第四章 巖漿礦床

1、1、概念、概念 巖漿礦床：各類巖漿在地殼深處，經(jīng)結(jié)晶分異作用（crystallizing fraction-ation）和熔離（分異）作用（immiscibility process）使分散在巖漿中的成礦物質(zhì)聚集而形成的礦床。 1）成礦溫度高1300600；2）成礦與巖漿具有時(shí)、空、物間的成生聯(lián)系； 3）成礦專屬性明顯，與特定的巖性巖相有關(guān)； 4）賦礦圍巖多數(shù)就是成礦母巖； 5）礦石與巖石礦物組合相同，只是含量有別； 6）圍巖蝕變不發(fā)育（相對氣水熱液礦床）； 3、工業(yè)意義 1）重要的金屬礦產(chǎn)：Cr、Cu-Ni、Fe （V+Ti）、PGE、REE等； 2）重要的非金屬礦產(chǎn)：金剛石、磷灰 石、建材

2、和化工原料等；1、巖漿成礦作用 1）結(jié)晶分異作用（crystallizing fractionation ） 在巖漿冷凝過程中，由于不同礦物先后結(jié)晶和礦物比重的差異導(dǎo)致巖漿中不同組分相互分離的作用。階段形成礦物液體+下沉晶體晶體堆積層礦物圖例橄欖石橄欖石鉻鐵礦鉻鐵礦輝石單斜輝石斜方輝石二輝巖巖石類型198%橄欖石+2%鉻鐵礦2100% 斜方輝石345625% 斜方輝石+75% 單斜輝石根據(jù)堆積礦物的結(jié)晶關(guān)系和視沉降速度有關(guān)的富鉻鐵礦層成因模式（引自T.N.歐文等人,1966） 2）巖漿熔離（分異）作用 immiscible process 由于溫度、壓力等條件的變化，一種均一 的巖漿分為互不混

3、熔（immiscibility）的兩 種或兩種以上熔體的作用。3）巖漿爆發(fā)及噴溢作用Magma blast and eruption process巖漿在內(nèi)壓力的作用下猛烈（爆炸）上升到地表及近地表的作用稱為巖漿爆發(fā)作用；以較寧靜的方式溢出地表的作用稱為巖漿噴溢作用。2、巖漿礦床成因分類1）巖漿分結(jié)礦床巖漿結(jié)晶分異作用；2）巖漿熔離礦床巖漿熔離分異作用；3）巖漿爆發(fā)礦床及噴溢礦床巖漿爆發(fā)作用 及噴溢作用；1、巖漿分結(jié)礦床 magama differentiation-crystallizing deposit 通過巖漿結(jié)晶分異作用使有用物質(zhì)富集形成的礦床。 根據(jù)有用物質(zhì)與無用物質(zhì)形成的先后順序

4、，又可以將巖 漿分結(jié)礦床進(jìn)一步劃分為兩個(gè)亞類： 1）早期巖漿礦床有用礦物結(jié)晶早于硅酸巖礦物的巖漿 分結(jié)礦床。 2）晚期巖漿礦床有用礦物結(jié)晶晚于硅酸巖礦物的巖漿 分結(jié)礦床。1）早期巖漿礦床的主要地質(zhì)特征礦體多產(chǎn)于巖體內(nèi)的下部、底 部、邊部，與 特定巖相有關(guān);礦體多為似層狀、等軸狀及凸鏡狀;礦體與圍巖呈漸變關(guān)系，圍巖無蝕變或蝕變 較弱;有用礦物多為氧化物，一般為自形-半自形結(jié) 構(gòu)及包含結(jié)構(gòu)，礦石多具浸染狀及條帶狀構(gòu) 造；早期巖漿礦物有用礦物鏡下的自形結(jié)構(gòu)特征ChrSilc 根據(jù)是否經(jīng)歷壓濾作用，礦床特征表現(xiàn)不同。 壓濾作用（press process）在應(yīng)力作用下，富礦熔漿從 結(jié)晶的硅酸巖礦物間被

