地球矿产资源及其形成作用（15）
胡经国
四、变质矿床主要类型
㈠、沉积变质铁矿床
1、沉积变质铁矿床概述
☆形成于前寒武纪（主要为太古代到早元古代）的沉积变质铁矿床，由于其矿石主要由硅质（碧玉、燧石、石英）和铁质（赤铁矿、磁铁矿）薄层呈互层组成，因而又称为铁（质）－硅（质）建造、条带状铁建造（BandedIronFormations，简称BIF或BIFs）。
☆分布、规模、储量。
2、沉积变质铁矿床一般特征
⑴、阿尔戈马型铁矿
☆主要形成于晚太古代（大约2500Ma）以前；在空间和时间上与优地槽海底火山活动密切相关，发育于绿岩带中。
☆为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。
☆主要分布在加拿大地盾克科兰德湖地区，美国佛米利思地区，前苏联库尔斯克磁异常区，中国的鞍山－本溪、冀东、五台等地区。
⑵、苏必利尔湖型铁矿
☆主要分布在早元古代地槽区，形成时代主要为2200～1800Ma。
☆形成于冒地槽性质的开阔海盆地中，自下而上为：白云岩、石英岩、红色或黑色铁质页岩、铁矿建造、黑色页岩和泥质板岩。大多沿古老地台边缘分布；长可达数十公里，建造厚度可以从几十米至几百米。
☆大多数苏必利尔湖型条带状铁建造（BIF）未遭受变质或遭受浅变质（绿片岩相）作用，部分变质较深可达角闪岩相。
☆该型铁矿著名的产地有：澳大利亚哈默斯利；巴西的米纳斯、吉赖斯；美国和加拿大的苏必利尔湖区；加拿大的魁北克、拉布拉多；南非的波斯特马斯堡等地区。
3、沉积变质铁矿的成因
☆经历了沉积和变质改造两个阶段。铁的来源。
☆条带状铁建造（BIF）是以硅、铁质为主的化学沉积物，其中夹杂一些次要的胶体物质和少量的同沉积粘土矿物；形成于火山间歇期或宁静期。
☆BIF（条带状铁建造）、VMS（火山块状硫化物矿床）等类型矿床的热水喷流沉积成矿模式是指海底（或湖底）深部高密度硅质热卤水通过同沉积断裂上涌，携带大量Fe、Cu、Pb、Zn等成矿物质，喷出海底地表与冷水混合在喷口附近所产生的沉积成矿作用。阿尔戈马型BIF和苏必利尔湖型BIF可能分别属于近喷口和远离喷口的热水喷流沉积矿床。
例如，中国鞍山弓长岭铁矿床，其地层为太古界鞍山群。含矿岩系由磁铁石英岩、千枚岩、黑云母变粒岩、斜长角闪岩等组成；其上下均为混合岩。
㈡、变质金矿床
1、变质金矿床概述
产于前寒武系地层中的变质金矿床是金矿的主要来源。其主要有以下三种矿床类型，即：热液脉型金矿床；硅铁建造中的似层状金矿床；含金－铀砾岩矿床。
2、热液脉型金矿床——南龙王庙金矿床
⑴、成矿背景
该金矿床分布在清原绿岩带大荒沟－南龙王庙绿岩残余盆地的东南端。绿岩带地层由下部金风岭岩组和上部红透山岩组组成；两者分别以斜长角闪岩和变粒岩为主，金矿赋存在红透山岩组中。
⑵、岩浆活动
矿区内岩浆活动不发育，主要见有新太古代末期的斜长花岗斑岩、钠长石英斑岩；古元古代白云母斜长伟晶岩以及显生宙的闪长玢岩、煌斑岩等。在矿区外围分布着大量太古宙TTＧ岩系（TTG是以英云闪长岩－奥长花岗岩－花岗闪长岩为主体的岩石组合的英文缩写）。
⑶、地质构造
矿区构造以韧性剪切变形最为发育，剪切带呈北东向分布。此外，还至少发育有三期前后叠加的褶皱构造形迹。
3、硅铁建造中的似层状金矿床
☆产于前寒武纪硅－铁建造中。区域上具有一定层位。金矿化受变质期的形变构造控制。
☆矿石为含金硫化物型，由自然金、磁黄铁矿、毒砂和石英组成。
☆分布不广泛。其中最著名的是美国的霍姆斯塔克金矿床。
美国的霍姆斯塔克金矿床产于镁铁闪石片岩中。其原岩为含硅、铁和碳酸盐的地层。金和硫化物共生，层位稳定。金矿化的富集受形变构造控制；金矿体多分布于紧密交错褶皱和早期同斜褶皱的核部。矿体呈层状、似层状。矿层由大量短小的含金石英细脉构成。围岩蚀变以绿泥石化为主。矿床规模巨大，但是品位不高，＜10g/t。
☆据硫同位素研究表明，霍姆斯塔克金矿床的原生金和围岩系同生沉积的产物；变质作用后期的变质热液使金迁移到有利的构造部位富集成矿。
☆霍姆斯塔克金矿床的含金建造在第三纪的火山活动中又一次使金得到聚集，矿石品位大为提高，有的可高达500g/t。所以，从整体来说，霍姆斯塔克金矿床也属于多次成矿作用复合的多成因矿床。
☆中国黑龙江省的东风山金矿床属于这一金矿类型。
4、含金－铀砾岩矿床
以南非维特瓦特斯兰德的金－铀矿床为代表，简称兰德型金矿。
