非金属矿床特征和成矿系列

非金属矿床成矿特征和成矿系列~

一、非金属矿床成矿特征
非金属矿床是在多种多样的内、外生成矿环境和条件下形成的，一些非金属矿床与金属矿床相似，是由某种成矿作用使成矿元素发生迁移富集而形成的，如硫、磷、盐类矿床等。更多的非金属矿床则是由于在一定地质条件下，某种矿物或岩石获得某些特殊的技术物理性能或化学性能而成为矿产的，如金刚石、白云母、石棉、滑石等。非金属矿床的成矿有更为复杂的特点，一些矿床由于生成条件特殊，有严格的限制，因而成矿的几率较低。有些矿床的形成对成矿环境的变化很敏感，以至在同一环境中形成的矿产会变成另一种矿产或完全不能成为矿产。例如，产于钙镁质页岩、泥质岩中的海泡石粘土矿床只在埋深浅的地段形成，到埋藏深的地方则变为镁质粘土。又如，在酸性熔结凝灰岩的一定层位中，由于温度的差异可形成叶蜡石矿床，也可能形成高岭石矿床。此外，一种非金属矿产也可以由几种不同的成矿作用形成，例如，高岭土矿床可以有热液的、风化的、沉积的以及沉积后再经热液作用形成的。
非金属矿床实际上是一些工业上能够利用的矿物和岩石，一定的非金属矿床与一定类型的岩石组合相依共存的特点极为明显，这种相依共存的关系表明矿床的形成作用与区域内的地壳发展演化是密切相关的。研究者把这种在某种地质构造环境里，在地壳演化过程中由岩浆侵入及喷出、沉积、风化残留、变质形成的岩石堆积和其中特具的非金属矿床组合叫作非金属矿床含矿建造。和金属矿床含矿建造有所不同的是非金属矿床含矿建造中矿床与岩石不一定限于是同时的和同源的成因关系，而可以是在一定构造环境内相伴出现的多种地质作用形成的相关联的产物，是这种岩石建造从形成之时起到随之而发生的多种改造的全部过程中形成的有一定规律的综合性产物。如火山喷发作用形成的凝灰质熔岩可成为珍珠岩，当其经脱酸化作用可以形成沸石，再经水解作用还可以变为膨润土矿床。
在对非金属矿床进行以上各方面研究基础上，陶维屏(1985)提出了非金属矿床成矿系列的概念，他把非金属矿床成矿系列定义为:由于成矿物质或矿化途径的相关和联系(可以是同源，也可以是不同源)，在一定的构造环境中受一定的成矿作用的控制及因成矿环境的差异(为温度、压力、介质等的变化)或控制因素发生变化，在一个成矿区带内同时生成或先后顺序生成的有规律分布的几种非金属矿床的特定组合。
非金属成矿系列的研究可以使长期以来对非金属矿床偏重于单个矿物的、分散的研究工作改变为对包括矿床、含矿建造和成矿系列形成的构造环境、物质来源、成矿作用过程及它们之间相互联系的较全面系统的研究，这无疑对于非金属矿床成因认识的深化、指导各种含矿地区非金属矿床的勘查都是有益的。
二、中国非金属矿床成矿系列
陶维屏等(1985)主要以含矿建造和成矿作用作为划分非金属矿床成矿系列的依据，把中国目前已知119种非金属矿床划分为31个成矿系列(表9-2)。这些成矿系列的形成可归属于5种形成模式，即元素组合的顺次富集、成矿微环境的改变、不同成矿物质和成矿条件的有序提供、成矿作用的规律性伴生、有关母岩的规律伴生。
表9-2 中国非金属矿床成矿系列


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镁质碳酸盐岩建造在整个演化过程中的沉积、变质改造和后生改造作用的各个阶段，可形成上述多种镁质非金属矿床。各类非金属矿床之间有着成生联系和密切的时、空关系，构成了这一特定的矿床成矿系列。按照矿床成矿系列分类原则，镁质碳酸盐岩建造镁质非金属矿床成矿系列应划归于沉积-变质成矿系列组合（程裕淇等，1979，1983；陈毓川等，1994；翟裕生等，1980，1987，1992，1994，1996；陶维屏等，1989，1994，1996a，1996b）。现将这一成矿系列的成矿母岩、成矿区域地质背景、岩石组合、演化特征及其伴生的成矿作用和矿床组合特征列于表3-20。

