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1、伟晶岩矿床及其地质特征一、伟晶岩与伟晶岩矿床伟晶岩是指由特别粗大的矿物晶体所组成，具有一定的内部结构、构造特征，常呈规则 或不规则岩墙、岩脉或凸镜状产出的地质体。若伟晶岩中的有用矿物或金属元素富集达到工 业要求时，便构成了伟晶岩矿床（pegmatite ore deposits）。自然界中的各种火成岩均可形成相应的伟晶岩，但最具工业价值、分布最广的伟晶岩是 花岗伟晶岩，其次是碱性伟晶岩，其他伟晶岩一般不具有工业价值。人们通常所说的伟晶岩 矿床一般即指花岗伟晶岩矿床。因此，下面着重介绍花岗伟晶岩与花岗伟晶岩矿床。伟晶岩的巨大矿物晶体往往是良好的非金属原料，其中也常常发生稀有元素的高度富集。 因此
2、，伟晶岩矿床有着特殊的工业意义，是某些稀有元素和稀土元素矿产的重要来源，有些 伟晶岩矿床中的U、Th以及Sn、W等也很重要，而长石、石英和云母等则是本类矿床中的 主要矿产。另外，在一些伟晶岩矿床中还产出许多宝石类矿物，如黄玉、水晶、绿柱石、电 气石等。伟晶岩矿床除具有特殊的经济意义外，在矿床成因分类中也有其特定的位置。作为一个 单独的矿床类型，在成矿条件、成矿作用、分布规律和矿体的内部构造上都有其特点。因此， 研究伟晶岩矿床也有成矿理论上的意义，对研究其他内生矿床的成矿作用也有很大影响。二、伟晶岩矿床的地质特征（一）伟晶岩的形态、产状及规模受围岩岩性和构造的影响，伟晶岩的形态复杂，产状多样。伟
3、晶岩通常可发育脉状、透 镜状、囊状、筒状、网状及不规则状等多种形态（图 4-1），其中以各种规则或不规则的脉 状占主导地位。伟晶岩脉在走向和倾向上可以膨大、收缩，也可呈雁行排列和尖灭再现现象 （图 4-2）。伟晶岩既可与围岩产状一致，也可切割围岩，产状有陡有缓。陡倾斜或直立的岩体，一 般是左右对称的，矿化富集在脉的上部或顶部，特别是脉体的膨大部分。而缓倾斜的伟晶岩 体，上下可以不完全对称，矿化多富集在脉体的上部。据不完全统计，图 4-1 伟晶岩的几种常见形态示意图 （转引自袁见齐等，1985 ）1-片岩；2-板岩；3-伟晶岩体；（1）规则的脉状；（2）透镜状；（3）不规则脉状；（4）囊状体；（
4、5）串珠状脉群在板状伟晶岩中，倾角在4590之间的，对稀有金属矿化富集最为有利。图 4-2 侧列状伟晶岩示意图（转引自胡受奚等，1981 ）a-平面图；b-剖面图有工业价值的伟晶岩大小 差别很大，长由几米变化到几 百米，甚至2000m以上，但以 20300m 居多；厚度由几厘米 变化到几十米，甚至达 300m， 以 0.530m 为主；延深通常由 几十到几百米。伟晶岩脉在三 维空间上的延长并无一定的对 应关系，地表又长又厚的伟晶 岩脉并不一定延深就大，反之 亦然。（二）伟晶岩矿床的物质组成1. 化学成分伟晶岩矿床中至少集中了 40种以上的化学元素，主要是氧和亲氧元素Si、Al、Na、K、 Ca
5、 等，其次为稀有、分散、稀土和放射性元素 Li、 Be、 Nb、 Ta、 Cs、 Rb、 Zr、 Hf、 La、 Ce、U、Th等。此外，W、Sn、Mo等金属元素和F、B、Cl、P等挥发份含量也较高。稀有、稀土和放射性元素，在伟晶岩中常常高度富集，其含量可以超过克拉克值的几倍、 几十倍、几百甚至几千倍。例如，Li和Be的克拉克值分别是0.0021%和0.00013%，而在伟 晶岩矿床中含量可分别达1%2%和1%，大约富集了 476952倍和7692多倍。2. 矿物成分 由于伟晶岩中化学成分的多样性，因而伟晶岩中的矿物成分也是丰富多彩的。据统计， 伟晶岩中矿物种类在300种以上，主要包括：（1）
6、硅酸盐矿物：石英（包括水晶）、长石（斜长石、微斜长石、正长石）、云母（白 云母、黑云母）、霞石和辉石等，其中长石、石英和云母常构成伟晶岩的主体部分。（2）稀有和放射性矿物：主要包括含锂矿物（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、硅铍石和硅铍钇矿等）、含铌、钽矿物（钽铁矿、褐钇铌 矿、烧绿石、细晶石等）、含锆矿物（锆石、曲晶石等）以及铯榴石、方钍石、钍石和晶质 铀矿等。（3）稀土元素矿物：独居石、磷钇矿、褐帘石等。（4）其他金属矿物：锡石、黑钨矿、辉钼矿、磁铁矿和钛铁矿等。（5）含挥发分矿物：萤石、电气石、黄玉、磷灰石等。可见，花岗伟晶岩的化学成分和矿物成分与有关的
