礦床(3)巖漿礦床

第三章巖漿礦床

一、巖漿礦床的概念及工業(yè)意義（一）概念巖漿礦床：巖漿經(jīng)分異作用使其中的有用組分富集而形成的礦床1.成礦物質(zhì)多來自上地幔，部分來自地殼。2.巖漿礦床的成礦介質(zhì)是巖漿。3.成礦主要發(fā)生在巖漿完全固結(jié)之前的冷凝結(jié)晶過程中。4.部分礦床是巖漿冷凝固結(jié)形成的，未經(jīng)分異作用。5.成礦主要發(fā)生在地殼深處，但也可發(fā)生與近地表或地表。（二）工業(yè)意義

1.重要的金屬礦產(chǎn)：Cr、CuNi、Fe、PGE、REE、Nb、Ta等。

2.重要的非金屬礦產(chǎn)：金剛石、石材、橄欖巖（MgO＞40%）、霞石正長巖(霞石＞20%，Na2O/K2O≈1個用于陶瓷，＞2用于玻璃)、浮石及火山渣、膨脹珍珠巖原料、鑄石及巖綿原料。二、成礦作用及礦床分類I巖漿結(jié)晶分異作用及巖漿分結(jié)礦床（一）概念

1.結(jié)晶分異作用：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.2.巖漿分結(jié)礦床：巖漿通過結(jié)晶分異作用使其中的有用組分富集而形成的礦床。巖漿分結(jié)礦床可再分為早期巖漿礦床和晚期巖漿礦床。

（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。

3.影響有用礦物結(jié)晶的因素

（1）礦物結(jié)晶能力（晶格能）

（2）有用組分的濃度（3）揮發(fā)組分的含量（4）氧逸度（二）成礦作用（過程）及礦床特征

1.早期巖漿礦床：

a成礦作用及過程（圖1）

b礦床特征：

礦體多產(chǎn)于巖體內(nèi)特定部位（下部、底部、邊部），與特定巖相有關(guān)；礦體多為等軸狀、凸鏡狀及似層狀；

礦體與圍巖呈漸變關(guān)系，圍巖無蝕變；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。圖1早期巖漿礦床（鉻鐵礦）成礦模式圖自形粒狀結(jié)構(gòu)

2.晚期巖漿礦床

(1)成礦作用過程：圖2(2)礦床特征

a未經(jīng)壓濾作用的礦體：

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。

b貫入礦體：

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；礦石多具塊狀或稠密浸染狀構(gòu)造，礦石礦物可較自形。圖2晚期巖漿礦床成礦模式圖

壓濾作用：在應(yīng)力作用下，富礦熔漿從結(jié)晶的硅酸巖礦物間被擠出并貫入裂隙中去的作用。貫入礦體：經(jīng)壓濾作用后的富礦熔漿或礦漿冷凝結(jié)晶形成的礦體。海綿隕鐵結(jié)構(gòu)（三）有關(guān)礦床

1.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。（1）層狀鉻鐵礦礦床（早期巖漿礦床）礦體產(chǎn)在具有層狀序列的超鎂鐵-鎂鐵質(zhì)火成巖侵入體中；含礦巖體大多形成于前寒武；典型礦床：南非布什維爾德鉻鐵礦礦床（2）似層狀釩鈦磁鐵礦礦床（晚期巖漿礦床）產(chǎn)在層狀鎂鐵雜巖中；巖體受地層控制；礦體層狀分帶明顯，每個巖相帶自上而下為：淺色輝長巖—深色輝長巖—貧礦體—富礦體典型礦床：攀枝花釩鈦磁鐵礦礦床。2.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。產(chǎn)在阿爾卑斯型超鎂鐵質(zhì)雜巖體中；成礦受巖相控制，大多產(chǎn)在純橄欖巖和斜輝輝橄巖中；典型礦床：西藏羅布莎鉻鐵礦礦床。3.與（層狀）基性巖有關(guān)的釩鈦磁鐵礦礦床。含礦巖體主要由輝長巖和斜長巖組成；兩種礦體形狀，其一，產(chǎn)于輝長巖內(nèi)部的透鏡狀礦體；其二，產(chǎn)于斜長巖體內(nèi)原生裂隙中或不同巖相接觸帶上的脈狀礦體；典型礦床：河北大廟釩鈦磁鐵礦礦床。II巖漿熔離礦床（一）概念及工業(yè)意義1.概念巖漿熔離作用：由于溫度、壓力等條件的變化，一種均一的巖漿分為互不混熔的兩種或兩種以上融體的作用。例：硫在巖漿中的溶解度為千分之幾萬分之幾，但在1400-1500oC以上時硫化物呈分散狀態(tài)，含量可達(dá)15%以上。富P和Fe的中性巖漿溫度下降可熔離為三種融體。熔離礦床：經(jīng)巖漿熔離作用使有用組分富集而形成的礦床。2.影響熔離礦床形成的因素（1）巖漿中有用組分和礦化劑的豐度（Cu、Ni、PGE、及S、P）（2）巖漿的主要組分，如Ca、Si、K、Na含量高有利于硫化物熔離，F(xiàn)e則相反。（3）其他揮發(fā)組分：PH2O、PCO2

