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[科普中国]-正岩浆矿床

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在岩浆条件下直接形成的矿床。它们一般位于岩浆母岩体内,有时可进入围岩矿体的矿物成分与母岩区别不大,只是有用矿物的含量有所差异,即矿体所含有用矿物达到了工业上能利用的程度。正岩浆矿床包括结晶分异(分凝、分结)作用形成的早期岩浆矿床,岩浆熔离作用形成的熔离矿床和残余熔融作用形成的晚期岩浆矿床。1

概述正岩浆矿床或称真岩浆矿床,系指与上地幔硅镁质岩浆作用有直接成因关系的一类矿床。严格地说,正岩浆矿床系指在岩浆分异和岩浆结晶过程中产生的矿床,或者说是由岩浆直接结晶生成的矿床。
正岩浆矿床在其形成时,成矿元素的迁移和富集可以从岩浆结晶作用开始,一直到岩浆结晶作用的最后阶段为止。
由于岩浆矿床是由分散在岩浆中的极少量的成矿元素或有用.矿物聚集而成,因此,在其形成时,一般处于地壳较深的部位。只有在这样的环境下才适于岩浆的缓慢冷却,以利于分异作用的完全进行,使分散于岩浆中的成矿物质可能集中起来成为矿床。但在某些特定的条件下,如岩浆喷发的过程中也可直接形成矿床。2

岩浆矿床基本特征成矿作用与母岩的成岩作用基本上是同时进行的,成矿作用随母岩的固结而结束,因此,岩浆矿床是同生矿床。

矿体一般产于岩浆岩母岩体内,甚至岩体本身就是矿体,如某些含金刚石的金伯利岩等,而由熔离作用或压滤作用形成的贯人式矿体则可以产于母岩体附近的围岩中。浸染状矿体与母岩多为渐变或迅速过渡关系;而贯入式矿体则具有清楚、明显的边界。

矿石的矿物成分与母岩的基本相同,主要的脉石矿物就是母岩的造岩矿物。但是晚期岩浆矿床矿石的脉石矿物要复杂一些,可以含有热液成因矿物。

成矿温度一般在岩浆结晶的温度范围内,不同矿床成矿温度变化很大,大致在1500~500℃之间,而有些硫化物矿床形成温度甚至可低到300℃以下。除火山岩浆矿床外,岩浆矿床形成的深度多数在地下几到几十千米的深处。

形成于岩浆结晶分异早期的矿床一般不伴有围岩蚀变,而形成于岩浆结晶分异晚期的矿床可以伴有一定程度的围岩蚀变。

岩浆矿床在国民经济中具有重要地位,产有铬、镍、钴、铂族元素、钒、钛、铁、铜、铌、钽、铀和稀土元素等金属矿产,还有金刚石、磷灰石、多种宝石以及花岗石、珍珠岩等非金属矿产。这些矿产中,有些只产于岩浆矿床中,如铬铁矿、金刚石等,有些矿产主要产于岩浆矿床中,如铜镍硫化物矿床、钒钛磁铁矿矿床等。岩浆矿床在我国矿产资源中占有重要地位,但是有些矿产还相当紧缺,如铬、铂和金刚石等。因此,研究岩浆矿床的成矿作用和成矿条件,把握其分布规律具有重要意义。3

期次早期岩浆矿床也称岩浆分异(分结)矿床,是指岩浆作用的早期,由于结晶分异作用使成矿物质早于一般的造岩矿物或是与最早结晶的造岩矿物同时从岩浆熔融体中结晶出来,富集而成的矿床。早期岩浆矿床的矿多具自形晶结构。矿体一般呈瘤状、巢状、透镜状或层状。主要矿产有铬铁矿、铂矿和铂族元素。
晚期岩浆矿床是指在岩浆结晶作用的晚期阶段,在部分矿化剂的作用下,使成矿物质富集并晚于主要造岩矿物之后析出形成的矿床。矿体主要呈层状、似层状、透镜状,其次为脉状的贯入矿体等。矿石常具有海绵陨铁
结构及浸染状、块状构造,属于这类矿床的如钒钛磁铁矿床等。4

成矿阶段富含挥发分和多种金属元素的硅酸盐岩浆,侵入到岩石圈上部或喷出地面冷凝成岩时,这些气态、液态物质不是同步结晶成岩的,而是随着温度、压力的降低,分先后逐渐结晶凝结的。与岩浆作用相关的一些矿床的成矿作用大致可分为4个阶段。

岩浆成矿阶段富含硫化物、氧化物的岩浆,在高温时是完全混熔的。当温度下降到一定程度时,硫化物、氧化物与硅酸盐熔体会发生分离(即熔离作用),因前者富含金属元素,密度较大而下沉,从而形成岩浆熔离矿床。云南某地的基性一超基性岩岩盆底部即有含铂硫化物矿体产出。

岩浆开始结晶后,早期晶出的矿物主要是金属硫化物和氧化物,暗色硅酸盐矿物和基性斜长石,在重力作用下集中于岩浆下部或中部,这便是结晶分异作用。四川的攀枝花钒钛磁铁矿矿床就属于这种结晶分异作用形成的岩浆岩矿床。

