矿床类型

矿床类型~

根据硼矿床的成因不同，将硼矿床分为以下7种类型。
一、火山喷气型硼矿床
本类型是与现代地表火山活动有关的原生硼矿床，以含硼温泉和硼酸喷气孔为最重要。喷气的温度高达140～240℃，压力达（3～6）×105Pa，喷气中富含硼酸，高达0.3～0.5g/L，此外还含有 H2O、CO2、CH4、H2、H2S、N2、NH3等气体。喷气经人工浓缩后获得硼酸与氨气，利用喷气还可发电。含硼温泉附近可形成钙华，其中产有硼砂与钠硼解石。矿床规模小，很少构成工业矿床，但在学术研究上，具有重要意义。
世界上著名的含硼喷气孔分布在意大利的托斯卡那，此外俄罗斯的千岛群岛、日本等地都有与近代火山活动有关的含硼喷气孔与温泉。
二、矽卡岩型硼矿床
矿床常产于酸性岩浆岩与碳酸盐岩类接触带附近的矽卡岩中，因围岩成分不同可形成不同的矽卡岩矿床。
当围岩为镁质碳酸盐岩（白云质灰岩、白云岩）时，则形成以镁质硅酸盐矿物为主的镁矽卡岩，其中的硼矿床为镁硼酸盐矿床，即硼镁石-硼镁铁矿矿床。矿体常呈不规则的透镜体、扁豆体，矿石矿物主要为硼镁石，常与硼镁铁矿、硅镁石、金云母、透闪石、电气石、叶蛇纹石、磁铁矿等矿物共生。矿石中B2O3含量一般不高，可达5%～10%。
当围岩为石灰岩和大理岩时，则形成以钙硅酸盐为主的钙矽卡岩，在其中或附近大理岩中可形成钙硼硅酸盐矿床，即硅硼钙石矿床。矿体呈透镜状，由于成矿作用受构造裂隙控制，也可形成网状、细脉状硅硼钙石矿体。矿石矿物主要为硅硼钙石，与其共生的有透辉石、石榴子石、方解石、石英、透闪石及少量的斧石和赛黄晶。富矿石硅硼钙石含量可达50%以上，矿石中B2O3的含量变化大。
在上述各种矽卡岩带内有时可伴生有色金属矿化，有的成为具一定规模的金属矿床，可综合利用。但在硅硼钙石矿床内，有色金属矿化一般不发育。本类型矿床多属中、小型矿床。
此类矿床在俄罗斯、美国、罗马尼亚、捷克斯洛伐克等国都有产出。近年来在我国湖南常宁和浙江北部都找到这类矿床。以下介绍湖南常宁半边街-七里坪硼矿床：
湖南常宁矽卡岩型硼矿床有七里坪及半边街两个矿床，它们位于耒阳-临武南北向构造带中段，大义山花岗岩体北部西侧。矿床赋存于花岗岩体与中上石炭统壶天群白云岩接触带中（图16-1）。
大义山岩体为一复式岩体，岩性为细-中粒斑状黑云母花岗岩，系燕山早期第二阶段产物，年龄为164～185Ma。花岗岩中富含B、Li、As、W、Sn、Bi、F等元素，B 可达109.1×106，是地壳中B丰度的9倍。这一重要地球化学特点是在其附近形成硼矿床的重要因素。岩体周围有半边街及七里坪矿床及其他一些矿点，矿床规模均达中型。

