主要矿床类型地质特征

重点矿床类型和地质特征~

(一)南美洲
1.哥伦比亚祖母绿矿区
哥伦比亚祖母绿形成于东科迪勒拉山脉附近及其延伸山脉边缘的狭窄区域,与白垩纪时期的沉积作用有关。东部的祖母绿矿区有高加拉、契沃尔和玛卡纳尔,西部的祖母绿矿区有木佐、科斯丘兹、拉帕尔马—亚科皮和马里皮(图3-24)。

图3-24 哥伦比亚主要祖母绿矿区分布地质图

哥伦比亚祖母绿矿区的成因在20世纪便引起争议。矿体赋存于白垩纪早期的黑色页岩中(图3-25),祖母绿与碳酸盐矿物、黄铁矿等矿物共生。地质学家认为,该类矿床与火山活动无关。同位素组成表明祖母绿中结构水和氧与盆地卤水有关,铍、铬和钒元素与黑色页岩有关。

图3-25 哥伦比亚东科迪勒拉山脉黑色页岩中的祖母绿矿脉

综上,哥伦比亚祖母绿的典型特征是盆地中的卤水与含沥青的黑色页岩相互作用,含有祖母绿的矿脉穿插于黑色页岩岩层内,且与角砾岩和钠长岩有关。后期的热水溶液捕获了黑色页岩中的铍、铬和钒等元素。
含祖母绿的矿脉分布于黑色页岩中,祖母绿在晶簇中与碳酸盐矿物、钠长石和黄铁矿等共生(图3-26)。超过10cm的祖母绿晶体存在于角砾岩的晶簇和黑色页岩的裂隙中。
2.巴西祖母绿矿区
与哥伦比亚东科迪勒拉山脉的祖母绿不同的是,大部分巴西祖母绿矿区(图3-27)的形成与伟晶岩和超基性岩的相互作用有关。大部分巴西祖母绿矿区与伟晶岩相关,但也有例外。例如,戈亚斯州的圣特雷济尼亚矿区没有发现伟晶岩,但是在其附近存在花岗岩体。

图3-26 黑色页岩中含祖母绿的矿脉示意图


图3-27 巴西与哥伦比亚主要祖母绿矿区分布图

巴西祖母绿的矿区主要有戈亚斯州的圣特雷济尼亚—迪戈亚斯;巴伊亚州的卡纳伊巴、索科托和萨利宁哈;米纳斯吉拉斯州的伊塔比拉、贝尔蒙特、皮特亚斯、罗恰和卡帕依拉那。图3-28是米纳斯吉拉斯祖母绿矿外观图。
目前,巴西正在开采的具有经济价值的祖母绿矿床有四个:卡纳伊巴(巴伊亚州);索科托(巴伊亚州);圣特雷济尼亚—迪戈亚斯(戈亚斯州);贝尔蒙特(米纳斯吉拉斯州)。
卡纳伊巴(图3-29)和索科托祖母绿矿床与元古宙的浅色花岗岩体有关,它们穿插到塞拉—达雅科比纳火山沉积岩系和较老的片麻岩—混合岩质太古宙基底中。卡纳伊巴矿区位于花岗岩周围,祖母绿成矿与伟晶岩有关。索科托矿区位于砍普福莫苏花岗岩北部的蛇纹岩中,蛇纹岩分布于太古宙基底的岩层中。超基性岩层中含有粗粒钠长伟晶岩脉和电气石伟晶岩脉。

图3-28 巴西米纳斯吉拉斯祖母绿矿区外观


图3-29 巴西卡纳伊巴祖母绿矿脉外观图

圣特雷济尼亚矿区位于克里沙斯绿岩带的北部,由片岩和基性—超基性岩夹层的石英岩与酸性岩的岩层组成,属于皮拉尔—迪戈亚斯群与乌鲁苏阿努造山运动期间的产物。区域变质作用和变形作用产生了南北向的褶皱,形成了滑石—绿泥石—碳酸盐片岩、石英—绢云母片岩、硅化灰岩、铁质石英岩。该矿没有伟晶岩类岩脉,祖母绿在各种黑云母片岩中成矿,是交代作用的产物。该区受过强烈的切向应力作用和变形作用(图3-30)。
贝尔蒙特矿区(图3-31)位于太古宙片麻岩与强烈变形的花岗岩之间的接触带上。该矿区元古宇的基性岩经变质作用成为黑云母片岩、滑石—绿泥石片岩。其中有许多伟晶岩脉穿插,伟晶岩脉集中产于变形花岗岩和片岩之间,祖母绿赋存在伟晶岩脉或绿泥石片岩和金云母片岩有关的交代带中。

图3-30 巴西圣特雷济尼亚矿区祖母绿赋存于金云母片岩和碳酸盐—滑石片岩中


图3-31 巴西米纳斯吉拉斯州贝尔蒙特祖母绿矿

(二)亚洲
1.阿富汗祖母绿矿区
潘杰希尔谷地的祖母绿矿脉赋存于岩层中,岩层包括4亿年前志留纪—泥盆纪时期形成的变质灰岩、钙质板岩、千枚岩、云母片岩等。祖母绿零星分布在石英—白云石—黄铁矿脉内,矿脉的最大宽度为15cm。该矿区祖母绿矿被认为是热液成因,由沿着矿脉的溶液和围岩的反应生成。
2.巴基斯坦祖母绿矿区
巴基斯坦质量最好的祖母绿来自斯瓦特河谷(图3-32),位于巴基斯坦西北边境省白沙瓦东北部200km处。巴基斯坦和阿富汗两地的祖母绿都出现在一个被称为印巴板块的科希斯坦弧序列碰撞缝合带内。

