变质矿床
变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
水的来源： 在原生沉积岩和火成岩中都含有一定量的水（一般 为8～12%），它们主要以同生裂隙水、层间水、毛细 水的形式，以及各种矿物中的吸附水、胶体水、结晶 水和结构水的形式存在。 在变质成矿过程中，随着温度的不断升高，这些 水变得越来越不稳定，而从岩石中不断析出。
矿床学
所谓变质相，通常将在一定的温度、压力和
气水热液作用范围内形成的变质岩石或矿石，定义
为一个变质相。在相同变质相内岩石或矿石的物化
性质达到平衡，矿石或岩石的矿物组成可以相同， 也可以不同。因此反过来，变质矿床中不同的矿物 共生组合又可以表征不同的变质条件。
矿床学
变质矿床
变质相和变质矿床（一）接触热质成矿作用矿床学变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
1.原岩建造及其含矿性：
变质矿床是原岩、原生矿石经过变质而形成。因 此，变质成矿以前的岩石、矿石的性质在很大程度上 决定着变质以后变质矿床的特征。
矿床学
变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
例如：如果变质以前的岩 石或矿石是沉积成因的，那 么变质之后形成的变质矿床， 无论在矿体的形态、产状、 矿石组成、矿床规模都反映 了沉积矿床的特征，往往由 大理岩、石英岩、云母片岩 等副变质岩系组成。矿体本 身也为比较规则的层状、似 层状，延伸广泛，分布稳定， 矿石矿物组合也 较为单一，矿石品位稳定，含矿层也有一定层位，区域上也可以对 比。 而原岩或原生矿石如果是岩浆岩、火山岩等，则一般不具备上 述特征而显得比较复杂。
矿床学
变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
（二）外部因素—外界环境：
即指变质矿床在形成过程中所处的外界环境，这里 主要是变质矿床在形成过程中的指压力、温度、持续时 间以及气、液流体的参加与否。
变质矿床
变质矿床早期形成的矿床或岩石，受到新的温度、压力、构造变动或热水溶液等因素的影响，即遭受变质作用，使其物质成分、结构、构造、形态、产状发生剧烈变化所形成的矿床，称之为变质矿床。
若岩石中某些组分在变质作用前尚不具有工业价值，经变质作用后成为有工业价值的矿床，或由于变质作用改变了工业用途的矿床，都可称为变成矿床。
如煤经变质后形成的石墨矿床；变质硅灰石矿床、蓝晶石类（红柱石、蓝晶石及矽线石）矿床等。
经变质作用后改变了矿体形态、矿石结构构造、矿物组合及工艺性能的矿床和经变质作用形成的矿床均称为受变质矿床。
受变质矿床和变成矿床统称变质矿床。
一、变质成矿作用的方式变余结构、构造：是指变质岩中由于重结晶作用不完全，仍然保留的原岩结构、构造。
变成结构、构造：是指变质过程中形成的结构、构造。
脱水作用：如水锰矿→褐锰矿；褐铁矿→赤铁矿。
还原作用：如赤铁矿→磁铁矿；软锰矿、硬锰矿→褐锰矿。
结晶及重结晶作用：如磷块岩→磷灰石；铝土矿→刚玉；含有机质的岩石及煤→石墨。
重组合作用：如粘土矿物→红柱石等矿物；含钙、铁的粘土岩→石榴子石。
交代作用：变质热液及混合岩化岩浆的交代作用，如白云石→菱镁矿，白云石→滑石。
二、变质作用形成的条件1、物理化学温度：是决定变质程度（变质相）和变质矿床类型的主导因素。
例中压条件下：压力：影响变质反应的温度和变质相及矿物的形成一般压力升高变质反应反应所需温度也会相应升高；一些变质相如蓝闪石片岩相、榴辉岩相仅形成于高压环境；蓝晶石类矿物种类的形成均取决于压力。
可促进元素和流体的迁移。
产生定向构造（片理及片麻理等）。
流体（水溶液）作用：起介质作用，促进重组合及交代反应的进行。
水分压升高可降低受变质岩石发生部分的熔融温度，促进混合岩化作用。
2、地质构造条件构造岩浆活动强烈，热流值高是发生区域变质作用的原因，因此变质作用及变质岩变质矿床的分布受构造岩浆活动的控制。
前寒武纪的地盾区和地台区是变质矿床的最重要的分布区，显生宙造山带是另一类比较重要的变质矿床的分布区。
变质矿床形成条件及变质作用类型
变质矿床形成条件及变质作用类型一、变质矿床形成条件1．地质条件（1）构造背景：前寒武纪古老的地盾区和地台区是变质矿床的主要分布区，显生宙造山带是另一类比较重要的变质矿床分布区，另外岛弧和大洋中脊也有变质矿床产出。
大面积分布的古老地盾和地台区蕴藏着极为丰富的变质矿产，特别是金、铀、钒、钛、铬、钴、铂、锰、稀有稀土、磷、云母、石棉、菱镁矿、石墨等，大部分储量都集中在前寒武纪矿床中；显生宙造山带中变质岩呈带状分布，其内也有较丰富的变质矿床，主要有铬、铁、铜、铅、锌、钨、钼、钴、稀有稀土、放射性元素以及云母、压电石英、石棉等。
岛弧和大洋中脊从中生代至今在发生不同程度的变质作用，与之有关的矿产主要是受到变质的火山-沉积和火山-热液硫化物型铜、铅、锌矿床、铁和锰的氧化矿床。
（2）原岩建造：原岩建造的含矿性是形成变质矿床的物质基础。
