第四章偉晶巖礦床

第四章偉晶巖礦床主要教學內(nèi)容1、偉晶巖礦床及其地質(zhì)特征2、偉晶巖礦床的構(gòu)成條件及其構(gòu)成作用3、偉晶巖礦床的主要類型重點與難點1、偉晶巖礦床及其地質(zhì)特征2、偉晶巖礦床的構(gòu)成條件及其構(gòu)成作用第四章偉晶巖礦床脈巖：在巖漿巖體內(nèi)部或附近圍巖中構(gòu)成的呈脈狀產(chǎn)出的巖漿巖，這類巖體寬度普通不大，有的延伸較遠，可達數(shù)千米，以巖墻、巖脈或巖床等形狀產(chǎn)出。其冷凝條件與侵入體和噴出巖都有差別，因此有其特征性的構(gòu)造構(gòu)造，在成分上與侵入體既反映有承繼性，又反映出演化后的差別。常見的有細晶巖類、偉晶巖類和煌斑巖類。

偉晶巖:顧名思義，是由粗大礦物晶體組成的一類脈巖。與其他類型的巖石相比，有如下特點：礦物晶體粗大；含大量稀有元素礦物；具特殊的構(gòu)造構(gòu)造〔偉晶構(gòu)造〕。偉晶巖常產(chǎn)于各深成巖體的頂部以及遠離巖體的圍巖中，在成分上與各類深成巖類似，而且在時間和空間上與相應的深成巖體有親密的聯(lián)絡。最常見的是花崗偉晶巖，其它類型有正長偉晶巖、輝長偉晶巖等。偉晶巖礦床:產(chǎn)于偉晶巖中,有用礦物含量到達工業(yè)要求。普通產(chǎn)于花崗偉晶巖中。堿性偉晶巖中也有產(chǎn)出。花崗偉晶巖礦床中普通產(chǎn)出長石、石英、云母等非金屬礦產(chǎn)和寶石類礦物，以及稀有元素礦產(chǎn)。

第一節(jié)偉晶巖礦床及其地質(zhì)特征一、偉晶巖與偉晶巖礦床的概念及工業(yè)意義1.偉晶巖〔Pegmatite)指與一定的火成侵入體在成因上存在親密聯(lián)絡，在礦物成分上一樣或類似，由特別粗大的晶體所組成，并常具有一定內(nèi)部構(gòu)造構(gòu)造特征的規(guī)那么或不規(guī)那么的巖墻、巖脈或透鏡狀地質(zhì)體。2.偉晶巖礦床是指偉晶質(zhì)巖漿固結(jié)過程，使有用物質(zhì)發(fā)生遷移、聚集的作用，當有用組分富集并到達工業(yè)要求時，構(gòu)成的礦床稱偉晶巖礦床.3.工業(yè)意義金屬包括稀有元素、稀土元素、放射性元素和W、Sn等金屬元素的重要來源;非金屬包括長石、云母、石英等非金屬礦產(chǎn)重要來源;綠柱石、黃玉、電氣石、水晶等寶石的重要來源；二、偉晶巖礦床類型按成因，可劃分為巖漿偉晶巖和蛻變偉晶巖1.巖漿偉晶巖礦床和類型巖漿結(jié)晶分異演化的晚期階段，由富含揮發(fā)組分的剩余熔漿結(jié)晶和交代而構(gòu)成的。根據(jù)其巖性可分為三類：(1)花崗偉晶巖礦床：主要是長石、石英、黑云母、白云母，還有鋯石、磷灰石、綠柱石、褐簾石、黃玉等,工業(yè)意義大;(2)堿性偉晶巖礦床：除微斜長石或正長石外，主要構(gòu)成Nb、Ta、REE礦物和Li、Be等礦物，有時構(gòu)成大量的磷灰石，有一定的工業(yè)意義;(3)基性-超基性偉晶巖礦床：中基性斜長石、古銅輝石為主，有Lo、Bi、榍石、鈦鐵礦、磁鐵礦、鉻鐵礦等，有工業(yè)意義的較少.2、蛻變偉晶巖是蛻變作用到達高級階段，發(fā)生偉晶巖化作用的產(chǎn)物。1、偉晶巖的形狀、產(chǎn)狀和規(guī)模