图3-32 巴基斯坦斯瓦特山谷祖母绿矿区

斯瓦特祖母绿赋存于碳酸盐—滑石片岩和石英脉中(图3-33),周围没有发现伟晶岩。矿区位于区域变质的构造混合带内,矿体主要呈结核状和脉状。祖母绿中钒、铬致色元素来源于母岩的滑石片岩和铬云母层,但铍元素的来源未知。
3.俄罗斯乌拉尔山脉祖母绿矿区
俄罗斯乌拉尔山脉祖母绿矿区位于斯维尔德洛夫斯克州(原叶卡捷琳堡)东北处。该祖母绿矿床的形成与伟晶岩、黑云母—金云母片岩、绿泥石—阳起石片岩、滑石片岩有关。其中含祖母绿的母岩为黑云母—金云母片岩。
马雷舍瓦祖母绿矿点是该地区典型与花岗岩侵入体有关的祖母绿矿床。侵入岩石的类型是花岗岩、云英岩、伟晶岩和石英矿脉。矿体主要呈透镜体状和不规则形态,分布于片岩中(图3-34)。据研究铍元素主要来源于绿柱石、长石、云母和硅铍石的分解,铬来自基性岩。

图3-33 巴基斯坦祖母绿赋存于碳酸盐—滑石片岩和石英透镜体中


图3-34 俄罗斯乌拉尔山脉祖母绿赋存于云母片岩中

4.中国祖母绿矿区
中国的祖母绿矿床主要位于新疆和云南。
新疆的祖母绿(图3-35)矿床位于新疆西部的塔什库尔干地区,距离中国与巴基斯坦北部边界120km。祖母绿赋存于石英岩脉或碳酸盐岩脉中,其围岩为沉积岩。
云南麻栗坡祖母绿矿区出露的地层为寒武系的变质岩。变质岩层中含有中生代形成的花岗岩体和伟晶岩脉,祖母绿晶体多产于伟晶岩脉的膨大部分,该部位祖母绿晶体粒度大、透明高、颜色较好,多产出宝石级晶体(图3-36)。部分祖母绿产于云英岩中,祖母绿晶体形态较好,共生矿物有石英、萤石、电气石、白云母、方解石、白钨矿和锡石等。

图3-35 新疆祖母绿晶体和围岩


图3-36 云南祖母绿晶体和围岩

(三)非洲
1.赞比亚祖母绿矿区
赞比亚祖母绿矿区位于铜带省恩多拉郊区,这个区域毗邻卡福布地区。该区域的地质背景较为复杂,祖母绿矿赋存于基性岩中,上覆花岗片麻岩,基性岩的组成包括滑石—绿泥石—阳起石片岩和磁铁矿片岩(图3-37)。
卡福布区域(图3-38)存在含铍的伟晶岩和热液矿脉,这个区域与富铬的基性岩重叠,形成时间为距今大概4.5亿年。
卡福布区域母岩——基性岩的性质可能因为有热液流入发生了改变,流体中含有硅、硼、钾、氟和其他微量元素。从地质意义上分析,形成祖母绿的含铍流体或溶液存在暗示了附近可能存在花岗岩体。流体包体的研究和区域地质特征显示,祖母绿成矿温度为360~390℃,压力为400~450百万Pa。

图3-37 赞比亚祖母绿矿脉


图3-38 赞比亚卡福布祖母绿矿区分布图

2.津巴布韦祖母绿矿区
津巴布韦桑达瓦纳祖母绿矿形成于太古宙,位于津巴布韦姆韦扎绿岩带的南部,靠近林波波河移动带的北部。姆韦扎绿岩带由一系列强烈变形、变质的超基性—基性火山岩和变质沉积岩组成,该绿岩带包括大量相对小的伟晶岩体,祖母绿集中分布在这些伟晶岩和超基性—基性岩的接触带中(图3-39)。

