新礦床學教學課件第三章偉晶巖礦床

1、第三章偉晶巖礦床 粉紅碧璽產地：阿富汗 偉晶巖礦床一 偉晶巖礦床及其特征二偉晶巖礦床的形成條件三 偉晶巖礦床的成礦作用四 偉晶巖礦床的主要類型偉晶巖偉晶巖是指由特別粗大的礦物晶體所組成，具有一定的內部結構、構造特征，常呈規(guī)則或不規(guī)則巖墻、巖脈或凸鏡狀產出的地質體。偉晶巖具有粗粒或巨粒結構，粒徑通常超過50毫米，晶體最大可以達到數米甚至十米以上長，一般顏色較淺偉晶巖電氣石鋰云母水晶綠柱石偉晶巖礦床若偉晶巖中的有用礦物或金屬元素富集達到工業(yè)要求時，便構成了偉晶巖礦床。稀有元素，稀土元素（REE），分散元素，放射性元素： Li. Be. Ta. Nb. Cs. Rb. Zr. Hf. La. Ce.

2、 U. Th. Y.長石、云母、水晶（石英）,寶石類：黃玉、水晶、綠柱石、電氣石、石榴石偉晶巖礦床的主要礦產雪利酒色 托帕石產地：巴西 碧璽產地：阿富汗 海藍寶石產地：巴西 綠柱石后左：海藍寶石 產地：巴西；后右：金黃色綠柱石 產地：巴西；前左：紅色綠柱石 產地：美國猶他州；前右：祖母綠 產地：哥倫比亞 水晶：紫黃晶，檸檬晶，Madeira酒黃晶，紫晶;產地：巴西 微黃色和薄荷綠色 碧璽產地：莫桑比克、阿富汗 剛玉紫色和粉紅色來自于馬達加斯加，藍色來自于克什米爾，查特酒黃綠色和白色來自于美國 碧璽產地：阿富汗 偉晶巖礦床的工業(yè)意義偉晶巖脈中的天河石(微斜長石)偉晶巖礦床的工業(yè)意義偉晶巖中的海藍

3、寶石Be3Al2（SiO3）6偉晶巖礦床的工業(yè)意義偉晶巖中的紅色電氣石偉晶巖礦床的工業(yè)意義月光效應：當白色的光照到寶石上因寶石內特殊的結構產生干涉顏色，在寶石表面可見到白至藍色的閃光，有似朦朧月光。月光石礦物學性質：屬于正長石系列，主要成分為KAlSi3O8，含有一定量NaAlSi3O8，單斜晶系。偉晶巖礦床的工業(yè)意義日光石礦物成分：鈉奧長石，單斜晶系。偉晶巖礦床的工業(yè)意義芙蓉石中國偉晶巖礦床主要產地阿爾泰偉晶巖省西南地區(qū)產有甲基卡和可爾因偉晶巖型稀有金屬礦床，雪寶頂偉晶巖型鎢錫礦床，丹巴偉晶巖型白云母礦床秦嶺造山帶產有含稀有金屬及鈾的偉晶巖礦床東南沿海產有福建南平偉晶巖型稀有金屬礦床內蒙古產

4、有土貴烏拉式偉晶巖型白云母礦床和哈達門溝偉晶巖型金礦天山造山帶產有堿性偉晶巖型稀有金屬及透輝石礦床新疆可可托海偉晶巖礦床三號采坑新疆可可托海偉晶巖礦床三號采坑中國偉晶巖礦床川西地區(qū)甲基卡礦床是亞洲規(guī)模最大的固體鋰礦床，由114條偉晶巖脈組成，134號脈最大，僅該脈就探明LiO2金屬量51. 22萬噸，相當于可可托海3號脈40多年共探明LiO2金屬量(4. 646萬噸)的11倍。四川丹巴，是我國第二大白云母產地，在約800 km2的范圍內，已經圈出花崗偉晶巖脈4 889條，其中具有白云母礦化的1133條，儲量占全省的9 3. 3 %，全國的10%。同國內其他白云母成礦區(qū)相比，丹巴的白云母以質量最

5、好，產出較多大號、特大號白云母片而聞名。位于金川、馬爾康兩縣接壤地帶的可爾因稀有金屬礦床已探明的氧化鋰儲量為21. 22萬噸，氧化鈹的規(guī)模達到中型。偉晶巖礦床成因分類偉晶巖與巖漿活動有關的巖漿型偉晶巖結晶分異模式富F花崗巖漿液態(tài)不混溶模式與變質作用有關的變質型偉晶巖變質深熔模式變質分異模式偉晶巖礦床的礦物、組分石英長石（斜長石、微斜長石、鈉長石、正長石）、云母（黑云母、白云母）組成。這三大類礦物占偉晶巖礦體的9095%左右。 我國各地偉晶巖中產出的稀散元素礦物鋰礦物（Li）：鋰輝石、鋰云母、透鋰長石、磷鋰礦銫礦物：銫榴石鈹礦物（Be）：綠柱石、金綠寶石、硅鈹石、硅鈹釔礦含揮發(fā)份礦物：磷灰石，黃

