伟晶岩矿床

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

　　伟晶岩矿床是指在伟晶岩形成过程中有用组分富集达到工业要求而形成的矿床。

　　伟晶岩矿床的基本特点可归纳为以下三方面：

　　① 化学成分：组成伟晶岩的元素，主要是一些与母岩相同亲氧的造岩元素：O、Si、Al、Na、K、Ca、Mg、Fe、Mn等。另外还有高度集中的稀有元素：Li、Be、Nb、Ta、Zr、Hf、U、Th、TR、Cs等40余种元素。之所以说高度集中，大多数集中于稀有伟晶岩矿床中的稀有元素，仅占花岗岩体积的极小部分，其总量不超过成分之一；而伟晶岩矿床中这些衡有元素含量可超过花岗岩母岩中的数十、数百乃至数百倍。如Li在花岗岩等酸性岩中为4×10-3%而在伟晶岩矿床中，它哲学家 度可以富集达到1~2%，即大约增加了250~400倍；又如Be在酸性岩中的含量为5.5×10-4%，但在工业伟晶岩中含量可达1%以上，即浓度富集达2，000倍左右。

　　② 矿物成分：除了母岩中常见的造岩矿物，石英、长石类、云母类等外，还有许多一般花岗岩中没有的矿物。这些矿物的形成是由于稀散元素与挥发组分结合后具有足够大的蒸气压，使它们有可能在适当的有利部位极大程度地聚集起来。

　　Li矿物：锂云母、锂辉石、透锂长石、磷锂石、锂电气石。

　　铍矿物：绿柱石、硅铍石、硅铍钇矿

　　铌、钽矿物：锡钇铌矿、细晶石烧绿石、细晶石、烧绿石

　　铯矿物：铯榴石、铯绿柱石

　　钍矿物：方钍石、钍石

　　金属矿物：黑钨矿、锡石、磁铁矿、钛铁矿等

　　挥发份矿物：萤石、电气石、磷灰石、黄玉

　　1.结构

　　(1）结晶粒状结构：以矿物自形程度好，晶粒巨大为特点，绿柱石重50T（我国新疆），黄玉重60公斤（乌拉尔）石英重40T，黑云母7平方米，白云母30平方米。

　　(2）文象结构：主要由长石、石英共结生成的，但也有部分是石英交代长石（解理、双晶）而成

　　(3）交代熔蚀结构：是这类矿床的矿石中常见的结构。

　　伟晶岩结构分：

　　①结晶粒状结构由岩浆结晶而成，按粒度大小以自形程度高，晶粒粗大为特点：

　　细粒结构（粒径数mm）；中粒结构（1~5cm）；粗粒结构（5~10cm）；巨晶结构（>10cm）见上；文象结构：主要是岩浆共结的产物，由长石、石英共结生成。少部分由石英交代长石（井百、双晶面而成）。

　　②交代结构：交代形成的矿物由白云母、钠长石及稀有元素矿物组成，为后期热液交代作用的产物。

　　2.构造

　　在伟晶岩矿床中，由于矿物生成的先后关系不同，常形成最典型而常见的带状构造。

　　(1）带状构造：指一个伟晶岩体（脉）。从脉的边部到脉体中心，无论矿物成分或岩石的结构构造，均呈有规律的变化。

　　一般情况下，一个发育比较完整的伟晶岩体，从外到内可以划分出以下四个带：

　　①边缘带：主要由继粒的长石和石英组成，成分相当于细晶岩，故又称细晶岩带，厚度一般仅几公分，形态不规则并不连续，与围岩界线清楚，其该带中最常见的少量共生矿物是电气石、磷灰石和石榴石。

　　②外侧带：位于边缘带内侧，矿物颗粒较粗，由文象结构和粗粒结构的长石，石英和云母组成。成分与花岗岩相似，厚度比边缘带大而稳定。带中常见绿柱石等伴生矿物。由于具有典型的文象结构、成分与花岗岩相似，又称为文象花岗岩带。

　　③中间带：位于外侧带和内核之间，由巨晶结构的长石和石英组成，另外常见矿物除长石、石英外，还常有：绿柱石、锂辉石等稀有元素矿物。此带中的交代作用已较发育同时与交代作用有磁的稀有元素矿物也增多，成为矿化发育的地段。是伟晶岩矿床的主要部分。此带厚度较大，可几十cm~数十米。

