變質礦床

變質礦床

變質礦床是指在變質岩區,岩石受區域變質作用、接觸交代變質作用、局部接觸熱變質、動力變質作用和混合岩化作用的影響而形成的礦床

基本介紹

  • 中文名:變質礦床
  • 基本概念:指在變質地區,因受區域變質作用
  • 主要類型:接觸變質礦床
  • 特徵:礦床分布於區域變質帶中
  • 學科:地質學
形成機理,主要類型,接觸變質礦床,區域變質礦床,混合岩化礦床,成礦條件,物理化學作用,地質構造條件,原岩建造條件,

形成機理

變質礦床是指在變質地區,因受區域變質作用影響使成礦物質富集而形成的礦床,以及原有礦床經受強烈的區域變質,成為具有另一種工藝性質的礦床。由內生作用或外生作用形成的岩石或礦石在遭受變質作用時,由於地質環境的改變,溫度和壓力的增加,以及變質熱液的作用,它們的礦物成分、物理性質和構造結構等,都要發生變化,並在變化中形成成礦物質的富集。

主要類型

變質礦床可分為:
①變質生成礦床(又稱變成礦床),如石墨礦床;
②受變質礦床,如沉積變質鐵礦床。
按變質成礦作用的不同,變質礦床有三種主要類型:

接觸變質礦床

1、概念:
由於岩漿侵入使圍岩溫度升高引起圍岩中有用組分重結晶及重組合而形成有用礦物的作用稱為接觸變質成礦作用,由此而形成的礦床即為接觸變質礦床。
接觸變質成礦作用的能源來自侵入岩漿熱能。成礦物質來自受變質的原岩,與侵入體及其熱液無關。
2、礦床特徵:
a、礦床分布於較大侵入體周圍的接觸變質暈圈中。
b、礦體受原岩建造和變質程度控制,產於特定層位,並且由於變質溫度的差異隨遠離接觸帶礦物組合及結構等常有明顯的分帶。
c、礦床規模取決於富礦質原岩建造、變質範圍和變質程度。
3、重要的變成礦床:
常見的有重要工業意義的礦床有石墨礦床、紅柱石礦床、矽灰石礦床、大理石礦床等。

區域變質礦床

1、概念:
區域變質礦床是在區域構造運動和岩漿活動引起的區域變質作用下受到強烈改造的礦床和形成的礦床。
區域變質成礦作用的能源來自地熱增溫、構造熱能和岩漿熱能。成礦物質主要取決於原岩建造(可能伴有變質熱液的帶入和帶出)。
2、礦床特徵:
a、礦床分布於區域變質帶中,不限於岩體附近或與其無直接的成因聯繫。
b、在礦床範圍內變質程度一致,不具因變質程度差異而形成的分帶。
c、礦石常見片理構造、片麻理構造、條帶狀構造及皺紋構造等特徵。
d、控礦因素是含礦原岩建造和變質程度(相)。
3、意義:
屬變質礦床的重要類型,大部分變質礦床均屬此類。

混合岩化礦床

1、概念:
混合岩化礦床是指經混合岩化作用形成的礦床。當變質溫度升高到一定程度時變質岩將發生部分熔融,其中低熔點組分如石英及鉀、鈉長石首先熔融形成高揮發組分的花崗質岩漿。這些富鉀、鈉、矽和高揮發組分的岩漿匯聚並貫入到斷裂裂隙中緩慢冷凝結結晶則可形成偉晶岩及偉晶岩礦床。如果這些岩漿分散注入或滲透於變質岩中則形成混合岩及混合岩化礦床。
2、混合岩化成礦作用可分如下兩個階段:
a、主期交代重結晶階段,即注入岩漿對圍岩的(鉀、鈉)交代作用和使圍岩發生重結晶的階段。
b、中晚期熱液充填交代階段,即隨岩漿冷凝由岩漿注入交代作用轉變為熱液的充填交代作用,形成混合岩化熱液礦床。
3、礦床分類:
根據混合岩化作用的特點,混合岩化礦床又可分為以下2類。
①原地交代型礦床:與混合岩化主期同步,礦源層中的成礦組分受混合岩化流體和混合岩漿的影響,形成較大的運移。主要礦床有含白雲母、稀有元素和磷灰石的偉晶岩型,含鈾、釷和稀有元素的混合花崗岩型及某些非金屬礦床。主要特徵為:礦床常位於礦源層內,部分受構造控制明顯;蝕變礦物與原有礦物成世代關係或為退變質組合,有綠泥石化、白雲母化、簾石化、透輝石化、矽化及碳酸鹽化,一般鹼性交代作用明顯,往往形成脈狀、浸染狀透鏡體。
②後期熱液交代型礦床:屬於混合岩化晚期熱液作用形成的礦床。熱液來自構造期後由於張力影響而形成的流動溶液,可形成延伸較長的礦化帶和礦床。主要礦床有富鐵礦床、硼礦床、銅礦床、部分稀有元素偉晶岩以及與交代岩(鈉長石岩、黃鐵細晶岩等)有關的稀有元素礦床。主要特徵為:蝕變礦物與圍岩變質礦物之間存在有世代關係,重要的有鐵鋁石榴石-鐵鎂閃石化、堇青石-直閃石化、金雲母-透輝石化、鈉長石化和矽化等;含礦組分基本來自含礦建造,但常受一定的構造和層位的控制;礦石結構與混合岩化結構相似,表現為殘留結構、雲霧狀浸染及絲縷狀結構;礦體成透鏡狀、層狀、往往不連續,但常有一定的排列方向。
4、礦床特徵:
a、礦床分布於混合岩化區。
b、成礦時代大致與混合岩化時代相同。
c、礦化受構造裂隙控制,常伴有明顯的圍岩蝕變。
5、相關的礦床:
包括菱鎂礦、滑石、硼礦、金礦、鈾礦、銅礦及稀有和稀土礦床。

