矿床学第二章各论

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1、一、岩浆矿床概述一、岩浆矿床概述二、岩浆矿床的成矿作用二、岩浆矿床的成矿作用三、岩浆矿床的成因类型和各类型的主三、岩浆矿床的成因类型和各类型的主要特征要特征 岩浆矿床岩浆矿床(magma diposit) 有明显的成矿专有明显的成矿专属性，矿床多与基性、超基性岩有关，属性，矿床多与基性、超基性岩有关，多与深大断裂有关多与深大断裂有关. 矿产丰富矿产丰富. .铬、镍、铂族及金刚石、钒、钛、铁、铜、铬、镍、铂族及金刚石、钒、钛、铁、铜、钴、铌等钴、铌等 岩浆冷凝结晶分异过程中岩浆冷凝结晶分异过程中, ,使有用组分富集成矿使有用组分富集成矿, ,形成有形成有用物质堆积达到工业利用程度用物质堆积达到工

2、业利用程度第一节、岩浆矿床概述第一节、岩浆矿床概述第二节、岩浆矿床的成矿作用第二节、岩浆矿床的成矿作用 岩浆矿床形成时间在岩浆熔融阶段岩浆矿床形成时间在岩浆熔融阶段 成矿物质主要来源于含矿岩浆成矿物质主要来源于含矿岩浆 大多数岩浆矿床形成地壳较深部位大多数岩浆矿床形成地壳较深部位, , 少数在近地表形成少数在近地表形成 1.1.岩浆岩条件岩浆岩条件成矿的超基性、基性岩均是原始地幔物质成矿的超基性、基性岩均是原始地幔物质完全熔融、分熔和分异的产物其中完全熔融、分熔和分异的产物其中MgOMgO含含量与矿化有明显的制约关系量与矿化有明显的制约关系 V-TiV-Ti磁铁矿的超镁铁岩磁铁矿的超镁铁岩M/

3、FM/F值为值为0- 20- 2由由 辉长岩、辉石岩和橄榄岩组成辉长岩、辉石岩和橄榄岩组成 与金刚石矿产有关的金伯利岩与金刚石矿产有关的金伯利岩 M/FM/F值值 6.56.5 含含PtPt族元素的成矿岩体较复杂，以族元素的成矿岩体较复杂，以OsOs、Ir Ir 为主的同含铬岩体有关为主的同含铬岩体有关 以以PtPt为主的与含为主的与含Cu-NiCu-Ni岩体有关岩体有关岩浆岩条件岩浆岩条件岩浆岩条件岩浆岩条件 花岗岩类中一部分含钨、锡及稀有金属花岗岩类中一部分含钨、锡及稀有金属矿床形成可能与岩浆作用有关矿床形成可能与岩浆作用有关 岩浆期后热液作用是成矿的主要部分岩浆期后热液作用是成矿的主要部

4、分2.2.大地构造条件（大陆地壳环境）大地构造条件（大陆地壳环境） 该地质环境下形成巨大层状超基性该地质环境下形成巨大层状超基性- -基性杂基性杂岩体，多为铁质或富铁超基性岩岩体，多为铁质或富铁超基性岩 M/FM/F（MgO/FeOMgO/FeO）为）为0.5-6.50.5-6.5 常由单斜辉橄岩、二辉橄榄岩、单斜辉石常由单斜辉橄岩、二辉橄榄岩、单斜辉石岩组成超基性岩相组合，由辉长岩、苏长岩组成超基性岩相组合，由辉长岩、苏长岩、斜长岩、橄长岩组成基性岩，形成岩岩、斜长岩、橄长岩组成基性岩，形成岩床、岩盆和岩席等较大规模的杂岩体床、岩盆和岩席等较大规模的杂岩体大洋地壳环境大洋地壳环境- -蛇绿岩

5、套蛇绿岩套 顶部为硅质层和深水沉积物顶部为硅质层和深水沉积物 上部为枕状熔岩上部为枕状熔岩 中间为辉绿岩席状岩墙中间为辉绿岩席状岩墙 下部是斜方辉橄岩和纯橄岩下部是斜方辉橄岩和纯橄岩 通常赋存有铬铁矿矿床（产有豆荚状铬铁通常赋存有铬铁矿矿床（产有豆荚状铬铁矿床和矿床和Cu -NiCu -Ni硫化物）硫化物） 在洋壳扩张带形成后，后经碰撞作用，使在洋壳扩张带形成后，后经碰撞作用，使其上升为洋壳残片，产于造山碰撞带中其上升为洋壳残片，产于造山碰撞带中3.3.同化作用同化作用 可改变熔融岩浆成分，促进岩浆的分异或可改变熔融岩浆成分，促进岩浆的分异或降低熔浆的粘度降低熔浆的粘度 使成矿物质较好地聚集，