　　此带内有时长石和石英集中的部位有所不同，又可进一步分成亚带，靠外侧带处先晶出的一般主要为长石，靠内核部分则常出现钾长石和石英，前者称中间外带，后者称中间内带。这主要根据实验工作的需要。

　　④因位于伟晶岩体的中央，所以称为内核，矿物组成主要是颗粒精大的石英，其次还有长石、锂辉石等矿物。在内核的中心部位由于结晶的作用往往有空洞形成（晶洞）。内核的形态常不规则，核的大小常取决于伟晶岩体的大小和岩体膨胀部分的特征，同时也取决于岩体分异程度或构造明显程度。

　　(2）晶洞构造：在内核的中心常发育有结晶作用形成的空洞即晶洞，其中发育有完整的晶簇，发育有压电石英和宝石类矿物。

　　在伟晶岩形成的整个过程，结晶首先从边缘开始，早期形成（边缘带），矿物颗粒细小，他形结构；随后形成（外侧带），矿物颗粒增大，以文象结构、自形-半自形结构为主。随着温度降低，矿物不断的晶出，矿物粒度愈来愈大，残余熔浆挥发分不断增多，到晚期形成则以交代结构最为特征。稀有元素化合物由于具较低浓度，因而不可能在早期阶段晶出，往往被挤向伟晶岩体的中部或顶部，在晚期阶段富集起来。

　　伟晶岩产出的形态多呈各种类型的脉状体，故又通称为伟晶岩脉。在岩石学中将伟晶岩划分为脉岩浆。另外常见的形态是囊状、透镜状、串珠状等。

　　1.形态控制因素

　　构造：压性裂隙中的伟晶岩脉，形态规则延伸较远，常作雁行状排列。张裂隙中的伟晶岩体，多呈透镜状，规模较小。

　　围岩：片麻岩、片岩中多呈板状，墙状，产于花岗岩类岩石中常呈脉状、珠状瘤状。

　　对成矿最有利的伟晶岩形态是纺缍状透镜体，因此形态表面积最小，与外界接触面积小，散热缓慢，有利于形成颗粒粗大的矿物及挥发份的聚集，使稀有元素富集成矿。

　　伟晶岩体的大小差别很大，厚度从几厘米到几十米，沿走向长几米~几百米甚至上千米，延深可达几百米。稀有元素矿物往往聚集中在厚大的伟晶岩中。

　　伟晶岩体除了形态、大小很大差别外，另外还有相当不同的产状。同时表现出不同的内部构造。

　　2.产状

　　陡立：内部构造表现为对称的带状构造，稀有元素和矿物主要分布于脉体的上部。

　　平缓：内部的带状构造不对称，稀有元素矿物主要分布于脉体的上盘。

　　根据研究和实际工作中的经验，对成矿最有利的产状，板状类伟晶岩为45°~90°，因为当岩脉倾角陡立时，有利于挥发分和易熔化合物向移动而集中，使得稀有元素成矿物质分异彻底而充分富集，形成富矿。而产状过于平缓的伟晶岩脉，由于挥发分和易溶化合物向上移动困难，不能进行彻底的分异作用，使得挥发分和成矿物质分散在岩脉的上盘，不利于矿质集中造成上述伟晶岩矿床特点的差异是和伟晶岩形成时的地质条件，物理化学条件分不开的。

　　1.化学成分

　　伟晶岩矿床中至少集中了40种以上的化学元素，主要是氧和亲氧元素Si、Al、Na、K、Ca等，其次为稀有、分散、稀土和放射性元素Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、Zr、Hf、La、Ce、U、Th等。此外，W、Sn、Mo等金属元素和F、B、Cl、P等挥发份含量也较高。

　　稀有、稀土和放射性元素，在伟晶岩中常常高度富集，其含量可以超过克拉克值的几倍、几十倍、几百甚至几千倍。例如，Li和Be的克拉克值分别是0.0021%和0.00013%，而在伟晶岩矿床中含量可分别达1%~2%和1%，大约富集了476~952倍和7692多倍。