表3-20 镁质碳酸盐岩建造镁质非金属矿床成矿系列简表

（一）大石桥组镁质非金属矿床成矿亚系列
1.菱镁矿-滑石矿床组合
这是辽东常见的矿床组合类型。其特征是滑石与菱镁矿矿床的紧密伴生，该类矿床组合主要产于大石桥组三段。如海城范家堡子、海城水泉、营口大岭、海城麻尔峪、刘家坟等矿床。其中，滑石矿体多呈似层状、扁豆状、透镜状或豆荚状夹于白色厚层菱镁岩之间，滑石矿体与菱镁矿矿体交替出现，两者之间呈渐变或突变两种接触关系。成矿特征是菱镁矿以及顶、底板白云岩等作为滑石的成矿原岩。在滑石形成的地段，菱镁矿质量欠佳，矿层变薄，或转为围岩或矿体夹层；反之，形成大量菱镁矿地段则滑石矿化较差，甚至无矿体。反映了滑石矿床与菱镁矿矿床的过渡和互补关系（图3-23）（张秋生等，1988）。

图3-23 海城—大石桥滑石-菱镁矿矿带区域地质图

（据张秋生等，1988，修改）
1—第四系；2—盖县组云母片岩、千枚岩；3—大石桥组三段白云质大理岩；4—大石桥组二段石榴子石、矽线石云母片岩夹条带状白云石大理岩；5—大石桥组一段千枚岩条带状大理岩夹凝灰岩；6—浪子山组变粒岩、白云二长片麻岩，石英二长片岩；7—菱镁矿（部分为菱镁岩）；8—滑石矿带；9—燕山期花岗岩；10—早元古代花岗岩；11—中、基性脉岩；12—侵入地质界线
在矿石组构上，具有菱镁矿的滑石化特点，滑石矿的富矿石在结构上呈显微鳞片变晶结构。贫矿石交代结构明显，贫矿呈交代残余粒状变晶结构、粒状变晶结构等，灰白色滑石沿菱镁矿裂隙或菱镁矿粒间交代，使菱镁矿形成港湾状、波曲状或孤岛状。在矿石构造上，富矿石多为块状、片状或条带状构造；贫矿石当滑石沿菱镁矿粒间呈星散状交代时呈浸染状构造，当交代作用进一步增强时，便形成斑杂状，残留部分形成花斑状构造。
2.菱镁矿-滑石-蛇纹石-水镁石矿床组合
水镁石矿床发育在辽东凤城上长阴子、刘家河（徐家台）、太阳沟、岫岩县朝阳一带大石桥组上段镁质大理岩中。矿床组合是在菱镁矿矿化基础上又叠加蛇纹石和水镁石成矿作用。其空间特征是菱镁矿矿体呈层状、厚层状分布于大石桥组上段菱镁矿大理岩、白云石大理岩和蛇纹岩化白云石大理岩中（图3-24）。
菱镁矿矿石呈白色，糖粒状结构，锤击呈松散状，块状构造。矿物以菱镁矿为主，其含量一般大于90%，其次为少量白云石、蛇纹石、水镁石和石英等。在断裂构造发育和周围有印支期或燕山期岩浆岩体分布区，蛇纹石（或蛇纹石化大理岩）和水镁石矿体受断裂构造控制，蛇纹石化大理岩或蛇纹岩呈不规则团块状分布。其中，蛇纹石沿构造裂隙和层间裂隙交代白云石大理岩和菱镁矿大理岩产出，显然，蛇纹石也是后期热液的产物。