6、使金属组份脱离使成矿物质较好地聚集，使金属组份脱离硅酸盐形成含矿熔浆有利成矿硅酸盐形成含矿熔浆有利成矿 一一. .岩浆结晶分异成矿作用岩浆结晶分异成矿作用 （1 1）岩浆结晶分异成矿作用）岩浆结晶分异成矿作用 岩浆冷凝过程中，各种组分和矿物按照一岩浆冷凝过程中，各种组分和矿物按照一定顺序先后结晶定顺序先后结晶, ,并在重力和动力影响下发生并在重力和动力影响下发生分异和聚集的成矿作用分异和聚集的成矿作用 第二节、岩浆矿床的成矿作用第二节、岩浆矿床的成矿作用 岩浆结晶分异成矿作用岩浆结晶分异成矿作用 铬铁矿、自然铂、金刚石、钛铁矿等较铬铁矿、自然铂、金刚石、钛铁矿等较早从熔浆中结晶早从熔浆中结晶,

7、 ,在重力作用和对流作用下，在重力作用和对流作用下，比重大的下沉，比重小的上浮比重大的下沉，比重小的上浮在岩浆下部或底部形成在岩浆下部或底部形成暗色硅酸盐矿物和有用矿物富集带暗色硅酸盐矿物和有用矿物富集带岩浆结晶分异成矿作用岩浆结晶分异成矿作用 岩浆结晶分异过程中，矿物的密度起决定岩浆结晶分异过程中，矿物的密度起决定作用，晶出矿物晶粒大小亦起重要作用作用，晶出矿物晶粒大小亦起重要作用层状超镁铁质杂岩体中，铬铁矿体产于层状超镁铁质杂岩体中，铬铁矿体产于( (上部上部) )方辉辉橄岩的底部（结晶较晚）方辉辉橄岩的底部（结晶较晚）( (下部下部) )纯橄榄岩的顶部（结晶较早）纯橄榄岩的顶部（结晶较早

8、） 有用矿物从熔浆中结晶较晚，在岩浆熔有用矿物从熔浆中结晶较晚，在岩浆熔融体中一直残留到主要硅酸盐矿物结晶之后融体中一直残留到主要硅酸盐矿物结晶之后 同时在部分熔离作用配合下，逐渐在岩体内同时在部分熔离作用配合下，逐渐在岩体内形成富含成矿物质熔离或矿浆，最后从岩浆形成富含成矿物质熔离或矿浆，最后从岩浆中结晶出来，这种成矿方式容易形成富矿中结晶出来，这种成矿方式容易形成富矿岩浆结晶分异成矿作用岩浆结晶分异成矿作用岩浆结晶分异矿床分为两种亚类岩浆结晶分异矿床分为两种亚类 早期岩浆矿床早期岩浆矿床(early-magmatic deposit) 指岩浆冷凝时，有用矿物较早从岩浆中指岩浆冷凝时，有用矿

9、物较早从岩浆中结晶和富集形成的矿床，如大多数铬铁矿结晶和富集形成的矿床，如大多数铬铁矿床自然铂、钛铁矿和金刚石矿床等床自然铂、钛铁矿和金刚石矿床等晚期岩浆矿床晚期岩浆矿床(lata- magmatic deposit)岩浆冷凝结晶时在矿化剂（挥发组分）影响岩浆冷凝结晶时在矿化剂（挥发组分）影响下，有用矿物较硅酸盐矿物晶出较晚并富集形下，有用矿物较硅酸盐矿物晶出较晚并富集形成矿床，大多数钒钛磁铁矿床和部分铜镍硫化成矿床，大多数钒钛磁铁矿床和部分铜镍硫化物矿床富矿残浆快速冷凝充填在硅酸盐中形成物矿床富矿残浆快速冷凝充填在硅酸盐中形成低品位矿石富矿残浆缓慢冷凝在岩体下部集中低品位矿石富矿残浆缓慢冷凝

10、在岩体下部集中形成矿体富矿残浆贯入冷凝岩浆或围岩裂隙中形成矿体富矿残浆贯入冷凝岩浆或围岩裂隙中形成贯入矿体形成贯入矿体 两者主要差异对比如下两者主要差异对比如下矿床亚类矿床亚类差异对比差异对比矿体矿体-围围岩界限岩界限矿体矿体形态形态矿石构造矿石构造 矿石结构矿石结构矿床类型矿床类型早期岩浆岩早期岩浆岩矿床矿床过渡过渡矿瘤矿瘤矿巢矿巢似层状似层状浸染状浸染状 自形自形- -半自形半自形包含包含铬铁矿矿床铬铁矿矿床金刚石矿床金刚石矿床晚期岩浆岩晚期岩浆岩矿床矿床界线界线明显明显贯入贯入脉体脉体稠密浸染稠密浸染海绵陨铁海绵陨铁 填隙填隙铜镍硫化物铜镍硫化物矿床矿床二二. .岩浆熔离成矿作用岩浆熔离