6、玉，電氣石，螢石等。銣礦物：天河石鈦礦物：榍石、金紅石、銳鈦礦稀土礦物（Th）：獨居石、鈮釔礦、褐簾石、氟碳鈰礦金屬硫化物：錫石、黑鎢礦、輝鉬礦、磁鐵礦、輝銅礦等鋯鉿礦物（Zr-Hf）：鋯英石、曲晶石、水鋯石鈾釷礦物：晶質鈾礦、方釷石、釷石鈮鉭礦物(Nb.Ta)：鈮鉭鐵礦、鈮鐵礦、鉭鐵礦、細晶石、褐釔鈮（鉭）礦在偉晶巖中，大約集中了四十余種元素，其中稀散元素很多。組成偉晶巖的礦物亦多達300余種，比組成巖漿巖的成分要復雜得多。結構構造偉晶結構晶體大小一般510結構構造偉晶結構偉晶結構美國緬因洲一個綠柱石晶體重18噸，長5.5米。挪威一個微斜長石晶體重達100噸，大約有10米長，10米寬。一塊白

7、云母面積寬達30平方。鋰輝石晶體長14米。我國新疆發(fā)現(xiàn)重約60噸的綠柱石晶體，36.2噸的鋰輝石以及9噸的銫榴石晶體。江蘇北部東?？h1958年挖到3.5噸的大水晶，83年又挖到3噸大水晶。蘇聯(lián)烏拉爾的伊爾明，有一個天河石礦的整個采石場及礦山就坐落在一個龐大的天河石晶體上。結構構造文象結構石英分布于長石晶體中，二者形成有規(guī)律的連晶，組成一種文字狀圖案。 粗粒&細粒結構粗粒（晶）結構：礦物晶體101細粒（晶）結構：礦物晶體1偉晶巖礦床產出的地質背景偉晶巖礦床的產出與構造的關系密切，偉晶巖礦床可以產在地槽區(qū)，也可以產在地臺區(qū)。但大多數規(guī)模巨大的偉晶巖礦床都分布于地槽區(qū)的褶皺帶內。具有工業(yè)價值的偉晶巖

8、礦床，其母巖侵入體大多數是花崗巖類，如黑云母花崗巖，白云母花崗巖，和二云母花崗巖。少數為堿性花崗巖。原巖為長英質物質的變質巖和混合花崗巖也是常見的偉晶巖礦床形成母巖。 形成偉晶巖礦床的主要巖石類型偉晶巖礦床的圍巖特征偉晶巖脈的圍巖多為化學性質不活潑的透滲性不好的巖石，如變質巖、片麻巖、片巖、花崗巖，很少產于未經變質的沉積巖及火山巖中。偉晶巖體的產出形態(tài)多為脈狀體，故常稱“偉晶巖脈”,少數呈串珠狀、透鏡狀、囊狀。偉晶巖體的形狀規(guī)則的脈狀不規(guī)則的脈狀透鏡狀囊狀串珠狀偉晶巖體的形狀脈的大小變化很大，長一般幾米幾十米，少數可達數百米；寬一般幾十厘米幾十米，個別可達百米寬。偉晶巖體的大小發(fā)育于房山復式巖

9、體過渡相平直的偉晶巖脈偉晶巖體的大小商南偉晶巖密集區(qū)地質圖1 板塊縫合線;2 黑云母及二云母微斜長石偉巖;3 白云母微斜長石偉巖;4 白云母微斜長石鈉長石偉晶巖; 5 鋰云母微斜長石鈉長石偉晶巖在空間分布上明顯受到構造控制，常成群出現(xiàn)，成帶分布。成千上萬條偉晶巖脈，大體相互平行，在一個區(qū)域內相對集中，構成“偉晶巖田”若干個偉晶巖田斷續(xù)分布，延伸幾十到幾百公里，寬幾公里到10-15公里，構成“偉晶巖帶”偉晶巖空間分布特征北貝加爾白云母區(qū)的白云母偉晶巖礦床（118）分布略圖1.復雜貫入體帶；2.正常貫入體帶；3.單一巖脈帶；4.白云母礦床帶；5.平移-逆掩斷層和平移-正斷層；6.深斷裂；7.偉晶巖

