第四章伟晶岩矿床

第四章伟晶岩矿床主要教学内容1、伟晶岩矿床及其地质特征2、伟晶岩矿床的形成条件及其形成作用3、伟晶岩矿床的主要类型重点与难点1、伟晶岩矿床及其地质特征2、伟晶岩矿床的形成条件及其形成作用第四章伟晶岩矿床脉岩：在岩浆岩体内部或附近围岩中形成的呈脉状产出的岩浆岩，这类岩体宽度一般不大，有的延伸较远，可达数千米，以岩墙、岩脉或岩床等形态产出。其冷凝条件与侵入体和喷出岩都有差异，因此有其特征性的结构构造，在成分上与侵入体既反映有继承性，又反映出演化后的差异。常见的有细晶岩类、伟晶岩类和煌斑岩类。伟晶岩:顾名思义，是由粗大矿物晶体组成的一类脉岩。与其他类型的岩石相比，有如下特点：矿物晶体粗大；含大量稀有元素矿物；具特殊的结构构造（伟晶结构）。伟晶岩常产于各深成岩体的顶部以及远离岩体的围岩中，在成分上与各类深成岩相似，而且在时间和空间上与相应的深成岩体有密切的联系。最常见的是花岗伟晶岩，其它类型有正长伟晶岩、辉长伟晶岩等。伟晶岩矿床:产于伟晶岩中,有用矿物含量达到工业要求。一般产于花岗伟晶岩中。碱性伟晶岩中也有产出。花岗伟晶岩矿床中一般产出长石、石英、云母等非金属矿产和宝石类矿物，以及稀有元素矿产。第一节伟晶岩矿床及其地质特征一、伟晶岩与伟晶岩矿床的概念及工业意义1.伟晶岩（Pegmatite)指与一定的火成侵入体在成因上存在密切联系，在矿物成分上相同或相似，由特别粗大的晶体所组成，并常具有一定内部结构构造特征的规则或不规则的岩墙、岩脉或透镜状地质体。2.伟晶岩矿床是指伟晶质岩浆固结过程，使有用物质发生迁移、聚集的作用，当有用组分富集并达到工业要求时，形成的矿床称伟晶岩矿床.•3.工业意义•金属包括稀有元素、稀土元素、放射性元素和W、Sn等金属元素的重要来源;•非金属包括长石、云母、石英等非金属矿产重要来源;绿柱石、黄玉、电气石、水晶等宝石的重要来源；二、伟晶岩矿床类型按成因，可划分为岩浆伟晶岩和变质伟晶岩1.岩浆伟晶岩矿床和类型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。根据其岩性可分为三类：(1)花岗伟晶岩矿床：主要是长石、石英、黑云母、白云母，还有锆石、磷灰石、绿柱石、褐帘石、黄玉等,工业意义大;(2)碱性伟晶岩矿床：除微斜长石或正长石外，主要形成Nb、Ta、REE矿物和Li、Be等矿物，有时形成大量的磷灰石，有一定的工业意义;•(3)基性-超基性伟晶岩矿床：中基性斜长石、古铜辉石为主，有Lo、Bi、榍石、钛铁矿、磁铁矿、铬铁矿等，有工业意义的较少.2、变质伟晶岩是变质作用达到高级阶段，发生伟晶岩化作用的产物。1、伟晶岩的形态、产状和规模三、伟晶岩矿床的地质特征伟晶岩的形态、产状、规模受围岩岩性和构造的影响，形态复杂多样，一般以脉状为主，产状与围岩一致或不一致，大小差别大。伟晶岩脉在三维空间的延伸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伸就大。矿化一般富集在脉体的上部或顶部，特别在脉体的膨大部分。板状伟晶岩中倾角大的利于稀有金属矿化富集。伟晶岩的几种常见形态（1）规则的脉状；（2）透镜状；（3）不规则脉状；（4）囊状体；（5）串珠状脉群产状：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：长几米～几百米～上千米，厚几厘米～几十米，延深几米～几百米～上千米形态：脉状、透镜状、囊状、筒状、网状及不规则状等多种形状。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，构成侧列状、串珠状脉群2.矿石的组成(1).