5、擠出并貫入裂隙中去的作用。 aaaabbbbcccdd1234晚期巖漿分結(jié)礦床成礦作用理想模式（據(jù)貝特曼原圖修改）1-在冷凝帶形成后早期巖漿結(jié)晶；2-先后結(jié)晶的硅酸鹽礦物因比重不同按重力關(guān)系占據(jù)各自的位置；3-富礦質(zhì)殘漿通過粒間空隙向下集中，較晚結(jié)晶的比重較小的硅酸巖晶體上?。ù穗A段冷凝結(jié)晶則形成層狀礦體）；4-在外力作用下富礦殘漿經(jīng)壓濾作用沿裂隙貫入形成貫入礦體。 未經(jīng)壓濾作用的晚期巖漿礦床：礦體產(chǎn)于巖體內(nèi)部（多在下部）特定的巖相內(nèi)。 多呈條帶狀、凸鏡狀及似層狀。礦體與圍巖為漸變關(guān)系，圍巖可伴有蝕變現(xiàn)象。礦石的有用礦物多為他形粒狀結(jié)構(gòu)、海綿隕鐵結(jié)構(gòu)，浸染狀、稠密浸染狀及塊狀構(gòu)造。受壓濾作用的

6、晚期巖漿礦床：礦體呈脈狀及凸鏡狀產(chǎn)于巖體內(nèi)部或接觸帶附近的圍巖中,受斷裂及裂 隙控制。礦體與圍巖呈突變接觸，圍巖常有蝕變現(xiàn)象。礦石多具塊狀或稠密浸染狀構(gòu)造，礦石礦物可較自形。晚期巖漿礦床礦石的典型海綿隕鐵結(jié)構(gòu)ChrSili3）巖漿分結(jié)礦床的重要礦床類型與層狀基性-超基性巖體有關(guān)的鉻鐵礦礦床、釩鈦磁 鐵礦礦床、PGE礦床穩(wěn)定大陸內(nèi)部裂谷、熱點(diǎn) 或板塊邊緣環(huán)境；與蛇綠巖套中鎂質(zhì)超基性巖有關(guān)的（豆莢狀或稱阿 爾卑斯型）鉻 鐵礦礦床（？）古板塊縫合帶環(huán) 境；2、巖漿熔離礦床Magma immiscible differentiation deposit經(jīng)巖漿熔離作用使有用組分富集而形成的礦床。根據(jù)熔離

7、作用出現(xiàn)的部位及侵位的方式又可以進(jìn)一步劃分為如下兩個(gè)亞類：1）原（就）地巖漿熔離礦床熔離作用發(fā)生在侵位巖體產(chǎn)出的部位，熔離出的富礦熔漿在原地或接近原地附近固結(jié)，有用物質(zhì)富集而形成的礦床。2）深部巖漿熔離礦床熔離作用發(fā)生在深部巖漿房，并且已經(jīng)形成了不同物質(zhì)組分的巖相分層，受深部斷裂的引導(dǎo)或高能熔體的驅(qū)動(dòng)，不同巖相分層的熔漿沿?cái)嗔丫臀换蚯治贿^程中形成的礦床。原（就）地巖漿熔離礦床成礦作用示意圖深部巖漿熔離礦床成礦作用示意圖分異作用主要出現(xiàn)在深部巖漿房，但不排除巖漿侵位過程中有部分結(jié)晶分異作用的發(fā)生。1）原（就）地巖漿熔離礦床主要地質(zhì)特征 礦體多產(chǎn)于巖體內(nèi)部特定的巖相帶中，可見上懸礦體。 礦體多呈似

8、層狀、層狀、凸鏡狀； 與圍巖呈漸變關(guān)系，可伴有蝕變。 礦石多見海綿隕鐵結(jié)構(gòu)，浸染狀、稠密浸染狀、豆?fàn)畹葮?gòu)造，塊狀少。 大巖體有利于成大礦；與成礦有關(guān)的巖體具有多期多階段侵位特征； 2）深部巖漿熔離礦床主要地質(zhì)特征礦體產(chǎn)于巖體邊緣、底部或巖體附近的圍巖內(nèi)，少見上懸礦體。礦體多呈脈狀及似層狀，沿?cái)嗔鸭傲严斗植?。礦體與圍巖可以為突變關(guān)系，可見蝕變，礦石多為塊狀構(gòu)造。小巖體可以成大礦。與橄欖巖、輝石巖有關(guān)的銅鎳硫化物礦床；與輝長巖、斜長巖有關(guān)的釩鈦磁鐵礦磷灰石礦床；Magma blast and eruption deposit經(jīng)巖漿爆發(fā)作用或噴溢作用使成礦物質(zhì)富集而形成的礦床。根據(jù)巖漿爆發(fā)的劇烈程度

