Question

矿床类型

Answer 1

一、云母矿床

（一）花岗伟晶岩中的白云母矿床

矿床主要产于太古宙-古元古代克拉通内。含白云母伟晶岩呈板状、透镜状或不规则的株状，长数十米至数千米，厚几米至几十米，延深可达几百米，一般与围岩接触关系较为清楚。矿脉成群出现，构成伟晶岩带或岩田。伟晶岩中共生矿物主要有白云母、微斜长石、石英、磷灰石、绿柱石、锂云母、电气石、黑云母、石榴子石、钠长石等，脉体内矿物有明显的分带性。根据伟晶岩中白云母的特点与成因，一般将白云母伟晶岩分为两种：结晶型白云母伟晶岩和交代分异型稀有金属-白云母伟晶岩。这两种不同成因的白云母可在同一个岩体内出现，形成混合类型。

我国内蒙古土圭乌拉白云母矿床为这一类型的典型矿床，其特点如下所述：

矿区内的地层由太古宙矽线石 石榴子石片麻岩、黑云斜长片麻岩、角闪辉石斜长片麻岩组成，变质程度为麻粒岩相。变质岩系组成北东-南西向复式背斜。伟晶岩脉主要分布于背斜两翼压扭性和张扭性裂隙中，走向为北40°～70°西，产状较为稳定。

白云母伟晶岩脉具有明显的带状构造，从边缘到中心可分为：①细晶岩带；②文象伟晶岩带；③块状钾微斜长石带；④块状石英带。岩脉又被晚期的交代作用所叠加。按脉中白云母矿化的特点，可将白云母伟晶岩矿体分为两个类型：

1.板状巨晶白云母伟晶岩

岩脉倾斜较缓，分异作用明显，但分带不对称。白云母矿化呈连续状分布于岩脉之上盘（图9-1），矿化系结晶作用形成，与交代作用无关。白云母为板状晶体，结晶粗大，直径由十几厘米至几十厘米。云母生料易剥成透明薄片，质量较好，缺点是云母内含斑点状的铁矿包裹体较多，这种伟晶岩规模不大，比较少见。

图9-1 巨晶白云母在伟晶岩脉内分布示意剖面图

（据钟汉，1959）

1—巨晶板状白云母；2—白云母；3—文象结构带；4—石英白云母交代带；5—似文象结构带；6—块状石英；7—细晶结构带；8—钠长石化微斜长石

图9-2 石英-白云母交代带在伟晶岩脉中分布示意剖面图

（据钟汉，1959）

1—细晶结构带；2—文象结构带；3—块状石英；4—似文象结构带；5—巨晶和块状微斜长石（钠长石化）；6—石英-白云母交代带

2.交代型白云母伟晶岩

岩脉倾斜较缓，分异作用良好，具对称的带状构造。脉中块状带是云母矿化的有利部位。白云母与石英密切共生，呈较连续到断续分布的带状体或不规则的囊状体分布于块状带的两侧，块状长石带与文象结构带的接触处（图9-2）或岩脉局部膨胀处。白云母与石英交代了钾长石，附近还伴有钠长石化。在该石英-白云母交代带中产有具工业意义的白云母。此外，伴随钠长石化，脉中还有一些稀有元素矿物出现，如绿柱石、铌钽铁矿、玫瑰色电气石、锂云母、铌钇矿、褐帘石、独居石、曲晶石、晶质铀矿、锡石等。此类型分布广，储量大，质量较好，云母易剥成薄片，但云母片面积较小，有的透明度差。

一般认为，前一类型白云母为由伟晶岩熔浆中结晶而成，而后一类型白云母则是高温气水热液（流体），沿伟晶岩的内部裂隙交代钾长石而成。该类型伟晶岩中稀有元素矿物可以作为副产品利用。

内蒙古土圭乌拉地区白云母矿床分布广泛，构成我国一重要的白云母矿床成矿区。区内太古宙变质岩系混合岩化强烈，矿床与围岩的变质年龄基本一致，因此推测，形成伟晶岩的“熔浆”可能与该区混合岩化过程中深部变质岩石的部分重熔有关。在新疆阿尔泰、四川丹巴地区加里东-海西活动带内也分布这种类型的白云母矿床。