图16-1 半边街矿区11勘探线地质剖面图

（据周荣文等，1990）
1—硼矿层；2—石炭系中上统壶天群；3—二叠系栖霞组；4—燕山早期花岗岩；5—矿体编号
半边街矿床似层状、透镜状、火焰状，受接触面的形态、产状和围岩裂隙的控制。半边街矿床共有Ⅰ、Ⅱ号2矿体。Ⅰ号矿体产于矽卡岩（由尖晶石、透辉石、石榴子石、符山石、方柱石等组成）及矽卡岩化大理岩中，长800m，倾向延伸698m，平均厚5.72m。B2O3含量5.03%～8.59%，平均6.34%。沿矿体走向、倾向均有尖灭再现、膨大、缩小等特征。Ⅱ号矿体在Ⅰ号矿体之上，平行产出，赋矿围岩为接触带上部的大理岩、矽卡岩化大理岩和白云质大理岩。矿体长568m，倾向延伸498m，平均厚3.31m。B2O3含量10.91%～3.08%，平均6.84%，沿走向矿体有尖灭再现等现象。
矿石组成矿物复杂，有用矿物主要为硼镁石（含量10.3%）、镁硼石（7.3%）、硼镁铁矿（9.9%）、氟硼镁石（7.8%）及刹哈石（sakhaite）（1.8%）；脉石矿物主要有方解石（51%）、白云石（2.5%）、透辉石（2.3%）、符山石（1.7%）、硅镁石（2.5%）、水镁石（1.0%）、磁铁矿（1.1%）等。据矿石的结构构造特征，上述矿物主要分为2个成矿期：矽卡岩期和热液成矿期。从矿石矿物来看，镁硼石、硼镁铁矿、氟硼镁石形成于矽卡岩期，硼镁石及白钨矿、锡石、辉钼矿、斑铜矿、黄铜矿等硫化物形成于热液成矿期。
三、火山沉积型硼矿床
该类型矿床主要分布于新生代构造带内的晚第三纪陆相盆地中。盆地是在造山晚期阶段形成的山间盆地、断陷盆地或狭窄的地堑，并受深大断裂带控制。在矿床附近广泛发育有新生代花岗岩类和各种成分熔岩，在大多数硼酸盐矿床中发现有与湖相含硼沉积物同时形成的基性或酸性的火山岩。
硼矿床赋存于陆相火山-沉积岩系中，形成时代主要是晚第三纪上新世与中新世，矿床储量占80%以上，小部分矿床属早第三纪和第四纪。
产硼岩系为陆相沉积岩夹火山岩组合，由粘土质、硅质、碳酸盐-粘土质沉积岩和各种火山岩如玄武岩、流纹岩以及凝灰岩互层组成，有时还夹有盐层。矿床产于岩系中的粘土质、泥灰质或凝灰质沉积物中，具有一定的层位。矿体呈巨大的层状体、透镜体，其厚度可由1～3m到30～90m。矿石成团块状或结核状产在粘土岩或凝灰岩中，矿物成分简单，主要为易溶硼酸盐类。矿石含B2O3达30%～50%。按矿石中主要硼酸盐不同，将之分为4种类型：①硼砂-斜方硼砂矿床；②硬硼钙石矿床；③白硼钙石矿床；④硬硼钙石-钠硼解石矿床。
该类矿床规模大，可达数千万吨至数亿吨，如著名的矿床有美国的克拉麦尔、土耳其的克尔卡、阿根廷的廷卡劳等矿床。国内还没有见到这种类型矿床的报道。
本类矿床处于大陆主动边缘及其碰撞带内（太平洋带和阿尔卑斯-喜马拉雅带），由于火山和与其有关的热液活动，对沉积盆地中硼的成矿作用有重要影响，火山灰和热液同时进入湖盆地造成盆地中大量硼的聚集，使淡水逐渐变为卤水，在干旱的气候条件下，从盆地中沉积形成各种硼矿床。但在第三纪巨大硼矿床内没有见到其他可溶盐类的共生，这可能是由于硼酸盐类沉淀时，其他盐类还不足以沉淀之故。
本类典型矿床为美国加州克拉麦尔矿床，其特点如下：
该矿床是一个火山沉积型硼矿床，位于太平洋内带美国西部加州莫哈维沙漠中部的一个大型第三纪盆地中。盆地基底由侏罗纪和白垩纪的花岗岩和变质岩组成，不整合其上的为晚第三纪中新世湖相沉积岩和火山岩，厚约600m。下部由砾岩、砂岩、凝灰岩和淡水灰岩组成，厚约300m；中部为玄武岩（萨德白克玄武岩），厚约36～180m，还有次火山岩英安岩；上部为粘土岩、凝灰岩夹硼砂透镜体（页岩层+阿科斯层），厚约45～160m，共有7层矿（图16-2）。
其上为更新世和现代砂、砾石层覆盖。在上部粘土岩中含有雄黄、雌黄、辉锑矿，在凝灰岩中出现冰长石、方沸石等矿物。上部岩石中含量高的元素有As、Sb、Ge、Li。主矿体平均厚45～60m，大的矿体长450m。矿石组成矿物主要为硼砂、贫水硼砂和三方硼砂，钠硼解石和斜硼钠钙石等。矿石平均含量B2O3为25%，富矿段B2O3＞30%。估算硼砂储量8000×105t到1.2×109t以上，是世界上最大的硼酸盐矿床之一。据研究认为，矿床是在玄武岩喷溢和英安岩侵入之后形成的，玄武岩流从周围的高地注入高地之间的浅水盆地（估算深10～20m），该湖盆主要受伴随玄武岩喷溢和英安岩侵入而出现的温泉补给矿质，温泉除了带来硼以外，还带来As、Sb、Ge和Li，流入该湖的含硼溶液的蒸发最终导致硼酸盐的沉积，最初沉积有钠硼解石，而后沉积硼砂，再后又与板硼钙石一起沉积钠硼解石。