增大有利于硫化物的熔離。以上因素可由巖漿自身成份決定，也可因同化圍巖而引起變化。

3.工業(yè)意義（1）與基性-超基性雜巖體有關(guān)的銅鎳及PGE硫化物礦床（2）與中性巖體及堿性雜巖體有關(guān)的磁鐵礦-磷灰石礦床（二）礦床形成方式及礦床特征1.就地熔離（侵位之后發(fā)生的熔離作用）成礦作用及礦床特征（1）成礦作用及過程（圖3）圖3巖漿熔離礦床的成礦模式圖豆?fàn)顦?gòu)造

（2）礦床特征：

a未經(jīng)壓濾作用的礦體多產(chǎn)于巖體底部及邊部特定的巖相帶中，可見上懸礦體。礦體多呈似層狀、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，塊狀者少。

b貫入礦體產(chǎn)于巖體內(nèi)部及巖體的圍巖中，多呈脈狀及似層狀沿斷裂及裂隙分布。礦體與圍巖為突變關(guān)系，可見蝕變，礦石多為塊狀構(gòu)造。

2.深部熔離成礦方式及礦床特征（1）成礦作用及過程（圖4）（2）礦床特征：礦體可呈層狀產(chǎn)于巖體底部，也可呈 脈狀等形狀產(chǎn)于斷裂等構(gòu)造部位。礦體與圍巖呈突變接觸。礦石多為塊狀及稠密浸染狀構(gòu)造。礦床規(guī)模與巖體大小無關(guān)。III、巖漿爆發(fā)礦床（一）概念、特點(diǎn)及工業(yè)意義

1.概念：巖漿爆發(fā)及噴溢作用：巖漿在內(nèi)壓力的作用下猛烈（爆炸）上升到地表及近地表稱為巖漿爆發(fā)作用，以較寧靜的方式溢出地表稱為巖漿噴溢作用。巖漿爆發(fā)礦床：有用組分在深部結(jié)晶（或熔離），經(jīng)巖漿爆發(fā)作用帶到近地表或在爆發(fā)過程中形成的礦床。2.礦床特征：(1)礦體產(chǎn)于火山巖及次火山巖中(2)礦體形狀多為筒狀、脈狀、層狀及凸鏡狀，(3)礦石多為角礫狀、氣孔狀、繩狀及塊狀等構(gòu)造。3.工業(yè)意義：（1）與金伯利巖和鉀鎂煌斑巖有關(guān)的金剛石礦床（2）與科馬提巖有關(guān)的硫化鎳礦床（3）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。（二）金剛石礦床（巖漿爆發(fā)礦床）

金剛石的碳質(zhì)來源（碳同位素證據(jù)）表明，其形成于地幔。1.金剛石的形成條件和保存條件（圖5）（1）形成條件溫度高于1200oC~1800oC；壓力大于35kb—60kb（120~200km）（2）保存條件減壓和降溫同時進(jìn)行（地表溫度低于1200oC；1800oC時,壓力大于15kb（50km））。圖5金剛石穩(wěn)定平衡圖解

自然界中可滿足形成金剛石的高壓環(huán)境有地幔深部（140km左右，圖6）、超高壓變質(zhì)帶、大的隕石坑。有利于滿足上述保存條件的地質(zhì)作用是源自地幔深處高揮發(fā)分巖漿的爆發(fā)作用。2.金剛石礦床的形成條件和礦床特征（1）大地構(gòu)造環(huán)境

