什麼叫工業礦床類型

① 礦床類型

金剛石礦床按其成因可以分為3類：內生礦床（原生礦床）即岩漿礦床-金伯利岩型礦床和鉀鎂煌斑岩型礦床、變質礦床和外生礦床即各種砂礦。

一、金伯利岩型金剛石礦床

（一）含礦岩體的形態、產狀和規模

具工業價值的含金剛石岩體以管（筒）狀為主，約佔90%左右；少量岩體呈岩脈（牆），只有不多的國家開采此類岩體，如中國。各種岩體都受斷裂控制，與圍岩界線清楚。岩管常成帶展布，成群出現，如南非以金伯利城為中心，周圍有15個金伯利岩管和一系列岩脈分布。

岩管在平面上多呈圓形，橢圓形和不規則等軸狀、啞鈴狀、串珠狀等；在剖面上多呈漏斗狀和上大下小的柱狀。岩管產狀一般陡立，傾角多為70°～90°，有的岩管地表傾角較緩（40°～60°），向下逐漸變陡。其水平截面面積隨深度的增大而逐漸減小，往深處變窄過渡為岩脈。

一般認為，爆發型岩管分布在隱伏裂隙之上或位於隱伏裂隙的交叉處，可以看到岩管在深部位於隱伏岩脈的交叉點上，故認為岩管是岩脈在有利構造部位的膨脹部分。岩管的形態、產狀都明顯受斷裂和節理裂隙控制。

岩管不但形態各異，規模也相差很大。地表出露面積最大的岩管如坦尚尼亞的「姆瓦堆岩管」達1650m×1150m，小的只有15m×10m，一般直徑為50～300m。具工業價值的岩管規模往往較大，如盛產金剛石的「姆瓦堆」岩管、波札那的「歐拉帕」岩管（112×10⁴m²）、南非的「普列米爾」（880m×550m）和「金伯利」岩管（300m×150m）、前蘇聯雅庫特的「閃光」（573m×532m）和「和平」岩管（490m×320m）等都是規模較大的岩管。岩管向下延伸的深度各不相同，有的深達2～3km，如扎伊爾的「巴克萬加」和南非的「金伯利」岩管延深都在1000m以上；有的延深較淺，在幾十米或幾百米內即轉變為脈狀。我國現已發現的岩管，大者一般延深五、六百米以上，小者一般延深幾十米即變為脈體。

總之，岩管的產出與形態、產狀、大小的變化主要受同期活動的斷裂構造系控制。岩管主要產於斷裂交匯的薄弱地帶，尤其是壓扭性斷裂與張性斷裂直交的部位更為有利，這些地帶往往成為岩漿侵入和爆發的中心。

（二）金伯利岩管的機構、岩相特徵

金伯利岩管是岩漿侵入-噴發活動的產物。一個完整的未經剝蝕的金伯利岩管，從上而下可以劃分出3個岩相：

1.火山口相

由火山錐和火山口湖組成，其中火山錐由凝灰質金伯利岩和熔岩組成。一般金伯利熔岩很少見，僅見於坦尚尼亞。火山口邊部主要由金伯利集塊岩、角礫岩及圍岩碎屑組成，該火山-沉積相含金剛石貧或不穩定；向內為經過流水搬運的金伯利角礫岩和沉凝灰岩，該岩相含金剛石最富；火山口湖中心為含凝灰質的砂、頁岩及礫岩互層，該岩相含金剛石最貧。這種保存較好的火山岩相帶見於坦尚尼亞的姆瓦堆和南非波札那的奧拉帕岩管。

2.火山道相

火山口相向下急速收縮為漏斗狀、產狀陡的火山道，主要由金伯利凝灰岩、金伯利角礫岩、球狀金伯利岩及含圍岩碎屑的金伯利岩等岩石組成。在火山通道的上部還分布著圍岩岩塊（大小可達50～300m）；火山道相內可見金伯利岩漿多次噴發和侵入的特點。該岩相中含金剛石最富，儲量大，是開採金剛石最主要的對象。