图16-2 美国克拉茂硼矿柱状图

（据王有德等，1989）
四、浅海相沉积型菱锰矿-锰方硼石矿床
在我国河北省首次发现的具有工业意义的锰-硼矿床，属于一种新的类型。所处大地构造位置属于克拉通北缘燕山裂陷槽带，产矿岩系为中元古代长城系的浅海相硅质白云岩夹含锰页岩建造。建造下部具海相粗面岩-粗玄武类火山岩、火山角砾岩、集块岩，矿床位于建造的白云岩中或页岩和白云岩之间，与围岩为渐变关系。矿层由富矿体和贫矿体组成，富矿体在矿层中呈扁豆状、透镜状、饼状、串珠状。富矿体之间或其上、下盘，往往分布有条带状、不规则囊状、团块状、浸染状的锰方硼石和菱锰矿，构成贫矿体。
矿石中矿物主要有菱锰矿、锰方硼石（Mn3[B2O12]OCl），其次有锰方解石、黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿、黄铜矿、黑电气石、铁白石、石英、长石碎屑、蒙脱石、水云母、玉髓、磷灰石、胶磷矿、燧石、石膏、金红石、锆石等。
矿石的构造主要有豆状、假鲕状、团块状、条带状以及浸染状等构造。矿石的品位，在贫矿石中B2O3为2%左右，富矿石中B2O3为17%左右，一般硼与锰之间为正相关关系。
含矿岩系主要由白云岩组成，含矿层常见水平层理，亦见波痕构造，说明矿床是在海水较浅而平静的海盆环境中沉积的，推测当时气候干旱而炎热，海水盐度较高，pH值大于8，在这些条件综合影响下才有利于硼矿床形成。矿床下伏地层存在一套粗面岩-粗玄岩类火山岩，其中富含Mn（达 0.5%）和B（达0.1%）等元素，其喷发过程中为成矿提供了成矿物质来源。
本类型硼矿床规模较小，但B、Mn可综合利用。
五、潟湖相沉积型硼矿床
此类硼矿床与潟湖相盐类矿床有关，矿体呈层状或透镜状夹于钾盐层或石膏层之中。矿石呈团块状或浸染状构造，矿石中主要硼矿物为方硼石，共生的有硼钾镁石（KMg[B5O6OH）4][B2O3（OH）5]2）、硼镁石、钠硼解石、石盐、钾盐、石膏、硬石膏、方解石等。这类矿床是由于含硼海水经蒸发后，硼酸盐与其他盐类同时发生沉积作用而形成。矿床中大部分硼酸盐分散于硬石膏、石盐和钾盐层中，开采盐类矿床时加以回收。德国斯塔斯孚特钾盐矿床的光卤石带中产有硼、每年综合回收数万吨方硼石。在北美、西欧和东欧一些国家的二叠系海相盐类沉积层中都分布有硼矿床或硼矿化。
六、淋积型硼矿床
原生的钾盐矿床中常含有少量的硼酸盐类，受到风化后经淋滤富集可以形成巨大的淋积型硼矿床。矿床产于盐丘顶部的石膏帽或粘土层中，矿床呈透镜状、似层状以及不规则的囊状充填于石膏之洞穴或裂隙中。其中常见的含硼矿物有硬硼钙石、单斜硼钙石、细晶硼钙石、钠硼解石和纤维硼镁石等。硼矿床规模较大，但多为贫矿。前苏联因杰尔矿床较为著名，该矿床有富矿石（B2O315.9%～42.6%）38.3×104t，贫矿石（B2O30.6%～5.37%）643×104t。
七、区域变质型硼矿床
本类矿床主要分布于太古代克拉通内的古元古代裂谷带中，有的分布于太古代变质岩系中，如俄罗斯、瑞典。产矿地层为古元古代变质岩系中，它由斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩、变粒岩、浅粒岩、电英岩夹斑花状大理岩、菱镁岩组成，原岩属为海相含硼火山-沉积岩系。
硼矿床具一定层位，断续延长数百千米，构成大型硼矿带。矿体呈层状、似层状、透镜状，有时呈多层出现。矿体受到变形时，可与围岩发生同步褶皱。矿体多赋存于含硼建造的白云石大理岩-菱镁岩中，或它们与变粒岩，浅粒岩的接触处，矿体与围岩整合接触，矿体中也可有围岩的夹层；单个矿体厚达几米到几十米，延长几十米至几百米。
矿石由磁铁矿、含硼矿物（硼镁铁矿、硼镁石、遂安石）、稀土元素矿物（褐帘石、独居石、铈硼钙石）及其他榍石、磷灰石、粒硅镁石-斜硅镁石、方柱石、透辉石、阳起石等组成，各种矿物以不同的比例共生，构成条带或薄层，或呈互层产出。矿石具片状构造、柔皱构造、变余角砾状构造、变余结核构造等以及各种变晶结构。矿石品位变化大，低者B2O3＜10%，一般B2O315%～25%，最高达40%。
因矿石中共生矿物不同可分为硼镁石矿床、硼镁石-硼镁铁矿矿床及磁铁矿-硼镁铁矿-稀土元素矿床（Fe-B-TR矿床）。
当含矿岩系受到混合岩化或花岗岩侵入时，则引起矿床中一些元素的活化、迁移，在含硼岩系的裂隙内产生电气石、磁铁矿、硼镁铁矿、遂安石、金云母等矿物的细脉，还可伴随某些交代现象，如蛇纹石化、硼镁石化等。
本类矿床属区域变质型硼矿床，规模小型-大型都有，个别为超大型硼矿床。我国该类型矿床主要分布于辽东、少量分布在吉南，目前以硼镁石矿床、硼镁石-硼镁铁矿矿床为主要开采对象，有较大的工业意义。Fe-B-TR矿床规模较大，因冶炼技术尚未完全解决，目前工业利用还有一定困难。
以下介绍辽东典型的变质矿床的地质与成因研究。
（一）古元古代变质含硼岩系及其原岩建造
含硼岩系主要分布于辽吉裂谷带轴部，属古元古代辽河群里尔峪组，岩石中以富硼为其突出特点，总厚370～800m。岩系较完整的剖面自下而上由4个岩石组合组成：斜长角闪岩夹钠长浅粒岩（＞120m），钠长浅粒岩与黑云变粒岩互层夹斜长角闪岩（320m），蛇纹岩（蛇纹大理岩）与硼镁铁矿互层（220m），角闪变粒岩与钠长浅粒岩互层（＞100m），原岩包括基性、酸性火山熔岩、凝灰岩、粘土质-半粘土质碎屑岩、富镁碳酸盐岩及富硅、富硼、铁的热水沉积岩，属含硼火山岩-富镁碳酸盐岩-镁（铁）硼酸盐岩岩系，于古元古代末期（1900Ma）遭受了角闪岩相区域变质作用。
（二）矿床类型
1.硼镁石矿床
矿石矿物以纤维硼镁石为主或纤维硼镁石和遂硼镁石为主，含少量硼镁铁矿、磁铁矿。脉石矿物以镁橄榄石、硅镁石、金云母、蛇纹石为主及少量透闪石、菱镁矿、白云石、滑石及少量硫化物。如前述矿石具有变质与变余的组构特点。有的矿床中见有硬石膏薄层。本类矿床品位较高，质量较好，规模大，是最重要的矿床类型，如砖庙、花园沟、后仙峪等矿床（图16-3）。

