第三章 巖漿礦床

1、第三章巖漿礦床1第三章巖漿礦床主要內(nèi)容：一、巖漿礦床概述二、巖漿成礦作用及礦床類型三、巖漿礦床的成礦條件四、巖漿礦床的主要類型及其地質(zhì)特征第一節(jié)巖漿礦床概述一、巖漿礦床的概念巖漿礦床的概念(MagmaticDeposit)：巖漿礦床系指各類巖漿在侵入地殼或噴出地表過程中，經(jīng)過結(jié)晶作用、分異作用、熔離作用及爆發(fā)作用，使分散其中的有用組分發(fā)生聚集而形成的礦床。由于它們是在正巖漿期形成的，因此又稱為正巖漿礦床。地殼和上地幔中存在多種類型的巖漿

2、，但能形成巖漿礦床的主要是源于上地幔的鎂鐵超鎂鐵質(zhì)巖漿。這是因?yàn)殒V鐵超鎂鐵質(zhì)巖漿粘度較小，有利于分散其中的元素和成礦物質(zhì)擴(kuò)散、對(duì)流和聚集，從而形成礦床。中酸性巖漿雖然含有種類更多、含量豐富的各類成礦元素，但由于巖漿的粘度較大，金屬元素等成礦組分不易在其中擴(kuò)散、對(duì)流和聚集，故難于在巖漿的成巖階段富集成礦，所以中酸性巖漿很少形成巖漿礦床。二、巖漿礦床的工業(yè)意義巖漿礦床具有十分重要的工業(yè)意義，因?yàn)榛鸪蓭r中含有很多重要的礦產(chǎn)資源，但它們通常散布

3、于整個(gè)火成巖體中，由于數(shù)量太少而無法利用，只有通過某些特殊的富集作用把這些有用資源聚集起來才能被開采利用，聚集的結(jié)果就是巖漿礦床。巖漿礦床具有十分重要的工業(yè)意義。世界上絕大部分的鉻、鎳、鉑族元素以及大部分鐵、銅、釩、鈦、鈷、磷、鈮、鉭和稀土元素等礦產(chǎn)資源均來自巖漿礦床。這些礦床大部分是鋼鐵工業(yè)的基本原料或國(guó)防工業(yè)、尖端工業(yè)必需原料的來源。它們大多在我國(guó)具有較富的儲(chǔ)量，但有些比較稀缺，如鉻、鉑族元素等。因此，研究巖漿礦床的成礦條件、礦床成

4、因和分布規(guī)律等具重要意義。第二節(jié)巖漿成礦作用及礦床類型巖漿中的有用組份析出、聚集和定位的過程稱為巖漿成礦作用。按成礦作用的方式和特點(diǎn)，可以分為結(jié)晶分異成礦作用、熔離成礦作用和爆發(fā)成礦作用三種一、結(jié)晶分異作用與巖漿分結(jié)礦床（Crystallizationdifferentitationdeposit）巖漿侵位和冷凝過程中，礦物按一定順序（礦物的晶格能、鍵性和生成熱降低順序）依次從巖漿中結(jié)晶，并在重力作用下發(fā)生分異和聚集的過程，稱之為結(jié)晶分

5、異作用。如果是在動(dòng)力（流動(dòng)）作用下發(fā)生分異和聚集，則稱之為流動(dòng)分異作用。由結(jié)晶分異作用和流動(dòng)分異作用形成的巖漿礦床，稱為巖漿分結(jié)礦床。含礦的鎂鐵質(zhì)～超鎂鐵質(zhì)巖漿侵入地殼后，由于溫度緩慢下降而開始結(jié)晶。最早晶出的金屬礦物主要有自然鉑（比重14～19）、鉻鐵礦（比重4.3～4.6）、金剛石、鈦鐵礦和稀土元素礦物等，與這些金屬礦物同時(shí)或稍晚結(jié)晶的硅酸鹽礦物有橄欖石、輝石、斜長(zhǎng)石等。由于重力作用和對(duì)流作用的影響，比重大的礦物在巖漿內(nèi)逐漸下沉，比

6、重小的逐漸上浮，于是巖漿就發(fā)生了分異，結(jié)果在巖漿底部堆積形成鎂鐵質(zhì)程度較高的鐵鎂硅酸鹽礦物和鉻鐵礦、自然鉑等金屬礦物所構(gòu)成的礦體（姚22頁圖2－1）。當(dāng)巖漿中富含熔點(diǎn)較低的金屬礦物組分，或者由于巖漿中揮發(fā)性組分較多并和金屬組分結(jié)合成易熔化合物而降低了金屬礦物的結(jié)晶溫度時(shí)，這些金屬組分便可長(zhǎng)時(shí)間停留在巖漿中。隨著硅酸鹽礦物的大量晶出，金屬組分在殘余巖漿中相對(duì)富集，形成了含礦殘余巖漿。在地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的第三章巖漿礦床3SiO2、Al2O、