图3-39 津巴布韦桑达瓦纳矿区祖母绿矿脉

26亿年前,在桑达瓦纳区域发生了重要的地质事件:津巴布韦北部隆起的同时,南部的姆韦扎绿岩带形成了一系列剪切带。区域内岩层发生强烈的变形,造成岩石的破碎角砾岩化或韧性变形。
绿岩带的变质作用与广泛的岩浆和热液活动发生在同一时期,岩浆侵入到含铬的超基性的姆韦扎绿岩带中。热液流体流经伟晶岩和绿岩带的接触区域,加入了铍和铬元素并沿剪切带进入,随后逐渐结晶形成祖母绿晶体。
3.坦桑尼亚祖母绿矿区
坦桑尼亚曼亚拉湖祖母绿矿区位于坦桑尼亚北部曼亚拉湖的西南边缘,该地区祖母绿的形成是由于接触带内超基性岩和伟晶岩的交代作用成矿。该区域的主要岩石为片麻岩、片岩、花岗岩—片麻岩、带状片麻岩、石英岩和伟晶岩。该矿的祖母绿主要赋存于含斑状变晶的黑云母岩脉中,其他共生的矿物有变石、黄色金绿宝石、磷灰石、石榴子石、尖晶石、橄榄石、粒硅镁石、蓝色刚玉、红宝石、硅铍石、深色碧玺和浅色绿柱石。
坦桑尼亚另一处祖母绿矿区位于坦桑尼亚西南部松巴万加周围的山上,接近西部裂谷,距离鲁夸湖西部边缘约3km。祖母绿发现于风化地区,寄主岩石的顶部有变质带,变质带中有较新的花岗岩和云母石英侵入体。这一地区祖母绿最重要的特点是含丰富的多相固体矿物包体。多相矿物包体通常由两相组成,如石英和祖母绿或蓝柱石,有时也会出现第三个相,如硬石膏。另一种类型的固体包体是片状、针状或细粒状的硅铍石或蓝柱石集合体。祖母绿生长的温度是220~300℃,压力为700~3000个标准大气压。
4.莫桑比克祖母绿矿区
莫桑比克的祖母绿矿区位于利戈尼亚州东南部,含祖母绿的伟晶岩形成于泛非运动过程中。岩石种类有麻粒岩、紫苏花岗岩、钙长石和泛非运动后期形成的花岗岩。祖母绿赋存于前寒武纪超基性岩中的后期热液矿脉和伟晶岩中。
5.尼日利亚祖母绿矿区
尼日利亚中部卡杜纳和普拉托州的祖母绿成矿与花岗伟晶岩有关,花岗伟晶岩是两期岩浆作用的结果,即4.5亿~6亿年前的泛非造山运动和1.44亿~1.90亿年前的中生代造山运动。在后一时期同时有碱性花岗岩侵入体,碱性花岗岩中包含重要的Sn-Nb-Ta-Zn矿化。在环状复合体中,发现了一系列的热液交代过程和相关的矿化作用,每一个热液过程都以一种特定的硅酸盐矿物的结晶为标志,绿柱石类宝石的形成与钠长石化过程有关。祖母绿和绿色绿柱石结晶的温度是500~400℃。
在早期的泛非伟晶岩中,祖母绿伴随海蓝宝石、绿柱石和电气石出现。在较新的中生代花岗岩中,与祖母绿相伴生的矿物有石英、蓝色黄玉和绿柱石—海蓝宝石,它们出现在伟晶岩或黑云母碱性长石花岗岩中。这些火山岩通常在侵入体或花岗岩的顶部出现。
尼日利亚绿柱石和祖母绿形成于岩浆作用的晚期和热液作用的早期。碱性花岗岩含有丰富的铍和氟元素。通过氧和氢同位素组成分析判断其结晶溶液起源于岩浆。铍元素来自花岗岩中的云母和长石,铬元素来自火山岩。
伟晶岩型的尼日利亚祖母绿矿区没有出现片岩,祖母绿矿通常在花岗岩的顶部出现,常有伟晶岩或细晶岩脉穿插或者平行于花岗岩围岩。祖母绿与石英、长石和云母在蚀变的花岗岩晶簇中共生(图3-40)。因为生长在空洞中,所以祖母绿晶体可以达到10cm,并有发育良好的棱柱面和上下底面。

图3-40 尼日利亚祖母绿赋存于花岗岩和伟晶岩晶簇中

6.马达加斯加祖母绿矿区
马达加斯加有两个重要的祖母绿矿区,分别是马南扎里和埃纳皮尔。这两个矿床都寄主在太古宙超基性片麻岩中,且与泛非造山运动有关。
马南扎里祖母绿矿床赋存于伟晶岩和超基性的岩石中,祖母绿的生长与富含金云母的岩石相关。马南扎里矿床分为南北两个区域,北部是与蛇纹石有关的区域,南部则是伟晶岩侵入体区域。北部岩石的矿物组合为透闪石—含硅的浅闪石—金云母和含锰的祖母绿—锰铝榴石—斜长岩;南部岩石的矿物组合为有角闪石—绿泥石、金云母—祖母绿—斜长岩—方解石—石英。
埃纳皮尔矿位于马达加斯加东部,图利亚拉东350km。埃纳皮尔祖母绿赋存于金云母矿脉中,围岩是超基性岩石。岩浆侵入到埃纳皮尔超基性岩体的过程中,含铬的超基性岩通过热液交代作用改变了伟晶岩的成分,致使祖母绿结晶。

　　(1)岩浆富集作用：在基性岩浆中磷灰石、铬铁矿、榍石、金红石及锆英石等副矿物可首先结晶，紧接著是橄榄石及斜方辉石等硅酸盐矿物，其他硅酸盐矿物则结晶较晚。在很缓慢冷却条件下，最早形成的晶体，特别是铬铁矿等比重大的矿物，有可能由重力作用而在岩浆内沉降下来，并因此而富集成矿床。有时岩浆流中的应力，可使尚未结晶的部分液体从已结晶的粥状物中挤出来，而使其富集成矿床，这种作用称为压滤作用。
　　(2)接触交代作用：这个术语是指围岩与侵入体接触所产生的交代作用。在这种作用过程中，由侵入体所分泌出来富含铁镁等溶液扩散，与碳酸钙岩石反应而形成钙镁硅酸盐和氧化物的集合体。在这种矿床形成过程中，往往大约同时形成硅卡岩，并分布于矿床周围。
　　(3)热液作用：是热水溶液以物理化学作用方式，沿著其运动通道及运动地段所引起的岩石的蚀变作用、交代作用以及矿物在空隙中的沉淀作用，例如，绢云母化作用、硅化作用及硫化物矿化作用等。热水溶液，特别是重卤水，在其中可溶解浓度很高的金属。这种溶液通过断裂构造向上运动过程中，可沉积铜、银及其他矿物。
　　(4)升华作用：是固体受热后挥发的作用。当冷却时，挥发的气体可呈晶质或非晶质而沉积，如硫的升华作用可出现於火山喷气孔中。
　　(5)沉积作用和机械富集作用：层状盐类矿床是沉积作用的产物；硅藻土、富含钙的石灰岩以及某些磷酸盐岩层也是这种作用的产物。形成於地层及封闭湖盆中的铁和锰的氧化物是由氢氧化物沉淀形成的，随后转变成铁和锰的氧化物和碳酸盐。在沉积物中，矿物的其他同生富集，例如贱金属硫化物的沉淀也属於沉积作用。
　　