图16-3 辽宁砖庙硼矿剖面图

（据冯本智等，1978）
1—角闪混合片麻岩；2—斜长角闪岩；3—电气石角闪石岩；4—蛇纹岩夹硼镁石岩；5、12、17—硼镁石岩；6—蛇纹石大理岩；7—透辉石斜长角闪岩；8、10—伟晶岩；9—斜长角闪岩；11、13—蛇纹岩；14—角闪混合片麻岩；15—黑云片麻岩；16—含黑云、电气石变粒岩；18—角闪石岩；19、22—长英岩；20—斜长角闪岩；21、23—黑云片麻岩；24—黑云电气变粒岩；25—钛磁铁矿和透辉石斜长角闪岩；26—电气石变粒岩；27—黑云电气变粒岩夹电气石石英岩；28—含钛磁铁矿斜长角闪岩；29—黑云片麻岩、黑云电气石变粒岩夹含钛磁铁矿和透辉石斜长角闪岩；30—含钛磁铁矿和透辉石斜长角闪岩
2.硼镁铁矿矿床或磁铁矿-硼镁铁矿-稀土元素（Fe-B-TR）矿床
矿石矿物以硼镁铁矿为主，次之为磁铁矿、纤维硼镁石、遂硼镁石、脉石矿物与上相似。矿石中纤维硼镁石明显交代了硼镁铁矿，同时析出磁铁矿。矿床中还含有独居石、铈硼硅石（Ce-BO[SiO4]）等稀土元素矿物，且见其交代硼矿体中电气石透辉石岩。稀土元素含已达工业要求，矿床可综合利用Fe-B-TR。区内最著名的是翁泉沟硼矿床（图16-4）。

