变质矿床的主要类型Word下载.docx
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铁质建造产生在上述地层层序的下部。
在某些地方，铁矿建造和基底岩石之间被几米厚的石英岩、粗砂岩和页岩隔开，铁矿层中含铁矿物与燧石组成条带状铁矿石，含铁矿物中氧化物相主要为磁铁矿或赤铁矿及它们的混合物。
碳酸盐相以菱铁矿为主，并有磁铁矿和铁硅酸盐类矿物伴生。
硅酸盐相中的矿物随变质程度而异。
硫化物相主要是黄铁矿，常含细粒的富硅质泥岩。
苏必利尔型BIF多沿古老地台边缘分布，一般可长达数十公里，建造厚度可以从几十米至几百米，偶尔达千米。
铁矿建造的地层通常不整合于强烈变质的片麻岩、花岗岩或角闪岩之上。
大多数苏必利尔型BIF未遭受变质或遭受浅变质（绿片岩相），部分变质较深可达角闪岩相。
此类铁矿在各大陆皆有分布，其中著名的有澳大利亚的哈默斯利，巴西的米纳斯、吉赖斯，美国和加拿大的苏必利尔湖区，加拿大的魁北克、拉布拉多，南非的波斯特马斯堡以及印度的比哈尔、奥里萨等。
（二）沉积变质铁矿的成因
沉积变质铁矿的形成经历了沉积和变质改造2个阶段。
关于铁的来源，目前多认为来自海底火山作用。
由于阿尔戈马型BIF总伴有大量火山岩，且铁建造总是在火山岩最厚的地方形成，这就使人们相信铁矿起源于海底火山作用。
火山活动对铁矿的形成有3方面作用，一是岩浆和火山岩与海水及火山气体之间的反应可提供铁，二是火山气体可以提供CO2和S，三是火山活动的加热作用可引起深部富铁溶液向浅部运移并与海水作用形成铁矿。
而苏必利尔型BIF虽然与之伴生的火山岩较少，但铁也可能主要来源于火山，铁质以胶体的形式经较长距离搬运至近海岸带沉积形成。
研究表明，条带状铁建造是以硅、铁质为主的化学沉积物，其中可夹杂一些次要的胶体物质和少量同沉积粘土矿物，形成于火山间歇期或宁静期。
由于裂谷盆地构造环境和化学环境的不均一性，可形成硫化物相、碳酸盐相、硅酸盐相和氧化物相，其中硫化物相代表强还原环境，碳酸盐相和硅酸盐相代表还原环境，氧化物相Fe3O4到Fe2O3代表从还原环境过渡到氧化环境。
中国规模较大的铁矿床以氧化物相为主，硅酸盐相含铁建造只有当其变质程度达到或超过角闪岩相时，工业意义才显得重要。
目前矿床学家已提出BIF、VMS等类型矿床的热水喷流沉积成矿模式，很好地解释了热水沉积矿床的成因，比较公认的看法是，热水沉积成矿是海底（或湖底）深部高密度的硅质热卤水通过同沉积断裂上涌，携带大量的Fe、Cu、Pb、Zn等成矿物质，喷出海底地表与冷水混合在喷口附近所产生的沉积成矿作用。
阿尔戈马型BIF和苏必利尔型BIF可能分别属于近喷口附近和远离喷口的热水喷流沉积矿床。
关于地球早期（主要是前寒武纪）为什么能形成如此大规模的条带状铁建造（铁矿）？
矿质主要来源于富含铁的基性火山喷发物是没有疑问的，目前也很少有人怀疑条带状硅铁矿层是通过化学沉淀作用而形成的。
但是如此巨量铁的搬运，必须有一个缺氧环境（铁呈Fe2+状态搬运）。
现已证实，地球早期大气中是缺氧的，而条带状硅铁矿层的主要组成矿物是磁铁矿甚至是赤铁矿。
目前研究已经证实，生命至少在30亿年已经出现。
