变质矿床

变质矿床形成的条件（控矿因素）
水的来源： 在原生沉积岩和火成岩中都含有一定量的水（一般 为8～12%），它们主要以同生裂隙水、层间水、毛细 水的形式，以及各种矿物中的吸附水、胶体水、结晶 水和结构水的形式存在。 在变质成矿过程中，随着温度的不断升高，这些 水变得越来越不稳定，而从岩石中不断析出。
矿床学
所谓变质相，通常将在一定的温度、压力和
气水热液作用范围内形成的变质岩石或矿石，定义
为一个变质相。在相同变质相内岩石或矿石的物化
性质达到平衡，矿石或岩石的矿物组成可以相同， 也可以不同。因此反过来，变质矿床中不同的矿物 共生组合又可以表征不同的变质条件。
矿床学
变质矿床
变质相和变质矿床（一）接触热质成矿作用矿床学变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
1.原岩建造及其含矿性：
变质矿床是原岩、原生矿石经过变质而形成。因 此，变质成矿以前的岩石、矿石的性质在很大程度上 决定着变质以后变质矿床的特征。
矿床学
变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
例如：如果变质以前的岩 石或矿石是沉积成因的，那 么变质之后形成的变质矿床， 无论在矿体的形态、产状、 矿石组成、矿床规模都反映 了沉积矿床的特征，往往由 大理岩、石英岩、云母片岩 等副变质岩系组成。矿体本 身也为比较规则的层状、似 层状，延伸广泛，分布稳定， 矿石矿物组合也 较为单一，矿石品位稳定，含矿层也有一定层位，区域上也可以对 比。 而原岩或原生矿石如果是岩浆岩、火山岩等，则一般不具备上 述特征而显得比较复杂。
矿床学
变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
（二）外部因素—外界环境：
即指变质矿床在形成过程中所处的外界环境，这里 主要是变质矿床在形成过程中的指压力、温度、持续时 间以及气、液流体的参加与否。
1.温度：
在变质成矿过程中，温度是最重要的外界因素。温 度的提高或降低，可以决定变质成矿作用进行的方向和 速度，这就如同在实验室作化学试验一样。同时也就决 定变质成矿作用的类型。根据对变质矿物的研究表明， 变质成矿作用的温度范围较大，变化于100℃~800℃之间。
第十一章
一 二 三 四
变质矿床
变质矿床的概念 变质矿床形成的条件（控矿因素） 变质相和变质矿床 变质矿床的一般特点 变质矿床的分类 变质矿床的主要工业类型
五 六
矿床学
变质矿床
一 变质矿床的概念
变质作用和矿床
地壳内的岩石及矿床，由于所处地质环境的变 化，导致温度、压力的增高，使其矿物成分、化学 成分、物理性质和结构构造等发生不同程度的变化， 这种地质作用称为变质作用。 在变质过程中，原岩（矿石）的物质成分发生 强烈的改造和活化转移，并在新的条件下产生富集， 所形成的矿床即为变质矿床。
矿床学
变质矿床
另外，变质作用发生的地区对变质成矿作用也
有明显的制约：区域性变质作用中温度升高的原因
是深部热流的上升，地壳深部上升的热流值，不同 时期和不同地区是不一样的，前寒武纪显然较近代 为大，与区域变质作用有关的成矿在前寒武纪；古 生代以后，热流值的增高以造山带最为剧烈。
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变质矿床
三 变质相和变质矿床
变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
有人计算过：从绿片岩相变质到“干”的麻粒岩相， 可以析出6～8%的水，也就是说一立方米的岩石变质后可以 产生几十公斤的水。 体积为1 Km3 的比重为2.5的变质岩从绿片岩相变质到 麻粒岩相这可以产生几千万吨至一亿吨的变质水。
含水量 变 质 程度 water content 绿片岩相 green facies 原岩 primary rock 沉 积 岩 sedimentary rock 20~30% 基性火山岩 basic volcanic rock7.5% 3.5% 1.03% 0.35% 6% 2~!% 0.5% schist 角闪岩相 hornblendite facies 麻粒岩相 granulite facies
矿床学
变质矿床
变质矿床的概念
我们要讨论的问题是：
原先在地表、近地表 条件下形成的岩石和矿 床（如沉积岩、沉积矿 床、侵入到地表浅处的 火成岩火山岩、次火山 岩），当处于地下深处 时，又会发什么样的变 化呢？它们会在一种高 温、高压、较封闭的条 件下，发生变质作用， 形成变质岩和变质矿床。
矿床学 变质矿床
矿床学 变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
2.压力:
由于上覆岩石产生的静压力，在高压、高温状态
下，不稳定的矿物的脱水、离解作用的产生的气相压
力，以及在构造活动中的构造应力，这些压力也是控 制变质成矿作用的重要外界因素。
矿床学
变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
温度和压力的联合作用
单靠压力很难引起原岩发生明显的变化。一般说来， 温度和压力常常是在变质过程中联合起作用的，尤其