图3-24 凤城县刘家河乡徐家台水镁石矿床第3 勘探线地质剖面图

（据建材地质辽宁总队，1997）
块状水镁石矿呈球状、结核状沿层产出。在横向上，围岩与矿体变化关系是：白云石大理岩（菱镁矿大理岩）-蛇纹石化大理岩-水镁石-蛇纹石化大理岩（蛇纹石化含菱镁矿大理岩）。从热液交代关系、矿物组合上，可以明显地辨识出3个成矿期。在靠近燕山期中酸性侵入岩体附近，少量的接触变质和矽卡岩化形成蛇纹石、金云母、透辉石、透闪石，但大量的蛇纹石、水镁石成矿是远离岩体形成的。成矿方式以热液交代为主，成矿早期是蛇纹石-水镁石矿物组合，中期是水镁石-蛇纹石-方解石-石英矿物组合，晚期是水镁石-文石-水菱镁矿矿物组合，可见到水镁石交代白云石、菱镁矿、蛇纹石现象。
3.菱镁矿-滑石-蛇纹石（岫岩玉）-透闪石（透辉石）矿床组合
辽东著名的岫岩玉见于岫岩县北瓦沟-王家堡子-周家堡子复式向斜褶曲大石桥组二、三段之中，与菱镁矿、滑石紧密共生。向东延至凤城地区北部的蔡家堡子。在其南部东沟县合隆—长安一带的另一隆起构造中也有同类矿化，其蛇纹石称为“丹东绿”。
区内所产玉石矿，无一例外地都产在大石桥组二、三段，并且主要产于三段中-上部镁质大理岩中，与菱镁矿、滑石紧密共生。从北瓦沟玉石矿地质剖面（图3-25）可以看出，具有工业价值的玉石矿均产于白云石大理岩层中的菱镁矿（岩）之中，表明了两者密切的共生关系。菱镁岩是成矿原岩，蛇纹石是后生矿物。因此，两者是交代和转化共生关系。