当时地球上已存在着具光合作用的细胞器的微体生物的自生活系统。
通过对微生物化石、氨基酸及碳同位素的测定，已发现了铁硅质矿层中有细菌类微生物参与的证据，可以推测，促使铁质沉淀的氧化作用是通过原始生物光合作用来完成的。
早前寒武纪铁矿均遭受了程度不同的区域变质作用的叠加改造，这种改造作用是在基本封闭的体系中进行的。
作用的结果主要表现在原有矿层总化学成分不变的情况下矿物相的重新组合，以及矿体的变形和重新定位。
关于变质作用对硅铁建造的影响，前人研究比较深入。
氧化物相的矿物成分比较简单，无论在何种程度变质作用下，铁矿石组合基本不变，都是以磁铁矿、赤铁矿、石英为主，不同程度的重结晶作用发育，矿物颗粒增大。
与此同时，铁矿进一步加富的程度不大。
硅酸盐相矿物成分比较复杂，在进入角闪岩相后，硅铁建造则被铁闪石、磁铁矿、石英组合所代替，及至麻粒岩相时出现紫苏辉石、透辉石、磁铁矿、石英仍是其主要组成矿物。
角闪岩相至麻粒岩相变质过程中铁明显加富。
碳酸盐岩含铁建造只出现在早元古宙，主要伴生的含铁碳酸盐矿物是菱铁矿和铁白云石。
磁铁矿只出现在角闪岩相中的硼镁铁矿-磁铁矿组合中，显然是受原始成分不同所控制，而非只是变质作用的结果。
硫化物相只在我国部分地区发育，变质程度增强后，常见磁黄铁矿与黄铁矿共生代替了单一的黄铁矿，硫化物相常富含金，可形成规模不等的金矿床，如佳木斯地块的东风山，华北地台的歪头山、南龙王庙、五台山，扬子地块的新余，秦岭造山带的庄房里以及塔里木地块的布琼和阿特斯等。
目前的研究认为，这类金矿的形成主要与早期的热水喷流作用有关，后期的变质作用又使其进一步富集。
二、变质金矿床
产于前寒武系地层中的变质金矿床是金矿的主要来源，主要有3种矿床类型：
①热液脉型金矿床；
②硅铁建造中的似层状金矿床；
③含金-铀砾岩矿床。
（一）热液脉型金矿床-南龙王庙金矿床
1.成矿背景
金矿床分布在清原绿岩带大荒沟-南龙王庙绿岩残余盆地的东南端。
绿岩带地层由下部金风岭岩组和上部红透山岩组组成，两者分别以斜长角闪岩和变粒岩为主，金矿赋存在红透山岩组中。
矿区内岩浆活动不发育，主要见有新太古代末期的斜长花岗斑岩、钠长石英斑岩，古元古代白云母斜长伟晶岩以及显生宙的闪长玢岩、煌斑岩等。
在矿区外围分布着大量太古宙TTＧ系。
矿区构造以韧性剪切变形最为发育，剪切带呈北东向分布。
此外还至少发育有三期前后叠加的褶皱构造形迹。
2.矿床的产出特征
矿床严格受葫芦头沟-大荒沟韧性剪切带控制，该剪切带走向为北西324°
~340°
，倾角为60°
~80°
，宽约1.5~2km，长5~6km，广泛发育鞘褶皱、条带、片理、线理及石香肠等构造，主要容矿围岩为黑云变粒岩，含有磁铁石英岩和浅粒岩（图11-1）。
金矿化带的宽度为3.5~95m，矿化带由46个矿体组成，具多层性。
矿体走向335°
~350°
，倾向45°
~60°
，倾角60°
。
矿体呈似层状-透镜状，规模小，最宽不超过3m，延长最大可达200m，矿化高度分散，与围岩呈渐变关系。
矿体总体向南东侧伏，其侧伏方向与变晶糜棱叶理的方向一致。
矿化以细脉-浸染状硫化物为主体，含有一部分黄铁矿石英脉体，它们可以独立构成金矿体，也可以相互交叉共同构成矿体。