大陸板塊內(nèi)部，分布于深大斷裂附近（上盤）。（2）有關(guān)巖漿巖

金伯利巖或鉀鎂煌斑巖，金剛石在這些巖石中呈斑晶的形式存在。（3）礦床特征

礦體呈巖筒狀、巖墻狀及脈狀（圖6-2），礦石多為角礫狀構(gòu)造。圖6金剛石礦床成礦模式圖（據(jù)F.Hagger，1986）

1-低溫八面體金剛石；2-中溫立方八面體金剛石；3-高溫立方體金剛石；

4-炭黑（無定型碳）；K1，K2，K3-金伯利巖筒；L1-鉀鎂煌斑巖圖6-2克拉通中金伯利巖型金剛石礦床模式圖三、巖漿礦床的成礦地質(zhì)條件（一）大地構(gòu)造條件及巖漿條件巖漿成礦專屬性：指巖漿巖與礦種間的對應(yīng)關(guān)系，即一定的礦種僅與一定的巖漿巖有關(guān)。巖漿巖的類型與大地構(gòu)造背景有對應(yīng)關(guān)系

1.大陸板塊內(nèi)部與熱點(diǎn)、裂谷及深大斷裂有關(guān)的巖漿巖和礦床

a層狀基性-超基性侵入體：鉻鐵礦礦床、PGE礦床、釩鈦磁鐵礦礦床我國含釩鈦磁鐵礦巖體的巖石化學(xué)特征：MgO＜8%、m/f＜2(超基性相＜3）、TiO2＞2、ΣREE高(＞100ppm)、LREE強(qiáng)烈富集。

b金伯利巖及鉀鎂煌斑巖：金剛石礦床。

c(堿性)超基性巖-堿性基性巖-堿性巖-碳酸巖：磷灰石-磁鐵礦礦床

Nb-Ta及REE礦床。

d基性-超基性雜巖體（多與基性火山巖伴生）：Cu-Ni及PGE硫化物礦床。

2.大陸板塊邊緣及褶皺帶基性-超基性雜巖體：Cu-Ni及PGE硫化物礦床含礦巖體特征如下：

a巖體規(guī)模小，多次侵位，分異較好。常見橄欖巖-輝巖-輝長巖-（閃長巖），輝巖-輝長巖，蘇長巖-輝長巖，橄長巖-輝長巖。

b巖石化學(xué)特征：MgO=8-30%,m/f=2-6,TiO2=0.2-2.5%,ΣREE較低（一般＜50ppm，與上地幔接近)、LREE輕度富集。

3.板塊縫合帶(與蛇綠巖套有關(guān)的)鎂質(zhì)超基性巖體：(阿爾卑斯型)鉻鐵礦礦床巖體多由純橄巖、輝橄巖、輝石巖等巖相組成，一般缺少基性巖相。

巖石化學(xué)特征：MgO＞30%,m/f＞7，TiO2＜0.2%，(ΣREE)N＜1，

HREE富集。（二）

同化作用巖漿上升過程的同化作用，對巖漿體系產(chǎn)生如下影響：（1）有用組分圍巖中成礦物質(zhì)進(jìn)入巖漿體系，增加其有用組分含量；（2）揮發(fā)組分圍巖中揮發(fā)組分進(jìn)入巖漿，改變巖漿體系的揮發(fā)分條件；（3）巖漿組分巖漿的常量組分被改變，從而導(dǎo)致體系性質(zhì)發(fā)生變化；（4）氧逸度巖漿體系氧逸度發(fā)生變化。（三）

揮發(fā)組分（礦化劑）H2O、F、Cl、B、S、C、P等，具有熔點(diǎn)低、揮發(fā)性高的特點(diǎn)，對成礦元素的遷移、富集有重要影響。四、巖漿礦床的特征1.巖體對礦體的包容性。2.礦體與巖體形成的同時性。3.礦石與巖石礦物組合的一致性。4.礦體圍巖蝕變不明顯或較弱。5.成礦溫度高。（多在1200-1500oC，硫化物多在1100-500oC）