不同类型的岩石含矿性往往差别很大，而产于不同地质背景下的同类岩石含矿性也往往不同。
有些原岩在遭受变质之前，其所含的成矿物质已达工业品位和规模，变质过程中成矿物质又发生局部迁移，形成一定数量的富矿体。
但在更多的情况下，只是比其他区段岩石成矿元素相对富集，远未达到工业品位和规模，经过变质后才形成工业矿床，而绝大多数变质矿床产于富含成矿物质的原岩建造中，很少超出含矿的原岩建造范围。
因此，原岩建造的含矿性研究，对变质矿床形成机理及找矿都具有十分重要的意义。
2．物理化学条件（1）温度：温度变化是使岩石发生变质的最主要因素，因为变质作用是随温度的变化而进行的。
温度的升高和降低决定了变质作用进行的方向和速度。
温度的增加促使吸热反应的进行，而温度的降低有利于放热反应的进行。
根据研究，接触变质和中、深区域变质都属于吸热反应，而动力变质和一部分浅区域变质则属放热反应。
温度的升高促使变质含矿流体的活动性增强，从而引起成矿物质的迁移，促使交代作用的发生。
此外，温度升高还能使矿物发生重结晶和重组合，进一步可发生选择性重熔，引起复杂的混合岩化作用。
变质矿床
变质矿床
重结晶作用
1. 概念、特点及工业意义
— 随着变质温度和压力的升高，矿物逐渐由非 晶质和隐晶质向结晶质、由小晶体向大晶体转 变（向着熵增大和自由能降低的方向进行—热 力学第二定律）
蛋白石、玉髓石英 碧玉岩石英岩 石灰岩大理岩
胶磷矿磷灰石
变质矿床
还原作用
1. 概念、特点及工业意义
主要矿床类型
变质铁矿床 变质金铀砾岩矿床 变质磷矿床
区 域 变 质 矿 床
受变质矿床
变质金属硫化物矿床
蓝晶石-矽线石矿床
变成矿床
石墨矿床 石英岩矿床 滑石-菱镁矿矿床
变质矿床
3. 变质成矿作用与变质矿床类型
区域变质铁矿床
— 多分布于前寒武纪（晚太古代－早元古代， 26-18 亿年）变质岩系中，这些古老的变质岩 系构成地台或地盾区的基底，变质程度深浅不 一（沸石相～麻粒岩性）
变成矿床(metamorphogenic deposit)
—岩石中的某些有用组分经变质作用后，成为有 工业价值的矿床，以及原有矿床由于变质作用 改变了其工业用途的矿床。
富Al的岩石
（粘土岩、富Al片麻岩）
区域变质
矽线石、红柱石 刚玉矿床
煤矿床
接触变质
石墨矿床
变质矿床
1. 概念、特点及工业意义
变质矿床的特点
Precambrian Banded Iron Formations (BIF), Australia
变质矿床
3. 变质成矿作用与变质矿床类型
—以贫矿为主（5~40%），但在贫矿体中或附近 往往有富矿体（50~70%） —主要分布于：北美地盾、南美巴西地盾、印度 地块、澳大利亚地台、非洲地块、中朝地块
变质矿床
3.变质矿床的工业意义
变质矿床的矿产种类繁多 金属矿产——主要有铁、金、铀、铜、铅、锌 等金属矿产 非金属矿产——滑石、菱镁矿、硼、磷、石墨
和石棉等。
一些变质矿床分布广、储量大
变质铁矿床储量占全球铁矿总储量的2/3以上；
变质金-铀砾岩矿床则是世界上金和铀的主要来
源；
前寒武纪的变质铁矿床在全球各大陆均有分布， 占世界铁矿总量的2/3以上，其中还不乏一些大的 富矿： 澳大利亚的哈默斯利铁矿 巴西的米纳斯铁矿带 印度、南非、阿富汗的一些大的富矿 变质铁矿占我国铁矿储量的60％，以鞍山-本溪、 北京-冀东、五台-太行、内蒙阴山等地最为集中， 但总体而言以贫矿为主。
变质菱镁矿（辽宁大石桥），变质锰矿（印度、
巴西），变质磷矿（江苏、湖北、吉林）。
变质硼矿（我国辽东、瑞典）。
变质石墨矿（我国山东、黑龙江、福建、印度）。
云母、宝石及研磨原料，部分稀有分散元素矿床
等。
二.变质矿床形成的条件（控矿因素）
1．地质条件 （1）构造背景
前寒武纪古老的地盾区和地台区是变质矿床的 最重要分布区，显生宙造山带是另一类比较重要的 变质矿床分布区。 此外，在各个地质时代中，都可以产生接触变 质作用和动力变质作用，在一定的条件下也可以形 成一些矿产（大理岩、石墨、金云母等）
在这个顺序表中的氧化物，排在前面的要比后面
的活泼。因此我们可以发现两种现象：
①在低温低压条件下，除了少数几个组分外，大部 分元素的氧化物表现为惰性； ②当温度和压力不断加大， 变质程度加深，上述序 列靠近前部的表现为活泼，而后部则为惰性。 由于化学活泼性质的差异，因此便产生了物质的 变质分异作用。 这样，活动的组分可以由深变质带向浅变质带迁 移，而在浅变质带常发生碳酸盐、Na、K等活泼组分 的交代作用，于是在深变质带中惰性组分残留下来富 集形成变质矿床。 有人据此认为，我国前震旦纪深变质带区域变质 型Fe、P矿床分布广泛，储量巨大，可能是这种原因 引起的。
变质矿床名词解释
变质矿床名词解释1. 啥叫变质矿床呀？就好比你有一块蛋糕，放久了变质了，味道和样子都不一样了。
比如说矽卡岩型矿床，原本好好的矿石，经过变质作用后，它的成分和结构都发生了变化，这就是变质矿床的一种例子呀！2. 嘿，变质矿床到底是啥玩意儿呢？就像一件衣服，本来普普通通的，经过一些特别的“加工”，就变得不一样了。