11、成矿作用 （1 1）岩浆熔离成矿作用）岩浆熔离成矿作用 在高温下的均匀岩浆熔融体，温压下降时在高温下的均匀岩浆熔融体，温压下降时分离成两种或两种以上不混熔的熔融体，分离成两种或两种以上不混熔的熔融体，使有用组分富集，导致矿床形成的作用使有用组分富集，导致矿床形成的作用 熔离作用多发生在基性岩中形成熔离作用多发生在基性岩中形成铜镍硫化物矿床铜镍硫化物矿床岩浆总成分岩浆总成分, ,特别是铁特别是铁- -镁镁- -硅的含量与岩浆硅的含量与岩浆中硫及亲硫元素浓度高中硫及亲硫元素浓度高, ,有利于熔离作用发生有利于熔离作用发生而硅酸盐熔浆中铁的存在而硅酸盐熔浆中铁的存在, ,使硫化物溶解度提使硫化物溶解

12、度提高不利于熔离作用进行高不利于熔离作用进行 硫化物熔浆在岩浆熔离的地球化学因素硫化物熔浆在岩浆熔离的地球化学因素硫化物熔浆岩浆中熔离的地球化学因素硫化物熔浆岩浆中熔离的地球化学因素岩浆中亲硫元素浓度岩浆中亲硫元素浓度 岩浆同化围岩破坏了化学平衡，促使酸盐岩浆同化围岩破坏了化学平衡，促使酸盐熔浆和硫化物熔浆发生熔离熔浆和硫化物熔浆发生熔离 成因上常与基性岩（辉长岩成因上常与基性岩（辉长岩 苏长岩苏长岩 橄榄橄榄辉长岩）和某些超基性岩有关辉长岩）和某些超基性岩有关 组成矿物有磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿组成矿物有磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿紫硫镍铁矿及砷铂矿，钯铂矿、自然铂紫硫镍铁矿及砷铂矿，钯铂矿

13、、自然铂 矿石具典型的海绵陨铁结构，硫化物中普矿石具典型的海绵陨铁结构，硫化物中普遍存在固溶体分离结构遍存在固溶体分离结构二二. .岩浆熔离成矿作用岩浆熔离成矿作用(magma liquation deposit)岩浆熔离成矿作用岩浆熔离成矿作用 硅酸盐熔浆熔离成矿作用硅酸盐熔浆熔离成矿作用 可有下列成矿情况：可有下列成矿情况： 硫化物熔浆未能达到侵入体底部，形成硫化物熔浆未能达到侵入体底部，形成浸染状矿石组成的上悬矿体浸染状矿石组成的上悬矿体岩浆熔离成矿作用岩浆熔离成矿作用 岩浆缓慢冷却结晶，硫化物熔浆聚集在岩浆缓慢冷却结晶，硫化物熔浆聚集在侵入体下部，形成稠密浸染和致密块状矿侵入体下部，形

14、成稠密浸染和致密块状矿石组成的底层矿体石组成的底层矿体 由于构造作用，使部分硫化物熔浆从岩由于构造作用，使部分硫化物熔浆从岩体中挤入裂隙或下伏岩石层理中，形成硫体中挤入裂隙或下伏岩石层理中，形成硫化物脉和层状脉体化物脉和层状脉体 经岩浆的结晶分异和熔离作用后经岩浆的结晶分异和熔离作用后喷至近地表所形成的有用矿物聚集的喷至近地表所形成的有用矿物聚集的作用作用 三三. .岩浆爆发作用岩浆爆发作用1)1)岩浆爆发成矿岩浆爆发成矿(magma explosion mineralization) 1. 1.岩浆爆发成矿作用岩浆爆发成矿作用 地下深处分异出来的含矿岩浆，在近地表爆发形地下深处分异出来的含矿

15、岩浆，在近地表爆发形成矿床的作用成矿床的作用. .金伯利岩石中的金刚石矿床属此金伯利岩石中的金刚石矿床属此. . 天然金刚石的形成是由金伯利岩浆在较高温度天然金刚石的形成是由金伯利岩浆在较高温度和压力下，在地壳深处结晶而成较大晶体和压力下，在地壳深处结晶而成较大晶体岩浆爆发成矿作用岩浆爆发成矿作用需要在很短时间内，迅速到达地表浅处需要在很短时间内，迅速到达地表浅处否则金刚石在上升过程中将被分解、熔融否则金刚石在上升过程中将被分解、熔融 金刚石在金伯利岩侵入金刚石在金伯利岩侵入- -爆发过程中，亦爆发过程中，亦可从熔体中析出细小分散晶体可从熔体中析出细小分散晶体, ,形成金刚石形成金刚石的金伯利

