脉型矿床中可见到浸染状构造矿石,金属矿物多成自形晶散布于 石英细脉或云英岩中 矿石中的金属矿物主要为黑钨矿和锡石,少量辉钼矿、辉铋矿,毒砂只以伴生矿物出现硫 化物在某些矿区较为富集, 主要为黄铜矿、 黄铁矿和磁黄铁矿等, 它们常常是晚期矿化阶段的产物 矿脉内的金属矿物有时分布于脉壁,有时分布于脉中央在矿脉膨胀、收缩,分支复合处以及产 状转折处,矿化往往集中而成富矿段 在垂直方向上,大多数矿区矿化呈现有分带现象,锡石在上,黑钨矿在下,少数矿区则相 反,硫化物一般都分布在黑钨矿和锡石之下矿石中的脉石矿物主要为石英,构成含矿石英脉 的主体,有时伴生有萤石、电气石、黄玉,个别矿脉中还有石榴石、钾长石等出现另外,近年 来发现,云英岩型钨、锡石英脉矿床和花岗岩中的铌、钽、铍等稀有元素矿床之间常出现明显的垂 直分带现象。

即脉状钨、锡矿床往下为花岗岩中的铌、钽矿床所代替两种矿床类型构成一组成矿2系列此外,黑钨矿中都含有一定数量的 Nb2O5和 Ta2O5,其含量随黑钨矿产出的深度增加而增加 5. 矿床成因 目前认为,含钨花岗岩是深部硅铝层重熔岩浆侵入而成,钨、锡等成矿物质来自重熔前的矿源 层矿床形成于高温热液阶段,形成温度约在550~300℃,成矿深度约为4.5~1.5km,成矿方式以 充填方式为主,成矿过程中挥发性组份起着一定作用我国西华山钨矿床是这一类型的典型代表 江西省西华山钨矿床 西华山钨矿区面积大约4.5 km2,有宽10cm以上的矿脉400余条,矿床规模巨大,为世界所罕 见 区内西华山黑云母花岗岩呈岩株状 产出, 围岩为前泥盆系浅变质的千枚岩、 板岩及石英砂岩等,构成向西倾伏的 背斜 矿区内断裂构造发育, 以NEE 向 的 正 断 层 为 主 , 走 向 80°, 倾 向 NNW,倾角50~60°矿脉主要分布 在花岗岩体内NEE向裂隙中,进入 变质围岩后,矿脉即变小或尖灭, 岩体内的矿脉大致构成南、中、北三个 平行密集排列的组群(图6-17),其中 以北组规模大、含钨也较富 图6-17 江西西华山钨矿床地质略 图 1-含钨石英脉;2-黑云母花岗岩;3-砂岩、区内矿脉长以100m至300m者居 多,最长的可达900余米,脉宽以10至 30cm为最常见,最宽的可达3.6m,平均 为30cm。

矿脉在垂直方向上呈一不对称 的纺缍体,在地表出露略小,延深至数 十米处膨大,再往深部又渐次变小 矿体内的矿物有30种以上,以石英、黑钨矿、白云母为主,其它矿物含量较少矿物分 布大体上有一定规律:上部锡石、绿柱石较多;中部以黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、黄铜矿和毒 矿为主,下部则以白钨矿、方铅矿较多矿脉中除钨外,锡、钼、铋、和绿柱石可综合利用 矿区内元素组合表现出明显的水平分带特征:即自岩体中心向外依次为W、Be带-W、Mo带-W、 Sn硫化物带 矿石结构复杂,有自形、半自形、它形粒状结构等,构造有块状、浸染状、条带状等 围岩蚀变以云英岩化和硅化为主,多沿矿脉两旁发育,尤以上部最为强烈云英岩的类型 和矿化的垂直分带有一定的依存关系(图6-18)云英岩宽数厘米至三十厘米不等,多成不规则 的囊状其中也分布有浸染状黑钨矿、锡石、白钨矿及辉钼矿,蚀变强烈处,钨、锡矿化有时也 可达到工业要求 据气液包裹体测温,矿脉中石英的形成温度为260~325℃,属高、中温热液的产物,氢、氧 同位素测试结果显示其成矿流体主要来自岩浆水据同位素年龄测定,成矿年龄为141~13lMa, 岩体形成年龄为185~140Ma,矿体是在复式花岗岩体的晚期侵入相形成之后产生的。