9、又可進(jìn)一步分為：1）巖漿爆發(fā)礦床：有用組分在深部結(jié)晶經(jīng)爆發(fā)作用帶到近地 表或在爆發(fā)過程中形成的礦床。 2）巖漿噴溢礦床：在深部分異出來的有用組分經(jīng)噴溢作用帶 到地表或在地表附近形成的礦床。礦體產(chǎn)于火山巖及次火山巖中，礦體形狀多為筒狀、脈狀、層狀及凸鏡狀，礦石多為角礫狀、氣孔狀、繩狀及塊狀等構(gòu)造。 2）重要礦床類型與金伯利巖和鉀鎂煌斑巖有關(guān)的金剛石礦床；與科馬提巖有關(guān)的銅鎳礦床；與安山巖類有關(guān)的鐵礦床；與流紋質(zhì)及粗面質(zhì)火山巖有關(guān)的浮石礦床、 火山渣礦床和膨脹珍珠巖原料礦床；1 000 800m-現(xiàn)代地表晚奧陶世地表火山口相O2Pt3地臺(tái)蓋層火山道相根部帶Pt3Ar基底巖墻中國克拉通中金伯利巖的產(chǎn)

10、狀模式（張安棣、許德煥，1995） 1、巖漿巖條件 基性超基性巖； 金伯利巖（鉀鎂黃斑巖）； 堿性巖碳酸巖雜巖；2、大地構(gòu)造條件 俯沖帶及板塊縫合線（造山帶）； 裂谷； 板塊內(nèi)部或邊緣的深大斷裂帶及熱點(diǎn)；3、同化作用促進(jìn)巖漿分異4、揮發(fā)組分作用成礦元素搬運(yùn)富集的重要載體 （礦化劑）5、巖漿的多期多階段侵入多期成礦作用的疊加1、層狀鎂鐵質(zhì)、層狀鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖型鉻鐵礦礦床超鎂鐵質(zhì)巖型鉻鐵礦礦床 2、豆莢狀（阿爾卑斯型）鉻鐵礦礦床、豆莢狀（阿爾卑斯型）鉻鐵礦礦床 3、釩鈦磁鐵礦礦床、釩鈦磁鐵礦礦床 4、銅、銅-鎳硫化物型礦床礦床鎳硫化物型礦床礦床 5、巖漿爆發(fā)型金剛石礦床、巖漿爆發(fā)型金剛石礦床

11、豆莢狀鉻鐵礦礦床鉻鐵尖晶石硅酸鹽礦物1993年發(fā)現(xiàn)年發(fā)現(xiàn)Ni: 200萬噸萬噸Cu: 100萬噸萬噸Co: 6萬噸萬噸 礦帶東西延伸近礦帶東西延伸近6公里公里After Evans-Lamswood et al. (2000)已控制深度達(dá)已控制深度達(dá) 2000 米米巖漿通道的重要作用巖漿通道的重要作用金川銅鎳硫化物礦床力馬河銅鎳硫化物礦床礦石鏡下的結(jié)狀固溶體分離結(jié)構(gòu)，出溶鎳黃鐵礦沿磁黃鐵礦邊緣呈網(wǎng)結(jié)狀分布攀枝花釩鈦磁鐵礦礦床金伯利巖中的寶石思考如下問題：1、何謂巖漿分結(jié)礦床？如何區(qū)分早期巖漿礦床和晚期巖漿礦床？2、何謂巖漿熔離礦床？常見相關(guān)礦種有哪些？礦床有何特征？3、貫入礦體是如何形成的？有

12、何鑒定特征？常可見于哪些類型的礦床中？4、何謂巖漿成礦專屬性？鉻鐵礦、釩鈦磁鐵礦、銅鎳硫化物及金剛石等礦床各產(chǎn) 于何種大地構(gòu)造環(huán)境？相關(guān)巖體及巖性有何特征？5、巖漿揮發(fā)組分及同化作用對巖漿成礦有何影響？6、巖漿礦床一般具有哪些特征？1、裴榮富，1995，中國礦床模式，地質(zhì)出版社， 31-34、 63-66 、111-113、 161-1642、D.P.考克斯、D.A.辛格，1986（宋伯慶等人（1990）譯），礦床模式，地質(zhì)出版社， 14-20，25-44、533、中國礦床編委會(huì)，1994，中國礦床（中冊），地質(zhì)出版 社，401-409上冊40-42， 205-265、553-5874、鮑佩聲、王希斌，1997，富鋁型豆莢狀鉻鐵礦床的成