　　机械沉积作用在形成某些类型矿床中也是重要的营力。金、铂族金属、金刚石及其他宝石、锡石、金红石以及锆英石等砂矿床都是机械沉积作用形成的。它们是由携带著高比重矿物碎屑的运动著的砂及砾石的机械作用和簸选作用而富集形成的。
　　(6)残积矿床：是由地表或靠近地表的围岩或矿床中的矿物经过化学分解和机械崩解而富集形成的。其中包括红土矿床、铝土矿矿床、氧化锰矿床及硅酸镍矿床等。铁帽中非常富集的金矿石和含蓝晶石变质岩风化形成的蓝晶石矿床也属於这种作用的产物。
　　(7)变质作用：是指岩石或矿床在温度、压力变化和热液作用下，其形态的变化和矿物的重新组合。在变质作用下，在某些岩石中可形成蓝晶石、硅线石、红柱石或石榴子石等工业矿物。某些金属矿床在变质作用下，其矿石构造也会发生变化。地壳运动可使矿体发生强烈褶皱，并使矿石构造发生变化。变质作用和地壳运动也可以是一种机械作用，靠这种作用可使沉积地层中不大富集的金属硫化物发生活动，而且被驱赶出来使其在低温低压带中富集。

1.Zn-Cu型矿床

Zn-Cu型矿床是最古老的火山岩型块状硫化物矿床，如西格陵兰Isua矿床所赋存的表壳岩石年龄在37亿年以上（Appel,1979）。这类矿床分布广、数量多，如加拿大地盾7个构造省中有5个产出该类型矿床。

主要产地有：Abitibi绿岩带的Noranda地区、Matagami地区及Timmins地区。Superior省Confederation Lake地区、Manitouwadge地区及Sturgeon Lake地区。北美元古宙成矿区有曼尼托巴省Churchill地区，亚利桑那州Jerome地区及威斯康星中部地区的火山岩带。芬诺斯堪的亚地盾有芬兰北部的黄铁矿带及南部的Aijala-Orijarri成矿区，瑞典北部的Skellefte成矿区及南部的Bergslagen成矿区。中国华北地台有红透山等成矿区。

Zn-Cu型矿床富含Zn,Cu，只含微量Pb，一般伴生Au和Ag，在富Zn的硫化物中相对富Ag，在富Cu的矿石中则富Au。

该类型矿床容矿火山岩系成分变化范围广泛，从基性玄武质岩石为主到酸性流纹质火山岩占主导地位的情况都有可能出现。但无论火山岩系成因如何，这些火山熔岩具有连续沉积的特点，整个厚度可达1.1多万米。在这些含矿火山岩系之下的基底，一般是由镁铁质构成的稳定地块，主要为玄武质成分，它们很可能由于沿深部断裂产生的裂隙喷发作用形成的。与成矿区火山岩共生的沉积岩是未成熟的硬砂岩和火山碎屑岩，以及化学沉积岩（如燧石岩、含铁建造各种相）。从含矿火山岩系和矿床沉积的构造环境看，可以见到铁镁质到长英质的不同成分火山岩在空间上共生，并且明显属于两个或更多构造旋回的产物，这代表一种大规模优地槽火山作用的特征，属于大地构造旋回最初期阶段的产物，矿床则明显产出在经受了同构造变形的深坳陷盆地中。

代表性矿床的研究表明，Zn-Cu型块状硫化物矿床的地质剖面如下：最顶部为层状硫化物含铁建造，向下为块状黄铁矿和块状闪锌矿，再向下是条带状黄铜矿，最下部为网脉状矿石和枕状熔岩边缘的细网脉状矿石。含矿岩层的顶板常为燧石层或沉积岩层，它们是火山活动中断的标志，此时也正是硫化物沉积时期。含矿层底板则为蚀变的火山岩系，矿化蚀变筒就产在此处。块状硫化物矿体内部各矿层之间，以及与上、下盘岩层之间，地质体彼此为截然的接触界线。

Zn-Cu型矿床另一个重要的地质特征是，由于强烈的爆破作用，使块状硫化物矿体破碎，并在矿体附近或矿体顶部形成角砾状矿石或角砾岩。这些角砾一般呈现明显棱角状，表明是在块状硫化物矿体固结成脆性体后形成的碎屑。

图1-10为Abitibi带Noranda成矿区火山沉积旋回与成矿关系图。Spence和de Rosen-Sqence（1975）把Noranda地区火山沉积地层大致分为5个带，每一个带代表一次重要的长英质火山活动幕，每两幕之间为镁铁质火山活动时期。Noranda-Benoit杂岩体中心部分的层状岩石由65%左右的镁铁质火山岩和35%的长英质火山岩组成，在火山岩带内，块状硫化物矿床与长英质火山岩空间关系极为密切。大多数矿床，包括Millenbach-Norbec地区的所有矿床，都出现在长英质火山活动的第三条带内，West MacDonald和Delbridge矿床则出现在长英质火山活动的第四条带内。还有一个富黄铁矿矿床——Mobrun，出现在第五条带内（图1-10）。第三条带约为3000m厚，至少由3个大的长英质单元组成（图1-10），长英质单元间为一层镁铁质熔岩流层序。

图1-10　Noranda块状硫化物成矿区地层组成剖面图（引自Franklin et al.,1981）

Home和Quemont矿床与其他矿床间的层位关系还不太明确；Ⅲ、Ⅳ、V 3个单元为Noranda矿区3个上部长英质火山旋回

大多数矿床都下伏有垂直延展的蚀变带和细脉铜带，例如，Vauze矿床下部的蚀变带可追索到1000m以上（Spence,1975）。许多蚀变带都沿着火山同期的断裂带分布，这些断裂带一般都发生过垂直位移（Scott,1980）。

野外调查表明，许多矿体与长英质小穹窿有着密切的关系。穹窿局部呈陡壁状且由块状、也可能为流动状的流纹岩（石英-长石斑岩）和流纹岩质角砾岩组成。穹窿之下总有流纹岩支脉出现（图1-11），这些支脉被前面提到过的与火山作用同期的断裂带所控制。