像那些变成了石墨的煤层，不就是变质矿床的一个典型嘛！3. 哎呀，变质矿床怎么理解呢？你想想看，一个普通的苹果，经过一些特殊条件后变成了果脯，这就类似变质矿床呀。
比如一些沉积岩中的矿床经过变质后形成新的矿床，这就是个例子哟！4. 变质矿床是啥？这就好像一只丑小鸭经过成长变成了白天鹅呀！像某些金属矿床，经过变质作用，矿物质的种类和含量都改变了，不就是很好的例子嘛！5. 喂，变质矿床是啥意思呢？好比一个玩具经过改造变得更酷了。
例如一些原来的铁矿床，变质后可能含有更多其他有价值的金属了，这就是变质矿床呀！6. 变质矿床到底啥概念呀？就如同一块普通的石头变得闪闪发光了呢。
像那些变质形成的金矿，不就是让人惊叹的变质矿床的实例吗！7. 嘿呀，变质矿床是啥呢？就像一个人的成长，从普通变得很厉害。
比如有些矿床经过漫长的地质过程变质后，价值大大提升，这就是很生动的例子嘛！8. 哇哦，变质矿床是什么呀？好比一只毛毛虫变成了美丽的蝴蝶呀！像某些原本普通的矿床经过变质产生了珍贵的宝石，这就是变质矿床的精彩例子呀！9. 变质矿床到底指的啥呀？就好像一场神奇的魔法，让东西大变样。
比如某些地区的矿床经过变质作用，变成了极具经济价值的存在，这就是典型的例子呢！10. 哎呀呀，变质矿床是啥呢？就跟一个普通故事变成了传奇一样！像那些因为变质而变得与众不同的矿床，不就是让人着迷的变质矿床嘛！我的观点结论：变质矿床就是这么神奇又有趣，充满了各种变化和惊喜，值得我们好好去研究和探索呀！。
变质矿床成因分类的讨论
变质矿床成因分类的讨论本文对变质矿床的涵义进行了探讨，结合前人的研究成果对变质矿床的成因分类进行了进一步的探讨。
本文提出了新的变质矿床成因分类方案，其中主要包括受变质矿床、区域变质与局部变质两种变成矿床、受变质沉积改造矿床、混合岩化作用矿床五个大类。
标签：变质矿床成因分类变质作用矿床主要可以分为外生矿床与内生矿床、变质矿床三种类型。
其中变质矿床主要包括两个方面，一方面指的是外生矿床与内生矿床由于区域变质作用而形成，另一方面指的是由于区域变质与局部变质的作用而直接形成。
变质作用的来源主要包括三个方面：地球内部上升热流、深部地壳承压转化热流、岩浆活动。
在变质矿床中存在着很多类型，因此要依据其成因进行分类，为矿产普查及矿床的寻找、评价等提供便利。
本文首先在前人研究的基础上对变质矿床的概念进行了定义，之后针对变质矿床的成因分类提出来具有探讨性的建议。
1变质矿床的概念变质作用矿床简称为变质矿床。
对于变质矿床，不同的学者给出了各自的定义。
在众多的变质矿床定义中，最突出的是前苏联学者别列夫采夫与董申保两位学者的观点。
虽然这些观点存在着可取之处，但是也存在着不足之处。
本文对前人的观点进行了分析与总结，提出了变质矿床的定义：岩石在变质区域中，由于变质作用（区域变质、局部变质、混合岩化、局部接触热变质等）的影响而形成矿床，该矿床就称之为变质矿床。
变质矿床这种再造矿床是比较复杂的，其在形成的过程中有着非常复杂的成因。
因此，在对变质矿床成因分类的过程中往往会有较多的争议。
2变质矿床进行成因分类的思路与准则变质矿床成因分类过程中的主线为变质作用，这些变质作用中包含了多种变质作用类型。
在进行成因大类划分及大类、中亚类进行划分的过程中，除了变质作用之外，划分的依据还包括原岩建造发生变质作用的时间、含矿建造差异、矿源层类型差异等。
受变质矿床划分的主要标志为：原有的矿床受到区域变质作用之后，原有矿床的总体特征在一定程度上得到了保存，但是已经存在了变质的印记。
变质矿床模式
变质矿床模式1、变质硅铁建造型铁矿床模式 地质构造背景构造位置 稳定古大陆板块内的太古代绿岩带、裂谷及古大陆边缘岛弧和弧后等拉张性盆地。
成矿环境 沉积期盆地处于构造活动带，基性、中酸性海底火山及其伴生的富硅、铁气液喷发活动频繁，条带状铁建造多沉积于陆架浅海，也可形成于深水盆地。
成矿后含铁建造经历了不同程度的区域变质及混合岩化作用。
含矿岩系 原岩建造主要为海相基性及中酸性火山熔岩及火山碎屑岩、铁燧岩、泥质岩、粉砂岩、杂砂岩、碳酸盐岩等岩相,经历不同程度的变质作用后常为板岩(千枚岩)-铁碧玉岩建造；绢云母石英片岩-绿泥石石英片岩-(石英岩-)磁铁石英岩建造；斜长角闪岩-变粒岩-片麻岩-(石英岩-)磁铁石英岩建造等。
成矿时代 太古代-元古代。
伴生矿床 可见金矿床、硫化物矿床。
矿床特征矿体特征 矿体呈层状、似层状、凸镜状，与上下岩层呈明显的整合关系，但常因后期强烈地变质和塑性变形使矿体形态复杂化。
顶地板岩石可属含矿岩系中不同类型的岩石，其原岩多属沉积的火山碎屑岩、陆源细碎屑岩及泥质岩、富铁泥灰岩、硅质岩等。
矿石矿物组合 铁的矿石矿物主要是磁铁矿，可为赤铁矿、菱铁矿。
主要脉石矿物为石英，次为闪石类矿物、绿泥石、云母、碳酸盐、黄铁矿、磷灰石等。
矿石结构构造 多为细粒及中-细粒变晶结构，由相间的暗色富铁的和浅色贫铁的纹层构成的条纹及条带状构造。