俄罗斯伊尔库茨克地区的玛姆白云母矿床属这种类型，是世界上最大与质量较好的白云母矿床之一。

（二）透辉石岩中的金云母矿床

矿床多分布于太古宙克拉通内，矿区出露为太古宙变质岩系，由矽线石榴钾长片麻岩、黑云片麻岩夹二辉斜长角闪岩、金云母白云质大理岩等组成，并广泛有花岗伟晶岩脉及少量红色钾质花岗岩的侵入。沿接触带或其附近可形成镁质矽卡岩 含磷灰石透辉石岩，有时在与斜长角闪岩的接触带或其附近，也可形成含磷灰石透辉石岩。继之，透辉岩又受到富含钾与挥发组分的热液的交代作用，沿透辉石岩裂隙形成脉状金云母矿体，脉长可达50～100m，厚0.2～1m，延深可达50m。在透辉石岩中也可形成金云母囊状矿体，但一般规模较小。在含金云母透辉石岩之外，为金云母与透辉石化的花斑大理岩。矿石中的矿物主要由透辉石、磷灰石、金云母、透闪石、蛇纹石、方解石等组成。矿物一般结晶粗大，小的直径约数厘米，大的约数十厘米。金云母质量较好，可供工业使用，矿床的规模一般较小。

由上述可以看出矿床应属于镁质矽卡岩类型。我国内蒙古丰镇、吉林辑安曾开采过这种类型的金云母。

世界上，俄罗斯阿尔丹地区斯留甸卡、加拿大的安大略、马达加斯加等地，有此类矿床。

（三）超基性-碱性杂岩中的金云母矿床

杂岩体多产于克拉通构造环境中，在空间上受深大断裂控制。岩体面积大小不一，具环带构造：中心为超基性岩，如纯橄榄岩、辉石橄榄岩；边缘部分为较晚的碱性岩体，如霞霓钠辉岩、霓霞 磷霞岩、霞石正长岩、碳酸岩。杂岩体实际上是较复杂的多相侵入体，晚期岩体可沿环状或放射状构造所侵入。由于碱性岩的侵入，伴随碱性溶液对超基性岩体的交代作用形成多阶段的金云母，工业金云母矿体产于超基性岩与碱性岩的接触处，或呈脉状产于超基性岩中。这种交代成因的金云母矿床含金云母率较高，每立方米由几百公斤到千公斤，因此矿床规模很大，金云母可达几百万吨。

该类型是一种新的矿床类型，其规模大，并含多种有用矿物或元素，矿床的远景较大。在俄罗斯以科拉半岛的科夫多尔矿床为代表。

（四）白云母片岩、白云母钾长片麻岩中碎细白云母矿床

白云母在白云母片岩和白云母钾长片麻岩中含量可达50%～80%，片径多为5mm，或者更小。因这些岩石呈层产出，有一定厚度，而且延长较为稳定，可能成为碎细云母的巨大来源。例如，美国北卡罗米纳州的西鲁斯派恩云母片岩矿床，鳞片白云母储量约5000×10⁵t；加拿大在魁北克省发现的云母片岩矿床，储量2000×10⁵t；我国在河北灵寿开采产于阜平群弯子组下段的白云钾长片麻岩中的碎细白云母矿床，矿层共有4层，平均厚度为1.6m，白云母含矿率56%～68%，片径在5mm左右，云母呈白色，微透明到半透明，质纯，无斑痕，可用于生产云母粉或云母制品，产品除满足国内需求外，尚可出口。因此，变质岩中的碎细白云母应注意利用。

此外，碎细云母也可以是上述几种云母矿床开采片状云母时的副产品。有些白云母伟晶岩含白云母达14%～16%，当其风化后，也可将其鳞片状的白云母选出加以利用，在开采含稀有金属伟晶岩时，也应注意同时回收其中的白云母。