10、的分布界限；8.偉晶巖富集程度不同的各帶界限；9.實驗的剪切應力在水平及垂直方向上,甲基卡偉晶巖脈環(huán)繞二云母花崗巖體大致呈離心式帶狀成群分布。偉晶巖空間分布特征四川甲基卡偉晶巖1.二云母花崗巖；2.微斜長石型偉晶巖；3.微斜長石鈉長石型偉晶巖；4.鈉長石型偉晶巖； 5.鈉長石鋰輝石型偉晶巖；6.鈉長石鋰云母型偉晶巖；7.類型分帶線；8.類型分帶編號；.微斜長石偉晶巖帶；.微斜長石-鈉長石帶；.鈉長石帶；.鋰輝石帶；.鋰（白）云母帶區(qū)內統(tǒng)計偉晶巖脈共498條,多產于二云母花崗巖體頂部外接觸帶,在內接觸帶僅22條。巖脈形態(tài)和產狀受成巖前及成巖期構造裂隙控制,在巖體內主要產于冷縮性質的縱、橫裂隙中,

11、產狀陡?；◢弬ゾr脈的內部構造（據費爾斯曼） 1花崗巖；2長英巖帶；3文象花崗巖帶；4長石石英帶；5晶洞帶 偉晶巖礦床的構造分帶性偉晶巖體內部具有分帶性，在巖脈內，一般都有幾個帶，環(huán)繞內核作帶狀分布。偉晶巖礦床的分帶1浮土；2塊狀石英帶；3塊狀微斜長巖帶內帶；4小塊狀鈉長石帶；5石英鋰輝石帶；6鋰輝石帶；7石英白云母巢狀體帶；8塊狀微斜長石帶外帶；9細粒鈉長石巢狀體帶；10文象花崗巖帶；11輝長巖；12鋰云母帶遼寧海城偉晶巖礦床偉晶巖礦床的分帶轉引自盧欣祥等官坡01 偉晶巖脈結構平面圖偉晶巖礦床的分帶偉晶巖礦床的分帶邊緣帶與圍巖接觸，礦物結晶不好，具典型細粒結構（1），斷續(xù)不連。主要由長石、石

12、英、云母組成，有時可見少量的石榴石、電氣石、綠柱石、偶見稀有元素礦物。金屬礦物不具工業(yè)意義偉晶巖礦床的分帶外側帶礦物組成與邊緣帶基本相同。這一帶內綠柱石（Be）,白云母常具工業(yè)價值;礦物主要呈粗粒和文象結構偉晶巖礦床的分帶中間帶主體部分，礦物成分復雜，除主要礦物之外，還有大量金屬礦物;是稀有稀土分散元素礦化最集中部位，具較大的工業(yè)價值。呈粗粒結構、文象結構和塊狀構造偉晶巖礦床的分帶內核帶偉晶巖體中心部位;常由結晶粗大的石英和長石組成，或僅由石英以及電氣石、鋰輝石等組成致密塊狀內核。有時亦可構成晶洞，可有質量較好的水晶產出偉晶巖礦床一 偉晶巖礦床及其特征二偉晶巖礦床的形成條件三 偉晶巖礦床的成礦

13、作用四 偉晶巖礦床的主要類型巖漿巖條件與花崗偉晶巖礦床有成因聯(lián)系的花崗巖多呈巖基狀產出，出露面積可達數百平方公里。通常情況下，花崗巖體愈大，偉晶巖脈數量越多，構成的偉晶巖區(qū)規(guī)模愈大。巖漿巖條件不同類型的偉晶巖礦床，總是與一定深度相的花崗巖類有關。水晶偉晶巖礦床在成因上是與淺成的花崗巖類侵入體有關；稀有金屬偉晶巖礦床則是與中深成的花崗巖類侵入體有關，它們是有關巖漿分異的最后產物。巖漿巖條件空間上，偉晶巖可產于母巖侵入體的頂部和邊部，也可分布在母巖附近的沉積-變質巖中構造條件-大地構造環(huán)境大地構造環(huán)境控制成礦區(qū)域a.前寒武地軸、地盾區(qū)白云母偉晶巖帶；b.顯生宙地槽褶皺帶（造山帶）稀有金屬偉晶巖；c

14、.古板塊內部或邊緣深斷裂堿性稀有金屬稀土偉晶巖丹巴地區(qū)偉晶巖白云母分布圖（轉引自李建康）構造條件-區(qū)域構造部位區(qū)域構造部位（控制偉晶巖帶的分布）a.復背斜的軸部，尤其是地槽內部坳陷區(qū)中的隆起構造；b.深大斷裂的上盤；龍泉坪偉晶巖分布圖（轉引自盧欣祥等）構造條件-次級斷裂、節(jié)理、片理次級斷裂、節(jié)理、片理控制偉晶巖脈的分布及形態(tài)1偉晶巖脈；2東西向壓性斷裂；3裂隙走向（實線箭頭表示壓應力方向；虛線箭頭表示張應力方向 ）圍巖條件圍巖的物理性質影響裂隙的性質及其發(fā)育程度，因而也影響到偉晶巖的形態(tài)在片巖化的圍巖中易形成板狀偉晶巖，在片麻巖和花崗巖質巖石中常形成透鏡狀和柱狀偉晶巖。圍巖條件灰?guī)r可使偉晶巖中