成礦條件

物理化學作用

1、溫度:用是決定變質程度(變質相)和變質礦床類型的主導因素。
2、壓力:
a、影響變質反應的溫度和變質相及礦物的形成一般壓力升高變質反應反應所需溫度也會相應升高;一些變質相如藍閃石片岩相、榴輝岩相僅形成於高壓環境;藍晶石類礦物種類的形成均取決於壓力。
b、促進元素和流體的遷移。
c、產生定向構造(片理及片麻理等)。
3、流體(水溶液):
a、起介質作用,促進重組合及交代反應的進行。
b、水分壓升高可降低受變質岩石發生部分的熔融溫度,促進混合岩化作用。

地質構造條件

構造岩漿活動強烈,熱流值高是發生區域變質作用的原因,因此變質作用及變質岩變質礦床的分布受構造岩漿活動的控制。如:
1、中-新生代變質岩及變質礦床集中分布於裂谷、洋中脊和島弧等大地構造單元——板塊增生邊緣和消亡邊緣,變質岩及受變質礦床已經和正在形成,變質程度可達綠片岩相。
2、古生代變質岩和變質礦床分布於古板塊碰撞縫合帶及島弧等構造單元(地槽褶皺帶)。變質成礦作用可能發生在碰撞前、碰撞造山期及造山晚期。變質程度多屬角閃岩相,形成相應的變成礦床及受變質礦床。
3、元古代及太古代的變質岩及變質礦床分布於大陸板塊內部這些老地層分布區(地軸、地盾)。此種構造單元中變質岩分布普遍,變質程度可達麻粒岩相,可形成相應的變質礦床。

原岩建造條件

原岩建造是變質礦床成礦的物質基礎,決定礦種、變質含礦建造及礦體的分布規律。
1、沉積型含礦原岩建造
a、識別標誌:
(a)具有代表沉積岩的岩性組合——如大理岩、石英岩、石墨及雲母片岩。
(b)礦體成層狀、似層狀、凸鏡狀並且產狀與圍岩中不同岩性的界面一致。
(c)礦石成分簡單、多可見殘餘沉積結構構造,如層理、條帶、結核、波痕等。
(d)礦體中礦物的分帶和品位的變化與構造無關。
b、有關的變成礦床及含礦建造:
(a)煤系、炭質泥(頁)岩及灰岩建造變質後形成石墨片岩、片麻岩及石墨大理岩建造。
(b)矽質灰岩建造變質後形成矽灰石大理岩建造。
(c)鎂質碳酸鹽岩建造經變質和變質熱液交代形成菱鎂礦(滑石)大理岩建造、金雲母大理岩及含硼大理岩建造。
(d)富鋁粘土岩建造變質形成紅柱石(藍晶石、矽線石)片岩及片麻岩建造、剛玉片岩及片麻岩建造。
(e)鈣(鐵)質泥岩及泥灰岩建造變質形成石榴石片岩及片麻岩建造。
2、火山及火山碎屑岩型含礦原岩建造
a、識別標誌;
(a)岩性組合為絹雲石英片岩、淺粒岩、片麻岩、綠泥石片岩、斜長角閃岩、石英岩。
(b)變余火山岩的結構構造:如變余的斑狀結構、氣孔構造、杏仁構造、流紋構造。
b、重要的受變質礦床:磁鐵石英岩型鐵礦、細碧角斑岩型塊狀硫化物礦床等。
3、岩漿型含礦原岩建造
a、特徵:常具蛇紋岩、滑石岩、輝岩、角閃岩黑雲母片岩等岩性組合且多呈不規則狀分布。礦體形態複雜,產狀不規則。
b、受變質礦床:鉻鐵礦礦床、銅鎳硫化物礦床、釩鈦磁鐵礦礦床。

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