图3-25 辽东岫岩县北瓦沟玉石矿区地质剖面图

（据辽宁省地矿局第七地质大队，1983）
按照矿物共生关系，可划分为三个岩矿组合：①白云石大理岩-菱镁矿；②蛇纹石大理岩-蛇纹岩-蛇纹石软玉；③透闪石大理岩-透闪透辉岩-滑石岩。这种矿床组合在北瓦沟地区稳定，在矿床上以蛇纹石软玉为主，向东过渡为以透闪岩-滑石矿床为主，如大房身滑石矿。透闪石大理岩-透闪透辉岩-滑石岩产于玉石矿层之下，有的透闪岩与玉石矿同层共生或逐渐过渡。透闪石软玉（又称老玉）是两者过渡的产物。透闪岩、透辉岩包括其过渡类型，是新型的工业矿物。透闪岩中透闪石含量可达90%以上，透辉岩中透辉石也在80%以上，最高可达98%。此类岩石中常共生有水镁石和滑石，形成小规模水镁石矿体（或水镁石透闪岩）和滑石透闪岩，质量较好的滑石岩即是滑石矿，如老爷庙滑石矿。
4.菱镁矿-滑石-斜绿泥石矿床组合
绿泥石矿体产于菱镁岩和白云石大理岩层间构造带和断裂破碎带中，如本溪连山关、大安口等滑石矿区。菱镁矿呈层状—巨厚层状产于白云石大理岩-菱镁岩中。淡斜绿泥石矿带与围岩接触处普遍受到交代作用，主要为绿泥石化，其次为滑石化。绿泥石与滑石伴生，矿石类型从滑石过渡为滑石-绿泥石型。绿泥石含量多时，使滑石品级降低，滑石矿多为II，III级品，有时绿泥石含量为主而形成绿泥石矿体。
连山关淡斜绿泥石矿体产于辽河群高家峪组、大石桥组菱镁矿大理岩和白云大理岩中。受区域构造线控制，地层倒转成单斜，局部呈小背斜及小向斜。矿区可分为三道河、小榆树沟两部分。全长2000 m，宽1000 m，由五个矿带组成，其中I，V号规模大，质量稳定。在斜绿泥石岩主矿体边部，常伴有滑石矿体，一般厚约几十厘米到2 m，最厚处在小榆树沟西，达5～6 m（吴文炳，1983）。
淡斜绿泥石矿带与围岩接触处普遍受到交代作用，主要为绿泥石化，次为滑石化。交代方式以周边交代为主，其次为裂隙式交代。此外，还有透闪石化和硅化。透闪石化主要发育在小榆树沟区，以白云石菱面体的假象嵌布在白云石大理岩中，形成透闪石白云石大理岩。尔后，又经水化被滑石所替代，透闪石很少保留下来。硅化在三道河V号矿带中比较发育，常形成硅化镁质大理岩和石英绿泥石岩。矿石呈各种色调的浅绿-浅灰-黄褐及其相间的杂色，条纹状为主，条带状、块状次之，质地致密、细腻、有滑感，硬度近于滑石，条痕白色，粉碎后滑感及白度增加。
5.白云石-海泡石矿床组合
在辽东也发现纤维状海泡石矿床赋存于镁质大理岩层中，且见有燕山期酸性侵入岩发育地段。矿体一般呈复脉型细脉带发育，单脉厚0.3～10 cm，脉带宽度2 m左右。纤维状海泡石矿脉分布于白云质大理岩组成的围岩破碎带或节理裂隙中，可观察到纵、横、斜纤维海泡石，说明含矿裂隙的多次脉动。
海泡石矿多为白色、灰白色纤维状集合体，其纤维长度1～2 cm，具绢丝光泽，质纯，吸水性强。矿石呈致密块状，海泡石含量70%～86%，质量远较沉积型海泡石矿为好。化学成分主要为 SiO253.74%，MgO 25.79%，次为 H2O＋12.44，H2O-8.84%，Al2O32.97%，FeO 0.29%，CaO 0.28%，Fe2O30.24%等（章少华等，1996）。
（二）里尔峪组含硼镁质非金属矿床成矿亚系列
该成矿亚系列分布于辽东裂谷中央凹陷带里尔峪组含硼镁质碳酸盐岩亚建造中。含矿层的顶底板均为厚度巨大的浅粒岩、变粒岩和斜长角闪岩。含矿层中富镁碳酸盐岩经常与富镁硅酸盐岩交替出现。富镁碳酸盐岩化学成分相当于白云岩、菱镁矿白云岩及白云质菱镁岩，以富镁为特征，MgO含量为25%～36%，CaO/MgO一般小于1.0。富镁硅酸盐岩如蛇纹岩、金云母岩、透闪透辉岩等其岩石化学成分相似，以富镁、硅，贫铝，含钙为特征。组成含矿建造的有关岩石类型，在空间上呈有规律的分布，在水平方向上总的演化趋势为透闪石岩—金云母岩—透辉石岩—蛇纹石岩—菱镁矿大理岩—白云石大理岩；在垂直方向上，表现为两种类型：①角闪岩—透闪透辉岩—透闪石岩—金云母岩—蛇纹岩—金云母岩—透闪石岩—透闪透辉岩—角闪岩；②白云石大理岩—蛇纹岩—白云石大理岩。这两种类型均具有以蛇纹岩为中心，上下对称的特点。此外，各岩石类型还有反复交替出现，形成“韵律构造”的特点。不同的岩石类型形成不同的矿种，从而构成了成矿系列。
该类矿床组合以产出大、中型硼矿床为特征，区别于大石桥组成矿亚系列。常见的矿床组合有以下两种形式：
1.硼镁石-菱镁矿-滑石-蛇纹石-水镁石矿床组合
矿床组合主要分布于营口、凤城、宽甸等地。硼矿和菱镁矿、白云岩原岩具热水沉积和蒸发相沉积特点。硼镁石矿体和岩层产状基本一致，一般呈似层状、透镜状产出在蛇纹石化大理岩中，典型矿床如后仙峪矿床（图3-26）（姜春潮等，1987；张景山，1994；刘敬党等，1995，1996；Jiang C.C.，1996）。

