岩浆矿床模式.docx

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岩浆矿床模式

岩浆矿床模式

1、豆荚状（阿尔卑斯型）铬铁矿矿床模式

地质构造背景

构造位置矿床出露于板块缝合带的蛇绿岩套中。

成矿环境矿床形成于扩张洋脊环境的岩石圈下部（莫霍面以下2km范围内），因洋壳俯冲作用而残留于俯冲-碰撞带。

赋矿岩石为蛇绿岩套下部的镁质超基性岩，常见岩相组合为纯橄岩、方辉橄榄岩、和二辉橄榄岩。

岩石通常已塑性变形和蛇纹石化。

成矿时代显生宙。

伴生矿床可见石棉矿床、滑石矿床、菱镁矿矿床、蛇纹岩矿床。

矿床特征

矿体特征主要呈扁豆状、凸镜状，可见不规则状及脉状，成群分布于纯橄岩相和方辉橄榄岩相中。

矿体与围岩页理呈整合或次整合相交，二者呈渐变或突变接触。

矿石矿物组合铬铁矿+铝铬铁矿+铁铬铁矿（±磁铁矿±铂组元素矿物）。

矿石结构构造粗粒至细粒结构，浸染状、块状及豆状构造。

围岩蚀变可见小范围的（宽数十厘米）绿泥石化等蚀变。

矿床规模及意义此类矿床是铬铁矿的重要矿床类型，是我国耐火级矿石的主要来源和冶金级矿石的唯一来源。

矿床规模大小不一，JohnP.Albers（1986）对土耳其、新喀里多尼亚、菲律宾、古巴、伊朗等国173个矿床的统计结果见图1和图2。

图1豆荚状铬铁矿矿床的吨位图2豆夹状铬铁矿矿床的氧化铬品位

矿床实例罗布莎、萨尔托海、贺根山、卡马圭（古）、马欣洛克（菲）等。

矿床成因

在扩展的洋脊之下，地幔底辟上升因减压等地质作用导致地幔岩的部分熔融。

随着部分熔融程度

的增加石榴子石、单斜辉石和斜方辉石将依次进入熔体，产生大量的玄武质岩浆和方辉橄榄岩、纯橄

岩等地幔残余。

石榴子石、单斜辉石在不一致熔融过程中除形成玄武质岩浆和橄榄石外还因释放其晶

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格中的Cr而产生铬尖晶石，这些尖晶石与地幔中原有的尖晶石随之一起融化。

由于Cr2O3与玄武质

岩浆间的不混熔作用导致二者分离，后者上升形成蛇绿岩套中、上部的辉长岩、辉绿岩和拉斑玄武岩；前者因比重大趋于以小的熔滴在地幔残余中富集或在岩浆槽穴中聚积成铬铁矿的矿浆，最终冷凝结晶

形成最初的矿体。

随着板块向大陆边缘的运移，矿体及其位岩受到强烈的水平拉伸和塑性剪切变形，趋于形成与页理整合的扁豆状矿体（图3）。

经洋壳板块的仰冲、碰撞使矿床最终就位于板块缝合带中。

图3蛇绿岩中（阿尔卑斯型）豆荚状铬铁矿矿床模式图（引自郝梓国等人，1995）

1-镁铁质堆积杂岩；2-纯橄岩方辉橄榄岩杂岩带；3-方辉辉橄岩二辉橄榄岩杂岩带；4-堆积成因的铬铁矿矿体（浸染状）；5.豆荚状矿体（①不整合；②次整合；③整合）；6-页理及剪切方向

不同的认识岩浆分结矿床，晶粥中的铬铁矿在重力作用下堆晶（积）作用而富集成矿。

找矿方向及标志

（1）不同时期板块碰撞带蛇绿岩套中由二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和纯橄岩构成的镁质超基性岩块；

