伟晶岩矿床

5.5 伟晶岩成岩成矿地质条件
（一）地质构造条件 伟晶岩具有呈区、呈带、呈群分布的特征，这些多是由地 质构造条件控制的。 1、大地构造条件 大地构造背景控制了伟晶岩的分布区域。有利于伟晶岩成 岩和成矿的大地构造单元有两种：a古生代以来的地槽褶 皱带（相当于古大陆边缘弧及岛弧），如阿勒泰地区，b、 大陆板块内的地轴、地盾等古老变质结晶基底的出露区， 如内蒙地轴。两种地质环境共同的特征是都经历强烈的构 造岩浆活动和深变质作用，属深变质岩区。此种大地构造 环境不仅有利于高挥发分残余岩浆和混合岩化岩浆的产生， 而且深变质环境具有很高的环境温度，有利于高挥发分岩 浆缓慢冷凝和结晶分异形成伟晶岩（矿床）。
2、伟晶岩矿床是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。 （二）工业意义： 与伟晶岩矿床有关的主要矿产为云母、 长石、石英。有关的重要金属矿产有Li、 Be、Nb、Ta、Cs、W、Sn、Mo、U、Th、 REE。其他非金属矿床有萤石、磷灰石、 压电石英等。常见宝石矿产是海蓝宝石 （绿柱石）、碧玺（电气石）、黄晶（黄 玉）、水晶等。
3、热水溶液阶段 此阶段是温度下降至400º C以下开始的。由于环境 温度已降至水的临界温度以下，成矿介质已由超 临界流体转变为热水溶液。此阶段仍有部分矿物 在内核及晶洞中结晶以致成矿，如水晶等 （见图 5-2）。另外，还可发生重要的交代作用，继续形 成相应的矿物带以及矿体。交代作用多发生于中 间带及其与核的过渡部位，是白云母及锂辉石、 锂云母的稀有金属的重要成矿部位。
图5-4 网状伟晶岩脉 （据胡受奚等《矿床学》，1981） 1—伟晶岩脉；2—东西向压性断裂；3—裂隙走向实 线箭头表示压应力方向；虚线箭头表示张应力方向
伟晶岩体均产于断裂及其他形式的构造裂隙 中，因此伟晶岩的分布、形状和产状均受 其容矿（岩）构造的控制。如产于剪性构 造中的伟晶岩多呈形态规则、延伸较大的 岩脉，产于张性构造中者则常呈延伸较小 的凸镜体。岩体形状和产状对成矿有影响， 规则、近直立的岩体其内部分带多呈对称 状分布，凸镜状、囊状岩体或岩体膨大部 位有利于分异和成矿。
5.2 伟晶岩（矿床）的成因
（一）伟晶岩的成因学说： 关于伟晶岩的成因认识可归纳为两 种完全不同的观点，即岩浆成因学说 和重结晶交代说。
1、岩浆说： 此种观点认为，伟晶岩及伟晶岩矿床是由高挥发分岩 浆在有利条件下经过缓慢、充分的结晶分异作用形 成的。挥发组分在成岩成矿过程中起到了至关重要 的作用：高挥发组分降低了岩浆的粘度和结晶温度， 有利于岩浆的运移和结晶分异；挥发组分热容量大， 有利于高挥发分岩浆缓慢冷凝结晶形成伟晶结构； 挥发组分易与有用金属 结合形成易溶络合物，使这 些有用组分在高挥发分岩浆中富集并最终成矿。有 关高挥发分岩浆已知有两种成因：一种是岩浆侵入 体冷凝结晶的晚期因挥发组分逐渐汇聚形成的高挥 发分残余岩浆，另一种是变质过程中岩石发生的部 分熔融作用——即混合岩化形成的高挥发分岩浆。
接上图
• 1-花岗岩；2-伟晶花岗岩；3-微斜长石；4-石英； 5-接触边缘及白云母-石英-长石带；6-文象及花岗 结构伟晶岩；7-块体带；8-微斜长石单矿物带； 9-石英-锂辉石带；10-石英块体和石英带；11-交 代组合和交代带：钠长石、石英、白云母、微斜 长诗残余体和稀有金属矿物：锂云母、绿柱石部 分含铯矿物、铌-钽酸岩矿、多色性电气石、锂辉 石等；12-锂云母带；13-锂辉石；14-绿柱石； 15-铯榴石；16-磷铝石；17-晶洞：高岭石族矿物、 石英晶体、锂云母、紫锂辉石等。
此阶段形成的中间带（包括叠加的交代产物） 主要矿物为钾长石、钾微斜长石、石英、 白云母、钠长石， 在富稀有、稀土元素条 件下还有绿柱石、锂辉石、锂云母等稀有 金属矿物及稀土元素矿物，岩石具粗粒伟 晶结构、似文象结构及块状伟晶结构、交 代结构。中间带一般较连续，是赋矿的有 利部位。