16、岩筒一般为爆发型侵入地表浅处的金伯利岩筒一般为爆发型侵入地表浅处金伯利岩的角砾状构造就是证明金伯利岩的角砾状构造就是证明 经岩浆的结晶分异和熔离作用后喷经岩浆的结晶分异和熔离作用后喷至近地表所形成的有用矿物聚集的作用至近地表所形成的有用矿物聚集的作用矿浆喷发可间歇进行也可多次反复进行矿浆喷发可间歇进行也可多次反复进行京性也可多次反复惊醒京性也可多次反复惊醒三三. .岩浆爆发成矿作用岩浆爆发成矿作用2.2.岩浆喷溢成矿岩浆喷溢成矿(magma explosion mineralization) 岩浆分异矿床：早期岩浆矿床岩浆分异矿床：早期岩浆矿床 晚期岩浆矿床晚期岩浆矿床 岩浆熔离矿床：岩浆熔离

17、矿床： 岩浆喷发矿床：岩浆爆发矿床岩浆喷发矿床：岩浆爆发矿床 岩浆喷溢矿床岩浆喷溢矿床二、二、 岩浆矿床主要类型岩浆矿床主要类型 1 1、早期岩浆矿床早期岩浆矿床 第三节、岩浆矿床的成因类型第三节、岩浆矿床的成因类型 和各类的主要特征和各类的主要特征一、岩浆矿床成因类型一、岩浆矿床成因类型（1 1）镁质超基性岩中的铬（铂）矿床）镁质超基性岩中的铬（铂）矿床 根据地质构造条件和矿床特征分为：根据地质构造条件和矿床特征分为： 层状杂岩体中铬铁矿矿床层状杂岩体中铬铁矿矿床( (大陆区分异型大陆区分异型侵入杂岩体侵入杂岩体) ) 豆荚状铬铁矿矿床（造山带蛇绿岩或阿豆荚状铬铁矿矿床（造山带蛇绿岩或阿尔卑

18、斯型橄榄岩，形成古大洋壳环境）尔卑斯型橄榄岩，形成古大洋壳环境）一、岩浆矿床成因类型一、岩浆矿床成因类型镁质超基性岩中的铬（铂）矿床镁质超基性岩中的铬（铂）矿床 大陆裂谷下层状杂岩体中的铬铁矿矿床大陆裂谷下层状杂岩体中的铬铁矿矿床受岩相控制受岩相控制, ,大多产于基性大多产于基性- -超基性杂岩体超基性杂岩体的纯橄榄岩中的纯橄榄岩中岩体呈同心环状岩相分带的岩体呈同心环状岩相分带的“ “ 向形向形”构造构造矿体产于同心环状的纯橄岩相和单辉橄榄矿体产于同心环状的纯橄岩相和单辉橄榄岩相内岩相内延深较大的岩盘、岩床延深较大的岩盘、岩床 、岩墙、岩墙很少出现斜方辉石很少出现斜方辉石镁质超基性岩中的铬（铂

19、）矿床镁质超基性岩中的铬（铂）矿床矿体形态和产状受岩相或岩体流动构造控矿体形态和产状受岩相或岩体流动构造控制，呈条带状、扁豆状、似层状或不规则制，呈条带状、扁豆状、似层状或不规则状，多分布在岩体下部、底部和边部状，多分布在岩体下部、底部和边部矿体与母岩渐变过渡或迅速过渡矿体与母岩渐变过渡或迅速过渡矿石主要为浸染状、网环状、条带状，细矿石主要为浸染状、网环状、条带状，细- -中粒自形中粒自形- -半自形结构半自形结构 属受构造控制的铬铁矿矿床，认为含铬岩属受构造控制的铬铁矿矿床，认为含铬岩体是原始地幔物质的难熔部分，在构造力作体是原始地幔物质的难熔部分，在构造力作用下，呈用下，呈“冷侵入冷侵入”

20、形式侵入地壳浅部，呈形式侵入地壳浅部，呈构造岩体，无根构造岩体，无根 含矿杂岩体由纯橄岩含矿杂岩体由纯橄岩- -斜辉辉橄岩斜辉辉橄岩- -橄榄岩橄榄岩杂岩组成杂岩组成豆荚状铬铁矿矿床（造山带蛇绿岩或阿尔豆荚状铬铁矿矿床（造山带蛇绿岩或阿尔 卑斯型橄榄岩）卑斯型橄榄岩） 豆荚状铬铁矿矿床豆荚状铬铁矿矿床 矿体多呈豆荚状、凸镜状、似脉状，常有矿体多呈豆荚状、凸镜状、似脉状，常有分支复合现象分支复合现象矿体与围岩界限截然矿体与围岩界限截然 矿石多呈稠密浸染状和块状构造，其次条矿石多呈稠密浸染状和块状构造，其次条带状、斑杂状、豆状、角砾状构造带状、斑杂状、豆状、角砾状构造 矿石中铬尖晶石呈半自矿石中铬