（2）与上地幔相比，上述岩相具有高的MgO含量和m/f值（＞6），低碱值、TiO2（多＜0.2）和ΣREE。

（3）矿体主要产于纯橄岩相及方辉橄榄岩相，纯橄岩相越发育者矿化越好。

主要参考文献

1、裴荣富，1995，中国矿床模式，地质出版社，111-113

2、D.P.考克斯、D.A.辛格，1986（宋伯庆等人（1990）译），矿床模式，地质出版社，33-44

3、《中国矿床》编委会，1994，中国矿床（中册），地质出版社，553-587

4、鲍佩声、王希斌，1997，富铝型豆荚状铬铁矿床的成矿模式，地球学报，1997年第1期，25-37

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2、层状镁铁质-超镁铁质岩型铬铁矿矿床模式

地质构造背景

构造位置大陆板块内部，与地幔热点有关。

成矿环境由地幔热点产生的幔源岩浆不断地输入陆壳深部的巨大岩浆房，为岩浆及其中的成矿物质创造了缓慢冷凝结晶和充分分异的优越条件。

赋矿岩体大型深成层状镁铁质-超镁铁质岩体，自下而上由纯橄岩层为主依次渐变为方辉橄榄岩、橄榄岩、辉石岩、橄长岩、苏长岩、辉长岩、斜长岩等岩层为主。

岩石具堆晶（积）结构。

成矿时代多为前寒武纪，但也可能晚至第三纪。

共生矿床铜镍硫化物矿床、铂族元素矿床、钒钛磁铁矿矿床。

矿床特征

矿体特征矿体呈层状主要产于岩序中、下部的纯橄岩、方辉橄长岩、橄榄岩、辉石岩或苏长岩中（图4）。

图4典型镁铁-超镁铁质层状杂岩体的图解（据NormanJ.Page（1986））

560—1500m后，显示岩石单元与矿床的地层关系，矿床模式显示于括号中

矿石矿物组合铬铁矿±钛铁矿±磁铁矿+磁黄铁矿±镍黄铁矿±黄铜矿±铂组元素矿物。

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矿石结构构造堆晶结构，浸染状-块状构造。

围岩蚀变与矿化无关。

矿床规模可构成大型及特大型矿床

矿床实例（南非）布什维尔德、（美）斯蒂尔沃特、津巴布韦大岩墙。

矿床成因

属岩浆分结矿床。

在巨大的深部岩浆房中，铬铁矿、磁铁矿等金属矿物及橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、斜长石等硅酸岩矿物先后从幔源镁铁质岩浆中结晶并且经堆晶作用形成不同的岩相层和铬铁矿层（图5）。