上）。在变质成矿过程中，水溶液具有许多重要的作用：
矿床学
变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
变质成矿过程中水的作用
——有许多变质作用，尤其是一些变质程度高的变质成矿 作用，就是在有水参与的情况下发生复杂的交代作用，是在有 水的环境中进行的； ——水蒸气有较高的压力，可以决定变质压力的高低，影 响变质作用的进行，决定相应的变质相的类型； ——降低变质作用的温度（在固体状态下、以及有水参加 时不一样）； ——加快变质作用的速度； ——增强矿物的结晶能力； ——可以有效地溶解、萃取部分物质，进行有选择的转移。 例如在含铁石英岩的变质过程中，由于原岩中K、Na等物质的析 出，而使水溶液具有碱性，因而有利于二氧化硅的溶解析出， 结果使铁质留下，在原地形成铁矿。 矿床学 变质矿床
矿床学 变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
很显然，变质作用的温度不同，变质相也不同，所 形成的变质矿床的类型也不同。变质温度的升高，使原 生或原生矿石中的矿物发生重结晶，这样，就可能使原 来不具有工业价值的非晶质、隐晶质物质通过原子的重 新排列、组合形成可被工业利用的结晶矿物。 最典型的例子是炭质的岩石经过中—高级的角闪石 相变质作用的改造可结晶形成石墨矿床。我国山东南墅 石墨矿床即为原始含炭建造经辉石角闪石相变质重结晶 的产物。 此外，还有富铝质岩石的浅变质重结晶形成刚玉、 蓝晶石矿床等。
矿床学 变质矿床
变质矿床的概念
2.变质成矿作用的三个普遍性质
⑴形成原因：内因是原岩或原生矿床；外因是时间、 温度、压力，有时有流体溶液。 ⑵上述三大类变质成矿作用，除“接触热变质”外， 其余两大类主要形成于较古老的地层中，尤其是前寒武 纪变质岩地层中。 ⑶变质成矿作用的能量来自地球内部 ，因此变质成矿 作用实质上是一种内生成矿作用
变质矿床的概念
1.变质作用与变质矿床
我们在矿床学中讨论的“变质作用”，主要指 “接 触变质作用” 、“区域变质作用”,“混合岩化作用” 三大类，以及相对应的变质矿床。 而不包括岩浆的 “岩浆气水热液接触带变质作用”、 “自变质作用”等，这些相应的作用和矿床，已在前面 “岩浆矿床”和“矽卡岩矿床”中讲了。
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变质相和变质矿床 （二）区域变质成矿作用和混合岩化变质 成矿作用
区域变质成矿作用是在相对高的温度、压力条
件下形成的；
混合岩化成矿作用往往是区域变质成矿作用的 最高阶段。这时候，常常伴随有变质流体的参与， 而这种成矿作用是温度和压力联合发挥作用。
矿床学
变质矿床
变质相和变质矿床
1.区域变质相
矿床学 变质矿床
3）混合岩化成矿作用 概念—— 区域变质作用后期的气液和重熔熔浆， 渗透到变质岩中，以交代方式带入 Na2O 、 K2O 、 SiO2、带出FeO、MgO、CaO等组份，使变质岩的成 分发生不断地变化，在向接近于花岗质岩石的方 向发展，形成各类混合岩和花岗质岩类过程中， 由于强烈的交代作用使一部分成矿物质发生迁移 和富集，这种作用称之为混合岩化成矿作用。 矿床：片麻岩中的石墨、磷灰石、白云母和刚玉 矿床，角闪片麻岩中的独居石、金红石矿床等。
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变质矿床
根据地质环境和成矿特点，可分为接触变质成矿 作用、区域变质成矿作用和混合岩化成矿作用三类。 1）接触变质成矿作用 发生在侵入体和围岩的接触带附近，由于岩浆侵 入引起围岩温度升高，使围岩的矿物发生重结晶、组 份重新组合，有用组份达到工业要求而形成矿床。这 类矿床称之为接触变质矿床。 矿产资源：非金属为主（如大理岩、石墨等） ; 少量 金属矿产，（如接触变质交代磁铁矿矿床等）。
是对于某些同质多形的变质矿物来说，这种联合作用
显得更为重要。如在变质岩中的二氧化硅和三氧化二 铝同质多相变质矿物：Al2O3+SiO2_——Al2SiO5 高温中压——蓝晶石； 中温中压——红柱石；
高温高压——矽线石；
矿床学 变质矿床
变质矿床形成的条件（控矿因素）
3.变质流体：
在变质过程中形成的流体，主要有水溶液以及二氧 化碳、氧、氢、硫化氢、甲烷和气液态烷烃等。这些流体 物质化学性质活泼，易迁移又具有较高的温度压力，因此 在变质成矿过程中是一种重要的成矿物质。 在变质流体中，水溶液往往占很大比例（如在95%以
（1）沸石相： 形成温度100—350℃，压力＜3000kg/cm2,主要 矿物有石英、钠长石、沸石、绿泥石、绿纤石。相应 的矿产有产于沸石-绿泥石组合中的自然铜矿床。如 美国苏比利尔湖自然铜矿床，我国甘肃的镜铁山铁矿。
矿床学 变质矿床
二 变质矿床形成的条件（控矿因素） （一）内部因素——原岩或原生矿石：
即指原生岩石或原生矿石本身已具有的性质，
例如他们的化学成分、矿物组成、矿物的物化性质 （晶格类型、结晶格架的离子密度）、岩石或矿石 的组构、热容量、导热性等。 这些是变质矿床形成的物质基础，是变质矿床
的形成及矿床类型的先决条件。