图16-4 翁泉沟硼矿区地质和剖面示意图

（据辽宁地矿局第七地质队资料，1987）
1—钠长浅粒岩；2—角闪石黑云母变粒岩、角闪透辉变粒岩；3—含硼镁铁矿蛇纹岩、金云母蛇纹岩、蛇纹石化大理岩；4—条痕状混合岩
3.硼镁石-硼镁铁矿矿床
和硼镁铁矿矿床的特点相似，矿石中硼镁石的含量较硼镁铁矿为高，以开采硼镁石矿石为主。矿床内含稀土元素矿物不明显。
（三）硼矿床的形成条件
1.古火山-沉积断陷盆地
沿辽吉古元古代裂谷，硼矿床集中于4个地区，结合重力与航磁异常分析，其位置处于东西向与南北向大断裂交汇处或其附近，推测在裂谷海槽演化过程中，其内部受东西向与近南北深断裂的影响，控制了更次一级断陷成矿盆地的产生，沿盆地中的断裂，由与火山作用有关的含硼热泉与喷气孔的活动为盆地带来充分的成矿物质，有利于热水沉积岩与硼矿床的形成。
2.成矿物质来源
含硼建造组成岩石由大量的基-酸性火山岩、凝灰岩、热水沉积岩等组成，其中硼的含量较硼在地壳中的丰度值高10～300倍，表明在盆地中火山活动时，所产生的流体有可能为水盆地带来成矿物质硼；裂谷海槽内下渗海水在岩石圈循环时也可能使基性火山岩中的镁、铁质浸出，补给成矿盆地；大陆壳岩石风化也可提供部分镁、铁或其他组分。
3.盆地古地理环境
由硼矿床的凝灰质围岩中产出黄铁矿条纹，夹有条纹、条带状构造的电英岩， 巨大硼镁铁矿层的存在等等，反映出这些沉积物中2价铁占相当的比例，可以推测硼的成矿盆地为一较深水的盆地，并属还原环境。含矿建造中白云岩、菱镁岩的大量出现，指示当时海水为碱性，pH值达9以上。从矿石成分看，富含B、Fe、Mg、Si、K、Na以及 F-、C1-等组分，表明盆地海水的盐度较正常者为高。这些可以说明成矿盆地为一热卤水盆地。
4.硼酸盐的沉淀与富集
层状硼矿床夹于镁质碳酸盐岩层中，后者也可夹硼矿床内。碳酸盐岩中以富镁为特征，MgO为17.2%～36.28%之间，一般皆大于25%，属菱镁质白云岩和菱镁岩。对近代海洋的研究证明，白云岩沉积地区共同特点是气候干旱炎热，蒸发量大于降雨量，说明硼矿床沉积时是在干旱的气候条件，由于蒸发作用而沉淀与富集的。多年来，研究者们在硼矿围岩发现有硬石膏层，在遂硼镁石矿石中也发现共生的硬石膏。近年采，本区硼酸盐和电气石的硼同位素δ11B（一般为+9‰～+11‰，个别为+4‰～+14.5‰），研究表明，其与海相蒸发岩的一致。这些结果都表明，硼矿床形成在干旱气候条件。除上述的自然地理条件外，由于物理化学条件的改变也可导致镁-镁铁硼酸盐的沉淀、富集。当时从盆地中沉积的原始硼酸盐，为含水的镁硼酸盐与含水的镁铁硼酸盐，它们经过区域变质作用再转变成为现在的硼矿床。
八、现代大陆盐湖型硼矿床
现代干旱地区的大陆盐湖中，有时硼酸盐的含量很高，形成硼酸盐盐湖。这些盐湖大部分分布于年轻的火山活动带内，小部分分布于天然气和石油发育地区。盐湖卤水中硼的含量达到一定工业品位时，可供开采。湖底沉积物中有时蕴藏着固体硼矿层，小部分矿体也可分布于湖滨地带。矿体常呈透镜状、巢状产于湖底的淤泥中，厚度一般仅几十厘米，很少有超过两米者。矿石中的共生矿物以硼砂为主，其次有钠硼解石、柱硼镁石（Mg [B2O（OH）6]）、库水硼镁石、水方硼石等，此外还有石盐、芒硝、钙芒硝、石膏、白钠镁矾、泻利盐等盐类矿物。硼砂结晶粗大，一般直径1cm左右，大者可达5～6cm。除固体硼砂外，湖底还有丰富的含硼、锂、钾、钨、砷、锑、磷等盐类的晶间卤水。本类矿床分布面积广，多是易溶的优质硼矿石，可构成工业价值极大且可综合利用的盐湖矿床。我国古代使用的硼砂主要来自这种类型。
该类型矿床分布于北美和南美西部、小亚西亚、伊郎高原、柴达木盆地、西藏高原；我国青海大柴旦盐湖、西藏班戈湖硼矿床属于本类型，美国加州的西尔斯盐湖是工业价值较大的大陆盐湖型硼矿床。
1.青海大柴旦盐湖硼矿床
该盐湖位于柴达木盆地北缘山间盆地内。湖面海拔分别为3110m和3118m，属于高原温干气候区。盆地周围山系及基底岩系均由前震旦纪变质岩系及较年轻的中酸性侵入体构成。古生代及中生代地层零星见于盆地边缘，盆地内有巨厚的第三纪-第四纪沉积。盆地北缘南祁连山断裂带至今仍有活动，构成温泉-泥火山活动带，至少自第四纪更新世晚期以来即有含硼热水自深部涌出，并通过塔塔陵河、温泉河以及由泉水等途径汇入大柴旦湖。
该湖形成于印支期，在第四纪更新世至全新世期间，演化为盐湖。盐湖中有细碎屑-粘土的沉积，夹有石膏、石盐以及硼矿层。盐湖属硫酸镁亚型盐湖硼矿，可分为湖滨硼矿和湖底硼矿。湖底硼矿又包括固体硼矿和卤水硼矿两种。该矿床为以硼、锂为主，伴有钾、镁、石盐、芒硝的大型综合性盐湖矿床。
2.美国加利福尼亚西尔斯盐湖硼矿床
西尔斯湖矿床位于加州干莫哈维沙漠北部。硼矿床赋存第四纪湖相沉积物中，沉积总厚度约300m，由粘土和盐类组成。沉积物之上产有下部和上部2层盐矿体，其厚度分别为9～12m和21～24m。这些矿体是在晚更新世和早全新世期间形成的，它们之间隔有3～4.5m厚的粘土沉积物。
盐矿体具层状构造。上部盐矿体含有约4000×105t盐类，由天然碱、石盐和碳钾钠矾组成，还存在易溶盐类25种，包括芒硝、卤钠石、氟硫盐等，硼矿物有硼砂、三方硼砂以及氯硼钠石、水硅硼钠石和钠硼解石。硼砂在上部盐矿体中，成透镜体或厚达1.5m的矿层，其他硼矿物呈结核状或包体出现。盐矿体的晶间空隙被卤水充满，卤水矿化度为35%。硼含量约3～4g/kg。
下部盐矿体与上部盐矿体相比，卤水中钠的含量较高，钾的含量较低。下部盐矿体卤水中，硼的含量为4.2g/kg。
除硼外，卤水中还含有大量（以mg/kg计）的Li（90）、W（56）、As（150）、Sb（5）、P（300）和其他组分。
上下部盐矿体的盐类和卤水中硼的储量估计约为600×104t元素或约1×109t硼酸盐。西尔斯湖卤水中所含的Li约15000t、W约60000t。
在西尔斯湖周围，广泛分布着上新世-更新世的流纹岩、玄武岩及近代的火山渣锥和凝灰岩锥，温泉的活动与火山作用有关，温泉与流入湖中河水补给了西尔斯湖的硼及其他组分。