细脉浸染状硫化物矿石主要以磁铁角闪石英岩、黑云变粒岩为容矿岩石，矿体沿韧性剪切构造面分布。
矿石组构以块状为主，见有条带、条纹构造。
石英脉状矿体以黑云变粒岩、浅粒岩等为容矿岩石，脉宽一般数毫米，至少包含有三期：
与剪切叶理整合产出的强变形石英脉、弱变形石英脉以及穿切剪切叶理的无变形石英脉，显然它们可能依次形成在韧性变形前、变形中及变形后。
3．矿石的矿物成分和结构构造
矿石的金属矿物除自然金外，主要有黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、闪锌矿等，其次有赤铁矿、褐铁矿、辉钼矿、方铅矿等。
非金属矿物有石英、斜长石、白云母、黑云母、角闪石、绿帘石、方解石、绿泥石、钠长石、磷灰石、石榴子石、电气石和锆石。
黄铁矿为主要载金矿物，其含金量变化于14.49×
10-6～93.71×
10-6之间（据辽宁地质
图11-1南龙王庙金矿床460m中段地质图（据刘连登等，1994）
1-黑云变粒岩类及少量浅粒岩；
2-磁铁角闪石英岩；
3-斜长角闪岩；
4-变质斜长花岗斑岩；
5-变质钠长石英斑岩；
6-角闪石岩脉；
7-闪长玢岩（显生宙）；
8-断层；
9-工业矿体（>
3×
10-6）；
10-表外矿体（1~3×
10队，1983）。
可划分出3个世代，早世代黄铁矿呈星散状、条带状、条纹状沿片理产出，呈他形-半自形粒状结构，主要晶形为五角十二面体和立方体，有时保留有胶状结构，但重结晶明显，可在边部见到重结晶后排出来的杂质和黄铁矿晶体的压碎结构；
中世代的黄铁矿呈浸染状、脉状、网脉状、不规则团块状产出于片理和片麻理中，呈自形-半白形结构，晶体为立方体，与黄铜矿、闪锌矿等硫化物共生，并被方解石交代，金含量较高；
晚世代黄铁矿呈细脉和薄膜状产于围岩裂隙的节理中，往往切割片理和片麻理，黄铁矿粒度较细，呈半自形立方体与方解石石英共生。
黄铁矿中含有微量元素Au、Ag、Ｃu、Pb、Ｚn、Co、Ni、Se、Fe、Hg、Sn等。
w（S）/w（Fe）值变化在1.019~1.236，均小于2，属硫亏损而铁富集型。
ｗ（S）/ｗ（Se）值为35974~20424，ｗ（Se）/ｗ（Te）为2.17~75，ｗ（Ｃo）/ｗ（Ni）为0.32~4.5大部分大于1，ｗ（Au）/ｗ（Ag）为0.0l~0.128。
自然金呈显微和超显微金赋存在黄铁矿和石英的裂隙中或颗粒间，少见包体金。
自然金呈亮金黄色、微显红色，其形态为片状、树枝状、他形粒状和不规则状。
粒度大多为0.02~0.35mm，个别大者可达0.3~0.5mm，由于矿物颗粒极细，在光片中较难发现。
自然金含金量从87.13~96.21％不等，成色878~969。
需要指出的是，产在不同围岩的自然金成色不尽相同，在黑云变粒岩中平均为924，在浅粒岩中为933，在含磁铁石英黑云角闪岩中为921。
磁黄铁矿是矿区主要矿石矿物成分之一，它主要分布在磁铁矿黑云角闪石英岩中，与黄铁矿等紧密共生，也常与黑云母、斜长石、角闪石和石英等共生。
磁黄铁矿形变特征很明显，常见波状消光、变形双晶等，反映磁黄铁矿是同生沉积再变质重结晶的产物。
矿石的结构主要有：