三、偉晶巖礦床的地質(zhì)特征偉晶巖的形狀、產(chǎn)狀、規(guī)模

受圍巖巖性和構(gòu)造的影響，形狀復雜多樣，普通以脈狀為主，產(chǎn)狀與圍巖一致或不一致，大小差別大。偉晶巖脈在三維空間的延伸并無一定的對應關(guān)系，地表又長又厚的偉晶巖脈并不一定延伸就大。礦化普通富集在脈體的上部或頂部，特別在脈體的膨大部分。板狀偉晶巖中傾角大的利于稀有金屬礦化富集。偉晶巖的幾種常見形狀〔1〕規(guī)那么的脈狀；〔2〕透鏡狀；〔3〕不規(guī)那么脈狀；〔4〕囊狀體；〔5〕串珠狀脈群產(chǎn)狀：有的沿圍巖層理〔片理〕貫入，產(chǎn)狀與圍巖一致；有的沿構(gòu)造裂隙貫入，與圍巖呈切割關(guān)系；多呈陡傾斜狀，少量呈程度狀規(guī)模：長幾米～幾百米～上千米，厚幾厘米～幾十米，延深幾米～幾百米～上千米形狀：脈狀、透鏡狀、囊狀、筒狀、網(wǎng)狀及不規(guī)那么狀等多種外形。在走向和傾向上可以膨大、收縮，也可呈雁行陳列和尖滅再現(xiàn)，構(gòu)成側(cè)列狀、串珠狀脈群2.礦石的組成(1).礦物成分：可達300種以上，主要包括：A、硅酸鹽礦物：石英、長石、云母;B、稀有和放射性礦物：鋰云母、銫榴石、鋯石等;C、稀土元素礦物：獨居石、褐簾石;D、金屬礦物：錫石、黑鎢礦、輝鉬礦、磁鐵礦等;E、揮發(fā)份礦物：螢石(F)、電氣石(B)、黃玉(F);簡單偉晶巖、復雜偉晶巖,不同類型的礦床礦物組合不完全一樣；(2)化學成分：元素種類多(40種以上)氧和親氧元素Si、Al、Na、K、Ca等稀有、分散、稀土和放射性元素(Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、Zr、Hf、La、Ce、U、Th等)W、Sn、Mo等金屬元素F、B、Cl、P等揮發(fā)份含量也較高※稀有和稀土元素、放射性元素常高度富集，可超越克拉克值的幾十倍、百倍、上千倍；如：Li：0.0021％1-2%,476-952倍Be：0.00013％1%,7692多倍3、偉晶巖的構(gòu)造A、偉晶構(gòu)造/巨晶構(gòu)造(>15cm):常由長石＋石英＋云母及其它一些礦物的宏大晶體組成；B、粗粒構(gòu)造(5-15cm):主要是由長石、石英共結(jié)生成的；C、中粒構(gòu)造(2-5cm):主要由中粒石英、長石組成；D、細粒構(gòu)造(0.5－2cm):主要由石英、斜長石和微斜長石組成，為半自形或它形粒狀構(gòu)造，有時還有少量的白云母和其它礦物；E、文象構(gòu)造/似文象構(gòu)造:由石英、斜長石和微斜長石組成；F、交代構(gòu)造:如溶蝕構(gòu)造，交代剩余構(gòu)造等；偉晶巖的構(gòu)造

有偉晶構(gòu)造、文象構(gòu)造等。偉晶巖的粒度劃分與普通的侵入巖不同，有其獨有的規(guī)范：細粒為0.5-2Cm,中粒為2-5Cm,，粗粒為５－１５Ｃｍ。塊狀體大于１５Ｃｍ。