随着斑岩型矿床的不断发现, 斑岩矿床分类问题越来越受到人们重视。全世界存在数以千计的特点不同的斑岩矿床, 它们产于不同的构造环境, 具有多样的矿化主岩, 呈现形形色色的矿化形式, 构成各种矿化组合,拥有不等的矿床规模。要建立一种包罗万象的分类是困难的, 但是可以从不同的角度将它们划分为不同的类型组合。其代表性分类概括起
来有以下几种:
(1) 根据有用金属元素成分分为斑岩铜矿、斑岩铜钼矿和斑岩铜金矿。
(2) 耶夫斯特拉欣和依茨克松 (1980) 根据大地构造环境划分为4类: 产于克拉通的斑岩矿床、产于次冒地槽的斑岩矿床、产于次优地槽的斑岩矿床、产于岛弧带的斑岩矿床。
(3) 布朗 (1976) 根据加拿大科迪勒拉地区的斑岩矿床特点划分为3类: 茎状斑岩矿床、火山斑岩矿床、侵入斑岩矿床。
(4) 北京大学地质系 (1978) 根据矿体的产状和形态划分为3个类型: 产于陆相火山岩破碎带的矿床、产于斑岩和围岩中的矿床、产于斑岩体内的矿床。
(5) 芮宗瑶等 (1984) 根据岩浆定位深度和矿化深度, 将我国斑岩铜矿划分为3大类, 再根据矿化特征分为8个亚类: 火山斑岩矿床 (海相和陆相)、浅成斑岩矿床 (角砾岩筒式、全岩筒式、接触交代式和复合式) 和中深成斑岩矿床 (网脉带式和大脉-网脉式)。

一、接触交代型硅灰石矿床（矽卡岩型）

这类矿床是由侵入体提供的富含SiO₂的流体，在接触带附近交代了围岩石灰岩，形成硅灰石矽卡岩，其中硅灰石达到工业要求时，构成矽卡岩型硅灰石矿床。

矿床多产于中酸性侵入体与碳酸盐类岩石的接触带，少数产于侵入体或围岩中。在接触带分布有因交代作用而形成的矽卡岩，矽卡岩常具明显的带状构造。一般从侵入体向外为：矽卡岩化侵入岩带 石榴子石矽卡岩带-透辉石矽卡岩带-硅灰石矽卡岩带-大理岩带。硅灰石分布于矽卡岩带内，有时硅灰石矽卡岩带即硅灰石矿体。矿体呈似层状、透镜状、束状、不规则状等。规模变化大，长由几米至几百米，厚度几米至十几米，少数可达几十米。延深较浅，多不超过地下200m。

矿石中与硅灰石共生的矿物有石榴子石、透辉石、方解石、石英，有时有少量角闪石、绿泥石等。矿石中往往有金属矿物，如磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿等与之伴生，金属元素达到工业品位时，可作为金属矿床，这时硅灰石以脉石矿物被回收利用。总之，矿石成分复杂，有时含铁矿物较多，Fe₂O₃等有害杂质含量较高。

该类型矿床规模不大，多为小型，但矿石的质量较好，并能综合利用。湖北大冶小箕铺矿床可作为本类的代表，其地质特点如下：

大冶阳新一带包括阳新岩体及其东部丰山洞小岩体分布地区，围绕岩体与碳酸盐岩接触处有一系列矽卡岩型铜矿，几处硅灰石矿床也产于接触带附近，其中小箕铺硅灰石矿已进行了勘探，查明储量近十万吨。

区内地层为下二叠系栖霞组由含燧石结核和条带状灰岩与厚层灰岩呈互层组成，燕山期阳新侵入杂岩体侵入其中，使部分地层成为捕虏体被包于侵入岩中（图10-1）。由于交代作用，石灰岩捕虏体完全矽卡岩化，部分地段形成硅灰石矿床。

图10-1 小箕铺硅灰石矿床地质简图

（据湖北省非金属公司，1979）

1—残坡积层；2—厚层大理岩；3—含燧石硅灰石大理岩；4—厚层条带状大理岩；5—含透辉石石榴子石硅灰石矿体（及编号）；7—细粒闪长岩δ_o；8—中细粒闪长岩δ_o

矿体产于接触带的矽卡岩中，由5个矿体组成。矽卡岩明显分带，硅灰石矿体常位于矽卡岩体中心，向外为石榴子石矽卡岩，透辉石矽卡岩。矿体长22～190m，宽6～75m，倾角60°～70°；Ⅲ号矿体深达60m。矿石矿物硅灰石，约占50%～70%，脉石矿物有石榴子石（10%～20%）、透辉石（5%～10%），其他有少量方解石、石英、绿帘石、符山石等，金属矿物有斑铜矿、黄铜矿、黄铁矿等。矿石质量较好，含矿率一般在64%～89%之间。

硅灰石呈白色，部分为灰色和棕色，玻璃光泽到珍珠光泽。晶体多为长柱状、放射状、纤维状及束状集合体，长1～10cm，最长的可达80cm，个别可达150cm，晶体小的仅1mm。矿体中常见由透辉石、石榴子石、石英和方解石组成的条带或团块，呈不规则状分布。本矿床已探明硅灰石储量为9.5×10⁴t。

二、接触变质型硅灰石矿床

这类矿床分布在不同时代富含硅质的灰岩与侵入体的接触带外侧在几十米到千余米范围内。硅质灰岩中的SiO₂和CaCO₃经侵入体的热变质作用，重新组合而形成硅灰石。一般没有外来物质带入，矿体仅限于富含硅质的灰岩层中，因此矿床层控的特点较为突出，有人称之为层控接触变质型硅灰石矿床。