半自形-自形粒状结构、胶状结构、交代残余结构、变形结构、固溶体结构等。
矿石构造有条带状、条纹状、网脉状、浸染状、星散状和斑杂状等。
4．矿石的化学成分
矿石中除含金以外，尚含有Ag、Cu、S、Se、Te、Pb、Zn等微量元素及痕量元素的W、Mo、Co、Mn、V、Sb、Hg。
Au与Cu、S、Ag密切正相关，而与Pb、Zn不相关。
5．围岩蚀变
该矿床围岩蚀变不发育，且不具分带性，主要蚀变类型有硅化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、黄铁矿化，尚见有铁白云石化、黑云母化、电气石化等。
硅化主要发生在含金黄铁矿石英细脉附近，见石英、白云母交代斜长石，蚀变范围小，一般不大于10cm，但有一定的连续性。
绿泥石化主要发生在细脉-浸染状含硫化物矿体附近，绿泥石交代角闪石，这种绿泥石一部分和剪切面理平行，一部分定向不明显，甚至可切穿片理，显然是热液蚀变造成的。
绿帘石化是斜长石蚀变的产物，也可由绿泥石交代角闪石而成，蚀变绿帘石呈浅黄绿色，他形粒状结构。
（二）硅铁建造中的似层状金矿床
这类矿床产于前寒武纪硅-铁建造中，区域上具一定层位。
含金层内的金矿化则受变质期的形变构造控制。
矿石为含金硫化物型，由自然金、磁黄铁矿、毒砂和石英组成。
这类矿床分布不很广泛，最著名的是美国的霍姆斯塔克金矿床。
该金矿床产于镁铁闪石片岩
图11-2霍姆斯塔克金矿床矿体剖面图
（转引自姚凤良等，1983）
hf-霍姆斯塔克组；
pmf-波曼组；
ef–爱立生组；
黑色-矿体
中，其原岩为含硅、铁和碳酸盐的地层。
金和硫化物共生，层位稳定。
金矿化的富集受形变构造控制，金矿体多分布于紧密交错褶皱和早期同斜褶皱的核部（图11-2）。
矿体呈层状、似层状，矿层都由大量短小的含金石英细脉构成，附近的围岩遭受明显的蚀变，蚀变以绿泥石化为主。
矿床规模巨大，但品位不高，一般不超过10g/t。
据硫同位素研究表明，霍姆斯塔克金矿床的原生金和围岩系同生沉积的产物。
根据含矿围岩性质、矿体产状等特征分析，早期成矿作用属热水喷流型。
变质作用后期的变质热液使金迁移，于有利的构造部位富集成矿。
霍姆斯塔克含金建造于第三纪火山活动中又一次使金得到聚集，矿石品位大为提高，有的可高达500g／t。
所以，从整体来说，霍姆斯塔克金矿床也属于多次成矿作用复合的多成因矿床。
我国黑龙江省的东风山金矿床也属于这一类型。
（三）含金-铀砾岩矿床
含金-铀砾岩矿床具有沉积和变质热液成矿的双重特征，一般都把它列入变质矿床范畴。
这类矿床规模巨大，以南非维特瓦特斯兰德的金-铀矿床为代表，简称兰德型金矿。
兰德金矿床产于下元古界维特瓦特斯兰德系中。
该岩系的形成年龄为22亿年，主要由云母片岩、石英岩、长石石英岩及砾岩组成，不整合于太古代片麻岩和花岗岩之上。
砾岩和石英岩成互层产出，为古老的河床洼地沉积而成。
也有人认为系经海流改造的三角洲沉积。
含矿岩系稍有变质，金矿产于岩系上部的砾岩层中。
含金砾岩全区主要有十层，沿走向延长可达290km。
含金的砾岩层大多位于不同层位的侵蚀面上，砾岩层中的砾石主要为脉石英，砾石中不含金。
胶结物为硫化物、石英、绢云母、叶蜡石、绿泥石等。