7、CaO增加，巖漿中金屬硫化物的熔解度降低，從而發(fā)生熔離作用。在熔離作用的初期，金屬硫化物呈微滴狀分散在硅酸鹽熔體中，隨著巖漿的進(jìn)一步熔離，硫化物微滴逐漸匯合、變大，并在重力作用下，在巖漿槽的底部匯聚呈熔融的金屬硫化物層，于是均一的巖漿熔體就分離成硅酸鹽熔體和金屬硫化物熔體。隨著溫度的繼續(xù)下降，兩種熔體分別結(jié)晶，由于金屬硫化物結(jié)晶溫度較低，在硅酸鹽完全結(jié)晶后的300～200℃時(shí)結(jié)晶成礦，形成巖漿熔離礦床。熔離作用的主要影響因素：（1）巖漿

8、本身的地球化學(xué)特征，硫和親硫元素含量高，有利于硫化物的熔離作用；Fe、Mg、Ca、Al、Na的氧化物則有利于熔離作用（2）同化混染作用中加入Al、Na、Si有利于熔離作用發(fā)生（3）物理化學(xué)條件，如fO2的升高、T下降、P降低，有利于熔離作用發(fā)生2、熔離礦床的特點(diǎn)與晚期巖漿礦床相類似，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面（1）成因上常與鎂鐵質(zhì)巖（輝長(zhǎng)巖、蘇長(zhǎng)巖和橄欖輝長(zhǎng)巖）和某些超鎂鐵質(zhì)巖（橄欖輝石巖和輝石橄欖巖）有關(guān)（2）熔離作用形成的硫化物礦體的空間位

9、置有五種情況：Ⅰ、淺部熔離1）上懸礦體：熔離作用中，巖漿熔體快速凝固，滴狀硫化物未能達(dá)到底部，形成上懸礦體，多呈浸染狀，與母巖呈漸變過渡關(guān)系；2）底部層狀礦體：緩慢凝固，硫化物沉于侵入體底部，多呈稠密浸染狀或致密塊狀，與母巖呈漸變關(guān)系；3）脈狀礦體：構(gòu)造作用下，硫化物熔體貫入到母巖原生裂隙或圍巖裂隙之中；Ⅱ、深部熔離4）巖礦同體：深部熔離成富含硫化物的硅酸鹽熔融體，同時(shí)上侵到地殼表部，侵位后整個(gè)巖體即為礦體，如紅旗嶺七號(hào)巖體；5）純硫化

10、物后成交切礦體：深部熔離成的硫化物礦漿沿巖體的裂隙、邊部或底部充填形成。（3）由于硫化物熔漿的結(jié)晶溫度比硅酸鹽礦物結(jié)晶溫度低，形成典型的海綿隕鐵結(jié)構(gòu)，此外還可見到硫化物交代橄欖石、輝石、鈦鐵礦等（4）礦石中的金屬礦物主要是磁黃鐵礦、黃銅礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳礦等，此外還有含鉑族元素的礦物。研究表明，除了硫化物外，氧化物也可產(chǎn)生熔離作用，可形成一定數(shù)量的含礦熔漿甚至礦漿，沿著一定的通道噴溢至地表或貫入到火山構(gòu)造中，冷凝形成礦床，這類礦床稱為

11、巖漿噴溢礦床，此類礦床分布非常局限，智利的拉科鐵礦床最為典型。另外，我國(guó)長(zhǎng)江中下游寧蕪地區(qū)某些鐵礦（陶林式）也為熔離形成的鐵礦漿噴溢形成（玢巖鐵礦床）。典型實(shí)例－吉林紅旗嶺銅鎳硫化物礦床、加拿大肖得貝里銅鎳硫化物礦床、甘肅金川鎳礦床、典型實(shí)例－吉林紅旗嶺銅鎳硫化物礦床、加拿大肖得貝里銅鎳硫化物礦床、甘肅金川鎳礦床、四川力馬河銅鎳硫化物礦床等。四川力馬河銅鎳硫化物礦床等。三、巖漿爆發(fā)作用及巖漿爆發(fā)礦床1、概念：是指那些經(jīng)過巖漿的結(jié)晶分異或

12、熔離作用后，巖漿上侵至近地表，當(dāng)內(nèi)壓大于外壓時(shí)，就產(chǎn)生了爆發(fā)，稱之為巖漿爆發(fā)作用，由巖漿爆發(fā)作用形成的礦床稱為巖漿爆發(fā)礦床。目前研究表明，由巖漿爆發(fā)作用形成的礦床主要是金伯利巖中的金剛石礦床。金伯利巖是由上地幔富含Mg質(zhì)、堿質(zhì)的巖漿結(jié)晶而成，主要礦物成分為橄欖石、金云母、鎂鋁榴石、金剛石，巖石具有角礫狀構(gòu)造，定名為角礫云母橄欖巖。因最早（1887年）發(fā)現(xiàn)于南非的金伯利地區(qū)，故名金伯利巖，該類巖石主要分布于地臺(tái)邊緣的深大斷裂的火山角礫巖筒