矿床规模及意义 矿床常具有重要的工业意义，除地表氧化富集或热液叠加富集者外一般矿床品位较低，但往往矿床规模较大，世界众多规模巨大的铁矿床多属此类。
对中国、印度、巴西、澳大利亚、乌克兰、美国、加拿大、委内瑞拉、瑞典等17个国家66个矿床的统计，此类矿床的规模及品位见图69和图70。
矿床比例0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.00.10.416.63.251004001000630025000100000M t图69 变质硅铁建造型铁矿床的吨位（据D.L.M0sier 和D.A.Singer ，1986）80矿床比例铁的品位（%）0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0图70 变质硅铁建造型铁矿床的品位（据D.L.M0sier 和D.A.Singer ，1986）矿床实例 （辽宁）鞍山、本溪、（河北）迁安、滦县、（河南）午阳、（山西）五台、（乌克兰）克里沃罗格、（澳大利亚）哈默斯利、（巴西）米斯吉拉斯、（美国）苏比利尔、（加拿大）米契皮科顿、（印度）罗乌格哈塔。
变质矿床的主要类型
变质矿床的主要类型一、沉积-变质铁矿床此类矿床在世界铁矿床中是最重要的，分布十分广泛，有不少大型、特大型矿床，如北美的苏必利尔型铁矿、独联体的库尔斯克和克里沃罗格铁矿等，我国的鞍山铁矿、水厂铁矿等。
该类型占世界铁矿总储量的60%，占富铁矿储量的70%；在我国约占总储量的48%，占富铁矿储量的27%。
形成于前寒武纪（主要为太古代到早元古代）的沉积变质铁矿，因其矿石主要由硅质（碧玉、燧石、石英）和铁质（赤铁矿、磁铁矿）薄层呈互层组成，又称为铁（质）-硅（质）建造、条带状铁建造（banded iron formation，简称BIF）。
（一）沉积变质铁矿的一般特征BIF产于世界各地前寒武纪地盾区和地台区。
矿床的形成与前寒武纪地壳演化密切相关，根据矿床的形成时代及含矿建造的不同，可分为阿尔戈马（Algoma）型和苏必利尔（Superior）型。
阿尔戈马型铁矿阿尔戈马型铁矿主要形成于新太古代（约为2500Ma）以前。
铁矿的形成在空间和时间上与优地槽海底火山活动密切相关，世界各地此类含铁建造都发育于新太古界的绿岩带中。
阿尔戈马型BIF主要与绿岩带中上部的火山碎屑岩相伴生，并靠近浊积岩组合。
在加拿大地盾的绿岩带中还可以清楚地识别出阿尔戈马型铁矿建造与火山作用或火山活动中心直接有关。
此类铁矿建造的硫化物相或碳酸盐相产在靠近火山活动中心处，氧化物相通常远离火山活动中心分布，硅酸盐相位于两者之间。
此类铁矿建造常由灰色、浅黑绿色的铁质燧石和赤铁矿或磁铁矿组成窄条带状构造。
单个矿体的厚度可在几米到几百米之间变化，但超过50m的很少，走向延长从数十米至几公里。
含矿建造中的一系列连续的凸镜状矿体构成规模巨大的矿带。
这类铁矿建造一般都经受了绿片岩相和角闪岩相的变质作用，个别矿床产于麻粒岩相中。
阿尔戈马型铁矿建造在加拿大地盾的克科兰德湖地区，美国的佛米利思地区，前苏联的库尔斯克磁异常区，我国的鞍山-本溪地区、冀东地区、五台地区等均有分布。
第11章 变质矿床
变质矿床
“鞍山式”铁矿 鞍山式”
4. 矿床类型
变质矿床
4. 矿床类型
变质矿床
4. 矿床类型
下混合岩层; Ⅰ-下混合岩层 下混合岩层 角闪岩层; Ⅱ1-角闪岩层 角闪岩层 下含铁层; Ⅱ2-下含铁层 下含铁层 Ⅱ3-钠长变粒岩 钠长变粒岩 和片岩; 和片岩 上含铁带; Ⅱ4-上含铁带 上含铁带 石英岩层; Ⅱ5-石英岩层 石英岩层 Ⅲ-上混合岩层 上混合岩层
1. 概述
石墨、滑石、石棉、矽线石族、石榴石、 石墨、滑石、石棉、矽线石族、石榴石、刚 玉、大理岩等非金属矿床
变质矿床
2. 形成条件
1、变质原岩含矿性是形成变质矿床基础
原岩的岩性与组成是决定变质矿床矿物组合和 变质矿床类型的基本因素之一。 变质矿床类型的基本因素之一。 沉积原岩建造 火山火山-沉积原岩建造 岩浆原岩建造
变质矿床
③变质热液流体/变质水： 变质热液流体/变质水： 直接参与变质反应 良好的溶剂和催化剂
2. 形成条件
利于变质成矿物质组分的活化利于变质成矿物质组分的活化-迁移与富集
变质矿床 1、脱水作用- dehydration 脱水作用-
3. 成矿作用
在变质作用的温度和压力影响下， 在变质作用的温度和压力影响下，变质 原岩矿物或矿石矿物脱水，生成不含水或 原岩矿物或矿石矿物脱水， 含水较少的矿物。 含水较少的矿物。
变质矿床 2、变质矿床的特点
1. 概述
① 变质矿床与变质岩产于同一地质构造环境 主要分布于: 主要分布于: 前寒武纪变质结晶基底陆块分布区 古生代造山带 中-新生代构造-岩浆活动区 新生代构造特别是岛弧和活动大陆边缘
变质矿床
1. 概述
变质成矿作用主要是在温度、压力作用下， ② 变质成矿作用主要是在温度、压力作用下， 使原岩/矿石建造成分、 使原岩/矿石建造成分、组构等发生变化的改 造过程。 造过程。 脱水作用 重结晶作用 重组合作用 还原作用 等
变质矿床变质矿床.
