变质矿床

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  变质矿床汉语拼音:Bianzhi Kuangchuang;英语:metamorphic mineraldeposit),在变质地区,因受区域变质作用影响使成矿物质富集而形成的矿床,以及原有矿床经受强烈的区域变质,成为具有另一种工艺性质的矿床。变质矿床的主要矿产如铁、铜、铅、锌、金、铀、锰、铬、镍、钴、铌、钽、白云母、硼、石墨菱镁矿蓝晶石红柱石夕线石石棉等的储量占世界该矿产储量的较大比例,如铁为70%、铜60%、锰63%等。在中国寒武纪克拉通和结晶基底中,变质矿床占有重要位置,组成一系列工业基地。

成矿条件

  变质矿床是一种内生的复杂的再造矿床。矿床的形成取决于变质作用发生时的大地构造环境和区域变质作用类型,成矿的主要控制条件是变质前的含矿建造和矿源层,以及变质作用的温度和压力、应力变形、溶液效应和富集时的构造位置等。

  含矿建造和矿源层 变质矿床形成的主要控制条件是原岩建造中的含矿建造和矿源层。含矿建造是具有工业矿物或含矿组分的岩石组合,它包括矿源层或矿床,也包括它们的围岩组合。含矿建造的重要类型大都属于沉积成因或火山沉积成因。

  温度和压力效应 在变质作用中温度和压力反映着区域热流格局的变化,表现为:

  1.促进变质重结晶和变质反应的进行,形成新的变质矿物和矿床;

  2.促进变质热液和混合岩化流体的发生和运移,使含矿组分得以富集而形成矿床。

  应变效应 应力产生应变效应是变质矿床的又一重要控制条件。应力能产生变质溶液的定向迁移,变质矿床可出现于构造减压部位,包括褶皱的倾斜顶端、层间滑动以及大断裂带附近,而塑性流动亦可导致矿层加厚,形成较大的矿床。

变质成矿作用

  在地壳内一定深度处发生的内生成矿作用,主要有:

  1.脱水作用。原来岩石或矿石中经常含有多量的水分,变质作用发生时就会产生不含水或少含水的矿物,如褐铁矿和铁的氢氧化物变为赤铁矿、磁铁矿,排出的水变为变质热液。

  2.重结晶作用。由原来的隐晶、微晶矿物逐渐结晶生长,如蛋白石、石髓变为石英,碧玉岩变为石英岩,石灰岩变为大理岩、煤变为石墨等。

  3.再结晶作用。又称重组合作用。原先物质经改造形成一系列适应变质作用环境下稳定的新矿物,如富铝黏土,在高温中压时形成红柱石,高压中温时生成蓝晶石,高温高压时生成夕线石和刚玉。

  4.交代作用。变质热液运移过程中往往发生交代作用,并使矿质富集形成富矿体。如中国辽宁东部镁质大理岩中的硼矿床,富镁硼热液经交代作用形成金云母、硼镁铁矿等,并可富集成独立的矿体。

  5.混合岩化作用。由岩石部分熔融形成的长英质岩浆(包括变质热液),并与深部上升的碱硅质流体混合,使原岩的化学成分和矿物组分深刻改变,特别是以交代作用方式带入钾、钠和硅等组分,带出铁、镁、钙等组分,最终向着接近花岗质岩的方向发展,其中一部分成矿物质发生迁移和富集,从而形成混合岩化矿床。上述作用方式在变质矿床形成过程中往往是综合发生的,因此变质矿床的成因十分复杂。

矿床类型

  变质矿床的类型复杂,尚未有统一认识的分类方案。根据中国变质矿床的研究现状,并参照国际方面的分类,可分为以下3类。

  受变质矿床 原已形成的矿床,后又受区域变质作用的改造。常见的是一类与火山作用有关或与基性岩浆有关的硫化物或氧化物矿床。变质作用的影响主要是应力的叠加,出现变质结晶和定向结构,矿体本身可拉长或成长条状,有时亦成局部浸染状。含矿组分很少有运移和再集中,有些硫化物矿床可出现硫化物组合的多样性以及部分金、银、砷、锑的集中现象。一般来说,变质作用对已形成的矿床的影响并不显著,矿床的特征基本由原有矿床类型所决定。

  变成矿床 原有的含矿建造中的矿源层(包括含微量元素的矿源层)在区域变质作用影响下而形成的矿床。其主要特点是:矿床的矿物组合与围岩的矿物组合属同一变质相;矿石常由具有工业价值的变质矿物(如磁铁矿、蓝晶石等)形成,它们位于矿源层内,具层控矿床特点。由于常有变质热液参与,又可细分为两类。

  1.变质重结晶型矿床。以变质重结晶作用为主,含矿组分迁移不明显,主要是硅铁建造、锰矿床和某些非金属矿床如石墨、蓝晶石、夕线石等。

  2.变质热液型矿床。以变质热液作用为主,变质热液来自粒间溶液和晶格所含水分,含矿流体多为从晶格析出的含较多卤族元素或含有高能量的水分。矿床主要有铁、铜、铅、锌、金和某些非金属矿床。主要特征为:矿体常伴有区域性蚀变矿物,如硅化、绿泥石化、钠长石化、方柱石化等,它们经常来自围岩并与围岩的变质矿物有世代关系;矿体位于矿源层内,呈层状或脉状;矿石结构常成定向或丝缕定向排列,有时有海绵状结构。

  混合岩化矿床 这一类型与变质作用后期的区域混合岩化作用及部分深熔作用有关。矿源层的含矿组分受混合岩化流体(包括地幔上升流体、混合岩浆及热液)的运移,可集聚形成矿床。它们与岩浆矿床的区别在于:含矿组分来自矿源层;蚀变矿物具区域性分布,并与围岩的变质矿物成世代关系,较多地成为退化变质矿物组合;成矿时期与区域混合岩化作用形成期一致。根据混合岩化作用的特点,混合岩化矿床又可分为两类。

  1.原地交代型矿床。与混合岩化主期同步,矿源层中的成矿组分受混合岩化流体和混合岩浆的影响,成矿物质有较大的运移。主要矿床有含白云母、稀有元素和磷灰石的伟晶岩型,含铀、钍和稀有元素的混合花岗岩型及某些非金属矿床。主要特征为:矿床常位于矿源层内,部分受构造控制明显;蚀变矿物与原有矿物成世代关系或为退变质组合,有绿泥石化、白云母化、绿帘石化、透辉石化、硅化及碳酸盐化,一般碱性交代作用明显,往往形成脉状、浸染状透镜状矿体。

  2.后期热液交代型矿床。属于混合岩化晚期热液作用形成的矿床。热液来自构造期后由于张力影响而形成的流动溶液,可形成延伸较长的矿化带和矿床。主要矿床有富铁矿床、硼矿床、铜矿床、部分稀有元素伟晶岩以及与交代岩(钠长石岩、黄铁细晶岩等)有关的稀有元素矿床。主要特征为:蚀变矿物与围岩变质矿物之间存有世代关系,如铁铝石榴石–铁镁闪石化、堇青石–直闪石化、金云母–透辉石化、钠长石化和硅化等;含矿组分基本来自含矿建造,但常受一定的构造和层位的控制;矿石结构与混合岩化结构相似,表现为残留结构、云雾状浸染及丝缕状结构;矿体成透镜状、层状,往往不连续,但常有一定的排列方向。

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