岩浆矿床的主要类型及实例

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层状铬铁矿矿床属于早期岩浆
矿床,
是最重要的铬矿类型之一。我国至今
还未发
现过这一类型铬铁矿矿床。南非的布
什维尔
德铬(铂)矿床是这类铬铁矿矿床的
代表。
南非布什维尔德铬铁矿矿床
布什维尔德镁铁、超镁铁杂岩体
来自百度文库是矿产
资源的巨大宝库,产有世界上规模最
大的铬

矿矿床、最大的铂及铂族元素矿床和
最大的
含钒磁铁矿矿床。杂岩体位于南非卡
矿体及不同结构、构造矿石的产状和分布,经常受杂岩体的原生构造或流动构造所控制, 使矿体与围岩的产状相一致,并由此形成豆荚状、串珠状矿体,这是找矿勘探时所必须注意 的。此类矿床在我国以西藏罗布莎铬铁矿矿床最有意义。
a 豆荚状铬铁矿矿体
1-纯橄岩;2-斜方辉橄岩;3-铬铁矿矿体
b 囊状铬铁矿矿体 1-铬铁矿矿体;2-斜方辉橄岩;3-辉长岩
(1)边缘带:以辉石岩为底,具骤冷结构,其上为辉长岩,与之呈侵入关系。 (2)底部带:呈多个韵律旋回,每一完整旋回均由古铜辉岩、斜辉橄榄岩、纯橄榄岩 组成。本带产少量铬铁矿,一般没有工业意义,只在个别地区有工业矿层。 (3)临界带:为含铬铁矿的辉石岩及斜辉橄榄岩组合,铬铁矿有数十层,每层厚从小 于 1cm 到 2m 左右,多数为 1cm。其沿走向最长达 90km,一般也达数十公里。临界带顶部 为一呈伟晶状的超镁铁岩,称梅林斯基层,其中含数厘米至数米厚的铂矿层,主要为砷铂矿 和铁铂矿,含少量 Cu-Ni 硫化物,其上为苏长岩、斜长岩。 (4)主带:为含磁铁矿的苏长-辉长岩群。 (5)顶部带:为含钒磁铁矿、含铁辉长岩、橄长岩、斜长岩、闪长岩类,含磁铁矿二 十多层。就整个布什维尔德岩筒来看,它以临界带顶部的梅林斯基含铂镁铁岩为界,其下为 超镁铁岩群,富产铬铁矿;其上为镁铁岩群,富产含钒磁铁矿。研究显示,镁铁岩群系侵入 超镁铁岩群而成。 就矿床成因而言,布什维尔德岩筒中包含了早期岩浆矿床、晚期岩浆矿床和熔离矿床等 所有的岩浆矿床成因类型和有关矿产。
岩带
亚带
岩石组合
亚带 D
橄榄闪长岩、闪长岩
亚带 C
斜长岩、磁铁矿层
顶部带
亚带 B
磁铁辉长岩、橄长岩 橄榄辉长岩、磁铁矿层
亚带 A
磁铁辉长岩、长石辉岩、磁铁矿层
亚带 C
辉长苏长岩、苏长岩、辉长岩
主带
亚带 B
辉石标志层 辉长苏长岩、苏长岩
亚带 A
苏长岩、斜长岩、辉石岩
临界带
梅林斯基层 上亚带
苏长岩、斜长岩、铬铁岩、梅林斯基层
结构为主,并常见包橄结构;矿石构造为浸
染状。在脉状、扁豆状、串珠状矿体中,矿
石以致密块状为主,其次为稠密浸染状以及
豆状和瘤
状(图 3-7),豆粒和矿瘤外边有一圈蛇纹石
围 绕 。 矿 石 含 Cr2O347.68~59.51% , Cr2O3/Fe2O3 为 3.61~4.76,并伴有铂族元素 (以锇、钌为主),可综合利用。
铬铁矿几乎都采自超镁铁质和镁铁质火成岩中的块状、稠密浸染状矿石,由其风化剥蚀 形成的砂矿产量只占产量的一小部分。