矿物成分：可达300种以上，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、锆石等;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、磁铁矿等;E、挥发份矿物：萤石(F)、电气石(B)、黄玉(F);简单伟晶岩、复杂伟晶岩,不同类型的矿床矿物组合不完全相同；(2)化学成分：元素种类多(40种以上)氧和亲氧元素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等金属元素F、B、Cl、P等挥发份含量也较高※稀有和稀土元素、放射性元素常高度富集，可超过克拉克值的几十倍、百倍、上千倍；如：Li：0.0021％1-2%,476-952倍Be：0.00013％1%,7692多倍3、伟晶岩的结构A、伟晶结构/巨晶结构(15cm):常由长石＋石英＋云母及其它一些矿物的巨大晶体组成；B、粗粒结构(5-15cm):主要是由长石、石英共结生成的；C、中粒结构(2-5cm):主要由中粒石英、长石组成；D、细粒结构(0.5－2cm):主要由石英、斜长石和微斜长石组成，为半自形或它形粒状结构，有时还有少量的白云母和其它矿物；E、文象结构/似文象结构:由石英、斜长石和微斜长石组成；F、交代结构:如溶蚀结构，交代残余结构等；伟晶岩的结构有伟晶结构、文象结构等。伟晶岩的粒度划分与一般的侵入岩不同，有其独有的标准：细粒为0.5-2Cm,中粒为2-5Cm,，粗粒为５－１５Ｃｍ。块状体大于１５Ｃｍ。4、伟晶岩的构造常见晶洞构造，花岗伟晶岩多具带状构造,发育完好的带状构造自边缘到中心可划分为四个带伟晶岩的构造在伟晶岩矿床中，常具有由伟晶岩不同结构的部分组成的条带，呈有规律的带状分布。从伟晶岩的边缘到中心发育有四个带：（１）边缘带：岩体边部与围岩接触带。细粒结构。（２）外侧带：文象结构及粗粒结构。（３）中间带：粗粒结构和伟晶结构。含大量的稀有、稀土、放射性元素矿物，是伟晶岩矿床产出的主要部位。（４）内核：由石英块体、锂辉石块体组成。分带矿物组合结构边缘带石英、长石细粒结构外侧带长石、石英、白云母细粒结构、文象结构中间带长石、石英、云母；大量的稀有、放射性、稀土元素矿物粗粒、伟晶结构、似文象结构(交代作用发育)内核石英-长石或石英－锂辉石等伟晶－巨晶结构※1.不是所有的伟晶岩都具有带状分带;2.伟晶岩矿床主要是产在③带中，尤其稀有、放射性、稀土元素矿床;第二节伟晶岩矿床的形成条件及成矿作用一、伟晶岩矿床的形成条件1、岩浆岩条件（1）提供成矿物质;（2）提供就位空间，常位于岩体的顶部或附近围岩中；（3）岩体规模大的岩基或岩株有利于形成伟晶岩矿床;（4）不同深度就位的岩浆,形成不同类型的伟晶岩;如:水晶伟晶岩矿床:在成因上多与浅成的花岗岩类侵入体有关；稀有金属伟晶岩矿床:则是与中深成的花岗岩类侵入体有关.2、物理化学条件温度条件：变化范围很大（100-800℃），400-600℃最有利;在伟晶岩形成过程中，边缘（700-600℃）向中心（150-600℃）矿物的形成温度是逐渐降低的.压力条件：形成深度较大（地表以下3-9km）水晶伟晶岩矿床：1.5-3.0km；稀有金属伟晶岩矿床：3.5-7km；云母伟晶岩矿床：7-8km至10-11km；陶瓷原料伟晶岩矿床：大于11km挥发份条件：H2O、F、Cl、B、CO2、P等挥发份的存在及多少，对伟晶岩矿床的形成具重要意义(1)降低岩浆的粘度和矿物结晶温度，延缓结晶时间，促使形成巨大的矿物晶体和完整的带状构造；(2)与稀有元素等结合形成易溶化合物，使稀有元素在伟晶岩形成的后期得到富集；3、围岩条件伟晶岩矿床围岩常是各类片岩、片麻岩、混合岩和花岗质岩，围岩对伟晶岩矿床形成的影响包括：（1）围岩的物理性质影响其中裂隙的性质和产状，进而影响伟晶岩的形态和分异程度；（2）围岩化学性质影响伟晶岩成份；4、地质构造条件•产在褶皱带、地台边缘的断裂带及不同构造单元结合处，构造环境影响伟晶岩的类型、形态、分带特征及矿化富集；•具分级控岩控矿特点，具体可分为：（1）伟晶岩脉（2）伟晶岩田（3）伟晶岩带二、晶岩的成因※岩浆伟晶岩的成因1、岩浆结晶观点伟晶岩是富含挥发份和稀有元素的花岗伟晶岩浆，经岩浆结晶分异和热液交代作用形成的。