金呈微粒状与黄铁矿、磁黄铁矿等硫化物一起散染于胶结物中。
矿石的金品位为10-17g/t。
砾岩层中还含铀矿物，主要为晶质铀矿、沥青铀矿等，含U3O8为0.03%。
含金-铀砾岩经受变质作用时，变质热液使其中的金活化、迁移，交代胶结物或充填于微细裂隙中，故属沉积-变质矿床。
三、变质磷矿床
变质磷矿床可分为火山沉积变质型和沉积变质型2类。
火山沉积变质磷矿床系由富含磷灰石的斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩构成，含P2O5大多在5％以下，含磷较低，一般不具工业价值。
沉积变质磷矿床的围岩主要为云母片岩、石英云母片岩和白云质大理岩，少数含绿泥片岩、千枚岩等。
这类磷矿由于品位高、规模大具有重要工业价值，是我国北方的主要磷矿类型。
沉积变质型磷矿床的含磷岩系具条带状、条纹状构造，有时还发育有原生的角砾状构造，说明其原始沉积环境为浅海或泻湖地带。
岩系中碳酸盐岩呈透镜状并与粘土质岩石呈互层产出。
磷矿层一般产于各岩层的过渡带或碳酸盐岩层内，属海侵期产物。
磷矿层的典型矿物组合是磷灰石-白云石-石英，有时与锰的氧化物共生。
矿石含P2O58%~9％。
高者可达20%~30％。
江苏海州产有这种类型的大型磷矿床，安徽、吉林等地也有产出。
江苏海州磷矿床
海州磷矿床位于江苏省新海连市。
区内地层下部为混合岩，中部为含磷岩系，上部为白云母片麻岩夹少量透镜状大理岩和石英岩（图11-3）。
中部含磷岩系厚度在400m以上，自下而上可分为4部分：
（1）下部含磷岩系：
厚40m，由变质白云岩、含石英、云母的变质白云岩及磷灰石矿层构成，此外还夹有部分锰矿层。
磷灰石矿层成不规则透镜状，长1900m，厚1~9m。
该矿层主要发育于矿区西部，往东尖灭而缺失。
（2）下部白云质云母片岩系：
厚65~250m，由白云岩和含石英的云母片岩组成。
（3）上部含磷岩系：
由变质白云岩、石英岩及磷灰石矿层组成，夹少量堇青石片岩。
磷灰石矿层长约900m，厚度变化较大，为14~40m，主要发育于矿区东部，往西尖灭而缺失。
图11-3江苏海州磷矿床地质示意图
1-混合花岗岩；
2-混合片麻岩；
3-眼球状片麻岩；
4-含磷岩系；
5-白云母片麻岩
图11-4江苏海州磷矿床剖面示意图
1-云母片岩；
2-变质白云岩；
3-细粒磷灰岩；
4-锰磷矿层；
5-锰土；
6-菱锰矿；
7-云母磷灰岩；
8-混合片麻岩；
9-混合花岗岩；
10-第四纪沉积
（4）上部白云质云母片岩系，岩性同下部白云质云母片岩系。
磷矿层的产状变化较大，一般倾角为50°
左右，局部有直立和倒转现象，矿体和围岩呈渐变过渡关系。
矿层中磷品位的变化较大，一般含P2O5为10％左右，局部地段较富，可达34.2％。
矿石由氟磷灰石组成，按矿物共生组合可分3种类型（图11-4）：
（1）细粒磷灰岩：
是本区主要的磷矿石类型。
具层理构造，细粒结构，含磷灰石较多，伴生少量方解石、白云石、石英、云母和黄铁矿等。
这类矿石的品位不很均匀。
（2）锰磷矿层：
分布不如前一类广，只见于矿区的西部地段。
主要由磷灰石和碳酸盐矿物组成，伴生有软锰矿和硬锰矿等，由褐黑色的含锰矿物和灰白色的磷灰石等相间成层，构成条带状构造。