根据矿床产出的地质构造特征和几何形态以及含矿岩石的岩性特征,铬铁矿矿床可分为 层状和非层状(阿尔卑斯型)两类。有人把与蛇绿岩有关的铬铁矿矿床也列入非层状铬铁矿 床中。
(一)层状铬铁矿矿床
此种矿床主要产在具层状序列的超镁铁质-镁铁质火成侵入体中,为层状和席状堆积体。 这些含矿侵入体的形成时代一般是前寒武纪,分布在地台或克拉通地区。
国的铬铁矿矿床都属这一类型。非层状铬铁矿矿床的矿体形态复杂多变,有的受岩相控制,
有的受构造控制。受岩相控制的铬铁矿矿床大多与纯橄榄岩-斜辉辉橄岩岩体有关。矿体主
要产于岩体底部的纯橄榄岩岩相中,呈条带状、扁豆状、似层状及巢状等,围岩多数为渐变 过渡关系。矿石多呈浸染状或条带状构造,中-细粒自形、半自形结构。这类矿床属于岩浆 结晶分异形成的早期岩浆矿床。
深 10~20m。矿体形态以脉状为主,其次有扁豆状和不规则条带状。矿体与围岩的界线清楚,
受断裂控制明显,具侧伏现象。近矿围岩具片理化和褪色现象。
矿石中金属矿物以铬尖晶石为主,少量磁铁矿和微量针镍矿,偶见斑铜矿等,脉石矿物
以橄榄石、蛇纹石为主,次为辉石、铬石榴
石、铬绿泥石和铬云母等。在浸染状、条带
状小矿体中,矿石结构以自形-半自形细粒
斯蒂尔波特铬铁岩层(LG6) 辉石岩、斜辉辉橄岩
下亚带
铬铁岩、斯蒂尔波特层
上古铜辉岩亚带
古铜辉岩
底部带
斜辉辉橄岩亚带 下古铜辉岩亚带
斜辉辉橄岩、纯橄岩 古铜辉岩
底部亚带
长石古铜辉岩、斜辉辉橄岩、纯橄岩
边缘带
辉石岩群、辉长岩群
(转引自任启江等,1993)
等,产状和围岩有时一致,有时呈斜交侵入接触。矿床规模以中小型为主。就目前所知,我
矿石主要由钛磁铁矿、钛铁矿、钛铁晶石、镁铝尖晶石组成,含有部分含钒磁铁矿、磁 铁矿、赤铁矿以及少量磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等。矿石以浸染状构造和块状构造为主, 矿石结构主要为海绵陨铁结构和填隙结构。矿石中除含 Fe、V、Ti 外,常伴有 Co、Cu、Ni、 Cr 等有益元素可综合利用。矿床是由岩浆结晶分异作用形成的含矿残浆于原地结晶而成。 我国攀枝花钒钛磁铁矿矿床属于这一类型。
为以下
5 个岩带:
图 3-4 布什维尔德东矿带地质图
(转引自姚凤良等,1981)
1-未划分地层;2-浦利脱尼亚系;3-花岗岩及伴生岩石; 4-临界带;5-过渡带及冷凝带;6-主苏长岩带及上带;7斜长岩中矿层(中组);8-斯蒂尔波特矿层(下组);9梅林斯基层(含铂);10-断层;11-西矿带矿层;12-地质 界线;13-主铬铁矿亚带;14-花岗岩残留体
岩浆矿床的主要类型及实例
一、超镁铁质、镁铁质岩中的铬铁矿矿床
铬铁矿是一种极为重要的矿产,是工业铬的唯一矿石矿物。铬是不锈钢及其他一些钢材 和非铁合金必不可少的组分。铬铁矿还可作为耐火材料和型砂材料,在电镀、制革、颜料和 染料等工业部门用作铬化工制品原料。对冶金级铬铁矿要求,具有较高的铬铁比值(Cr/Fe ≥2.8)。但随着冶金技术的提高,目前铬铁合金也常用 Cr/Fe≈1.5 的铬铁矿来生产。
罗布莎铬铁矿矿床的成因认识虽不完 全统一,但多数研究者认为,矿床是由岩浆 残余作用和分熔作用形成的富铬矿浆,在斜 辉辉橄岩裂隙中贯入而成。属晚期残浆贯入 型铬铁矿矿床,局部具有熔离成矿特征。