15、的鋰富集，形成大量鋰輝石角閃巖、黑云母片巖、鎂鐵質巖由于鎂和鋰的地球化學性質相似，易于發(fā)生類質同象置換，使部分鋰分散到圍巖中，而引起偉晶巖中鋰的貧化形成溫度偉晶巖形成溫度的范圍較大，約為1000160之間，其主體部分則約形成于700200之間，稀有金屬礦化主要發(fā)生于500300之間在偉晶巖形成過程中，從邊緣到中心，礦物的形成溫度是逐漸降低的。形成溫度邊緣帶細晶巖的形成溫度為1000左右；中間帶的細粒、中粗粒及塊體的形成溫度為800500；各種交代礦物（鈉長石化、白云母化、云英巖化、鋰云母化、石榴石化等）的形成溫度為500200。晶洞礦物的形成溫度可降至160或更低；形成壓力（深度）絕大部分偉晶

16、巖形成深度均較大，特別是花崗偉晶巖。理論和實踐都證實，花崗偉晶巖產于39km，有的可能更深些。根據.施馬京的實驗資料，開始時可能達到800500Mpa，結束時降至200100Mpa。只有在相當大的壓力下，揮發(fā)性組分才能保留在巖漿中，形成偉晶巖，否則，這些揮發(fā)性組分在超臨界溫度下發(fā)生沸騰、氣化和外逸，不利于偉晶巖形成。較大的深度可使熱量散失緩慢，從而有利于體系長時間結晶作用進行偉晶巖礦床一 偉晶巖礦床及其特征二偉晶巖礦床的形成條件三 偉晶巖礦床的成礦作用四 偉晶巖礦床的主要類型偉晶巖礦床的成礦作用多期多階段早期結晶作用階段晚期交代作用階段結晶作用早期，揮發(fā)份逐漸增多，在揮發(fā)份的影響下殘余的熔漿保

17、持為液體狀態(tài)，構成所謂“花崗偉晶巖巖漿” 。當溫度下降質800時，長石、石英、云母等主要礦物便從偉晶巖漿中結晶析出，構成偉晶巖脈的主體，在這時，僅有少量的綠柱石、鈮鉭鐵礦等含稀散元素的礦物結晶。若此時構造活動超于穩(wěn)定狀態(tài)時，由于巖漿內部揮發(fā)份的影響，溫度下降緩慢，有利于巖漿房內結晶分異作用的進行，可形成粗大的晶體以及完好的帶狀構造。并且，長石和石英達到共結比，形成典型的文象結構。此階段交代作用不明顯，或處于次要地位。形成的礦物主要是呈結晶方式析出的長石、石英、云母。稀有和稀土元素或進入礦物晶格或在揮發(fā)組份中殘留富集，有利于稀有元素偉晶巖礦床形成。 交代作用交代作用主要發(fā)生在偉晶巖主體形的后期早

18、先形成的巖石或礦物（長石、石英、云母）與殘存的氣液流體發(fā)生化學反應。早期形成的礦物分解，釋放出稀有或稀散金屬元素，有利于稀有金屬偉晶巖礦床形成。偉晶巖礦床一 偉晶巖礦床及其特征二偉晶巖礦床的形成條件三 偉晶巖礦床的成礦作用四 偉晶巖礦床的主要類型1）簡單偉晶巖：礦物成分簡單，長石、石英、云母，交代不明顯。2）復雜偉晶巖：礦物成分復雜，長石、石英、云母，還有大量含揮發(fā)份及稀散元素的礦物，交代作用明顯。根據偉晶巖礦物復雜程度分類根據偉晶巖的成分與圍巖的關系分類單純偉晶巖與圍巖成分一致，如圍巖為片巖、片麻巖、花崗巖等，圍巖成分未參與偉晶巖的形式，未發(fā)生物質的交換。復雜偉晶巖與圍巖成分相差很大，如超基性巖、基性巖、碳酸鹽巖等發(fā)生物質成分的交換混染偉晶巖（圍巖為基性巖，可同化奪取其中的Al，形成紅柱石、蘭晶石、矽線石）；去硅偉晶巖（圍巖為不含Si的如碳酸鹽巖、超基性巖、堿性巖等，發(fā)生物質成分的交換，巖漿中Si大量進入圍巖中）。根據偉晶巖礦床的工