残余岩浆成矿阶段在岩浆结晶成岩作用的晚期阶段,一些富含挥发分的残余岩浆,沿早期结晶成岩的岩浆岩裂隙(原生裂隙)贯入,或顺围岩的裂隙贯入,由于温度和压力还较高(600~300℃,800~200MPa),流体成分又多,有利于矿物结晶成大晶体,形成伟晶岩。在此阶段形成的矿床称为伟晶岩矿床。常见的伟晶岩矿床多含云母和碱性长石。新疆阿尔泰含稀有金属的花岗伟晶岩矿床就是这类矿床的典型代表。

热液成矿阶段岩浆侵位至冷凝过程中分离出来的以H2O为主,并含有多种挥发成分和较多成矿元素的热水溶液,称为岩浆热液。这种热液把深部的矿质以及分散在围岩中的成矿元素萃取出来,通过充填、交代方式使矿质沉淀而形成矿床。热液矿床多数形成于从近地表到4.5km的深处。按其形成温度一般分为高温(600-300℃)、中温(300~200℃)和低温(200~50℃,)3类热液矿床。世界上最著名的江西大庾西华山钨矿床可作为高温热液矿床的典型代表。

除岩浆成因的热水溶液外,深循环(地下5~10km)的地下水和渗人海底的海水、区域变质作用中分离出的热水及从上地幔排气过程中出来的热水,都可能溶解和运移含矿物质而形成热液矿床。

火山作用成矿阶段岩浆沿构造断裂上涌并喷溢到地面(或海底)的过程中,含大量成矿物质的残余岩浆、高温气体和热液在火山通道、破火山口附近的断裂带内可以形成很有价值的矿床(斑岩型、交代一充填型、热液型),含矿物质也可由喷发一沉积作用而形成规模巨大的火山一沉积矿床。如浙江平阳矾山的明矾石矿床,就产予白垩纪火山岩系中,断续延长几百米,厚几十米,形成巨大的透镜体。甘肃白银厂黄铁矿型铜矿则是海相火山热液型矿床。5

矿床类型正岩浆矿床在国民经济中具有重要地位,产有铬、镍、钴、铂族元素、钒、钛、铁、铜、铌、钽、铀和稀土元素等金属矿产,还有金刚石、磷灰石、多种宝石以及花岗石、珍珠岩等非金属矿产。这些矿产中,有些只产于正岩浆矿床中,如铬铁矿、金刚石等,有些矿产主要产于正岩浆矿床中,如铜镍硫化物矿床、钒钛磁铁矿矿床等。正岩浆矿床在我国矿产资源中占有重要地位,但是有些矿产还相当紧缺,如铬、铂和金刚石等。因此,研究岩浆矿床的成矿作用和成矿条件,把握其分布规律具有重要意义。

我国主要正岩浆矿床我国的岩浆型铜一镍矿矿床。为世界最主要类型。此类矿床主要分布于康滇地盾,辽东地块、山东地块等区。康滇地盾,在吕梁运动后隆起为一稳定地带,古生代和中生代沉积零星分布于边缘及拗陷区内,岩浆活动多次。超基性和墓性岩的活动推断系海西期,与之有关的矿床呈南援向分布,为我国铜镍矿的主要产区之一。辽东地块,以辽东海湾为界可分为东谩段,西殷以承德巍中心,除有铬铁矿、钒钛磁铁外,也是我国岩浆型镶矿床主要分布区之一。山东地块其构造条件与辽东地块相同,主要分布于备中区内,基性岩以角闪岩或辉长岩为主,贯入太古代泰山系片麻岩及寒武一奥陶纪岩层中,也是我国镍矿的主要产区。此外,我国的秦岭地区、祁连山加里东褶皱带、阴山地区、甘肃北山带,以及阿拉善三角地块的顶端等区都有铜一镍硫化物矿床的分布。从地理上看,以四川、辽宁、山东、云南四省矿床产地较为密集,近来在其他各省陆续发现了一些规模巨大的矿床,如甘肃地区发现的一个巨大规模矿床就是一例。

铬铁矿矿床主要与超基性岩集中分布区有关,巳知有东北、内蒙、祁连山及西南四个主要分布区,另外还有陕西、宁夏和台湾等地有零星分散的分布。内蒙和祁连山的铬铁矿矿床分布于古生代的地槽区,西南区则在古纠j代褶皱带中,西藏东部祁丁青、左贡等地属中生代褶皱带,日喀则超基性岩则可能属喜马拉雅期。此外吉林开山屯、大黑山、桦甸等地岩体多侵入于石炭二迭纪变质沉积岩层中,甘肃小松山岩体侵入于下古生界与前震旦纪片麻岩中。近年来在甘肃、河北新发现有价值的铬铁矿矿床。从我国的情况看,分布于地盾中的韶基性岩,无论从分布范围,数量及含矿情况来看,不如地槽区重要。

钒钛磁铁矿矿床,主要分布于康滇地轴,燕辽地盾等地。金刚石矿床除在西南、华东北部已陆续发现外,湖南.广西等地也已找到重要线索。

我国铂(族)矿资源研究较少,虽然在许多地区均发现铂族矿物。近年来在研究这类矿床和鉴定矿物方面已取得显著进展,据最新报导,已在许多地区发现了有价值的铂矿床。6

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学