图 3-7 罗布莎Ⅰ区Ⅲ号矿群 5 号矿体 中的豆状矿石示意图(转引自袁见齐等,
1985) 1-含矿的纯橄榄岩;2-铬铁矿豆体;3-纯橄 榄岩
岩体内已查明矿体 200 余个,断续构成 7 个矿群。矿体的规模不等,小者直径仅数十
图 3-6 西藏罗布莎含铬超镁铁质岩体平面示意图及放大 A-A'剖面示意图(转引自姚凤良等,1983)
1-第三纪砂砾岩;2-晚三叠世岩石;3-纯橄榄岩;4-含纯橄榄岩异离体的斜辉橄榄岩;5-斜辉辉橄岩;6-矿体
厘米,大者长 325m,厚十余米。长度大于百米的矿体共 13 个。多数矿体长 20~60m,厚 1~2m,
(二)非层状(阿尔卑斯型)铬铁矿矿床
该类矿床产在造山带或离散板块边缘、大洋地壳环境下的阿尔卑斯型超镁铁质杂岩体中,
其中不少被认为属于蛇绿岩套,成因上一般与纯橄榄岩关系密切。含矿岩体受超壳断裂控制,
常成群成带分布,具有多期侵入特点。岩体规模由数平方公里至数百平方公里不
表 3-2 布什维尔德杂岩体层状岩系剖面层序
层状铬铁矿矿床与辉岩、辉石橄榄岩及辉长岩、斜长岩有关,含矿岩体往往是规模巨大
的杂岩体,具有典型的层状侵入体特征。岩体中具有稳定的火成堆积结构,层理构造十分明
显,各类岩石呈似层状产出,岩石的韵律结构清晰。矿体呈层状分布于岩体韵律层下部,矿
层单层厚几厘米至 1m 多,与围岩界线明显。矿石以块状构造为主,矿层上部有时出现浸染 状矿石,并以此与围岩呈渐变关系。矿石内铬铁矿大多呈自形或半自形,含 Cr2O340%左右。 矿床规模巨大,除铬外,伴生有铂、镍和钒钛磁铁矿等,铂族元素有时可形成独立的矿体。
在造山带中受构造控制的铬铁矿矿床多与纯橄榄岩、斜辉橄榄岩、橄榄岩等有关。除了 少数呈似层状矿体外,多数矿体分布于岩体的原生裂隙带内,呈豆荚状、囊状、团块状、透 镜状、不规则状异离体(图 3-5),少数呈脉状和网脉状,常见分枝复合现象。矿体与围岩 界线清楚,围岩常有一定的蚀变,主要为绿泥石化等。除个别为似层状外,单个铬铁矿矿体 规模较小,但常成群出现。矿巢的断面常在几十厘米到几米;大的透镜体长度可达几十米, 厚度可达几米。矿石的构造有块状、豆状、瘤状、以及稠密到稀疏浸染状。此外,还有网环 状、链状、斑杂状、假斑状以及条带状构造等。
二、镁铁质岩中的钒钛磁铁矿矿床
钒钛磁铁矿矿床不仅是重要的铁矿床类型,也是钒、钛的主要来源,也是钛金属的唯一 矿床类型。在我国,这类矿床主要分布于四川西昌-攀枝花、河北承德、陕西汉中以及湖北 襄阳地区,储量约占全国铁矿总储量的 15%。
此类矿床主要产于地台区或地台边缘,含矿岩体呈带状分布,受区域内的深大断裂控制。 含矿母岩岩性主要有辉长岩、辉长岩-橄长岩-辉橄岩和斜长岩-辉长岩 3 种型式。矿床与镁铁 质岩及镁铁质-超镁铁质杂岩中的基性岩相有关,矿体呈层状或脉状,矿石呈块状或浸染状 构造,常具典型的海绵陨铁结构,矿石矿物主要由钛铁矿和磁铁矿组成,二者常呈格状或花 片状的固溶体分解结构。