(二)钠长岩型稀有、稀土元素矿床(二)钠长岩型稀有、稀土元素矿床 这类矿床主要指与花岗岩有关的 Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs、Zr 及稀土元素的各类矿床 围岩蚀变十分发育且普遍,主要为钠长石化,钠长石化的结果使花岗岩变成一种中-细粒的浅色 岩石——钠长岩其矿物成分主要为钠长石、微斜长石和石英 3钠长石化花岗岩形成深度较浅, 含矿岩体多为复式岩体,这类岩体的 SiO2含量明显偏高, 常大于 73%, 其 中碱质含量高, K2O+Na2O 常大于 7.5 %,岩体中 Fe、Mg、Ca、Ti 等基性 组份含量明显偏低 图6-18 西华山钨矿床围岩蚀变垂直分 带与矿物分布关系示意图 1-变质岩;2-花岗岩;3-石英脉;4-富云母云 英岩;5-正常云英岩;6-富石英云英岩;7-钾、 钠化;8-黑钨矿;9-锡石;10-绿柱石;11-硫 化物;l2-稀土矿物 矿化主要受岩体的微细构造(原 生节理、矿物颗粒间的空隙、解理、 双晶结合面等)及后生裂隙所控制 矿化的分布主要集中在岩体的顶部 和边部矿石呈浸染状主要矿石矿 物有钽铁矿、 铌铁矿、 铌-钽铁矿和锂 云母等,伴生矿石矿物有独居石、磷 钇矿、锆石、褐帘石、硅铍钇矿、氟 碳铈矿、氟铈镧矿、褐钇铌矿、褐钇 钽矿、富钽易解石、黑稀金矿、烧绿 石等。

这类矿床常和云英岩型钨、锡矿 床共生矿床中蚀变分带明显,在发 育完整的情况下,自下而上为钾化带 →钠化带→云英岩化带→似伟晶岩 带→石英壳钠化带是铌、钽的富集 成矿带,云英岩带中则富集钨、锡矿 化云英岩型钨、锡石英脉矿床和花 岗岩中的铌、钽、铍等稀有元素矿床 出现的明显垂直分带现象,往往使两 种矿床类型构成一组成矿系列 目前,对钠长岩型稀有、稀土元 素矿床的成因认识很不一致,有的强调岩浆硅酸盐结晶作用和以后的残余气液交代作用是一个统一 的持续发展过程,故认为是岩浆矿床分类中的岩浆自变质矿床;也有的从交代作用及矿化与花岗岩 的密切关系出发,将本类矿床与伟晶岩矿床并列,命名为稀有金属花岗岩型矿床,斯米尔诺夫根据 其典型的围岩蚀变特征将它划为钠长岩型矿床由于钠长岩型稀有、稀土元素矿床和云英岩型钨、 锡矿床存在的密切联系,本书认为其成因和后者存在必然的联系,属于高温热液矿床 这类矿床在我国南方分布广泛,如广东、广西、江西、湖南等地 二、中温热液脉型矿床二、中温热液脉型矿床 中温热液脉型矿床是指主成矿温度大致在 300~200℃之间,受断裂构造控制的热液矿床该类 矿床可以由不同成因的含矿热液形成。

其中,有不少矿床在空间上往往与中小型、中深成侵入体有 关,矿体产于侵入体的内外接触带中,但多数产在侵入体外围的沉积岩、变质岩或者火山岩中同 时,也有许多矿床与岩浆岩无明显的时空和成因联系,矿体主要产在大断裂带或热流值异常地区 断裂。

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