21、尖晶石呈半自- -他形中他形中- -粗粒结构粗粒结构豆荚状铬铁矿矿床豆荚状铬铁矿矿床铬铁矿资源分布不平衡，南非、津巴铬铁矿资源分布不平衡，南非、津巴布韦和俄罗斯集中了世界储量的布韦和俄罗斯集中了世界储量的90%90%，南非储量最大南非储量最大沿土耳其、伊朗、印度、西藏特提斯沿土耳其、伊朗、印度、西藏特提斯带和我国秦带和我国秦- -祁造山带，中亚造山带有祁造山带，中亚造山带有分布，我国宁夏小松山铬铁矿属此分布，我国宁夏小松山铬铁矿属此. . 矿床中主要的矿石矿物磁铁矿、钛铁矿矿床中主要的矿石矿物磁铁矿、钛铁矿呈格架状、叶片状交生，钒以类质同象混入呈格架状、叶片状交生，钒以类质同象混入磁铁矿中磁铁

22、矿中 含矿铁质基性杂岩体分为两类：含矿铁质基性杂岩体分为两类： 层状岩体层状岩体 非层状岩体非层状岩体2.2.晚期岩浆矿床晚期岩浆矿床铁质基性岩中的含钒钛磁铁矿矿床铁质基性岩中的含钒钛磁铁矿矿床层状岩体层状岩体产于稳定大陆内或陆块间活动带内产于稳定大陆内或陆块间活动带内层状杂岩体规模较大层状杂岩体规模较大, ,呈岩盘状，由辉长岩、呈岩盘状，由辉长岩、苏长岩及苏长岩及 闪长岩、橄辉岩组成闪长岩、橄辉岩组成岩体分异好，韵律层发育，每一韵律层中岩体分异好，韵律层发育，每一韵律层中下部含矿性比上部好，基性程度也增高下部含矿性比上部好，基性程度也增高上部为浸染状、条带状，下部渐变为稠密上部为浸染状、条带

23、状，下部渐变为稠密浸染状和块状矿石浸染状和块状矿石矿层较稳定，规模较大矿层较稳定，规模较大 南非布什维尔德和我国攀枝花矿床属之南非布什维尔德和我国攀枝花矿床属之 几乎产在稳定大陆块中，属前寒武纪（早元古几乎产在稳定大陆块中，属前寒武纪（早元古代和太古代）代和太古代） 杂岩体多由辉长岩杂岩体多由辉长岩- -斜长岩组成的复式岩体斜长岩组成的复式岩体非层状岩体非层状岩体非层状岩体非层状岩体 矿体分两类矿体分两类一类产于辉长岩中的浸染状矿石一类产于辉长岩中的浸染状矿石矿体呈似层状，与矿体呈似层状，与 岩体过渡关系岩体过渡关系主要矿石成分为磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿、主要矿石成分为磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿、斜

24、长石、辉石，次要的为磷灰石和金红斜长石、辉石，次要的为磷灰石和金红矿石富磷（矿石富磷（0.93%0.93%）少钛，具陨铁结构）少钛，具陨铁结构非层状岩体非层状岩体一类产于斜长岩原生裂隙和断裂中，以及一类产于斜长岩原生裂隙和断裂中，以及斜长岩与辉长岩接触带中，矿体呈凸镜状斜长岩与辉长岩接触带中，矿体呈凸镜状脉状，矿石富钛而少磷（脉状，矿石富钛而少磷（0.07%0.07%） 为结晶分异和贯入成矿方式为结晶分异和贯入成矿方式 南非、坦桑尼亚、美国、加拿大和我国四南非、坦桑尼亚、美国、加拿大和我国四川、河北（大庙川、河北（大庙 ) ) 四川攀枝花等产出四川攀枝花等产出3 3、镁铁质基性、镁铁质基性-

25、-超基性岩中超基性岩中铜铜- -镍（铂）硫化物熔离矿床镍（铂）硫化物熔离矿床 矿床与基性杂岩苏长岩、辉长岩有关，部矿床与基性杂岩苏长岩、辉长岩有关，部分与超基性辉橄岩、二辉橄岩有关分与超基性辉橄岩、二辉橄岩有关 既产于稳定大陆壳内，呈岩盆状，也产于既产于稳定大陆壳内，呈岩盆状，也产于陆间活动带洋壳出露带，呈单斜构造陆间活动带洋壳出露带，呈单斜构造矿体形态产状既受岩相控制，也受岩体原矿体形态产状既受岩相控制，也受岩体原生构造等控制生构造等控制铜铜- -镍（铂）硫化物矿床镍（铂）硫化物矿床将矿体划分为将矿体划分为： 似层状矿体，产于岩体底部，矿石呈海绵似层状矿体，产于岩体底部，矿石呈海绵陨铁结构陨

26、铁结构 凸镜状矿体，属上悬矿体，产于岩体中、凸镜状矿体，属上悬矿体，产于岩体中、上部岩相中，与岩体渐变过渡上部岩相中，与岩体渐变过渡; ;浸染状矿石浸染状矿石构造构造 脉状贯入矿体，产于岩体边部，与围岩界脉状贯入矿体，产于岩体边部，与围岩界线清楚，矿石致密块状线清楚，矿石致密块状 矿石矿物以磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿为矿石矿物以磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿为主，次为黄铁矿、紫硫镍铁矿。尚有少量针镍矿、主，次为黄铁矿、紫硫镍铁矿。尚有少量针镍矿、砷镍矿、墨铜矿、方铜矿、铂簇元素矿物砷镍矿、墨铜矿、方铜矿、铂簇元素矿物 成矿作用以岩浆高温阶段的熔离为主及结成矿作用以岩浆高温阶段的熔离为主及结 晶分异