图1-11　Noranda找矿远景区Millenbach矿山剖面图（据Simmons,1973）

2.Zn-Pb-Cu型矿床

Zn-Pb-Cu型矿床分布也较广，主要产地有：Iberian黄铁矿带，澳大利亚的Tasman地槽区，加拿大Bathurst成矿区及Buchans成矿区，日本北鹿盆地，中国北祁连东段白银厂地区及西段郭密寺地区。这类矿床以富含Pb,Zn为特征，含有少量的Cu，并且伴生组分Ag较Au更重要。在较老矿床中脉石矿物以富含碳酸盐为特征，而在较年轻的矿床中，脉石矿物中硫酸盐相对富集，如层状石膏-硬石膏、重晶石等。

Zn-Pb-Cu型矿床一般在比较浅的克拉通盆地形成，氧化程度相对较高，伴生的沉积岩中外力碎屑岩数量有所增加，这些外力碎屑岩来自克拉通，并且富含碳酸盐和硫酸盐。这种盆地在沉积过程中明显地受张裂作用控制，火山岩一般具有玄武岩-流纹英安岩“双峰”式组成特征。从整体上看与该类矿床相伴生的火山岩系，较Zn-Cu型矿床更富长英质，其突出特征是伴生的碎屑岩石和含石英的斑状岩石比较丰富。玄武岩一般很少与矿体共生，只在矿体下盘深部产生。与矿体直接共生的火山岩主要是中性和长英质火山岩，以及斑状次火山岩，角砾岩和各种火山碎屑岩。火山岩主要属钙碱性火山岩系。

与该类矿床相伴生的火山岩爆破作用明显，这种作用一般在地下浅处产生，并形成穹状中心。浅成流纹质岩穹窿由长英质熔岩和斑状次火山岩构成，它们是这种火山作用的主要代表产物。在火山-沉积作用过程中，产生的外力碎屑沉积作用较之Zn-Cu型矿床要更加广泛和强烈。结果，该类矿床中的外力碎屑沉积岩远远超过了热水沉积岩（如燧石和含铁建造），以及火山碎屑沉积岩等。这种火山爆发碎屑岩广泛出现代表一种浅海相的环境。

该类矿床代表着优地槽构造环境火山作用的产物，但较Zn-Cu型矿床明显形成于优地槽更晚期阶段。这种优地槽晚期火山作用的明显构造特点是：伴随火山穹窿及克拉通边缘地区的塌陷作用，形成特定的沉积环境。结果使浅水物质和火山作用形成的产物在坳陷槽内一起堆积。当外力碎屑沉积岩和火山碎屑沉积岩广泛出现时，代表着一种浅海相环境。当然，该类矿床也可在深海盆地形成。因此，在矿床形成的地区常可见到砂岩、页岩、灰岩及白云岩等沉积岩，并且出现重要的硫酸盐。当硫酸盐出现时，表示矿床形成于更加氧化环境。

多金属型矿床的另一个特点是，在块状硫化物矿体上部缺少含铁建造的硫化物相，但在整个硫化物矿层之上可以出现Fe含量较高的含铁建造。二者空间上紧密共生，但具有截然的接触界线。

日本黑矿型矿床是典型的以火山岩为围岩的多金属型矿床，由于矿床的原生特征保存较好，因此它们成了研究该类型矿床的最好对象。

黑矿型矿床主要产出在绿色凝灰岩带内。该带出露部分长达1500km，宽100km，由3000m厚的火山岩和沉积岩组成。这些岩石是在中新世时在受断裂控制的沉降带内堆积而成的。50%以上的黑矿型矿石产在北鹿地区的中中新世盆地内，矿床大致排列成环形产出在盆地外缘，主要矿床的分布明显表现出一种群集性（图1-12），故有人认为矿床的分布受破火山口或塌陷构造控制，但也有人认为是受基底断裂的控制。

中新世绿色凝灰岩地层被划分成4个主要阶：门前阶下伏于盆地大部分地区，构成安山质凝灰角砾岩的下部单元。上覆的台岛阶由来源于安山岩的砂岩和砾岩组成，还有少量的泥岩及安山岩、英安岩和粗玄岩。西黑泽阶覆于门前-台岛阶之上，通常将其分为上下两层：下层由玄武岩熔岩流、泥岩及上覆的凝灰岩、英安质熔岩组成；上层含有矿体，主要由以下几种岩石组成：①英安质熔岩流，包括白色流纹岩穹窿和长英质熔岩舌；②分选良好的喷发角砾岩；③凝灰角砾岩，主要由英安岩碎块及一些玄武岩、泥岩和古生代岩石碎块组成。最上部为女川阶，在盆地的西部，其顶部主要由凝灰岩和泥岩构成，在盆地的东北部，则有300～400m厚的枕状玄武岩覆盖在矿床之上的泥岩和凝灰岩薄壳上。

图1-12　日本北鹿地区的中新世沉积盆地、主构造及主要块状硫化物分布区（引自Sato et al.,1974）

黑矿型矿床大多赋存于一层稳定的长英质碎屑岩之上，白色的流纹岩穹窿和伴生的角砾岩在矿床的近矿下盘出现。当然，有的矿床见不到穹窿状的长英质岩石或熔岩流。

熔岩穹窿是由强烈蚀变的块状长英质岩石及伴生的分选好但局部出现的爆发角砾岩组成。这种熔岩穹窿或是海底喷发形成的，或是刚好侵位到海底以下的位置。在前一种情况下，侵位伴有蒸气隐爆，形成附近的爆发角砾岩。黑矿型矿床保留了许多原生沉积的特征，每一处矿山在正常情况下都包含有一连串的矿体，大多数矿体都有清楚的分带（图1-13）。