4、偉晶巖的構(gòu)造常見晶洞構(gòu)造，花崗偉晶巖多具帶狀構(gòu)造,發(fā)育完好的帶狀構(gòu)造自邊緣到中心可劃分為四個帶偉晶巖的構(gòu)造在偉晶巖礦床中，常具有由偉晶巖不同構(gòu)造的部分組成的條帶，呈有規(guī)律的帶狀分布。從偉晶巖的邊緣到中心發(fā)育有四個帶：〔１〕邊緣帶：巖體邊部與圍巖接觸帶。細粒構(gòu)造。〔２〕外側(cè)帶：文象構(gòu)造及粗粒構(gòu)造?！玻场持虚g帶：粗粒構(gòu)造和偉晶構(gòu)造。含大量的稀有、稀土、放射性元素礦物，是偉晶巖礦床產(chǎn)出的主要部位?！玻础硟?nèi)核：由石英塊體、鋰輝石塊體組成。

分帶礦物組合結(jié)構(gòu)邊緣帶

石英、長石

細粒結(jié)構(gòu)

外側(cè)帶

長石、石英、白云母

細粒結(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)

中間帶

長石、石英、云母；大量的稀有、放射性、稀土元素礦物

粗粒、偉晶結(jié)構(gòu)、似文象結(jié)構(gòu)(交代作用發(fā)育)內(nèi)核石英-長石或石英－鋰輝石等偉晶－巨晶結(jié)構(gòu)※1.不是一切的偉晶巖都具有帶狀分帶;2.偉晶巖礦床主要是產(chǎn)在③帶中，尤其稀有、放射性、稀土元素礦床;第二節(jié)偉晶巖礦床的構(gòu)成條件

及成礦作用一、偉晶巖礦床的構(gòu)成條件1、

巖漿巖條件〔1〕提供成礦物質(zhì);〔2〕提供就位空間，常位于巖體的頂部或附近圍巖中；〔3〕巖體規(guī)模大的巖基或巖株有利于構(gòu)成偉晶巖礦床;〔4〕不同深度就位的巖漿,構(gòu)成不同類型的偉晶巖;如:水晶偉晶巖礦床:在成因上多與淺成的花崗巖類侵入體有關(guān)；稀有金屬偉晶巖礦床:那么是與中深成的花崗巖類侵入體有關(guān).2、物理化學條件溫度條件：變化范圍很大〔100-800℃〕，400-600℃最有利;在偉晶巖構(gòu)成過程中，邊緣〔700-600℃〕向中心〔150-600℃〕礦物的構(gòu)成溫度是逐漸降低的.壓力條件：構(gòu)成深度較大〔地表以下3-9km〕水晶偉晶巖礦床：1.5-3.0km；稀有金屬偉晶巖礦床：3.5-7km；云母偉晶巖礦床：7-8km至10-11km；陶瓷原料偉晶巖礦床：大于11km揮發(fā)份條件：H2O、F、Cl、B、CO2、P等揮發(fā)份的存在及多少，對偉晶巖礦床的構(gòu)成具重要意義(1)降低巖漿的粘度和礦物結(jié)晶溫度，延緩結(jié)晶時間，促使構(gòu)成宏大的礦物晶體和完好的帶狀構(gòu)造；(2)與稀有元素等結(jié)合構(gòu)成易溶化合物，使稀有元素在偉晶巖構(gòu)成的后期得到富集；3、圍巖條件偉晶巖礦床圍巖常是各類片巖、片麻巖、混合巖和花崗質(zhì)巖，圍巖對偉晶巖礦床構(gòu)成的影響包括：〔1〕圍巖的物理性質(zhì)影響其中裂隙的性質(zhì)和產(chǎn)狀，進而影響偉晶巖的形狀和分異程度；〔2〕圍巖化學性質(zhì)影響偉晶巖成份；4、地質(zhì)構(gòu)造條件產(chǎn)在褶皺帶、地臺邊緣的斷裂帶及不同構(gòu)造單元結(jié)合處，構(gòu)造環(huán)境影響偉晶巖的類型、形狀、分帶特征及礦化富集；具分級控巖控礦特點，詳細可分為：〔1〕偉晶巖脈〔2〕偉晶巖田〔3〕偉晶巖帶二、晶巖的成因※巖漿偉晶巖的成因1、巖漿結(jié)晶觀念偉晶巖是富含揮發(fā)份和稀有元素的花崗偉晶巖漿，經(jīng)巖漿結(jié)晶分異和熱液交代作用構(gòu)成的?！?〕費爾斯曼觀念：花崗巖結(jié)晶剩余偉晶巖巖漿充填花崗巖裂隙偉晶巖〔2〕弗拉索夫觀念花崗巖結(jié)晶〔噴氣〕偉晶巖巖漿充填花崗巖裂隙結(jié)晶帶狀偉晶巖交代交代作用白云母、鈉長石、鋰云母溫度降低類似A.И.金茲堡的地球化學演化模型，主要表現(xiàn)為一些堿金屬為另一些堿金屬的交代2、熱液交代觀念〔A.查瓦里斯基〕※強調(diào)不存在偉晶巖漿，每一種巖漿冷凝過程中都有剩余的氣體溶液，這種溶液富含成礦物質(zhì)、揮發(fā)分和硅酸鹽，是一種超臨界形狀的流體;在封鎖條件下，流體作用于早期構(gòu)成的礦物，使之發(fā)生重結(jié)晶，構(gòu)成粗?；騻ゾ?gòu)造的偉晶巖，以后在開放系統(tǒng)中進一步發(fā)生交代作用構(gòu)成偉晶巖礦床;巖漿偉晶巖礦床的成因以為偉晶巖礦床的構(gòu)成的本質(zhì)是巖漿結(jié)晶分異作用和巖漿氣水熱液交代作用的總和，因此是巖漿礦床與氣水熱液礦床的過渡類型偉晶巖礦床具有巖漿礦床的特點又兼有氣水熱液礦床的特征。※蛻變偉晶巖的成因由超蛻變的深熔作用和選擇重熔作用構(gòu)成的一種深熔流體，隨著揮發(fā)組分的聚集，對固態(tài)巖石發(fā)生重結(jié)晶作用和交代作用，構(gòu)成偉晶巖。第三節(jié)偉晶巖礦床的分類主要類型