27、作用交替发生温度更低时有热液作用的晶分异作用交替发生温度更低时有热液作用的 “硫化作用硫化作用”参与参与 铜镍（铂）硫化物矿床铜镍（铂）硫化物矿床3 3、镁铁质基性、镁铁质基性- -超基性岩中超基性岩中铜铜- -镍（铂）硫化物矿床镍（铂）硫化物矿床“硫化作用硫化作用”是高温气态的硫与硅酸盐矿物是高温气态的硫与硅酸盐矿物类质同象的镍钴反应，形成硫化物类质同象的镍钴反应，形成硫化物在含矿岩石中可见辉石等被在含矿岩石中可见辉石等被金属硫化物交代现象金属硫化物交代现象 成因和空间上与金伯利岩有专属性，产于成因和空间上与金伯利岩有专属性，产于前寒武纪稳定大陆壳中，矿床大多形成于上前寒武纪稳定大陆壳中，矿

28、床大多形成于上白垩纪至第三纪白垩纪至第三纪 岩体呈岩筒、岩管状，少数呈岩墙、岩脉岩体呈岩筒、岩管状，少数呈岩墙、岩脉 筒位于断裂交汇处呈等轴状或椭圆状，剖筒位于断裂交汇处呈等轴状或椭圆状，剖面上呈漏斗状，倾角陡（面上呈漏斗状，倾角陡（8080 -85-85 ） 4 4、岩浆爆发、岩浆爆发- -金伯利岩中的金刚石矿床金伯利岩中的金刚石矿床 4 4、金伯利岩中的金刚石矿床、金伯利岩中的金刚石矿床金伯利岩岩浆侵位自下而上有：金伯利岩岩浆侵位自下而上有：根部相根部相- -粗晶斑状金伯利岩、细粒金伯利岩粗晶斑状金伯利岩、细粒金伯利岩包括浅成岩墙、岩床包括浅成岩墙、岩床火山通道相火山通道相- -火山颈：金

29、伯利凝灰岩、眼球火山颈：金伯利凝灰岩、眼球 金伯利岩、金伯利角砾岩金伯利岩、金伯利角砾岩火山口相火山口相- -火成碎屑岩火成碎屑岩- -凝灰岩凝灰岩- -外力碎屑岩外力碎屑岩4 4、金伯利岩中的金刚石矿床、金伯利岩中的金刚石矿床 金伯利岩组成金伯利岩组成 橄榄石橄榄石- -三个世代：粗晶橄榄石呈浑圆（地幔捕三个世代：粗晶橄榄石呈浑圆（地幔捕虏晶）虏晶）- -斑晶橄榄石呈自形斑晶橄榄石呈自形- -基质橄榄石，前两者基质橄榄石，前两者均为镁橄榄石，后者为镁橄榄石或钙镁橄榄石均为镁橄榄石，后者为镁橄榄石或钙镁橄榄石 石榴石石榴石- -重要矿物，镁铝石榴石与金刚石伴生，重要矿物，镁铝石榴石与金刚石伴生

30、，粗晶为地幔捕虏晶，巨晶为岩浆早期产物粗晶为地幔捕虏晶，巨晶为岩浆早期产物4 4、金伯利岩中的金刚石矿床、金伯利岩中的金刚石矿床 金云母金云母- -成三个世代，巨晶（高压条件，有成三个世代，巨晶（高压条件，有熔蚀和暗化边）、斑晶（岩浆上升途中结熔蚀和暗化边）、斑晶（岩浆上升途中结晶）、基质（岩浆侵位以后）晶）、基质（岩浆侵位以后） 还有尖晶石、富钛矿物（钛铁矿还有尖晶石、富钛矿物（钛铁矿- -金红石金红石- -钙钙钛矿）钛矿）金伯利岩组成金伯利岩组成 岩筒中除角砾云母橄榄岩外，还见榴辉岩岩筒中除角砾云母橄榄岩外，还见榴辉岩包裹体包裹体金刚石分布在这两类岩相中金刚石分布在这两类岩相中 金刚石矿床

31、主要分布于南非、纳米比亚、金刚石矿床主要分布于南非、纳米比亚、坦桑尼亚、刚果、安哥拉、加纳及俄罗斯、坦桑尼亚、刚果、安哥拉、加纳及俄罗斯、巴西等国巴西等国 我国山东、辽宁、贵州、湖北发现我国山东、辽宁、贵州、湖北发现有该类矿床有该类矿床4 4、金伯利岩中的金刚石矿床、金伯利岩中的金刚石矿床 2.2.矿床实例矿床实例（1 1）加拿大）加拿大 Sudbury Cu-NiSudbury Cu-Ni（PtPt）硫化物）硫化物矿床矿床 世界上最大的世界上最大的NiNi矿床矿床, ,从基性岩浆分离出来从基性岩浆分离出来 有认为是一巨型陨石冲击而触发了巨大的有认为是一巨型陨石冲击而触发了巨大的火山喷溢形成火