内核位于伟晶岩体（脉）的中心部位，主要 矿物是具块状及巨晶结构的石英，因而又 称石英核。长石（及锂辉石），内核的发 育状况取决于伟晶岩的形态和分异情况， 分异完全时可具完好的内核，分异不完全 时可不具内核或仅发育 于伟晶岩脉膨大部 位而呈断续分布。内核是石英（硅石）矿 体的产出部位，内核中常可见晶洞，是水 晶及黄玉等宝石矿物的重要成矿部位。
5.3 伟晶岩矿床的特点
1、伟晶岩体（矿床）的规模、形状和产状 伟晶岩体大小不一，差别极大。大者厚 可达数十米，常可达数百米至上千米。小 者厚仅数厘米，长仅数米。 伟晶岩体的形状也是多种多样，最常见 的是脉状、凸镜状及囊状，可见串珠状、 网状等不规则形状。
图5-3 伟晶岩体形态图 1—规则的脉状则脉状体；2—不规脉状；3—凸镜 状体体；4—囊状体；5—串珠状体
图5-8 新疆阿尔泰含稀 有金属花岗伟晶岩脉地 质平面图
1—浮土；2—块状石英带；3—块状微斜 长岩带内带；4—小块状钠长石带；5— 石英-锂辉石带；6—锂辉石带； 7—石英—白云母巢状体带；8—块状微 斜长石带外带；9—细粒钠长石巢状体带； 10—文象花岗岩带；11—辉长岩；12— 锂云母带
（二）矿物组合分类 邹天仁等人依据云母类型和共生矿物将伟 晶岩分成不同的类型并以主要矿物组合 （石英除外）命名，如：黑云母-更长石-微 斜长石型、二云母-微斜长石型、白云母-微 斜长石-钠长石-锂辉石型、锂云母-钠长石 型等。此种分类方法较简单适用，国内多 有应用。
Ⅰ、文象和等粒型伟晶岩 相当于仅发育 到外侧带的伟晶岩，岩石矿物组合及结构 构造与花岗伟晶岩的外侧带相当。（见图56） Ⅱ、块状型伟晶岩 相当于发育到中间带 但没有内核并且未发生显著交代作用的伟 晶岩。岩体中心部位具粗粒伟晶结构和块 状伟晶结构，主要矿物是长石、石英和白 云母，可含一定数量的稀有金属矿物。
第五章：伟晶岩矿床
一、伟晶岩矿床的概念及工业意义 二、伟晶岩（矿床）的成因 三、伟晶岩矿床的特点 四、伟晶岩（矿床）的分类 五、伟晶岩成岩成矿地质条件 六、思考题
5.1 伟晶岩矿床的概念及工业意义
（一）概念 1、伟晶岩是一种矿物颗粒粗大的脉岩，其矿物颗 粒特别粗大，一般多在1-10cm以上，大者可达1-2m。 依据伟晶岩的岩性分为： a、花岗伟晶岩， b、碱性伟晶岩， c、基性和 超基性伟晶岩，各种伟晶岩的主要造 岩矿物成分分别与花岗岩、 碱性岩和基性超基性岩 相当。其中分布最广，与成矿关系最密切 的是花岗 伟晶岩，其次是碱性伟晶岩。
5.4 伟晶岩（矿床）的分类
目前对伟晶岩（矿床）仍然没有统一的分类，以 下两种较常用的分类。 （一）K．A．弗拉索夫的分类 依据伟晶岩分异程度、矿物共生关系和结构特征 分为以下五种类型：
图5-5 伟晶岩的构造-共生类型图（据K.A.符拉索夫）
1-花岗岩；2-伟晶花岗岩；3-微斜长石；4-石英；5-接触边缘及白云母-石英-长石带； 6-文象及花岗结构伟晶岩；7-块体带；8-微斜长石单矿物带；9-石英-锂辉石带；10石英块体和石英带；11-交代组合和交代带：钠长石、石英、白云母、微斜长诗残余 体和稀有金属矿物：锂云母、绿柱石部分含铯矿物、铌-钽酸岩矿、多色性电气石、 锂辉石等；12-锂云母带；13-锂辉石；14-绿柱石；15-铯榴石；16-磷铝石；17-晶洞： 高岭石族矿物、石英晶体、锂云母、紫锂辉石等。
3、伟晶岩（矿床）的结构构造特征 伟晶岩（矿床）的最突出的特征是具伟晶结 构、文象结构和似文象结构。按矿物颗粒 大小伟晶结构分为：细粒伟晶结构(≤0.5cm， 中粒伟晶结构（0,5—2cm），粗粒伟晶结 构（2—10cm）和块状伟晶结构（＞ 10cm）。此外，伟晶岩（矿床）还常具交 代结构。
伟晶岩（矿床）的另一个突出的特征是岩体 内部常具明显的带状构造(见图5-5)。如前 所述，结晶分异最完全时可从边缘到中心 依次形成边缘带、外侧带、中间带和内核 （各带特征如前述）。当后期交代作用发 育时还可形成具有不同矿物组合特征的交 代带。
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图5-6 花岗伟晶 岩脉的内部构造 （据费尔斯曼） 1—花岗岩，2— 长英岩带；3— 文象花岗岩带； 4—长石-石英带； 5—晶洞带