（1）硅质矿带：主要由黄铁矿-黄铜矿-石英网脉组成。原生的酸性火山岩构造尚可辨认，但有时因隐晶质石英广泛发育而变得模糊不清。

（2）石膏矿带：主要由石膏-硬石膏（-黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿-方铅矿-石英-粘土）组成，或出现在硅质矿的顶部和侧部，或出现在黄矿的侧部。

图1-13　典型黑矿矿床的理想剖面图（引自Sato,1974;Horikoshi and Sato,1970）

（3）黄铁矿带：主要由黄铁矿（-黄铜矿-石英）组成，层状，但偶尔也呈脉状或浸染状。

（4）黄矿带：主要由黄铁矿-黄铜矿（-闪锌矿-重晶石-石英）组成，呈层状。

（5）黑矿带：主要由闪锌矿-方铅矿-黄铜矿-重晶石组成，呈层状，在该带顶部，黝铜矿-砷黝铜矿较多，在少数矿床内还有斑铜矿。

（6）重晶石矿带：几乎全由重晶石组成，但有时含少量方解石、白云石和菱铁矿，常呈薄层状。

（7）含铁燧石层：主要由隐晶质石英和赤铁矿组成，呈薄层状。

当然，上述7个带都完整出现的矿床并不多，大多数矿床不同程度地缺少某一个或某几个带，而其他的带则相应地较为发育。

黑矿带的矿石有两种不同的构造变种，一种为角砾状，另一种为层状。角砾状矿石为硫化物和岩石碎块混杂分布在细硫化物基质中，形成角砾状构造。当然，该矿石中的角砾也有黄矿和硅质矿的碎块。在角砾状矿石之下的泥岩中见有沟纹状构造等，显然此处矿石沉积后明显发生过位移。致密的层状黑矿则由条带状或层状硫化物组成，常具沉积特征，如粒级层或韵律层，并发生过软沉积物变形作用，如滑动褶皱等。

3.含Cu黄铁矿型矿床

含Cu黄铁矿型矿床在塞浦路斯最发育，有关研究工作也较多，故该类型矿床亦称塞浦路斯型矿床。与Zn-Cu型和多金属型矿床相比，在数量上和规模上，这类矿床都相对少而小，其主要产地有：塞浦路斯Troodos蛇绿岩地块，加拿大纽芬兰的Notre Dame Bay地区，菲律宾的Balavac岛，土耳其的Ergani地区，危地马拉的Oxec地区及阿曼的Semail地区。该类型矿床的基本特征是以Cu为主，含少量Zn，基本不含Pb，伴生的Au相对于Ag较其他类型块状硫化物矿床更高。

含Cu黄铁矿型矿床形成于明显受洋壳的裂谷作用和大洋扩张中脊裂谷系统控制的深海盆地环境。容矿岩石由大洋壳岩石组成，主要为超镁铁质火成岩、枕状玄武质熔岩和岩墙及安山岩等，其上覆盖有少量深海沉积的沉积岩，整个火山-沉积岩石组合构成蛇绿岩套。块状黄铜矿-黄铁矿透镜状矿体产在深海海底裂隙喷发作用形成的玄武质枕状熔岩中。与现代大洋中脊裂谷系统比较，这些熔岩相当于现代大洋拉斑玄武岩。与其他火山喷气成因块状硫化物矿床不同的是，与该类矿床共生的火山岩系，长英质火山岩极少或缺失。伴生沉积岩主要是化学沉积物，如燧石、含铁化学沉积岩、含锰化学沉积岩。碎屑岩或外力碎屑岩偶见，但有时出现凝灰岩与玻璃质碎屑角砾岩和枕状角砾岩互层。蛇绿岩套火山熔岩岩层厚度较前两类火山喷气成因块状硫化物矿床所伴生的火山岩的厚度要薄得多。这很可能表明：该类矿床形成于张性地壳裂谷性质的盆地中，与主要在优地槽下降盆地环境形成的矿床相比，其沉降深度要浅。

在塞浦路斯，Troodos地块上有16个地区产出含Cu黄铁矿型矿床（图1-14）。Troodos地块为一椭圆形块体，由镁铁质和超镁质岩石组成，形成于白垩纪（约85Ma前）。其核部为构造成因的斜方辉橄岩深成杂岩体和形状不规则的纯橄榄岩扁豆体，四周环绕有辉长岩和橄榄岩堆积体，其上覆有分异很好的辉长岩-淡英云闪长岩和英云闪长岩带。在海底以下约1～2km处岩浆房发生分离结晶作用；上部分异极好的辉长岩带由高层位侵位的侵入体组成，厚度为50～800m，一部分为岩浆房顶部的组成部分，一部分为分离结晶作用的端元产物。这些岩石位于Sheeted Dike杂岩之下，而Sheeted Dike杂岩为上覆熔岩层的补给岩墙厚层带，它们起源于下伏的辉长岩。岩墙群的上部称为Basal群，由90%～100%的岩墙组成，这些岩墙穿插到枕状熔岩流岩石中，而其下部是复式岩墙，岩墙群穿插到辉长岩或石英闪长岩组成的岩石中。

图1-14　Troodos地块地质及块状硫化物矿床（据Gass,1980;Hutchinson and Searle,1971）

枕状熔岩（图1-15）表现出不规则形状且不完全环绕杂岩体，其中有块状硫化物矿床产出。该熔岩层序是由3个单元组成的，即：上部枕状熔岩，主要由橄榄玄武岩组成；下部枕状熔岩，由过饱和玄武岩组成；Basal群，由蚀变和变质的玄武岩及多达50%以上的岩墙组成。上部层位的熔岩就是由这些岩墙补给的。由于变质作用的影响，上部层序已形成沸石组合，下面两个层序形成绿片岩组合。在上下两个枕状熔岩层序中间，局部发育有赭石沉积岩层；在上部熔岩层序中出现不连续的水成的、来源于火山的层状沉积岩石。Troodos杂岩的火山岩上覆有Perapedhi组沉积岩，这种岩石由基性的棕土或含锰富铁的沉积物组成，并常常伴生有红色碧玉、粉砂、粗砂、砾石和放射虫燧石，其上又覆盖有粉红色放射虫灰泥以及褐色和粉红色泥质岩。