产出
变 质 矿 床 形 成 条 件—地质条件
原岩建造
原岩建造的含矿性研究，对变质矿床形成机理
原岩建造的含矿性是形成变质矿床的物质基础。 及找矿都具有十分重要的意义
变 质 矿 床 形 成 条 件—物理化学条件 温度
是岩石发生变质作用的最主要因素。 温度升高 含矿流体活动性增强，引起成矿物质迁移，促使交代 作用发生； 矿物发生重结晶和重组合； 选择性重熔，复杂的混合岩化作用
变质矿床的基本 特 征
矿物成分和化学成分的变化
矿石结构和构造的变化 矿体形状和产状的变化
变
质
矿
床
的
特
点
矿物成分和化学成分的变化
1. 脱水作用：温度和压力升高，使原来岩石或矿石变成 少含水或不含水矿物。 2. 重结晶作用：在高温高压作用下，原来小颗粒矿物会 逐渐结晶长大。 3. 重组合作用：由于温度、压力或其它物理化学条件发 生变化，使得原来稳定的矿物平衡组合，被在新的条件 下稳定的矿物组合所代替。 4. 还原作用：在高温缺氧条件下，矿物中一些易于还原 的变价元素，常由高价转变为低价，而使一种矿物变为 另一种矿物。 5. 交代作用：在变质过程中，当有大量化学活动性流体 存在时，原岩组分与化学活动性流体起积极化学反应， 而形成新的矿物或矿物组合。
变 质 矿 床——变质作用类型
中晚期热液交代阶段
混合岩化热液携带早期阶段带出的有用组份，引起围
岩蚀变和矿化。早期铁镁质硅酸盐被交代，使中晚期 热液中含有较多的Fe、Mg、Ca等组份 形成磁铁石英岩中的富铁矿体、滑石、菱铁矿、硼、 磷、铀、金、钼及某些稀有、稀土等矿产
变 质 矿 床 的 主 要 类 型
变 质 矿 床 形 成 条 件—物理化学条件 流体作用
变质矿床
变质作用的方式
重组合作用：温度、 重组合作用：温度、压力或其他物理化学条件发 生变化使得原来稳定的矿物平衡组合， 生变化使得原来稳定的矿物平衡组合，被在新的 条件下稳定的矿物组合所代替 矿物组合所代替， 条件下稳定的矿物组合所代替，如方解石和石英 转变为硅灰石；粘土物质高温中压：红柱石； 转变为硅灰石；粘土物质高温中压：红柱石；中 温高压：蓝晶石；高温高压：矽线石、刚玉。 温高压：蓝晶石；高温高压：矽线石、刚玉。
变质作用的方式
交代作用：变质热液的参与会使原岩发生广泛的 交代作用：变质热液的参与会使原岩发生广泛的 交代作用，使物质迁移和富集。 交代作用，使物质迁移和富集。①区域变质尤其 是混合岩化过程中(变质热液 混合岩化热液)； 变质热液/混合岩化热液 是混合岩化过程中 变质热液 混合岩化热液 ；② 岩石、 岩石、矿物在定向或非均匀压力作用下发生塑性 流动和变形；③在温压升高及流体参与下岩石发 流动和变形； 生选择性重熔、局部熔融等。 生选择性重熔、局部熔融等。
变质相
地壳中变质相的分布
变质相与矿产——沸石相 变质相与矿产
沸石相：美国苏必利尔湖沸石 绿泥石组 沸石相：美国苏必利尔湖沸石—绿泥石组 合中的自然铜，我国甘肃镜铁山铁矿。 合中的自然铜，我国甘肃镜铁山铁矿。 沸石相：浊沸石+绿泥石 石英； 浊沸石+ 绿泥石+石英 沸石相：浊沸石 绿泥石 石英； 浊沸石 葡萄石+绿泥石 石英； 葡萄石+方解石 绿泥石+石英 方解石+绿 葡萄石 绿泥石 石英； 葡萄石 方解石 绿 泥石+石英 石英。 泥石 石英。 变质岩石类型为浅变质的中基性火山岩和 硬砂岩等。 硬砂岩等。
菱镁矿
Andalusite
红柱石
变质矿床
硫化物矿层组成
金矿体赋存在该建造下部含锰硫化物矿
层中，呈似层状、透镜状
变质矿床实例
金主要以自然金独立矿物
金的成色平均933.5
矿床的各组成部分硫同位素（δ34S‰）组成：
中部细晶大理岩组：+2.8—+10.7 平均+5.06
硅质层： -11.5—+9.0 平均+2.99
铁矿层：
含锰硫化物矿层：
-6.9—+3.3
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变质矿床类型
②区域变质矿床 是在区域构造运动影响下，原岩在变 质高温、高压及岩浆、构造活动的联合 作用下，使原来岩石或矿石遭受强烈的
改组或改造，成矿作用主要发生物质组
分的重组、交代作用和变形
区域变质矿床
这种变质作用下形成的矿床称区域变质
矿床，也称动-热变质矿床 如：产于古老大陆中的含金硅铁建造，经 区域变质作用，形成金、铁沉积变质矿床
4．重组合作用