二、蛭石矿床

世界具工业意义的大型蛭石矿床皆属超基性岩中的蛭石矿床类型，其在大地构造位置上分布于克拉通地区，矿床都与镁铁质或超镁铁质的岩浆岩有关；矿区或附近有后期的碱性岩，有时为碳酸岩或伟晶岩的侵入；蛭石常由黑云母、金云母转变而来；多数矿床的埋深较浅，处于地壳风化带内。国外一些著名蛭石矿床的研究成果表明，蛭石矿床的形成大致分为两个阶段：①超镁铁质岩石中的辉石、角闪石和橄榄石受后期侵入的碱-酸性岩的热液蚀变作用而形成黑云母、金云母、蛇纹石和绿泥石；②黑云母或金云母经地下循环水的表生蚀变，导致碱金属的流失，镁的再分布，晶体结构层间的加水作用而形成蛭石。国外著名的矿床有南非德兰士瓦省帕拉博拉、美国蒙大州利比、俄罗斯科拉半岛科夫多尔等矿床。

我国最大的蛭石矿床为新疆尉犁县且干布拉克矿床，其储量居世界第二位，约占国内总储量的86.8%，属于超基性岩中的蛭石矿床类型。以下介绍其地质特点与工业意义。

（一）地质构造背景

矿床的大地构造位置属塔里木克拉通东北边缘，库鲁克塔格断隆带西部。区内地层主要由太古宙-元古宙变质岩系组成，上有震旦纪、寒武纪、奥陶纪盖层。兴地深断裂带贯穿全区，北西西走向，延长达数百千米，沿深断裂带有多期次超镁铁质岩 碳酸岩杂岩的侵入，岩体产有蛭石矿床。

（二）超镁铁质岩-碳酸岩杂岩体

矿区出露地层为新太古代-古元古代达格拉克群，岩石主要为斜长角闪岩及角闪混合片麻岩，构成杂岩体的围岩。可见黑云透辉岩与围岩呈侵入接触。杂岩体包括有纯橄岩（已蚀变为蛇纹岩）、含磷灰石黑云次透辉石岩（简称黑云透辉岩）及岩浆碳酸岩，为多期侵入形成的复合型杂岩体。岩体呈东西走向展布（图9-3），为向北倾斜的单斜岩体，长4000m，平均宽650m，面积约3000m²。黑云透辉岩位于杂岩体周围，纯橄岩分布于杂岩之中央。因受多期蚀变，主体已为金云母岩所代替，其中仅保留有少量岩块状、孤岛状、球状的蛇纹岩残留体被包裹于黑云透辉岩中。岩浆碳酸岩在岩体中呈脉状和透镜状产出，碳酸岩脉达几十条。杂岩体侵入时代据同位素年龄为900Ma（透辉岩中磷灰石U-Pb年龄），推测杂岩体属晋宁期产物。纯橄榄岩与透辉岩接触处因热液蚀变影响，使接触关系不清，因而关于两者之间侵入先后关系还有不同的认识。但是，据纯橄岩因受蚀变而成一些球体残块被包于透辉岩中和纯橄岩与黑云透辉岩接触处普遍黑云化等特点推测，纯橄岩的形成可能早于透辉岩。

图9-3 尉犁且干布拉克蛭石矿地质略图

（据殷宝祥等，1988）

1—新太古代-古元古代混合片麻岩、斜长角闪岩；2—蛇纹岩；3—次透辉石岩；4—碳酸岩体；5—碳酸盐脉；6—断层；7—蛭石矿体；8—磷灰石矿体

同位素研究表明，杂岩体岩浆来自地幔（殷宝祥等，1988），如硫同位素δ³⁴S（透辉石岩中黄铁矿）1.3‰～2.86‰，锶同位素⁸⁷Sr/⁸⁶Sr（金云母）初始值 0.067，碳同位素 δ¹³C（PDB）（碳酸岩中的方解石）-3.51‰～-3.56‰，氧同位素δ¹⁸O（方解石）+7.5‰～8.1‰，这些都反映了幔源特点。因此，杂岩体是由地幔岩浆经深部多次分熔作用形成的，由于岩浆富含气水溶液，所以晚期产生交代作用，形成各种交代岩。交代岩中最重要的是金云母化，在矿区附近尚没有发现晋宁期的酸性或碱性岩，这可能排除了它提供钾来源的可能性。值得注意的是，杂岩体中黑云母透辉岩具富碱高钾特征（殷宝祥等，1988），如K₂O+Na₂O=0.88%～3.28%，平均达2.4%；K/Na为5.5，推测透辉岩结晶过程中能提供富钾的热水溶液，在透辉岩与纯橄岩中发生广泛的金云母化的交代作用。总之，钾的来源应进一步研究。