图1-15　塞浦路斯矿床典型地层柱状图

据Constinou,1976；注意B带为一条硅质硫化物带

所有的矿体都出现在枕状熔岩层内或其顶部（图1-15）。大多数矿床产于下部和上部枕状熔岩之间的接触带上，但Kokkinopezoula矿体却赋存在下部枕状熔岩层序底部与基底群相接触的部位，Skouriotissa矿体出现在上部枕状熔岩的顶部。正如在Kalavasos成矿区所证实那样，许多矿体与陡倾斜的正断层为邻（图1-16）。大多数矿床在地区性的盆地内形成，这些盆地可能为断层控制的海底凹陷。Hutchinson和Searle（1971）曾指出，这些断层可能是火山活动同期形成的。下盘岩石受到角砾岩化并且强烈蚀变，至少有些角砾岩化作用是在矿石沉淀以前发生的，角砾岩可能受断层崖控制。

一些典型矿床的研究表明（图1-15），矿床内又分出3个带，即覆于块状矿石上的赭石层、块状矿带本身和底部硅质矿带。在矿床下部存在着延深达数百米的细脉带。

在许多矿床内，当然不是所有矿床，块状矿石的顶部出现有沉积赭石层。在Mavrovouni，赭石层与上覆的“Perapadhi组”棕土相接触，可是在Mousoulous和Mathiati，赭石带上覆有熔岩，这说明它是与矿石而不是与上覆的Perhipedi岩层有亲缘关系。赭石主要是由褐色和橙-黄色、块状到成层不好的沉积物组成的，里面含有针铁矿、石英及一些伊利石和黄钾铁矾，还有黄铁矿的锈蚀碎块。在Skouriotissa，红色的赤铁矿赭石是由磁赤铁矿和针铁矿互层带组成的。赭石层的厚度从几厘米到5m不等，与棕土相比岩石结晶程度极好且含低量的锰，Cu/Zn比值高而Ni/Co比值低。在Skouriotissa地区矿体上部的赭石中，间或出现含硫化物的燧石和蒙脱石凝灰岩。在Mathiati，硅质石灰岩与赭石和凝灰岩互层，有时直接上覆于矿体。Cconstantinou和Govett（1972）把赭石解释为裸露在海底的“硫化物矿石经海底氧化淋滤作用堆积的产物”。他们强调指出，这种与矿有关的赭石与富铁锰质的棕土有着化学和成因上的差别。而棕土被有些人（Elderfield et al.,1972）解释为与海底火山活动有关的热液活动的直接产物。

图1-16　Agrokipia矿床横剖面图（据Adamides,1980）

可看出块状和细脉状硫化物与火山同期断层带之间关系

块状矿石是由多孔的条带状胶体黄铁矿和白铁矿碎块组成的。这些碎块嵌布在易松脆的砂质硫化物基质中。“砾岩状构造”矿石中的角砾在某些矿体中从上到下有逐渐增加的趋势，在上部含量仅为20%，接近底部含量则差不多达到80%。坚实的硫化物矿块呈棱角状到浑圆状。

第三条带为块状硅质矿石（图1-15的B带），尽管在好些矿体中闪锌矿要比铜矿更为普遍，但矿石通常由嵌布在石英基质中的黄铁矿和黄铜矿构成。构造和结构关系表明，二氧化硅的形成要晚于所有其他硫化物，B带很可能是由二氧化硅交代底部块状矿石形成的。

含Cu黄铁矿型矿床总伴生有一定量的Co和Ni。Co在有些矿床中含量很高，可达0.35%,Ni在块状矿石中含量很低，平均为15×10^-6，但在脉状矿石中却高达93×10^-6，在浸染状矿石中则更高，为220×10^-6。

4.Cu-Zn黄铁矿型矿床

Cu-Zn黄铁矿型矿床亦称别子型矿床，在全球范围内，该类矿床分布不广，数量相对较少，研究程度较低，主要产地有：日本Shikoku、Iimori及Besshi地区，阿尔卑斯东部及意大利亚平宁地区的Kieslager矿床群，摩洛哥的Bleida成矿区。这类矿床典型的矿石矿物为黄铜矿、黄铁矿及少量闪锌矿，几乎不含方铅矿，黄铁矿中总含有一定量的Co，其最高含量可达0.1%。

别子型矿床的突出特点是：矿床赋存在碎屑沉积岩与玄武岩近于相等的地层层序中，矿床具有明显的沉积特点，并且岩石的变质程度高，容矿岩石几乎全属角闪岩相，硫化物常与角闪岩相岩石互层，而前3种矿床类型则以绿片岩相为主。矿床的地质特点在许多方面介于Zn-Cu型和含Cu黄铁矿型矿床之间。和Zn-Cu型矿床一样，别子型矿床也在不稳定沉降盆地中形成，矿区具有很厚的硬砂岩和火山碎屑岩。岩层明显遭受到同造山运动变形作用的改造。容矿的硬砂岩和页岩经强烈的变质、变形作用形成了片麻岩。另外，与含Cu黄铁矿相似，别子型矿床也与拉斑玄武质火山岩或深成岩共生，并且同样缺乏明显分异的钙碱性或酸性火山岩。容矿火山岩主要为层状玄武岩或层状辉长岩，经强烈变质作用形成角闪岩相。矿床的成矿环境一般都靠近构造交界处，如在洋底与岛弧间，洋底与克拉通间或洋底与大陆壳间。矿体常为层状，形态规则，与围岩整合接触，并具有明显的接触界线。很少有或根本没有细脉带矿化。别子型矿床在日本最典型。对有关矿床地质特征讨论如下。