图5根据堆积矿物的结晶关系和视沉降速度有关的富铬铁矿层成因模式（引自T.N.欧文等人（1966））

主要参考文献

1、D.P.考克斯、D.A.辛格，1986（宋伯庆等人（1990）译），矿床模式，地质出版社，16

2、F.索金斯，1984（曹开春等人（1987）译），金属矿床与板块构造，地质出版社，175-178

3、H.D.B.威尔逊，1966（武汉地质学院矿床教研室（1977）译），岩浆矿床，地质出版社，1-75

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3、钒钛磁铁矿矿床模式

地质构造背景

构造位置大陆板块内受地幔热点或大陆裂谷前期深断裂控制的幔源深成岩带。

成矿环境矿床形成于地壳下部的大型幔源深成岩套中。

赋矿岩体类型包括：

（1）纯橄岩-方辉橄榄岩-橄榄岩-辉石岩-苏长岩-辉长岩-斜长岩等岩相构成的镁铁质-超镁铁质层状侵入体；

（2）（橄长岩）-（苏长岩）-斜长岩-（铁闪长岩）层状侵入体；（3）（橄榄岩）-（辉石岩）-辉长岩层状侵入体；（4）斜长岩-辉长岩杂岩体。

岩石多具堆晶结构。

成矿时代多为元古代，也见于古生代。

共生矿床铬铁矿矿床、铜镍硫化物矿床、铂族元素矿床。

矿床特征

矿体特征大多数重要矿体成层状平行于火成堆积层理分布于层状岩体的辉长岩及斜长岩为主的岩相带，多见于每个岩相旋回的底部。

围岩多为辉长岩、斜长岩、辉长苏长岩，矿层与下部围岩多为突变接触，与上部围岩多为渐变接触关系。

此外可见脉状、管状矿体不整合地贯入于各岩相带中，与围岩呈突变接触。

矿石矿物组合含钒磁铁矿+钛磁铁矿+钛铁矿±硫化物。

主要脉石矿物主岩的造岩矿物斜长石、辉石及橄榄石等。

矿石结构构造堆晶（积）结构、填隙结构、嵌晶结构、海绵陨铁结构、出溶结构；浸染状构造、条带状构造、块状构造。

围岩蚀变可见绿泥石化。

矿床规模可构成大型、特大型矿床。

矿床实例攀枝花、红格、大庙、（南非）布什维尔德、（加）那因（Nain）。

矿床成因

此类型矿床属岩浆分结矿床。

处于地幔热点之上的深部巨大岩浆房为幔源镁铁质岩浆的充分分异与成矿提供了优越条件。

磁铁矿、钛铁矿的晶出一般在较晚阶段，但因岩体而异。

我国的此类矿床中磁铁矿晶出多晚于辉石和斜长石，具有晚期岩浆分结矿床的结构构造特征或/和发育脉状贯入矿体，成矿作用可用图4的模式解释。

在布什维尔德杂岩中，磁铁矿的晶出晚于橄榄石和斜方辉石而大致与

图6晚期岩浆分结矿床成矿作用理想模式（据贝特曼原图修改）

1-在冷凝带形成后早期岩浆结晶；2-先后结晶的硅酸盐矿物因比重不同按重力关系占据各自的位置；3-富矿质

残浆通过粒间空隙向下集中，较晚结晶的比重较小的硅酸岩晶体上浮（此阶段冷凝结晶则形成层状矿体）；4--

在外力作用下富矿残浆经压滤作用沿裂隙贯入形成贯入矿体。

斜长石相当，因此层状矿体主要分布于上岩带（斜长岩为主）下部及主岩带顶部，具有早期岩浆分结

矿床的结构构造特征（J.威廉赛（1966）），但在主矿带及其下部的各岩相中也常见可能来自下部主岩带的矿浆贯入矿体。

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找矿方向及标志

（1）大陆板块内受深断裂控制的大型层状镁铁质深成杂岩体。

（2）我国的赋矿岩体多属钠质弱碱性系列，富碱质、TiO2、V2O5、P2O5和∑REE，低m/f值及SiO2。

（3）矿体的物探标志是重、磁异常及其叠加。

主要参考文献

1、裴荣富，1995，中国矿床模式，地质出版社，161-164

2、F.索金斯，1984（曹开春等人（1987）译），金属矿床与板块构造，地质出版社，171-175

3、D.P.考克斯、D.A.辛格，1986（宋伯庆等人（1990）译），矿床模式，地质出版社，17-18，32-33

4、《中国矿床》编委会，1994，中国矿床（中册），地质出版社，401-409

5、H.D.B.威尔逊，1966（武汉地质学院矿床教研室（1977）译），岩浆矿床，地质出版社，124-143

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4、铜-镍硫化物型矿床矿床模式

地质构造背景

构造位置

（1）大陆板块内部的地幔热点控制的大型层状镁铁质-超镁铁质杂岩体；

（2）大陆板块内部及边缘（地台与褶皱带的过渡带）受深断裂控制的镁铁质-超镁铁质杂岩带（我国的矿床多属此类）；（3）大陆裂谷与镁铁质火山岩伴生的镁铁质-超镁铁质杂岩。

成矿环境主要形成于地壳深部的镁铁质-超镁铁杂岩体中。

赋矿岩体类型如下：

（1）由纯橄岩-方辉橄榄岩-橄榄岩-辉石岩-苏长岩-橄长岩-辉长岩-斜长岩-闪长岩等岩相组成的或由橄长岩-苏长岩-斜长岩-铁闪长岩等岩相组成的大型层状杂岩体；

（2）苏长岩-闪长岩岩体；（3）纯橄岩-二辉橄榄岩-橄榄岩（-辉石岩）杂岩体；（4）橄榄岩-辉石岩-辉长岩（苏长岩）-（闪长岩）杂岩体；（5）苦橄岩-苦橄粗玄岩-苦橄辉长岩-苏长岩-橄榄辉长岩侵入体。