图3-26 辽东营口后仙峪硼矿床XXII＋200 勘探线地质剖面图

（据Jiang C.C.et al.，1996）
1—角闪质条纹状混合岩；2—电气黑云变粒岩；3—黑云变粒岩；4—电气石岩；5—蛇纹石化大理岩；6—蛇纹岩；7—滑石-电气石浅粒岩；8—电气石浅粒岩；9—硼矿体；10—电气石长英麻粒岩；11—伟晶岩
矿石主要组成矿物有板状硼镁石、遂安石和纤维状硼镁石及少量的硼镁铁矿和柱状硼镁石。矿石一般具变质、变形、交代成因的组构，而变余的喷气-沉积组构普遍存在，如变余层状、角砾状、结核状、条带状等构造。矿石中常见两个重要的共生矿物组合：①遂安石-板状硼镁石-镁橄榄石-菱镁矿±硼镁铁矿；②遂安石-镁橄榄石-菱铁矿-硬石膏。
与硼镁石矿体共生的菱镁矿则质量差，含量低，可供综合利用。后期热液作用产生强烈的蛇纹石化，硼酸盐矿物发生纤维硼镁石化。蛇纹石是常见的后生矿物，结晶细腻的蛇纹石可作玉石（岫岩玉）使用。滑石矿床规模较小，是菱镁矿、蛇纹石蚀变的产物。水镁石矿体常作为硼镁石矿体的底板或共生矿物出现，也可单独形成工业矿体。
在宽甸县毛甸子乡滑石岭水镁石矿区，也见到硼镁石矿与水镁石、蛇纹石的伴生（图3-27）。
2.硼镁铁矿-遂安石-菱镁矿-蛇纹石-金云母-透辉石（透闪石）矿床组合
矿床组合赋存于翁泉沟含硼岩系中，以硼镁铁矿为主，并伴生有稀土、磷、铀等多种元素，其中，硼的矿化达到超大型矿床的规模（图3-22）。
硼镁铁矿矿体呈层状、似层状及透镜状，沿一定层位可断续出现多个，并均产于富铁的蛇纹岩中，矿体与围岩呈整合接触，并与围岩同步褶皱。矿体在区内向斜构造中保持较好。矿石中变质、变形组构，如层状、条带-条纹状组构广泛发育，并有后期热液交代叠加影响。矿石典型的共生矿物组合为：磁铁矿-硼镁铁矿-遂安石-镁橄榄石-菱镁矿。

图3-27 宽甸县毛甸子乡滑石岭水镁石矿区地质剖面图

在矿体中存在不同岩性的夹层，如各种变粒岩、蛇纹岩、菱镁矿、金云透闪岩、电气透闪岩等，分别构成蛇纹石矿体、金云母矿体、菱镁矿矿体和透闪石矿体。金云母矿体的规模很小，厚度1～2m。在吉林集安地区同层位的新开河组久财源段中还有具工业意义的透辉石矿床（刘劲鸿，1985；李世鹤，1994；吕宗凯1985b）。
此外，翁泉沟硼矿床中还伴生有磷灰石矿体，还有磁铁矿、放射性元素（铀）和稀土矿化，是一个金属、非金属复合矿床。

一、非金属矿床特征

非金属矿床是在多种多样的内、外生成矿环境和条件下形成的，一些非金属矿床与金属矿床相似，是由某种成矿作用使成矿元素发生迁移富集而形成的，如硫、磷、盐类矿床等。更多的非金属矿床则是由于在一定地质条件下，某种矿物或岩石获得某些特殊的技术物理性能或化学性能而成为矿产的，如金刚石、白云母、石棉、滑石等。非金属矿床的成矿有更为复杂的特点，一些矿床由于生成条件特殊，有严格的限制，因而成矿的几率较低。有些矿床的形成对成矿环境的变化很敏感，以至在同一环境中形成的矿产会变成另一种矿产或完全不能成为矿产。例如，产于钙镁质页岩、泥质岩中的海泡石粘土矿床只在埋深浅的地段形成，到埋藏深的地方则变为镁质粘土。又如，在酸性熔结凝灰岩的一定层位中，由于温度的差异可形成叶蜡石矿床，也可能形成高岭石矿床。此外，一种非金属矿产也可以由几种不同的成矿作用形成，例如，高岭土矿床可以有热液的、风化的、沉积的以及沉积后再经热液作用形成的。