Ⅲ、完全分异型伟晶岩 相当于结晶分异到已形成 块状石英内核的伟晶岩。此类伟晶岩内可见明显 的钠长石化、云英岩化等交代作用。主要矿物有 微斜长石、石英、白云母、钠长石以及绿柱石、 锂辉石，其中白云母、绿柱石和锂辉石均可能构 成工业矿体。 Ⅳ、稀有金属交代型伟晶岩 相当于形成内核以 后又发生了强烈的稀有金属交代作用的伟晶岩， 形成了由钠长石、锂云母、绿柱石、铌钽铁矿、 铯榴石、磷灰石、铀矿物等矿物组成的交代带， 构成稀有金属的重要矿床。 （见图5-7）
图5-2 含水晶伟晶岩剖面图（内蒙） 1—中粗粒黑云母花岗岩；2—细晶岩带；3—文象伟晶岩带；4— 长石石英块体带；5—长石块体带；6—钠长石化长石石英块体带； 7—钠长石化长石块体带；8—石英核；9—水晶晶洞；10—糖粒状 钠长石交代体；11—叶钠长石交代体；12—钠长石-云母交代体； 13—钠长石-白云母-石英交代体；14—绿柱石；15—晚期微斜长 石，正长石晶体和晶簇；16—黄玉
2、伟晶岩（矿床）的物质成分特征 由于挥发组分与多种金属元素结合为易溶络合物并将它们汇 集于伟晶岩中，因而伟晶岩除含一般造岩元素外还经常富 含F、Cl、B、P等挥发组分、稀有金属元素、稀土元素、 放射性元素和Sn、W、Mo等有色金属元素及Fe、Mn等金 属元素。与其复杂化学成分相应的是矿物的多样性。除含 一般造岩矿物外，常见锂辉石、锂云母、绿柱石等多达十 余种含Li、Be、Nb、Ta、Zr、Cs稀有金属元素的矿物； 独居石、褐帘石、磷钇矿、晶质铀矿等稀土元素及放射性 元素矿物；锡石、黑钨矿、辉钼矿等有色金属矿物及磁铁 矿、钛铁矿等；萤石、电气石、磷灰石、黄玉等含挥发组 分的矿物。
图5-5 伟晶岩内部分带示意图 1-边缘带；2-外侧带；3-中间带；4-内核；5-交代矿物带
此阶段晚期，继边缘带形成之后岩浆中挥发 组分的含量相对增高，温度下降相对减缓， 岩浆结晶形成外侧带。外侧带的主要矿物 为斜长石、钾微斜长石、石英、白云母等， 岩石一般具细粒-中粒伟晶结构，当岩浆成 分达到石英与长石共结比时则形成外侧带 常见的文象结构。外侧带一般也不连续， 可出现少量绿柱石等矿物但一般不构成矿 体。
2、重结晶交代说 此种观点否认高挥发分岩浆的存在，认为 伟晶岩及伟晶岩矿床是由已结晶的岩石 在后期热液的作用下被交代、重结晶形 成的。
（二）形成过程及结构构造分带 费尔斯曼等认为伟晶岩的成岩成矿作用及过程可分如下几个 阶段，使伟晶岩内部常具明显的分带。 1、后岩浆阶段 该阶段岩石由岩浆冷凝结晶形成，成岩温度在600-800º C之 间。 此阶段早期是高挥发分岩浆侵入到有利构造空间后冷凝结晶 的初始阶段，形成了伟晶岩的边缘带。边缘带的主要矿物 为长石和石英。由于围岩温度较低，岩浆温度下降相对较 快，因此岩石常具细粒伟晶结构。边缘带一般不连续，不 含有用矿物。
2、气成阶段 随着边缘带和外侧带硅酸盐矿物的不断结晶，挥发组分含量 不断增加，成岩成矿介质逐渐由岩浆转变为超临界流体， 成岩成矿温度在600-400º C之间，形成中间带和内核。该 阶段早期 以结晶作用为主，形成的主要矿物为钾长石、 钾微斜长石、石英、白云母，在富含稀有元素和稀土元素 的条件下则还可形成绿柱石、锂辉石及稀土元素矿物。随 着温度降低、流体成分的改变和水作用的增强等条件的变 化 ，依次发生白云母化、钠长石化及（在富含稀有元素 时）稀有金属等多种交代作用，形成交代矿物构成的岩相 带和大量具重要工业价值的白云母和锂辉石、锂云母等稀 有金属矿物，交代作用可延续到热水溶液阶段。
图5-7 辽宁海城长石伟晶岩剖面图 1—岩石碎屑；2—钾长石片麻岩；3—辉绿岩；4—云斜煌斑岩； 5—黑云母辉长片麻岩；6—斜长石中粒伟晶岩；7—文象带； 8—块状斜长石带；9—石英核；10—块状微斜长石带
Ⅴ、长石-锂辉石型伟晶岩 没有文象带和内 核、交代作用非常强烈、主要由钠长石、 锂辉石、石英和大量稀有金属元素矿物构 成的伟晶岩。此种伟晶岩构成重要的稀有 金属矿床。（见图5-8）