钒 钛 磁 铁 矿 矿 床 是 含 有 多 种 有 用 元 素 的 综 合 性 矿 床 , 矿 石 中 含 Fe35%~45% , TiO26%~16%,V2O50.5%~2%,钒不形成独立矿物,而是以类质同象代替铁形成含钒磁铁矿。 成因上属于结晶分异成矿作用形成的晚期岩浆矿床。含矿岩体按产状可分层状和非层状两类, 它们对矿体的形成和特征具有重要影响。
普互尔
克拉通内,是一个规模巨大的椭圆形
岩筒,
东西向长轴为 480km,南北向短轴为 中心厚 8km。具有层状序列的岩石出 别称为东、西和北布什维尔德的 3 条 弓形的岩带内,具有相似的层状序列。
380km , 露在分 大致为 其平面、
剖面层序示于图 3-4 和表 3-2。 镁铁、超镁铁杂岩体自下而上分
岩的小异离体。带宽 150~180m,有零星浸染状、条带状小铬铁矿矿体。 (2)含纯橄岩异离体的斜辉辉橄岩岩相带:位于岩体中部,宽 200~1400m。纯橄岩异
离体在本带下部较多,偶见少量二辉橄榄岩、单辉辉橄岩的异离体。工业铬铁矿矿体主要产 在本岩相带的中下部。
(3)斜辉辉橄岩-橄榄岩相带:分布于岩体南部(即顶部),以斜辉辉橄岩为主,有小 型铬铁矿矿体产出。
c 铬铁矿透镜体和矿饼群
d 由多种浸染状矿石组成的不规则矿体
1-纯橄岩;2-铬铁矿矿体
1-稠密浸染状铬铁矿;2-中等浸染状铬铁矿;3-纯橄岩
图 3-5 非层状铬铁矿矿床的矿体形态(转引自任启江等,1993)
西藏罗布莎铬铁矿矿床 罗布莎铬铁矿矿床已探明储量 460×104t,是我国已知规模最大的铬铁矿矿床。矿床赋 存于雅鲁藏布江蛇绿岩带东段。罗布莎含矿岩体沿雅鲁藏布江深大断裂大致呈东西向分布, 长 43km,最宽处 3.7km,为一向南陡倾的岩墙状复式岩块。岩块北盘为第三纪砂砾岩层, 南盘为晚三叠世的变质砂岩、板岩及千枚岩(图 3-6)。岩体形成于燕山晚期-喜马拉雅早期。 该岩体属正常系列的富镁超镁铁质岩,分异程度较好,自北向南大致可分出 3 个平行的岩相 带。 (1)纯橄岩岩相带:分布于岩体北部(即底部),主要由纯橄岩组成,偶见有斜辉辉橄
图 3-8 攀枝花钒钛磁铁矿矿床剖面示意图(转引自姚凤良等,1983)
1-第四系;2-上三叠统砂岩、页岩;3-粗粒辉长岩;4-层状细粒辉长岩;5-层状含铁辉长岩;6-细粒辉长岩; 7-稀疏浸染状矿体;8-稠密浸染状矿体; 9-致密块状矿体;10-辉长岩层状构造;11-矿体编号;12-断层
(一)层状镁铁杂岩中的似层状钒钛磁铁矿矿床
层状岩体的产出多受被侵位地层控制,在单斜岩层中岩体呈层状,在向斜褶皱中则呈盆 状。岩体由橄榄岩、辉岩、橄辉岩、辉长岩及少量纯橄岩和闪长岩组成,其镁铁比值大多小 于 2.5,属铁质类岩石。岩体的分异一般都较好,岩相分带明显,韵律结构清晰,自上而下 岩相带的基性程度增高(图 3-8),每个含矿岩相带的变化趋势是自上而下为浅色辉长岩-深 色辉长岩-贫矿体-富矿体。层状岩体底部含一定数量的铬和铂,钒钛磁铁矿矿体大多产于下 部的辉长岩、橄榄辉长岩岩相中。矿体底部与围岩界线清楚,顶部和围岩渐变过渡。
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