矿体一般呈层状、似层状或透镜状，产状与地层一致。各矿体分布沿层面平行排列，或陆续出现，有的矿体具分枝复合现象。较大矿体长达千米以上，大部分矿体长数百米至数十米，部分可在百米以上。成矿前断裂、褶皱破坏控矿的连续性和使控矿层形成各种褶曲，从而使矿体复杂化。

矿石中矿物成分简单，主要由硅灰石、石英、方解石等组成，部分含透辉石及少量石榴子石。按矿物组合不同，大致可分为硅灰石型（硅灰石可达90%）、石英-硅灰石型、方解石-硅灰石型和透辉石-硅灰石型等矿石类型。按硅灰石结晶粒度，矿石又可分为细-微晶、粗晶和巨晶型。细-微晶型矿石呈细粒花岗变晶结构、致密状构造，这类矿石中硅灰石一般在70%～90%之间，质纯者可达100%。粗粒结构的硅灰石粒度在2～10mm，巨晶者可达十数厘米，呈放射状、菊花状。矿石中硅灰石结晶一般完好，呈白色长柱状、板状的集合体产出，大部分为低温三斜硅灰石。

该类型矿床的矿石有的纯净，可成为优质天然低铁硅灰石矿。矿石化学成分SiO₂和CaO含量高而稳定，Fe₂O₃等有害杂质含量甚少。矿床规模通常有几十万吨，小的有数万吨，大的有数百万吨，部分矿床可达千万吨以上。

在硅灰石矿床形成过程中因有 CO₂放出。当压力太大时，CO₂不易逸出，则不利于硅灰石形成。所以本类型硅灰石矿床通常形成在中浅部的高温接触带范围内，矿体一般埋深不大。

由于矿床规模大，埋深比较浅，多适合于露天开采。

接触变质型硅灰石矿床，以吉林省四平至延吉一带分布的最为典型，矿床集中，质量好、规模大，是我国目前一个硅灰石矿床重点开发地区。区内以磐石县长崴子硅灰石矿床研究较详细，其地质特点简述如下：

1.地层

矿区位于吉林海西褶皱带（地槽活动带）中段，区内分布有石炭系中统磨盘山组（C₂m）和上统石嘴子组（C₃sh），以海相碳酸盐岩沉积为主，由页岩、粉砂岩、硅质灰岩和燧石条带灰岩，部分为白云质灰岩等组成，常呈互层状产出（图10-2）。

2.岩浆岩

区内岩浆活动可分为两期，时代皆属燕山中期。较早的一期以辉长岩-闪长岩侵入为主；较晚的是以大规模正长岩-花岗岩的侵入为主，两次岩浆活动皆侵入于中上石炭系地层，使部分地层呈捕虏体被包裹于侵入岩中。在捕虏体内和侵入体外接触带形成了以接触变质为主的硅灰石矿床。区内矽卡岩化作用很弱，表现为透辉石、石榴子石、硅灰石等矿物单独或组合成不规则细脉，切穿接触变质阶段的块状硅灰石，同时切穿残留的硅质团块。

3.矿体

矿区内有6条含矿带，计24个矿体，其长度大于200m者有7个，呈似层状，透镜状和扁豆状，矿体多分枝复合，形态较为复杂。矿体真厚度一般1～4m，主矿体平均13～19m。矿体向深部矿化变弱，逐渐过渡为大理岩。矿体倾向北东40°，倾角40°～60°，上部倾角较陡，下部变缓，埋深在250m以上。矿体含矿系数一般在80%以上。

图10-2 长崴子矿区地质简图

（据吉林省地质局第一地质队，1983）

1—第四系；2—碎屑岩夹碳酸盐岩段；3—富硅质碳酸盐岩段；4—厚层碳酸盐岩；5—含硅质碳酸盐岩和镁质碳酸盐岩段；6—正长岩-花岗岩；7—闪长岩-辉长岩；8—硅灰石矿带；9—地质界线；10—断层

4.矿石

组成矿物简单，主要由硅灰石、石英、方解石组成，部分矿石含有透辉石及大量石榴子石。其中硅灰石含量是在50%～90%，一般在70%～80%。硅灰石为白色，多呈纤维状、柱状产出，晶体细小，一般长度在0.1～0.5mm左右，部分长可达十几至几十毫米，长宽比大约在5：1～10：1之间。矿石多具柱状变晶结构和纤维状变晶结构，少数呈放射状、束状、帚状变晶结构，矿石具致密块状、条带状和斑杂状构造。由矿石的组构可以看出，矿石具变质的组构，也有部分变余组构的特点。矿石的化学成分比较均一，氧化物含量（表10-1）接近硅灰石的理论含量，SiO₂和CaO含量较高，而有害杂质Fe₂O₃等的含量低，是一种质量优良的矿石。

表10-1 矿石化学成分

注：由吉林省地质局实验公司分析，1983

5.矿床工业意义

属超大型硅灰石矿床。矿体多出露地表，宜露天开采。

6.矿床成因

为进一步证明矿床的成因，曲元贵（1988）对吉林省长崴子、大顶山、三泉西屯3个硅灰石矿床分别采取了硅灰石、矿层中残留的硅质团块和花岗岩中的石英样品，分别测定微量元素及含量，并对其进行了数学回归处理，求得它们之间的相关系数（表10-2）。