我国的赋矿岩体多属（3）、（4）两类的小型复式岩体。

成矿时代太古代至第三纪。

共生矿床铬铁矿矿床、钒钛磁铁矿矿床、铂族元素矿床。

矿床特征

矿体特征

（1）就地熔离矿体主要呈层状、凸镜状产于岩体中、下部基性程度较高的岩相中，与围岩多呈渐变关系；

（2）贯入矿体主要呈似层状、板状、脉状及凸镜状产于岩体底部、根部，少数可产于岩体中上部及下盘围岩中，产状不受岩相及其产状制约。

矿石矿物组合主要金属矿物为磁黄铁矿+镍黄铁矿+黄铜矿+黄铁矿，此外因构造背景和岩体类型而异，常可见针镍矿、紫硫镍铁矿、马基诺矿、方黄铜矿、墨铜矿等同、镍硫化物和含钴矿物及铂族元素矿物。

脉石矿物为橄榄石、辉石及斜长石等围岩的造岩矿物。

矿石的结构构造半自形、它形粒状结构、海绵陨铁结构、乳滴状、焰状、格状等固熔体分离结构、交代结构等。

浸染状构造、稠密浸染状构造、块状构造。

围岩石变贯入矿体的围岩常具明显的次闪石化、绿泥石化。

矿床规模大小不等，可构成大型、特大型矿床。

矿床实例（美）斯蒂尔沃特、（加）沃依塞斯湾、（加）萨德伯里、（金川）白家嘴子、（吉林）红旗岭、（俄）诺里尔斯科。

矿床成因

尽管在岩浆侵位后可能产生接触交代或热液叠加改造，矿床均属岩浆熔离矿床。

铜、镍、钴及铂族元素均来自地幔镁铁质岩浆；硫多来自地幔，但一些矿床的硫显然是富硫沉积岩（如裂谷中沉积的蒸发岩）或负变质岩的硫通过同化作用进入岩浆的。

熔离成矿可分为就地熔离和深部熔离-贯入两种方式。

前者为含硫化物的镁铁质岩浆侵入就位之后，由于温度降低等原因溶解或悬浮分散在岩浆中的硫化物发生熔离而产生不混熔的硫化物小珠滴，随之这些小珠滴聚合并因比重大而下降到岩浆房的中下部富集，最终冷凝成矿；后者是岩浆从地幔源上升过程中存在深部中间岩浆房，含硫化物的岩浆在中间岩浆房中发生熔离形成硅酸岩岩浆、含硫化物岩浆、富硫化物岩浆和硫化物熔浆（矿浆），而后这些不同成分的熔浆沿不同的通道侵入不同的部位分别形成含矿的和不含矿的岩体或沿同一通道多次侵入形成复式岩体，其中的富硫化物熔浆及矿浆一般在较晚期被贯入到岩体底部及根部等有利部位冷凝成矿，富矿熔浆及矿浆中的挥发组分及岩浆期后热液引起围岩蚀变（图7）。

找矿方向及标志

找矿方向

（1）大陆板块内部、大陆裂谷、大陆板块边缘及其外侧增生的褶皱带；

（2）上述单元中的深断裂及附近的次级断裂（导岩及控岩构造）；（3）镁铁质-超镁铁质杂岩带。

（4）充分分异岩体的底部及中下部超镁铁质岩相带，尤其是复式岩体的晚期侵入相。

找矿标志

（1）地表铁的氧化物和氢氧化物、镍的硅酸岩、铜的碳酸岩等表生矿物带；

（2）与MgO、FeO、Cr、V、Ni、Cu、Co综合异常带中的Ni、Cu、（Co）局部异常；（3）高重力、高磁力、

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图7古大陆板块边缘与镁铁质-超镁铁质岩有关的铜镍硫化物矿床成矿模式（据汤中立（1995）原图修改）