变质作用过程中由于温度、压力及其它 物理化学条件发生变化，使原来稳定矿物 平衡组合，在新的条件下被新的稳定矿物 组合所代替。如粘土矿物转为为蓝晶石和 石英
变质成矿作用
5．交代作用
在区域变质或混合岩化较高级变质作用
过程中，由于产生大量变质热液，而发
生变质交代作用，对变质矿床形成具有
重要意义
成矿作用演化
③镍-铜矿床-主要产于大岩盆岩浆岩杂岩 体底部，是大陆壳环境造就了这类矿床的 形成 ④金刚石矿床-含金刚石的金伯利岩体首次 出现在早元古代，表明巨厚的岩石圈已形 成，为金刚石形成需要极大的压力提供了 可能
成矿作用演化
⑤条带状铁矿床 是条带状铁建造大量形成时期，元古代有
了稳定大陆，条带状硅铁岩系能在大陆边
第十章 矿床学——变质矿床
二、变质过程产生的变化
（1) 脱水作用 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3H2O （2) 重结晶作用 灰岩大理岩，蛋白石石英 （3) 还原作用 Fe2O3 Fe3O4 （4) 重组合作用 粘土矿物蓝晶石+石英 （5) 交代作用 区域变质作用和混合岩化过程中产生的变质热液 （6) 塑性流动和变形 高温、高压条件下岩石可发生揉皱、破碎和塑性流动，使岩石产 生定向构造； （7) 局部熔融。高温、高压及流体的参与，岩石出现选择性重熔 和局部熔融，形成混合岩化岩石。
J3
受变质矿床的一般特征及矿床实例
一般特征 矿床实例—辽宁弓长岭铁矿
J1
概述
变质建造
一、变质矿床一般特点
1 产在一定变质岩系中—变质建造 2 矿体形态复杂—变形、塑性流动 3 特殊的结构构造— 千枚状 片麻状 皱纹状构造 残余结构 变晶结构 交代结构 4 特殊的变质矿物 红柱石 蓝晶石 滑石
皱纹状构 造
二、变质过程产生的变化
（1) 脱水作用 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3H2O （2) 重结晶作用 灰岩大理岩，蛋白石石英 （3) 还原作用 Fe2O3 Fe3O4 （4) 重组合作用 粘土矿物蓝晶石+石英 （5) 交代作用 区域变质作用和混合岩化过程中产生的变质热液 （6) 塑性流动和变形 高温、高压条件下岩石可发生揉皱、破碎和塑性流动，使岩石产 生定向构造； （7) 局部熔融。高温、高压及流体的参与，岩石出现选择性重熔 和局部熔融，形成混合岩化岩石。
中国变质岩地质图
中、新生代变质——洋脊、岛弧的变质
三、变质成矿作用及矿床成因类型
1 接触变质成矿作用
在变质过程中，没有或很少有外来物质的加入和原有物质的带出。成矿 作用主要表现在原岩或原矿床在岩浆热力影响下发生结晶或再结晶作用， 从而提高了或改变了其工业意义。例如石灰岩之变质成为大理岩，煤之变 质成为石墨等等。接触变质成矿作用的影响范围较小(几十米到几百米)。
变质矿床.ppt
接触变质晕常成带状分布，一般可分为3个带：显 著重结晶带，过渡带，原岩带。如湖南郴州石墨矿， 靠近侵入体为石墨，稍远为半石墨，再远则为未变质 的煤层。
2）区域变质成矿作用
区域变质成矿作用是指地壳深部地质作用过程 中，由于区域性的温度、压力升高和岩浆活动的联 合作用，使原岩或原生矿床中的成矿组份聚集或改 造形成矿床的作用，由此形成的矿床称为区域变质 矿床。
这种地质作用称为变质作用。 在变质过程中，原岩（矿石）的物质成分发生
强烈的改造和活化转移，并在新的条件下产生富集， 所形成的矿床即为变质矿床。
原来在地表、近地表条件下形成的岩石和矿床 （如沉积岩、沉积矿床、侵入到地表浅处火山岩、 次火山岩），当处于地下深处时，它们会在一种高 温、高压、较封闭的条件下，发生变质作用，形成 变质岩和变质矿床。
变质硼矿（我国辽东、瑞典）。 变质石墨矿（我国山东、黑龙江、福建、印度）。 云母、宝石及研磨原料，部分稀有分散元素矿床 等。
二.变质矿床形成的条件（控矿因素）
1．地质条件 （1）构造背景
前寒武纪古老的地盾区和地台区是变质矿床的 最重要分布区，显生宙造山带是另一类比较重要的 变质矿床分布区。
另一种是由变质热液交代使成矿组分得到富集。 有时含矿的变质热液，受原岩的构造裂隙控制，形成 各种形态的矿脉。如绿岩带中的脉型金矿等。
3）混合岩化成矿作用
区域变质作用后期的气液和重熔熔浆，渗透到 变质岩中，以交代方式带入Na2O、K2O、SiO2、带出 FeO、MgO、CaO等组份，使变质岩的成分发生不断地 变化，在向接近于花岗质岩石的方向发展，形成各 类混合岩和花岗质岩类过程中，由于强烈的交代作 用使一部分成矿物质发生迁移和富集，这种作用称 之为混合岩化成矿作用。