　　2.矿物成分

　　由于伟晶岩中化学成分的多样性，因而伟晶岩中的矿物成分也是丰富多彩的。据统计，伟晶岩中矿物种类在300种以上，主要包括：

　　（1）硅酸盐矿物：石英（包括水晶）、长石（斜长石、微斜长石、正长石）、云母（白云母、黑云母）、霞石和辉石等，其中长石、石英和云母常构成伟晶岩的主体部分。

　　（2）稀有和放射性矿物。

　　（3）稀土元素矿物：独居石、磷钇矿、褐帘石等。

　　（4）其他金属矿物：锡石、黑钨矿、辉钼矿、磁铁矿和钛铁矿等。

　　（5）含挥发分矿物：萤石、电气石、黄玉、磷灰石等。

　　花岗伟晶岩的化学成分和矿物成分与有关的花岗岩基本一致。

　　习惯上将单纯由长石、石英、云母组成的伟晶岩称为简单伟晶岩；

　　而含有Li、Be、Nb、Ta等稀有元素矿化的伟晶岩不仅矿物成分复杂，而且交代现象也十分明显和普遍，因此称为复杂伟晶岩，其往往是在简单伟晶岩基础上发展起来的。

　　由岩浆作用形成伟晶岩的假说较多，归纳起来主要有如下3种不同观点：

　　1. 岩浆结晶观点——以费尔斯曼、尼格里、弗拉索夫等为代表。他们认为，在高温、高压下，挥发性组分能无限溶解于岩浆中，因此在岩浆结晶末期，形成富含挥发组分的岩浆，缓慢冷却而结晶形成伟晶岩。

　　2. 热液交代观点——赞成这一观点的以查瓦里斯基和尼基京为代表。花岗伟晶岩矿床的具体形成过程分为2个阶段：

　　第一阶段为母岩再结晶阶段。第二阶段为交代作用阶段。

　　3. 岩浆结晶与热液交代兼容的观点——这一观点以美国地质学家琼斯、赫斯、舍列尔等为代表。他们认为伟晶岩形成的过程可以分为2个独立的阶段：首先是岩浆阶段，第二阶段是交代阶段。

　　变质成因的伟晶岩大多与前寒武纪变质杂岩有关。它是由超变质的深熔作用或选择重熔作用形成的一种深熔流体，随着挥发组分的聚集，对固态岩石发生重结晶作用及交代作用，或沿构造裂隙贯入而形成伟晶岩脉。

　　众所周知，稀土伟晶岩是产在水分压较小的麻粒岩相或角闪岩相下部；白云母伟晶岩产于水分压较大的角闪岩相的十字石-蓝晶石亚相中；而稀有金属伟晶岩则产于角闪岩相的低级岩相或绿片岩相中；压电石英伟晶岩则产于绿片岩相中。伟晶岩的成分与变质相的相应关系，是变质伟晶岩的主要特征之一。

　　我国的伟晶岩矿床在世界上占有重要地位，尤其是可可托海3号脉早在半个多世纪以前就闻名天下并写入多个版本的教科书中。世界上的伟晶岩虽然分布很广，北美、南美、澳大利亚、西欧等地均有伟晶岩田出现，但主要集中在古老地台区，形成时代较老，而我国的伟晶岩矿床从老到新，从稳定地台到现代造山带均有出现，因此我国伟晶岩矿床的时空分布极具特色。

　　我国的伟晶岩矿床在世界上占有重要地位，除了像阿尔泰这样拥有十几万条不同时代伟晶岩脉的巨大伟晶岩省在世界上独一无二外（即使是同在阿尔泰造山带的哈萨克斯坦地区，伟晶岩型稀有金属矿床的富集程度远不如中国境内），青藏高原东缘丹巴热穹隆构造区和哀牢山构造带的伟晶岩型矿床主要形成于喜马拉雅期、且已有的同位素年龄多数集中在25 Ma 左右，在四川冕宁等地的伟晶岩型碳酸岩已经构成我国第二大轻稀土矿床；其它地区如秦岭造山带产有含稀有金属及铀的伟晶岩矿床、东南沿海产有福建南平的伟晶岩型矿床、内蒙古稳定地台区又产有土贵乌拉式的伟晶岩型白云母矿床和哈达门沟的伟晶岩型金矿；天山造山带产有碱性伟晶岩型稀有金属及透辉石矿床。可见，我国伟晶岩型矿床的形成时代和动力学环境最为复杂多样，国外如巴西和北美的伟晶岩型矿床主要产在古老地台区而且成矿时代比较单一（南美最大的巴西东部伟晶岩省也只有两个主成矿期）。我国伟晶岩时空分布很广，时间上从前寒武纪到新生代，空间上西北有阿尔泰、东北有萝北、东南有福建南平、西南有哀牢山、丹巴等典型矿床。这种广泛的时空分布特征是国外其它地区罕见的，而且有许多矿床出现在显生宙造山带，如阿尔泰、秦岭、西南三江地区，这与国外伟晶岩矿床主要分布在古老地台区的特点有很大的不同。