☆产于下元古界（22亿年）维特瓦特斯兰德系中，由云母片岩、石英岩、长石石英岩及砾岩组成，为古老的河床洼地沉积建造；也有人认为系经海流改造的三角洲沉积。
☆含矿岩系稍有变质。金矿产于岩系上部的砾岩层之中。含金砾岩全区主要有10层，沿走向延长可达290km。含金的砾岩层大多位于不同层位的侵蚀面上。
☆金呈微粒状与黄铁矿、磁黄铁矿等分布于胶结物中。矿石的金品位为10～17g/t。
☆含金－铀砾岩经变质热液作用，使其中的金活化、迁移，交代胶结物或充填于微细裂隙中，属于沉积－变质矿床。
㈢、变质磷矿床
变质磷矿床分为火山沉积变质型和沉积变质型两类。
1、火山沉积变质型磷矿床
由富含磷灰石的斜长角闪岩，角闪斜长片麻岩构成；含磷较低，含P2O5大多在5％以下，一般不具有工业价值。
2、沉积变质型磷矿床
☆围岩主要为云母片岩、石英云母片岩和白云质大理岩，少数含有绿泥片岩、千枚岩等。这类磷矿由于品位高、规模大，具有重要工业价值，是中国北方的主要磷矿类型。
☆沉积变质型磷矿床的含磷岩系具有条带状、条纹状构造，有时还发育有原生的角砾状构造，说明其原始沉积环境为浅海或泻湖地带。在含磷岩系中碳酸盐岩呈透镜状并且与粘土质岩石呈互层产出。
☆磷矿层一般产于各岩层的过渡带或碳酸盐岩层内，属海侵期产物。磷矿层的典型矿物组合是磷灰石－白云石－石英。矿石含P2O58～9％，含量高者可达20～30％。
☆中国江苏海州大型磷矿床；安徽、吉林等地也有产出。
☆中国江苏海州大型磷矿床位于江苏省新海连市。在该区内地层下部为混合岩，中部为含磷岩系，上部为白云母片麻岩夹少量透镜状大理岩和石英岩。
下部白云质云母片岩系：厚65～250米，由白云岩和含石英云母片岩组成。
上部含磷岩系：由变质白云岩、石英岩及磷灰石矿层组成，磷灰石矿层长约900米，厚度为14～40米，主要发育于矿区东部，往西尖灭而缺失。
上部白云质云母片岩系：岩性同下部白云质云母片岩系。
磷矿层的产状变化较大，一般倾角为50°左右。矿体和围岩之间呈渐变过渡关系。矿层中磷品位一般含P2O510％左右，局部可达34.2％。矿石由氟磷灰石组成；按矿物共生组合可分三种类型：
①、细粒磷灰岩：是本区主要的磷矿石类型。具有层理构造，细粒结构，含磷灰石较多。这类矿石的品位不很均匀。
②、锰磷矿层：主要由磷灰石和碳酸盐矿物组成，品位较高，大多数为富矿。
③、云母磷灰岩：由磷灰石、白云母、石英和长石组成。分布局限，质量较差。
㈣、变质石墨矿床
☆自然界的石墨矿床主要有以下两种类型：一类是产于结晶片岩中的石墨矿床，系由区域变质作用而形成；另一类是变质煤层中的石墨矿床，系由接触变质作用而形成。
☆区域变质石墨矿床都产于前寒武纪变质岩系中，大多和片麻岩、片岩、大理岩有关。矿体多呈似层状或透镜状，长数百米至数公里，厚数米。石墨呈鳞片状，质量比较好，但是含量较低，一般为3～5％。经碳同位素测定，由于这类石墨的12C/13C比值和有机碳接近，因而认为是有机质经区域变质作用而形成。
☆山东南墅变质石墨矿床是中国最大的晶质石墨矿床。
根据矿体产出位置及与围岩的关系，矿体可分以下三种类型：
①、产于大理岩与片麻岩接触带的矿体：矿体的顶板为透镜状白云质大理岩，底板为含石榴石斜长片麻岩。矿体两侧为含石墨透辉岩。这类矿体主要分布在矿区的岳石矿段。
②、产于石榴石斜长片麻岩与角闪斜长片麻岩之间的矿体：矿体中常夹有条纹构造的硅质岩。这类矿体产于岳石矿段东部。
③、产于大理岩中的矿体：分布在白云质大理岩中；靠近矿体的围岩为含石墨透辉岩；矿体内还夹有石墨片麻岩薄层。
矿体形态产状：似层状及透镜状；产状与地层一致，倾角一般在50°左右。
矿石组构：浸染状构造、片麻状构造；花岗变晶结构、纤维状变晶结构。
围岩蚀变：透辉石化、透闪石化、金云母化和阳起石化等。
石墨：晶质石墨。晶片长150微米～1.5毫米，个别可达7.5毫米。
中国山东南墅石墨矿床属于沉积变质矿床。
㈤、变质矿床小结
1、基本概念
变质矿床、受变质矿床、变成矿床、BIF型铁矿床
2、变质矿床的总体特征
3、变质矿床的成矿作用类型
区域变质成矿作用；接触变质成矿作用；混合岩化成矿作用。
4、变质矿床分类主要类型及实例
沉积－变质铁矿床——中国辽宁鞍山、冀东地区；
变质金矿床——美国霍姆斯塔克、中国黑龙江东凤山金矿床；
变质磷矿床——中国江苏海州磷矿床；
2020年3月27日编写于重庆
5
|
|