在Shikoku和Iimori地区，Besshi矿床产出在Sambagawa Schist群的上古生界变质火山岩和沉积岩中。在Besshi和Iimori地区，Sambagawa群在岩性上十分相似，但是该群在Besshi成矿区可分为5个组（图1-17），在Iimori成矿区可分为3个组。这种类型的矿床在这两个地区所出现的地层跨度相当大，但其中大多数矿床严格被限定在确定的地层中。

图1-17　日本Shikoku地区Sambagawa结晶片岩地层及块状硫化物矿床的分布（据Kanehira and Tatsumi,1970）

在Beeshi地区，最下部的Oboke组是由1500m厚的砂岩和少量黑色（石墨质的）片岩、砾岩组成的，其中没有发现矿床。整合上覆的Kawaguchi组由1200m厚的以黑色页岩为主、以少量绿色变质火山岩为辅的岩石组成。再往上是Koboke组500m厚的碳质砂屑片岩及少量黑色和绿色片岩，最上面这组岩层中出现一些小型含铜矿床。大多数的矿床出现在覆盖于Koboke组之上的Minawa组中，该组可分为3个岩段：下段，由数量近于相等的黑色和绿色片岩组成；中段产有许多矿床，由绿色片岩、富石英的沉积岩层和黑色片岩组成；上段含有变质程度较高的岩石，包括互层的黑色片岩、绿色片岩、砂屑质片岩和石英质片岩。这个地区最上部的Ozyoin组主要由砂屑质和黑色片岩组成。出现在Besshi地区的这些岩石已褶皱成开阔的向斜和背斜。在褶皱两翼的局部地段亦发生更为复杂的褶皱和断层作用。

在Iimori成矿区，Iimori组是由基性火山岩质片岩及少量泥质、砂屑和石英质片岩组成的，在其中发现了12个矿床。向斜褶皱的中心部位局部含有蛇纹石化橄榄岩块体。

矿床位置靠近火山岩发育的岩层（绿片岩），常产于向以沉积硅质岩为主的过渡带附近。尽管矿床在Minawa（Besshi成矿区）和Iimori（Iimori成矿区）组中出现的具体地层位置变化不定，主要Besshi矿体却典型地出现在Minawa组的中段。矿体下部有一层镁铁质火山岩（绿片岩），紧贴这种岩石的上部是含红帘石的硅质片岩。富含磁铁矿的岩层（含铁建造）出现在硅质片岩内。

Iimori矿床的成矿地质环境与上述矿床极为相似，其上盘岩石由深绿色基性火山岩质片岩组成，其下伏有浅绿色片岩；近矿下盘岩石由9m厚深绿色（基性火山岩）片岩组成，其下依次为39m厚的红帘石-石英片岩并夹有薄层基性片岩层、37m厚的深绿色片岩和200m厚的泥质片岩。这套地层层序之底部局部为厚层的基性火山岩质片岩。在Iimori成矿区的Ozu矿床，赤铁矿-磁铁矿-石英片岩位于两层强烈褶皱的硫化物之下，每一层厚达1.5m，两个矿层中间被一薄层镁铁质片岩隔开。

矿床毫无例外地由扁长的到板状的块状硫化物矿带组成。Besshi矿床（图1-18）走向长1800m，单个矿层的最大厚度仅为10～20m。Besshi成矿区的Motovasu矿体长1400m、宽100～180m、厚0.6～2.5m。Iimori矿床倾向延伸达7000m以上，宽250～300m，厚0.2～2.8m。在大多数矿床中，矿体因褶皱作用而局部加厚。

图1-18　通过日本Shikoku成矿区Besshi矿床的横剖面图（据Sumitomo矿业公司，1970）

大多数矿床由两种类型的矿石组成，即块状和条带状硫化物矿石。此外，一些矿床局部有富铜的构造加厚带。块状矿石由黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、斑铜矿和少量磁铁矿组成，脉石矿物为石英和方解石。而条带状矿石由黄铁矿、少量黄铜矿和闪锌矿组成，脉石矿物为石英、碳酸盐、钠长石、绿泥石和少量绿帘石、角闪石和电气石。硫化物和脉石矿物的含量近于相等。条带状矿石和块状矿石呈相互过渡关系。硫化物局部发生重新活化进入断层和断裂中而形成含磁黄铁矿的富铜矿石，除此而外，磁黄铁矿在这类矿床的其他地方很少出现。

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徒茗鼠李： 1、矿体产于(中、酸性)侵入体与化学性质活泼的围岩 (碳酸盐岩等)接触带附近,一般分布在距正接触带200m之内.2、矿石的矿物成分及结构构造,成分复杂,矿石一般为粗粒结构.这为宝石矿的形成创造了良好的前提条件.3、矿床常具明显的分带性,一般分为内带,过渡带和外带.

普陀区19574523593： 按成矿作用不同,可以将矿床分为几类?？
徒茗鼠李： 矿床成因分类,分为四大类: 一、内生矿床: 1、岩浆矿床: a)岩浆分结矿床 b)岩浆熔离矿床 c)岩浆爆发矿床 2、伟晶岩矿床 3、接触交代(矽卡岩)矿床 4、热液矿床 a)岩浆气液矿床 b)非岩浆热液矿床 5、火山成因矿床 a)火山岩浆矿床 b)火山-次火山气液矿床 c)火山-沉积矿床 二、外生矿床 6、风化矿床 7、沉积矿床(机械沉积、蒸发沉积、胶体化学沉积和生物化学沉积) 8、可燃有机矿床 三、变质矿床 9、接触变质矿床 10、区域变质矿床 11、混合岩化矿床 四、叠生矿床 12、层控矿床