非金属矿床实际上是一些工业上能够利用的矿物和岩石，一定的非金属矿床与一定类型的岩石组合相依共存的特点极为明显，这种相依共存的关系表明矿床的形成作用与区域内的地壳发展演化是密切相关的。研究者把这种在某种地质构造环境里，在地壳演化过程中由岩浆侵入及喷出、沉积、风化残留、变质形成的岩石堆积和其中特具的非金属矿床组合叫作非金属矿床含矿建造。和金属矿床含矿建造有所不同的是非金属矿床含矿建造中矿床与岩石不一定限于是同时的和同源的成因关系，而可以是在一定构造环境内相伴出现的多种地质作用形成的相关联的产物，是这种岩石建造从形成之时起到随之而发生的多种改造的全部过程中形成的有一定规律的综合性产物。如火山喷发作用形成的凝灰质熔岩可成为珍珠岩，当其经脱酸化作用可以形成沸石，再经水解作用还可以变为膨润土矿床。

在对非金属矿床进行以上各方面研究基础上，陶维屏（1985）提出了非金属矿床成矿系列的概念，他把非金属矿床成矿系列定义为：由于成矿物质或矿化途径的相关和联系（可以是同源，也可以是不同源），在一定的构造环境中受一定的成矿作用的控制及因成矿环境的差异（为温度、压力、介质等的变化）或控制因素发生变化，在一个成矿区带内同时生成或先后顺序生成的有规律分布的几种非金属矿床的特定组合。

非金属成矿系列的研究可以使长期以来对非金属矿床偏重于单个矿物的、分散的研究工作改变为对包括矿床、含矿建造和成矿系列形成的构造环境、物质来源、成矿作用过程及它们之间相互联系的较全面系统的研究，这无疑对于非金属矿床成因认识的深化、指导各种含矿地区非金属矿床的勘查都是有益的。

二、中国非金属矿床成矿系列

陶维屏等（1985）主要以含矿建造和成矿作用作为划分非金属矿床成矿系列的依据，把中国目前已知119种非金属矿床划分为31个成矿系列（表 9-2）。这些成矿系列的形成可归属于5种形成模式，即元素组合的顺次富集、成矿微环境的改变、不同成矿物质和成矿条件的有序提供、成矿作用的规律性伴生、有关母岩的规律伴生。

表9-2 中国非金属矿床成矿系列

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承行利力： 属成矿域范围内的次级成矿区(带),它的范围受大地构造旋回的控制,成矿作用形成于一个或几个成矿旋回;发育有特定的矿化类型;成矿物质的富集主要与地球层圈间的相互作用有关;成矿作用明显受区域岩浆活动、沉积地层、变质作用的...

扶风县19632594537： 矿床成矿特点是指什么?也就是说要从哪几个方面回答,比如火山岩型矿床的成矿特点 - ？
承行利力： 成矿特点包括成矿时间、空间、构造环境、温度压力等物理化学条件、矿石结构构造上的特点等,对于火山成因矿床等内生矿床,还要考虑介质、与围岩的接触关系等. 火山成因矿床的特点有: 1、矿床位于火山岩浆构造活动带内,矿区附近有同期的火山岩、次火山岩; 2、含矿介质复杂,有岩浆、喷气、热液及火山致热的海水湖水等; 3、矿床产生于地表或地下浅处,成矿温度可从1000°C至几十度; 4、矿体受火山机构控制明显; 5、矿石矿物成分及结构构造复杂多样.

扶风县19632594537： 什么是成矿机制 - ？
承行利力： 成矿机制就是指具矿床主要成因类型. 举个例子,晋东北地区银矿床类型及成矿机制: 银矿床类型和矿床地质特征研究表明,晋东北地区银矿主要成因类型为与火山作用有关的中低温热液银矿床(包括石英脉型银矿、火山岩型银矿、(隐)爆破角砾岩型银矿),其次为接触交代矽卡岩型银矿、层控银锰矿床(包括氧化淋滤型锰银矿和铁锰帽型银锰矿).银的主要成矿期为燕山期.在沉积作用、火山-次火山热液作用和地表氧化淋滤作用条件下形成了系列银矿床.