伟晶岩矿床及其地质特征.docx

伟晶岩矿床及其地质特征一、伟晶岩与伟晶岩矿床伟晶岩是指由特别粗大的矿物晶体所组成，具有一定的内部结构、构造特征，常呈规则或不规则岩墙、岩脉或凸镜状产出的地质体。若伟晶岩中的有用矿物或金属元素富集达到工业要求时，便构成了伟晶岩矿床（pegmatite ore deposits）。自然界中的各种火成岩均可形成相应的伟晶岩，但最具工业价值、分布最广的伟晶岩是花岗伟晶岩，其次是碱性伟晶岩，其他伟晶岩一般不具有工业价值。人们通常所说的伟晶岩矿床一般即指花岗伟晶岩矿床。因此，下面着重介绍花岗伟晶岩与花岗伟晶岩矿床。伟晶岩的巨大矿物晶体往往是良好的非金属原料，其中也常常发生稀有元素的高度富集。因此，伟晶岩矿床有着特殊的工业意义，是某些稀有元素和稀土元素矿产的重要来源，有些伟晶岩矿床中的U、Th以及Sn、W等也很重要，而长石、石英和云母等则是本类矿床中的主要矿产。另外，在一些伟晶岩矿床中还产出许多宝石类矿物，如黄玉、水晶、绿柱石、电气石等。伟晶岩矿床除具有特殊的经济意义外，在矿床成因分类中也有其特定的位置。作为一个单独的矿床类型，在成矿条件、成矿作用、分布规律和矿体的内部构造上都有其特点。因此，研究伟晶岩矿床也有成矿理论上的意义，对研究其他内生矿床的成矿作用也有很大影响。二、伟晶岩矿床的地质特征（一）伟晶岩的形态、产状及规模受围岩岩性和构造的影响，伟晶岩的形态复杂，产状多样。伟晶岩通常可发育脉状、透镜状、囊状、筒状、网状及不规则状等多种形态（图4-1），其中以各种规则或不规则的脉状占主导地位。伟晶岩脉在走向和倾向上可以膨大、收缩，也可呈雁行排列和尖灭再现现象（图4-2）。伟晶岩既可与围岩产状一致，也可切割围岩，产状有陡有缓。陡倾斜或直立的岩体，一般是左右对称的，矿化富集在脉的上部或顶部，特别是脉体的膨大部分。而缓倾斜的伟晶岩体，上下可以不完全对称，矿化多富集在脉体的上部。据不完全统计，图4-1 伟晶岩的几种常见形态示意图（转引自袁见齐等，1985）1-片岩；2-板岩；3-伟晶岩体；（1）规则的脉状；（2）透镜状；（3）不规则脉状；（4）囊状体；（5）串珠状脉群在板状伟晶岩中，倾角在45°~90°之间的，对稀有金属矿化富集最为有利。图4-2 侧列状伟晶岩示意图（转引自胡受奚等，1981）a-平面图；b-剖面图有工业价值的伟晶岩大小差别很大，长由几米变化到几百米，甚至2000m以上，但以20~300m居多；厚度由几厘米变化到几十米，甚至达300m，以0.5~30m为主；延深通常由几十到几百米。伟晶岩脉在三维空间上的延长并无一定的对应关系，地表又长又厚的伟晶岩脉并不一定延深就大，反之亦然。 （二）伟晶岩矿床的物质组成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：主要包括含锂矿物（锂云母、锂辉石、透锂长石、磷铝石和锂电气石等）、含铍矿物（绿柱石、硅铍石和硅铍钇矿等）、含铌、钽矿物（钽铁矿、褐钇铌矿、烧绿石、细晶石等）、含锆矿物（锆石、曲晶石等）以及铯榴石、方钍石、钍石和晶质铀矿等。（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。可见，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。例如，在矿物成分上，微斜长石、白云母、石英、黑云母和奥长石通常要占花岗伟晶岩总体积的90%~95%以上；在化学成分上，花岗岩的造岩元素（O、Si、Al、Na、K、Ca等）和亲花岗岩的微量元素（Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、Zr、Hf、La、Ce等）是基本组分。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。（三