由于氧化作用，这类矿石多成疏松状，品位较高，大多为富矿。
（3）云母磷灰岩：
由磷灰石、白云母、石英和长石组成，外观似云母片岩。
这类矿石分布局限，质量较差。
海州磷矿床系沉积磷块岩经区域变质重结晶而成，属沉积变质矿床。
在东山矿区，含磷岩系与混合花岗岩的接触处，尚可见到与围岩界线清晰的脉状磷矿体，此乃磷矿层或含磷岩层经混合岩化热液交代再富集而成。
四、石墨矿床
自然界的石墨矿床主要有两种类型：
一类是产于结晶片岩中的石墨矿床，系区域变质而成；
另一类是变质煤层中的石墨矿床，系接触变质而成。
区域变质石墨矿床都产于前寒武纪变质岩系中，大多和片麻岩、片岩、大理岩有关。
矿体多呈似层状或透镜状，长数百米至数公里，厚数米。
石墨呈鳞片状，质量较好，但含量较低，一般为3%~5％。
经碳同位素测定，这类石墨的C12/C13比值和有机碳接近，故认为是有机质经区域变质而成的。
山东南墅是我国最大的晶质石墨矿床。
山东南墅石墨矿床
矿床位于山东省莱西县境内，分南墅和北墅2个矿区，以南墅矿区规模较大。
区内地层为早元古代荆山群变质岩系。
含矿岩系可分上、下2个亚组：
下部亚组为角闪混合片麻岩、斜长角闪岩、石榴斜长片麻岩和浅粒岩等，除石榴斜长片麻岩含少量石墨外，其他岩石都不含矿，上部亚组为白云质大理岩、斜长角闪片麻岩和石墨片麻岩，夹薄层斜长角闪岩、透辉岩、黑云变粒岩等。
区内石墨矿体主要产于上部亚组岩层内（图11-5），根据矿体产出位置及与围岩的关系，矿体可分三种类型：
图11-5南墅石墨矿岳石矿区地质示意图
1-花岗片麻岩；
2-石榴石片麻岩；
3-正长片麻岩；
4-石墨片麻岩；
5-大理岩；
6-花岗岩；
7一辉长岩；
8-石墨矿体
（1）产于大理岩与片麻岩接触带的矿体，矿体顶板为透镜状白云质大理岩，底板为含石榴子石斜长片麻岩，矿体两侧为含石墨透辉岩。
这类矿体主要分布在矿区的岳石矿段。
（2）产于石榴子石斜长片麻岩与角闪斜长片麻岩之间的矿体，矿体中常夹有条纹构造的硅质岩。
这类矿体产于岳石矿段东部。
（3）产于大理岩中的矿体，分布在白云质大理岩中，靠近矿体的围岩为含石墨透辉岩，矿体和大理岩有明显的相变关系。
大理岩内见有大片金云母堆积体。
矿体内还夹有石墨片麻岩薄层。
区内矿体均呈似层状及透镜状沿一定层位产出，产状与地层一致，倾角一般在50°
左右。
矿石具浸染状构造、片麻状构造，花岗变晶结构、纤维状变晶结构。
近矿围岩有明显的蚀变，主要是透辉石化、透闪石化、金云母化和阳起石化等，这些蚀变是变质热液改造的产物。
矿石中的石墨都是晶质石墨。
石墨晶片长一般为150μm~1.5mm，个别可达7.5mm。
脉石矿物主要为斜长石、石英、透辉石和透闪石等。
南墅石墨矿床属沉积变质矿床，变质热液及混合岩化热液对石墨的富集有一定作用。
由煤层经接触变质形成的石墨矿床都产于侵入接触带，随远离接触带，石墨渐变过渡为煤层。
这类矿床中，石墨含量高，有时可达到90％，但多数为隐晶质石墨，质量较差。
湖南郴县、吉林烟筒山等地产有这类矿床。
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