（三）矿床地质特征

杂岩体内有两种类型矿床，一类为岩浆矿床，包括磷灰石矿、次透辉石矿和稀土矿化，是在岩浆结晶中形成的；一类为风化矿床，即蛭石矿床，是由金云母和黑云母水化形成的，成矿期为第四纪。

1.矿床形状、产状

蛭石矿是矿区的主要矿产。主矿体分布于蛇纹岩（由纯橄岩受蚀变而来）中，部分矿体产于黑云母透辉石岩与蛇纹岩的接触部位，个别小矿体产于透辉石岩中。主矿体为透镜状或似层状，于蛇纹石化纯橄岩内蛭石多呈脉状、网脉状。矿体与两侧透辉石岩无明显界限，分布于透辉石岩内的小矿体多呈巢状、透镜状、网脉状。总之，蛭石主矿体受控于断裂构造（F₁）、原生裂隙以及风化深度所控制。

主矿体长3100m，平均宽400m，矿化深度20m左右，局部矿化深度达50m。透辉石岩内的小矿体长十余米至数十米，宽数米至十余米，一般延深不大（图9-4）。

2.矿石类型

按矿物成分及围岩不同，将矿石分为3个类型，其特点如表9-2。

3.矿床成因

根据研究已证实风化作用与蛭石成矿关系密切，风化作用使早形成的金（黑）云母岩转化为蛭石，根据如下：①蛭石矿化发生于金云母岩及富含黑云母的透辉石岩的地表浅部，矿化深度一般不超过50m，矿体底界与基性岩剥蚀面呈同步变化；②蛭石矿体与深部金云母岩呈渐变过渡关系，镜下可见蛭石交代金云母；③蛭石矿体之化学成分具明显氧化带特征，Fe₂O₃＞FeO，平均氧化系数K值达10.02，为强氧化条件下形成，相反，深部（＞20m）金云母岩中 Fe₂O₃＜FeO，平均氧化系数K值仅为0.72，属弱还原环境；④蛭石氢氧同位素（δ¹⁸O=7.79‰～8.48‰，δD=-145‰）显示了矿物结构水中加入了低温大气降水成分（冰、雪水）。

图9-4 尉犁且干布拉克蛭石矿床184 线地质剖面图

（据殷宝祥等，1988）

1—第四系；2—混合片麻岩；3—斜长角闪岩；4—蛇纹岩；5—次透辉石岩；6—金云母岩；7—黑云母岩；8—断层；9—蛭石矿体；10—磷灰石矿

以上反映了，蛭石是由黑云母和金云母水化形成的，矿床应属风化矿床。

蛭石成矿过程经历2个阶段：第一阶段是纯橄岩、黑云透辉岩在岩浆演化晚期，受含钾的气水热液交代，形成金云母和黑云母岩，同时还伴随蛇纹岩化。未经水化的金云母氧同位素δ¹⁸O=+6.42‰～+6.85‰，与镁铁、超镁铁岩有关岩浆水δ¹⁸O=+5‰～+7‰（张理刚，1985）一致，说明与岩浆水有关（前已分析可能与黑云透辉岩岩浆的结晶有关）。第二阶段为第四纪时期，经长期风化作用，金云母或黑云母岩发生水化而形成蛭石。蛭石的同位素测定结果δ¹⁸O= +7.79‰～+8.48‰，δD=-145‰，显示了矿物结构水中加入了大气降水成分。

表9-2 且干布拉克蛭石矿床矿石类型

矿床成矿模式如图9-5。

（四）工业意义

该矿床已查明D级储量660×10⁵t，资源储量1700×10⁵t，属超大型矿床。矿床为近地表平缓层状矿体，埋藏浅，规模大，矿石以高品位优质矿石为主，疏松易采，因此矿床具较大的工业价值。此外，透辉石岩中含有晶质磷灰石，大部分地段P₂O₅含量＞2%～8%，易选已构成工业矿体。透辉石岩经试验可以制作陶瓷。本区蛭石矿体深部，还具丰富的金云母，其矿化深度大于100m，是潜在资源。因此，该矿床是我国少有的多种非金属矿共生的超大型综合性矿床。

图9-5 矿床成矿模式图

（据何国琦等，1994）