Ⅰ-硅酸岩岩浆；Ⅱ-含矿（硫化物）硅酸岩岩浆；Ⅲ-富矿岩浆；Ⅳ-矿浆；Ⅴ-接触交代矿化；Ⅵ-热也叠加矿化

高极化率、低电阻率异常带。

主要参考文献

1、《中国矿床》编委会，1994，中国矿床（上册），地质出版社，40-42，205-265

2、裴荣富，1995，中国矿床模式，地质出版社，63-66

3、F.索金斯，1984（曹开春等人（1987）译），金属矿床与板块构造，地质出版社，208-212

4、D.P.考克斯、D.A.辛格，1986（宋伯庆等人（1990）译），矿床模式，地质出版社，14-15，19-20，25-31

5、H.D.B.威尔逊，1966（武汉地质学院矿床教研室（1977）译），岩浆矿床，地质出版社，182-192

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5、岩浆爆发型金刚石矿床模式

地质构造背景

构造位置古老、稳定的大陆板块（克拉通）内部岩石圈深断裂两侧的次级断裂。

成矿环境金刚石形成于140-200km以下的地幔深处，结晶的适宜温度为1200-1400ºC。

金刚石的富集成矿于地壳浅表部位火山爆发机构内的金伯利岩、橄榄石钾镁煌斑岩及白榴石钾镁煌斑岩中，与岩浆爆发作用过程中岩浆内压力和热量的快速释放有关。

成矿时代金刚石形成于前寒武纪（2700-3300Ma），但矿床的形成时代可从前寒武纪至第三纪。

伴生矿床金刚石砂矿床。

矿床特征

含矿岩体金伯利岩及钾镁煌斑岩呈爆破角砾岩筒状及岩墙状产出（图7-1）。

岩石多呈斑状结构，含大量幔源、基底及盖层矿物及岩石的俘虏体，常见幔源俘虏体有纯橄岩、石榴子石方辉及二辉橄榄岩、铬尖晶石二辉橄榄岩、石榴子石金云母辉石橄榄岩及金云母岩等。

图8中国克拉通中金伯利岩的产状模式（张安棣、许德焕，1995）

金刚石的特征金刚石为大小不等的幔源晶体，形态多为八面体、立方体、菱形十二面体、球粒状多晶集合体，颜色可呈无色及黄、褐、黑等不同色调。

在金伯利岩或钾镁煌斑岩中不均匀分布，多局限于角砾岩筒中及火山口内。

围岩蚀变岩筒及岩墙一般都发生了强烈的蛇纹石化、碳酸岩化，其围岩常见硅化、碳酸岩化及钾长石化等蚀变。

矿床实例（辽宁）复县、（山东）蒙阴、（南非）普列米尔、（俄）雅库特、（奥）西部金伯利地区。

矿床成因

在稳定的克拉通下发育了巨厚的而且地热梯度低的岩石圈，使其下的地幔具有相对较低的温度和高的压力。

当地幔流体在这种地质环境中聚集和交待作用下不但为金刚石的形成提供了良好的物理、化学条件，而且可以引起地幔低比率部分熔融而产生富挥发组分和不相容元素的金伯利岩浆和碱

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性的钾镁煌斑岩岩浆。

在岩石圈深大断裂到达上述岩浆源时，上述高挥发分低粘度的岩浆携带着已晶出的金刚石和大量源区地幔岩的俘虏体以极高的速度（可达70km/h）沿深大断裂及其上段的次级断裂迅速到达地壳浅表部位并以猛烈爆发方式冲破覆盖层。

在岩浆爆发前，由于挥发组分易于保持岩浆强大的内压力和上升时间的短暂，以及在岩浆爆发时挥发组分的迅速释放导致岩浆压力和温度快速下降，使其中的金刚石得以保存而成矿（图9）。

图9金刚石矿床成矿模式图（据据F.Hagger，1986）

1-低温八面体金刚石；2-中温立方八面体金刚石；3-高温立方体金刚石；4-炭黑（无定型碳）

K1，K2，K3-金伯利岩筒；L1-钾镁煌斑岩

找矿方向及标志

（1）克拉通中深大断裂两侧数十公里范围内的次级断裂带；

（2）岩通差异风化形成的洼地和“蓝色粘土”；（3）Cr、Ti、Mn、Ni、Co、PGE及Ba等元素的化探异常；（4）镁铝石榴石、镁钛铁矿、金云母、石榴石等重砂矿物及橄榄岩（蛇纹岩）的包体。

主要参考文献

1、裴荣富，1995，中国矿床模式，地质出版社，31-34

2、D.P.考克斯、D.A.辛格，1986（宋伯庆等人（1990）译），矿床模式，地质出版社，53

3、邓燕华，1991，宝（玉）石矿床，北京工业大学出版社，18-28