32、山喷溢形成2.2.矿床实例矿床实例 地质背景：地质背景：矿床位于太古宙花岗岩、片麻矿床位于太古宙花岗岩、片麻岩分布区和稍年轻的阿菲布群交界处岩分布区和稍年轻的阿菲布群交界处 Sudbury Sudbury 盆地中心为盆地中心为 Whitewater Whitewater 群自下群自下而上被火山碎屑岩、泥板岩和不纯砂岩覆而上被火山碎屑岩、泥板岩和不纯砂岩覆盖，赋有矿床的基性盖，赋有矿床的基性- -酸性火山岩杂岩体把酸性火山岩杂岩体把Whitewater Whitewater 群和太古宙及阿菲布群分开群和太古宙及阿菲布群分开Sudbury Cu-NiSudbury Cu-Ni（PtPt）硫化物矿床

33、）硫化物矿床 Sudbury Sudbury 火成杂岩：火成杂岩：围绕盆地周边连续围绕盆地周边连续带状分布，岩体外侧底部含少量橄榄岩包带状分布，岩体外侧底部含少量橄榄岩包体的紫苏辉长岩体的紫苏辉长岩 岩体内部由花斑岩组成岩体内部由花斑岩组成 中部为石英闪长岩的狭窄带中部为石英闪长岩的狭窄带 苏长岩接触带向盆地中心倾斜苏长岩接触带向盆地中心倾斜3030或直止或直止近直立近直立Cu-NiCu-Ni矿床：矿床：环绕杂岩体边界近环绕杂岩体边界近5050个矿床个矿床 矿石矿物主要为镍黄铁矿、黄铜矿和磁矿石矿物主要为镍黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿，及少量磁铁矿或钛铁矿黄铁矿，及少量磁铁矿或钛铁矿 矿床由苏长岩

34、、石英闪长岩和浸染状硫矿床由苏长岩、石英闪长岩和浸染状硫化物的透镜体或不规则带组成化物的透镜体或不规则带组成 一些矿体产于杂岩体外的支脉中一些矿体产于杂岩体外的支脉中Sudbury Cu-Ni Sudbury Cu-Ni （PtPt）硫化物矿床）硫化物矿床Sudbury Cu-NiSudbury Cu-Ni（PtPt）硫化物熔离矿床）硫化物熔离矿床 SudburySudbury火山杂岩体形态引起许多推测：火山杂岩体形态引起许多推测： 最早认为一古陨石坑，要求直径最早认为一古陨石坑，要求直径4km4km的陨的陨石轰击，角砾岩中有高能震裂锥石轰击，角砾岩中有高能震裂锥 接着被解释为平缓褶皱了的岩席

35、或岩床接着被解释为平缓褶皱了的岩席或岩床 具有深根的岩盆，有地球物理证据具有深根的岩盆，有地球物理证据Sudbury Cu-NiSudbury Cu-Ni（PtPt）硫化物矿床）硫化物矿床矿床成因：矿床成因：是在苏长岩冷却过程中由于金是在苏长岩冷却过程中由于金属硫化物的不混熔作用而形成的，一些呈属硫化物的不混熔作用而形成的，一些呈乳滴状留在岩石中形成浸染状矿石（上悬乳滴状留在岩石中形成浸染状矿石（上悬矿体）矿体） 另一些则聚合在底部沿接触带形成较大矿另一些则聚合在底部沿接触带形成较大矿体（底部矿体）体（底部矿体） 还有少部分向外迁移而贯入到有利储集层还有少部分向外迁移而贯入到有利储集层或岩墙边

36、缘成矿或岩墙边缘成矿著名大型钒钛磁铁矿矿床著名大型钒钛磁铁矿矿床, ,西南钢铁基地西南钢铁基地 地质构造背景：地质构造背景： 位于川滇南北构造带位于川滇南北构造带- -康滇隆起带上康滇隆起带上 隆起带轴部的古裂谷带控制着层状杂岩体隆起带轴部的古裂谷带控制着层状杂岩体和铁矿带的分布和铁矿带的分布（2 2）中国攀枝花钒钛磁铁矿床）中国攀枝花钒钛磁铁矿床（2 2）中国攀枝花钒钛磁铁矿床）中国攀枝花钒钛磁铁矿床 古裂谷带中锯齿状剪切拉开地段是构造古裂谷带中锯齿状剪切拉开地段是构造上拉开较大的部位上拉开较大的部位 一方面为岩浆侵位提供了空间一方面为岩浆侵位提供了空间 另一方面有利于含矿岩浆分异作用，从另

