Question

变质作用矿床控制条件

Answer 1

变质作用矿床可定义为在变质地区中受区域变质作用影响而形成的矿床。它们是在区域变质作用及相继发生的混合岩化作用的共同影响下，原岩建造中的含矿建造、矿源层或原有矿床受变质重结晶、变质热液及混合岩化作用产生的混合岩浆及热液的影响，它们之中的含矿组分经过迁移、搬运而形成的矿床（董申保，1999）。

变质作用矿床的基本控制条件主要包含3个方面：一是原岩中的含矿建造和矿源层，即矿质来源；二是变质成矿作用中媒体介质的流体效应及其形成时的物理-化学作用，即成矿作用过程。三是变质的温度-压力条件。

（一）成矿物源

从上面的定义中可以看出，变质成矿作用的物质来源主要是原岩建造，既包括沉积建造也包括岩浆建造。在区域变质作用过程中，通过重结晶作用、重组合作用、交代作用、混合岩化以及变质热液作用的影响，使原岩中成矿物质发生活化、转移，并在一定条件下富集形成变质矿床。由于其成矿物质来源复杂，造成了变质作用矿床矿产种类的多样性，主要矿产有铁、铜、铝、铅、锌、金、铀、锰、铬、镍、钴、及非金属矿床如白云母、硼、石墨、菱镁矿、滑石、蓝晶石、刚玉、石棉以及一些稀有元素如铌、钽等。

表3-15 区域变质作用类型及特征

变质沉积建造中的重要含矿建造有：复理石型千枚岩、变粒岩、片岩系、镁质大理岩系和碎屑岩型的片麻岩系。含矿建造往往处于原岩建造形成时的某一特定环境。它们的矿源层是其中的含矿组分组成部分，主要有前寒武纪的含铁硅质岩（Lake Superior型）、含金属硫化物的碳质千枚岩（北欧）、含金属硫化物的千枚岩和片岩（澳大利亚、陕西、甘肃）、含铜碳酸盐岩（云南东川），金、铀变质砾岩（加拿大）、含石墨片麻岩（山东南墅）、含蓝晶石的变粒岩（山西五台）、含白云母的夕线石、石榴子石片岩（内蒙古）等。

变质火山沉积建造中的含矿建造是变质作用矿床中最重要的类型，来源于火山作用并常经过沉积作用的分选。重要类型有：基性火山沉积型的麻粒岩系和斜长角闪岩系、中酸性火山沉积岩型的变粒岩和浅粒岩系、火山沉积喷气型的硼、钠（钾）变粒岩系、火山作用同生的沉积型的镁质白云岩系、片岩系及变粒岩系、钠质火山沉积岩系中的变粒岩和浅粒岩系。它们往往出现于某些含矿组分的火山作用与沉积作用交替的旋回中，重要的矿源层有：与斜长角闪岩或基性麻粒岩系有关的硅铁建造（Algoma型）、铁、铜型含钠硅铁质建造（云南大红山型）、含金硅铁质建造（Homstack型）、含多金属硫化物的变粒岩和浅粒岩（Boliden型）、含铜、铅、锌硫化物的变粒岩和浅粒岩（Falun型）、含块状多金属硫化物的浅粒岩斜长角闪岩（红透山型）、含金斜长角闪岩（太华型）、含菱镁矿的白云石大理岩、碧玉岩组合（大石桥型）、含硼镁铁矿的电气石变粒岩等。

（二）成矿溶液及其来源

变质作用和超变质作用中的流体相水溶液是由下列各种水形成的：①由于脱水作用而从岩石中释放出来的矿物中的游离水和结合水；②壳下深成（原生）水，这种水是对流热的载体，可能是成矿流体和成矿溶液的化学媒剂；③渗透水（淋滤水）和残余水，常常是强烈矿化的热水。从岩石中释放出的间隙空间水和深部循环的渗透水是低变质相变质溶液的主要组成部分。结合在水合矿物中的水和原生水是组成中、高级变质相和超变质作用的溶液和流体。变质作用和超变质作用中产生的溶液和流体的最主要的性质是：温度高、处于与围岩不平衡的物理化学状态，这就是它们矿化和变为成矿溶液的原因。有关变质热液性状及与成矿的关系详见下节的叙述。

（三）变质温、压条件

变质矿床的形成固然首先取决于成矿物质来源，但是变质的温、压条件却是不可忽视的因素。例如Al₂SiO₅矿物是高铝的矿物原料，其矿物类型严格受温、压条件的制约，是众所周知的事实。

金红石是重要的钛矿物。近年来随着滨海金红石砂矿资源日益枯竭，变质岩中的金红石矿床的经济意义，逐渐突出。Ramberg（1948、1952）就曾指出：在低变质级岩石中，钛矿物主要是硅酸盐类，比如榍石。从低级到高级变质作用，钛矿物会从硅酸盐转变成氧化物如金红石或钛铁矿。我国苏鲁超高压变质带中产有大型金红石矿床。

Goldsmith和Force（1978）发现在泥质变质岩中，当Al/Ca比大于50时，金红石可以在蓝晶石带开始出现，此时Al/Ca比低于50的其他岩石还只出现榍石。结构关系研究表明，金红石常与石榴子石和黑云母共生，按下述反应：

钛铁矿+白云母+石英=铁铝榴石+金红石+黑云母

在更高级变质岩中，不受 Al/Ca 比的制约，许多成分类型的岩石都含有金红石（图3-11）。

以上材料只是说明在某些情况下区域变质级对成矿物质的富集有影响，许多变质岩区的热液矿床，如西澳大利亚地盾的太古代金矿，它的富集主要受构造和围岩蚀变的控制，与区域变质作用的高峰期并没有直接关系（Soloman and Groves，1994）。