第十一章 变质矿床
变质成矿作用的三个普遍性质
⑴形成原因：内因是原岩或原生矿床；外因是时间、温度、 压力，有时有流体溶液。 ⑵上述三大类变质成矿作用，除“接触热变质”外，其 余两大类主要形成于较古老的地层中，尤其是前寒武纪变 质岩地层中。 ⑶变质成矿作用的能量来自地球内部 ，因此变质成矿作 用实质上是一种内生成矿作用。
（2）压力 由于上覆岩石产生的静压力，在高压、高温状态下，不 稳定的矿物的脱水、离解作用的产生的气相压力，以及 在构造活动中的构造应力，这些压力也是控制变质成矿 作用的重要外界因素。 温度和压力的联合作用 单靠压力很难引起原岩发生明显的变化。一般说来， 温度和压力常常是在变质过程中联合起作用的，尤其是 对于某些同质多形的变质矿物来说，这种联合作用显得 更为重要。如在变质岩中的二氧化硅和三氧化二铝同质 条形变质矿物： Al2O3+SiO2 高温中压——蓝晶石； 中温中压——红柱石； 高温高压——矽线石；
变质矿床的矿体形态和产状的这种复杂性与多种因素有 关。既受原来岩层或矿体的形态控制，也受变质作用类 型和强度的制约。如原生的沉积矿床经变质后形态一般 较为规则，而其他成因的矿床或岩石经变质后形态和产 状一般较为复杂。又如接触变质矿床的矿体常沿接触带 发育，形态一般不规则，产状变化大，规模一般较小。 而区域变质矿床的矿体相对来说一般比较规则，产状稳 定，规模也较大。此外，在变质过程中，成矿组分的活 化转移能力和塑性形变强度，对矿体形状和产状也有较 大影响。如活化迁移形成脉状矿体，塑性形变强烈时形 成各种褶曲甚至复杂的揉皱。 变质矿床一般产于变质岩系中。在区域变质矿床和混合 岩化矿床中往往有不同程度的热液蚀变。常见有绿泥石 化、透闪石化、石榴子石化、阳起石化、绢云母化、黑 云母化等。
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变质矿床
基本概念
变质矿床是指在变质地区，因受区域变质作用影响使成矿物质富集而形成的矿床，以及原有矿床经受强烈的区域变质，成为具有另一种工艺性质的矿床。
由内生作用或外生作用形成的岩石或矿石在遭受变质作用时，由于地质环境的改变，温度和压力的增加，以及变质热液的作用，它们的矿物成分、物理性质和构造结构等，都要发生变化，并在变化中形成成矿物质的富集。
按变质成矿作用的不同，变质矿床有三种主要类型：
接触变质矿床
1、概念：由于岩浆侵入使围岩温度升高引起围岩中有用组分重结晶及重组合而形成有用矿物的作用称为接触变质成矿作用，由此而形成的矿床即为接触变质矿床。
接触变质成矿作用的能源来自侵入岩浆热能。
成矿物质来自受变质的原岩，与侵入体及其热液无关。
2、矿床特征：a、矿床分布于较大侵入体周围的接触变质晕圈中。
b、矿体受原岩建造和变质程度控制，产于特定层位，并且由于变质温度的差异随远离接触带矿物组合及结构等常有明显的分带。
c、矿床规模取决于富矿质原岩建造、变质范围和变质程度。
3、重要的变成矿床：常见的有重要工业意义的矿床有石墨矿床、红柱石矿床、硅灰石矿床、大理石矿床等。
区域变质矿床
1、概念：区域变质矿床是在区域构造运动和岩浆活动引起的区域变质作用下受到强烈改造的矿床和形成的矿床。
区域变质成矿作用的能源来自地热增温、构造热能和岩浆热能。
成矿物质主要取决于原岩建造（可能伴有变质热液的带入和带出）。
2、矿床特征：
a、矿床分布于区域变质带中，不限于岩体附近或与其无直接的成因联系。
b、在矿床范围内变质程度一致，不具因变质程度差异而形成的分带。
c、矿石常见片理构造、片麻理构造、条带状构造及皱纹构造等特征。
d、控矿因素是含矿原岩建造和变质程度（相）。
3、意义：属变质矿床的重要类型，大部分变质矿床均属此类。
混合岩化矿床
1、概念：混合岩化矿床是指经混合岩化作用形成的矿床。
当变质温度升高到一定程度时变质岩将发生部分熔融，其中低熔点组分如石英及钾、钠长石首先熔融形成高挥发组分的花岗质岩浆。
这些富钾、钠、硅和高挥发组分的岩浆汇聚并贯入到断裂裂隙中缓慢冷凝结结晶则可形成伟晶岩及伟晶岩矿床。
如果这些岩浆分散注入或渗透于变质岩中则形成混合岩及混合岩化矿床。
2、混合岩化成矿作用可分如下两个阶段：
a、主期交代重结晶阶段，即注入岩浆对围岩的（钾、钠）交代作用和使围岩发生重结晶的阶段。