一、偉晶巖的分類——K.A符拉索夫分類第一類型：文象、等粒型偉晶巖—邊緣帶，鉀－納長石，少量黑云母，無工業(yè)價值；第二類型：塊型偉晶巖，邊緣接近巖脈的中心部分，由微長石或石英塊體組成，巨晶構(gòu)造、偉晶構(gòu)造，云母和陶瓷原料，一定數(shù)量的TR；第三類型：完全分異型，長石和石英獨立結(jié)晶，云母和陶瓷原料，鋰輝石和綠柱石，鈉長石化和云英巖化發(fā)育；

第四類型：稀有金屬交代型，獨立的交代帶，鈉長石和各類云母，晚期石英和綠柱石以及TR和U礦物；第五類型：鈉長石－鋰輝石偉晶巖型，礦物種類較第四類型少，分異作用不如第四種類型完善；第四、五類型是多種稀有金屬礦產(chǎn)的主要來源二、偉晶巖礦床的主要類型及特征1.稀有金屬偉晶巖礦床Li、Be、Nb、Ta等的主要礦床類型典型礦床：新疆阿爾泰稀有金屬偉晶巖礦床河南官坡稀有金屬偉晶巖礦床2.白云母偉晶巖礦床典型礦床：內(nèi)蒙古土貴烏拉白云母礦床3.含水晶偉晶巖礦床4.長石偉晶巖礦床實例1新疆阿爾泰含稀有金屬花崗偉晶巖礦床為世界著名的偉晶巖礦田，產(chǎn)有豐富的稀有金屬元素礦物。1.偉晶巖脈產(chǎn)于輝長巖中；2.呈巖株狀出露，平面上呈橢圓形，長250m，寬150m，走向北北西，傾角幾乎直立，受輝長巖中兩組裂隙的控制。l〕鈉長石化文象構(gòu)造石英一微斜長石帶;2〕細粒鈉長石帶；3〕第一世代大塊微外長石帶；4〕石英一白云母帶；5〕葉鈉長石一鋰輝石帶；6〕石英一鋰輝石帶；7〕小片鈉長石帶；8〕細片鋰云母帶；9〕第二世代微外長石帶；10〕塊體石英帶;11)輝長巖12〕鋰云母帶實例2內(nèi)蒙土貴烏拉白云母偉晶巖礦床區(qū)內(nèi)廣泛分布著前震旦紀片麻巖，并構(gòu)成北東，南西向復向斜