7、花岗岩基本一致。例如，在矿物成分 上，微斜长石、白云母、石英、黑云母和奥长石通常要占花岗伟晶岩总体积的90%95%以 上；在化学成分上，花岗岩的造岩元素（O、Si、Al、Na、K、Ca等）和亲花岗岩的微量元 素（Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、Zr、Hf、La、Ce 等）是基本组分。习惯上将单纯由长石、石英、云母组成的伟晶岩称为简单伟晶岩；而含有 Li、 Be、 Nb、 Ta 等稀有元素矿化的伟晶岩不仅矿物成分复杂，而且交代现象也十分明显和普遍，因此称 为复杂伟晶岩，其往往是在简单伟晶岩基础上发展起来的。三）伟晶岩（矿床）的结构和构造伟晶岩中的矿物总是以一定的共生组合出现。每一个矿物共生组
8、合的生成，反映了一定 的物理化学条件和地质条件，形成了一定的结构和构造，并出现在伟晶岩的一定部位。因此， 研究这些结构和构造，对了解伟晶岩矿床的成矿过程、矿化强度、规模以及某些规律性都很 重要。1. 伟晶岩的结构 矿物晶体粗大是伟晶岩有别于其他岩脉的重要特征之一，它常可比花岗岩中同种矿物大 几倍、几十倍，甚至几千倍，因此巨晶结构（伟晶结构）是伟晶岩所特有的结构。例如，伟 晶岩中已知最大的微斜长石重达100t，绿柱石达320t,铌钽铁矿达300kg，锂辉石晶体长达 14m，黑云母面积达7m2,白云母达32m2。伟晶岩的粒度划分与一般的侵入岩不同，有其独 特的标准：细粒为0.52cm,中粒为25c
9、m,粗粒为515cm，块状体为大于15cm。除伟晶结构外，在不同类型的伟晶岩中，常常发育一些共同的结构，常见的有细粒伟晶 花岗结构、文象结构和似文象结构、粒状结构、文粒结构等。此外，各种交代结构也广泛发 育，如溶蚀结构和交代残余结构等。花岗伟晶岩的特征结构是文象结构，这是区别伟晶岩与 似伟晶岩的重要标志。2. 伟晶岩的构造伟晶岩的内部构造也比较复杂，有由一种结构单元组成的块状构造，也有由两种或两种以上结构单元组成的混杂状构造、斑杂状构造和树枝状构造等。在伟晶岩矿床中，特别是早期碱交代发育完全的伟晶岩中，带状构造是最主要和常见的。 具体表现为沿岩体的走向和倾向，由伟晶岩不同结构的部分组成的条带，
10、呈有规律的带状分 布。发育完好的带状构造，从伟晶岩的边缘到中心，一般可分为如下四个带（图4-3）：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；外侧带：由文象结构及粗 粒结构的长石、石英和云母组 成，有时可出现绿柱石；中间带：呈粗粒结构和伟 晶结构，除长石、石英、云母 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：由石英块体或石英+ -F +l”li i=i 2 I Is 二山 F：正询h图 4-3 伟晶岩体带状构造示意图（转引自袁见齐等，1985 ）1-边缘带；2-外侧带；3-中间带；4-内核；5-裂隙充填和交代；6-花岗岩和锂辉石块体组成；上述带状构造系伟晶岩浆结晶作用的产物，属于原生带状构造。一般情况下，从边缘带到内核带其形成顺序由早到晚。此外，这种原生带状构造的发育和分布状况常与伟晶岩体的 产状有关，陡立状伟晶岩体的分带往往规则而对称；缓倾斜伟晶岩体的分带往往不对称，从 脉体的下盘到上盘多显示单向分带，粗粒和伟晶结构大多位于岩体的上盘。需要指出的是，不同的伟晶岩体，带状构造的发育程度很不一致，这与其形成的条件有 关。此外，在一些伟晶岩矿床中，交代作用非常发育，分带现象可受到局部甚至全部改造 仅不同程度地保留下原有构造的残余。因此，伟晶岩的带状构造，往往需要经过详细的观察 和分析才可能划分出来。