（1）费尔斯曼观点：花岗岩结晶残余伟晶岩岩浆充填花岗岩裂隙伟晶岩（2）弗拉索夫观点花岗岩结晶（喷气）伟晶岩岩浆充填花岗岩裂隙结晶带状伟晶岩交代交代作用白云母、钠长石、锂云母温度降低类似A.И.金兹堡的地球化学演化模型，主要表现为一些碱金属为另一些碱金属的交代2、热液交代观点（A.查瓦里斯基）•※强调不存在伟晶岩浆，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，流体作用于早期形成的矿物，使之发生重结晶，形成粗粒或伟晶结构的伟晶岩，以后在开放系统中进一步发生交代作用形成伟晶岩矿床;岩浆伟晶岩矿床的成因认为伟晶岩矿床的形成的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，因此是岩浆矿床与气水热液矿床的过渡类型伟晶岩矿床具有岩浆矿床的特点又兼有气水热液矿床的特征。※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。第三节伟晶岩矿床的分类主要类型一、伟晶岩的分类——K.A符拉索夫分类第一类型：文象、等粒型伟晶岩—边缘带，钾－纳长石，少量黑云母，无工业价值；第二类型：块型伟晶岩，边缘靠近岩脉的中心部分，由微长石或石英块体组成，巨晶结构、伟晶结构，云母和陶瓷原料，一定数量的TR；第三类型：完全分异型，长石和石英独立结晶，云母和陶瓷原料，锂辉石和绿柱石，钠长石化和云英岩化发育；第四类型：稀有金属交代型，独立的交代带，钠长石和各类云母，晚期石英和绿柱石以及TR和U矿物；第五类型：钠长石－锂辉石伟晶岩型，矿物种类较第四类型少，分异作用不如第四种类型完善；第四、五类型是多种稀有金属矿产的主要来源二、伟晶岩矿床的主要类型及特征1.稀有金属伟晶岩矿床Li、Be、Nb、Ta等的主要矿床类型典型矿床：新疆阿尔泰稀有金属伟晶岩矿床河南官坡稀有金属伟晶岩矿床2.白云母伟晶岩矿床典型矿床：内蒙古土贵乌拉白云母矿床3.含水晶伟晶岩矿床4.长石伟晶岩矿床实例1新疆阿尔泰含稀有金属花岗伟晶岩矿床为世界著名的伟晶岩矿田，产有丰富的稀有金属元素矿物。1.伟晶岩脉产于辉长岩中；2.呈岩株状出露，平面上呈椭圆形，长250m，宽150m，走向北北西，倾角几乎直立，受辉长岩中两组裂隙的控制。l）钠长石化文象结构石英一微斜长石带;2）细粒钠长石带；3）第一世代大块微外长石带；4）石英一白云母带；5）叶钠长石一锂辉石带；6）石英一锂辉石带；7）小片钠长石带；8）细片锂云母带；9）第二世代微外长石带；10）块体石英带;11)辉长岩12）锂云母带实例2内蒙土贵乌拉白云母伟晶岩矿床区内广泛分布着前震旦纪片麻岩，并构成北东，南西向复向斜和复背斜。岩浆活动甚为频繁，有花岗岩、苏长岩、辉绿岩、闪长岩和细晶岩脉。伟晶岩主要分布在复背斜两翼的张节理中，走向为北40°—70°西，产状稳定。白云母呈连续带状分布在伟晶岩脉的巨晶结构带的上盘；白云母矿体分布在伟晶岩脉巨晶结构带的两边，或与似文象结构带的接触处。内蒙古土贵乌拉白云母伟晶岩脉剖面示意图1-细晶结构；2-文象结构；3-似文象结构：4-块状石英；5-块状长石；6-巨晶板状白云母；7-石英一白云母交代体作业1。描述伟晶岩矿床的带状构造？2。简述伟晶岩矿床的地质特征