37、一方面有利于含矿岩浆分异作用，从 而形成良好的含矿层状侵入体而形成良好的含矿层状侵入体攀枝花钒钛磁铁矿床攀枝花钒钛磁铁矿床 岩体类型及分异特征岩体类型及分异特征: : 按岩石组合划分为基性按岩石组合划分为基性- -超基性岩体三种类型超基性岩体三种类型: :大型层状侵入岩大型层状侵入岩, ,底部含大型底部含大型钒钛磁铁矿床钒钛磁铁矿床; ; 小型层状侵入岩小型层状侵入岩, ,底部铬底部铬- -铂富集铂富集, ,上部上部钒钛磁铁矿层钒钛磁铁矿层小型基性岩体小型基性岩体, ,含铜、镍、铂含铜、镍、铂沿康滇隆起南北向断裂侵入，峨眉地幔柱活动重要沿康滇隆起南北向断裂侵入，峨眉地幔柱活动重要产物产物基性岩

38、体分异最好基性岩体分异最好,Sm-Nd,Sm-Nd等时线年龄等时线年龄3-23-2亿年是亿年是弱碱性橄榄玄武岩浆分离结晶产物弱碱性橄榄玄武岩浆分离结晶产物攀枝花钒钛磁铁矿床攀枝花钒钛磁铁矿床岩体规模较大岩体规模较大3km3km2 2-100km-100km2 2主要是单辉橄榄岩主要是单辉橄榄岩- -单辉橄辉岩单辉橄辉岩- -单辉辉石单辉辉石岩岩- -辉长岩型辉长岩型岩体具明显的原生层状构造，由浅色岩石岩体具明显的原生层状构造，由浅色岩石与暗色岩石交替而成与暗色岩石交替而成 对于红格层状辉长岩对于红格层状辉长岩Rb-SrRb-Sr全岩等时年龄全岩等时年龄为为280Ma280Ma 矿床特征：矿床特

39、征：矿体产于岩体中部和下部，矿体产于岩体中部和下部， 呈层状或条带状呈层状或条带状 底部矿层主要由致密块状型和浸染型矿底部矿层主要由致密块状型和浸染型矿 体组成体组成攀枝花钒钛磁铁矿床攀枝花钒钛磁铁矿床攀枝花钒钛磁铁矿床攀枝花钒钛磁铁矿床金属矿物：以金属矿物：以钛磁铁矿、钛铁矿为主，钛磁铁矿中常有微钛磁铁矿、钛铁矿为主，钛磁铁矿中常有微片晶状钛铁晶石、钛铁矿、尖晶石等出溶物片晶状钛铁晶石、钛铁矿、尖晶石等出溶物矿石结构构造：致密块状型矿体有自型、半自型和他型粒矿石结构构造：致密块状型矿体有自型、半自型和他型粒状钛、钛铁矿晶粒紧密相嵌，构成粒状相嵌结构状钛、钛铁矿晶粒紧密相嵌，构成粒状相嵌结构浸

40、染状矿体主要为海绵陨铁结构，钛磁铁矿、钛铁矿呈他浸染状矿体主要为海绵陨铁结构，钛磁铁矿、钛铁矿呈他型集合体分布于先晶出的辉石和斜长石粒间型集合体分布于先晶出的辉石和斜长石粒间 矿床成因矿床成因: : 本区上地幔长期下降、释压，降低了幔本区上地幔长期下降、释压，降低了幔岩的熔点，使其部分熔融，矿石中磁黄铁矿岩的熔点，使其部分熔融，矿石中磁黄铁矿硫同位素值为硫同位素值为+2.0-2.0+2.0-2.0，显示幔源特征，显示幔源特征 随相对宁静环境的裂谷作用，对岩浆房随相对宁静环境的裂谷作用，对岩浆房中熔浆的熔离和重力分异极为有利（中熔浆的熔离和重力分异极为有利（T T、P P降降低，氧逸度增高）低，

41、氧逸度增高）攀枝花钒钛磁铁矿床攀枝花钒钛磁铁矿床攀枝花钒钛磁铁矿床攀枝花钒钛磁铁矿床岩体内普遍发育伟晶岩，反映出熔融体中岩体内普遍发育伟晶岩，反映出熔融体中挥发份的存在，对深部熔离起着重要作用。挥发份的存在，对深部熔离起着重要作用。使深部岩浆分异，熔离进行得比较充分，使深部岩浆分异，熔离进行得比较充分，使铁、钛氧化物析离出来使铁、钛氧化物析离出来攀枝花钒钛磁铁矿床攀枝花钒钛磁铁矿床由于南北锯齿状安河断裂带的间歇活动，由于南北锯齿状安河断裂带的间歇活动，驱动熔浆脉动上升至地壳浅部的容矿空间，驱动熔浆脉动上升至地壳浅部的容矿空间，岩浆、矿浆分别侵入，形成层状辉长岩型岩浆、矿浆分别侵入，形成层状辉长岩型矿体和致密块状型矿体矿体和致密块状型矿体