b、中晚期热液充填交代阶段，即随岩浆冷凝由岩浆注入交代作用转变为热液的充填交代作用，形成混合岩化热液矿床。
3、矿床分类：根据混合岩化作用的特点，混合岩化矿床又可分为以下2类。
①原地交代型矿床：与混合岩化主期同步，矿源层中的成矿组分受混合岩化流体和混合岩浆的影响，形成较大的运移。
主要矿床有含白云母、稀有元素和磷灰石的伟晶岩型，含铀、钍和稀有元素的混合花岗岩型及某些非金属矿床。
主要特征为：矿床常位于矿源层内，部分受构造控制明显；蚀变矿物与原有矿物成世代关系或为退变质组合，有绿泥石化、白云母化、帘石化、透辉石化、硅化及碳酸盐化，一般碱性交代作用明显，往往形成脉状、浸染状透镜体。
②后期热液交代型矿床：属于混合岩化晚期热液作用形成的矿床。
热液来自构造期后由于张力影响而形成的流动溶液，可形成延伸较长的矿化带和矿床。
主要矿床有富铁矿床、硼矿床、铜矿床、部分稀有元素伟晶岩以及与交代岩（钠长石岩、黄铁细晶岩等）有关的稀有元素矿床。
主要特征为：蚀变矿物与围岩变质矿物之间存在有世代关系,重要的有铁铝石榴石-铁镁闪石化、堇青石-直闪石化、金云母-透辉石化、钠长石化和硅化等；含矿组分基本来自含矿建造，但常受一定的构造和层位的控制；矿石结构与混合岩化结构相似，表现为残留结构、云雾状浸染及丝缕状结构;矿体成透镜状、层状、往往不连续，但常有一定的排列方向。
4、矿床特征：a、矿床分布于混合岩化区。
b、成矿时代大致与混合岩化时代相同。
c、矿化受构造裂隙控制，常伴有明显的围岩蚀变。
5、相关的矿床：包括菱镁矿、滑石、硼矿、金矿、铀矿、铜矿及稀有和稀土矿床。
物理化学作用
1、温度：用是决定变质程度（变质相）和变质矿床类型的主导因素。
2、压力：a、影响变质反应的温度和变质相及矿物的形成一般压力升高变质反应反应所需温度也会相应升高；一些变质相如蓝闪石片岩相、榴辉岩相仅形成于高压环境；蓝晶石类矿物种类的形成均取决于压力。
b、促进元素和流体的迁移。
c、产生定向构造（片理及片麻理等）。
3、流体（水溶液）：a、起介质作用，促进重组合及交代反应的进行。
b、水分压升高可降低受变质岩石发生部分的熔融温度，促进混合岩化作用。
地质构造条件
构造岩浆活动强烈，热流值高是发生区域变质作用的原因，因此变质作用及变质岩变质矿床的分布受构造岩浆活动的控制。
如：
1、中-新生代变质岩及变质矿床集中分布于裂谷、洋中脊和岛弧等大地构造单元——板块增生边缘和消亡边缘，变质岩及受变质矿床已经和正在形成，变质程度可达绿片岩相。
2、古生代变质岩和变质矿床分布于古板块碰撞缝合带及岛弧等构造单元（地槽褶皱带）。
变质成矿作用可能发生在碰撞前、碰撞造山期及造山晚期。
变质程度多属角闪岩相，形成相应的变成矿床及受变质矿床。
3、元古代及太古代的变质岩及变质矿床分布于大陆板块内部这些老地层分布区（地轴、地盾）。
此种构造单元中变质岩分布普遍，变质程度可达麻粒岩相，可形成相应的变质矿床。
原岩建造条件
原岩建造是变质矿床成矿的物质基础，决定矿种、变质含矿建造及矿体的分布规律。
1、沉积型含矿原岩建造a、识别标志：（a）具有代表沉积岩的岩性组合——如大理岩、石英岩、石墨及云母片岩。
（b）矿体成层状、似层状、凸镜状并且产状与围岩中不同岩性的界面一致。
（c）矿石成分简单、多可见残余沉积结构构造，如层理、条带、结核、波痕等。
（d）矿体中矿物的分带和品位的变化与构造无关。
b、有关的变成矿床及含矿建造：
（a）煤系、炭质泥（页）岩及灰岩建造变质后形成石墨片岩、片麻岩及石墨大理岩建造。
（b）硅质灰岩建造变质后形成硅灰石大理岩建造。
（c）镁质碳酸盐岩建造经变质和变质热液交代形成菱镁矿（滑石）大理岩建造、金云母大理岩及含硼大理岩建造。
（d）富铝粘土岩建造变质形成红柱石（蓝晶石、矽线石）片岩及片麻岩建造、刚玉片岩及片麻岩建造。
（e）钙（铁）质泥岩及泥灰岩建造变质形成石榴石片岩及片麻岩建造。
2、火山及火山碎屑岩型含矿原岩建造
a、识别标志；
（a）岩性组合为绢云石英片岩、浅粒岩、片麻岩、绿泥石片岩、斜长角闪岩、石英岩。
（b）变余火山岩的结构构造：如变余的斑状结构、气孔构造、杏仁构造、流纹构造。
b、重要的受变质矿床：磁铁石英岩型铁矿、细碧角斑岩型块状硫化物矿床等。
3、岩浆型含矿原岩建造
a、特征：常具蛇纹岩、滑石岩、辉岩、角闪岩黑云母片岩等岩性组合且多呈不规则状分布。
矿体形态复杂，产状不规则。
b、受变质矿床：铬铁矿矿床、铜镍硫化物矿床、钒钛磁铁矿矿床。