对比结果表明，硅灰石和含矿层中残留的硅质团块两者的相关性明显，而与花岗岩中石英两者的相关性甚差，表明硅灰石的形成与硅质灰岩中的硅质团块关系密切，而与花岗岩中石英基本无关。因此，硅灰石主要是硅质灰岩发生重结晶时形成的，除了受侵入体的热力作用（接触变质）外，没有大量新物质带入。

表10-2 硅灰石、硅质团块和花岗岩之间的相关系数

三、区域变质型硅灰石矿床

本类矿床主要产于前寒武纪花岗片麻岩杂岩中，产矿岩石为含石英的钙质碳酸盐岩，如大理岩、含石英斑花大理岩。含硅灰石的碳酸盐岩呈层状或似层状产出在深变质的片麻岩、片岩组合中。组合常见的伴生岩石有石英透辉石岩、石榴片麻岩、斜长片麻岩、黑云片麻岩、辉石角闪石片麻岩、麻粒岩等，有的地区具有明显的混合岩化，在矿床范围内，发育有花岗岩和花岗伟晶岩。硅灰石矿床有时与金云母矿层有一定的伴生性。一般认为，该型矿床属于区域变质成因。矿床具有规模巨大，矿层稳定，矿石矿物成分简单，有害杂质（主要为铁、锰）含量低的特点。在国外是硅灰石矿床的重要类型，芬兰、肯尼亚、纳米比亚和印度等国正在开采这类矿床。

俄罗斯这类矿床在南贝加尔和阿丹地盾分布广泛，其特点如下。

1.南贝加尔区硅灰石矿床

该区前寒武纪地层分为两群：新太古代斯留江群和古元古代卡鲁里群，两群各岩组内都有硅灰石化，重要的矿床是斯留江矿床，其产于斯留江群下部库里吐克组中。含矿岩系由黑云片麻岩和辉石-角闪石片麻岩夹互层状的含硅灰石的大理岩、斑花大理岩及不含硅灰石的大理岩组成，大理岩层中还夹有薄层的石墨-黑云片麻岩及透镜状的石英-透辉石岩。含矿碳酸盐岩层上、下的片麻岩，在剖面上逐渐过渡为镁橄榄石和金云母-镁橄榄石大理岩和斑花大理岩。

硅灰石岩层和透镜体整合地产于大理岩和斑花大理岩中，矿层与不含硅灰石的大理层交互产出是这个矿床的特点。矿体长数百米，厚由 ＜1m至20～25m，矿石中含硅灰石3%～5%至80%～90%。此外，普遍含碳酸盐、透辉石、石英及不多的透闪石、磷灰石和黄铁矿等杂质。硅灰石为白色、长柱状晶体，大小＜1mm至1.5～2mm。在花岗岩脉和花岗 伟晶岩脉接触带内长可达2～3m。矿石中铁、锰、钛的含量低，其中Fe₂O₃平均为0.12%。该矿床经勘探获得硅灰石矿石的储量在270×10⁴t以上。区内另一个安德烈也夫矿床的规模还要大得多。此外，硅灰石的矿化点分布广泛。南贝加尔一带现已成为高品级硅灰石的远景区。

关于矿床的成因，有与区域变质作用有关或者矿床形成在区域变质之后的争论，需进一步研究。

2.阿丹地盾区硅灰石矿床与矿点

区内已发现硅灰石矿点50余个，重要的有埃米里德日卡矿点和谢里哥达尔矿床。

埃米里德日卡硅灰石矿产于太古界阿尔丹群变质岩系中。含矿岩系由二辉片麻岩、透辉石片麻岩、黑云透辉石片麻岩夹大理岩和斑状大理岩组成，大理岩中又夹有金云母透辉石矽卡岩和镁橄榄石矽卡岩。硅灰石岩产于方柱石-透辉石岩中，并与之相间分布，构成明显的条带。方柱石-透辉石岩，由透辉石（60%～75%）、方柱石（10%～30%）和微斜长石-条纹长石（7%～10%）组成；而硅灰石岩由硅灰石（20%～75%）、方柱石（10%～65%）、透辉石（5%～35%）及少量微斜长石（7%～10%）组成，硅灰石岩中铁和锰的含量偏高。

这种硅灰石岩与金云母矿床（产于透辉石矽卡岩内）有一定的相关性。资料显示，阿尔丹地盾太古宙麻粒岩杂岩中含硅灰石片岩的形成与原来主要是钙质硅酸盐地层中的区域变质作用有关。

谢德里哥达尔硅灰石矿床，含矿岩系为二辉片麻岩、黑云母-透辉石片岩和片麻岩，夹有金云母透辉石岩、大理岩和斑花大理岩透镜体。硅灰石岩产于花岗岩类岩石与大理岩的接触带，属钙质矽卡岩，其中除硅灰石（40%～50%）和钙铝榴石（20%～25%）外，还含钾长石、透辉石、方柱石、石英、榍石、方解石和黄铁矿。矽卡岩成分，由花岗岩类向大理岩方向，硅灰石和方解石含量增加，而钾长石、石榴子石、石英和黄铁矿的含量显著减少，由硅灰石矽卡岩被硅灰石斑花大理岩所代替。该硅灰石岩基本为层状矿体，厚2～25m（平均10～15m），沿走向矿带可延伸5～6km。硅灰石含量10%～80%，白色，晶体大小为0.1～1.0cm，矿床规模可能很大。有人认为矿床属区域变质类型，后期又受到强烈的矽卡岩化作用。

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