3.根部相

金伯利岩火山道向下逐漸變細，隨著深度增加，其形態逐漸復雜，岩管膨大或縮小。根部相的下部一般為岩脈或交叉脈，形態受圍岩節理或斷裂系統控制。其明顯的特徵是含大量圍岩碎屑。碎屑具稜角狀，彼此堆積緊密，未發生明顯位移，系岩漿上侵時強烈破碎所致。碎屑岩帶寬度及垂直延深都可達幾十米。

根部相岩石主要為斑狀金伯利岩，次為含圍岩碎屑的金伯利岩。圍岩捕虜體可發生強烈的蛇紋石化、透輝石化、碳酸鹽化及熱變質。根部岩體也具多次侵入的復式岩體的特點，說明金伯利岩漿活動過程中，深部岩漿分異作用不斷進行。從含礦性角度，岩管的根部相比火山道相含礦較貧一些，但也有重要開采價值。

董振信（1994）研究山東勝利1號岩管後，確定現出露部位相當根部相，並以此恢復了該岩管的理想機構模式（圖2-4）。

我國山東、遼寧等地的金伯利岩都遭受強烈的剝蝕作用，剝蝕深度達1000～1200m，岩管的火山口相及大部分火山道相都被剝蝕。在尋找金剛石礦床時，正確判別金伯利岩的岩相，將有利於評價岩管的工業價值。

（三）含礦岩體與其他岩漿岩的關系

金伯利岩周圍常有其他一些基性、超基性岩、煌斑岩、鹼性岩、碳酸鹽岩等，它們多呈岩脈、岩床及火山熔岩產出。在空間上分布於金伯利岩發育地區的外圍或金伯利岩的延伸帶上，或金伯利岩的發育區內，有的甚至與金伯利岩相互穿切，如我國貴州、湖北等地金伯利岩和煌斑岩密切共生。金伯利岩的含礦性與其他岩體的關系尚不清楚，需進一步研究。

圖2-4 山東勝利1號岩管理想機構模式

（據董振信，1994）

（四）金伯利岩的含礦性及金剛石在岩體中的分布

金伯利岩中的金剛石含量一般為10^-2～10克拉/m³，個別可達10～20克拉/m³，最富的礦石平均含量也不超過0.00004%。金剛石的分布極不均勻，同一岩體中品位可相差幾十倍。根據含量品級，劃分出高（0.5克拉/m³以上）、中（0.01～0.5克拉/m³）、低（＜0.01克拉/m³）和不含金剛石等4類金伯利岩區。不同的金伯利岩區，不僅金剛石含量有差別，質量也大不相同。

金剛石顆粒既可呈粗粒的斑晶，也可呈細粒的基質，一般後者自形程度較高。同一岩體產出的金剛石常是多世代形成的，早期的常有溶蝕現象，多呈粒度粗大的渾圓狀斑晶，以曲面菱形十二面體為主，常包裹高鎂低鐵的橄欖石、富鉻鎂鋁榴石、富鉻低鋁鉻鐵礦和鉻透輝石等礦物；晚期金剛石顆粒較小，無溶蝕，多為自形的八面體，其中有的具金雲母、磁鐵礦、磷灰石、鋯石和氣液包體。不同世代的金剛石在形成時代、形成環境方面差別都很懸殊。

非洲有工業價值的金伯利岩集中分布在南非、扎伊爾、坦尚尼亞、獅子山、賴比瑞亞等地區，其他地區也發現不少金伯利岩，但一般不含或少含金剛石，屬於3～4類地區。南非的金伯利岩中金剛石品位變化在0.025～20.6克拉/m³范圍，有工業價值的岩管平均品位為0.35～0.8克拉/m³。金剛石形態復雜，在南非「普列米爾」岩管中多達1000多種，一般以八面體為主，次為曲面菱形十二面體；顏色以淺黃色、無色、白色為主，次為褐色、淺綠色和灰黑色；金剛石顆粒較大，平均粒徑大於1mm的晶體，重量多在1克拉左右。大於1克拉的晶體佔25%～65%，100克拉以上的金剛石常見，世界上最大的金剛石「庫利南」重3025.75克拉發現於此岩管。金剛石的質量較差，裂隙和包體發育，碎片很多，約佔70%以上。

我國山東蒙陰地區金剛石礦床品位0.0143～5.79克拉/m³，品位變化大而且不均勻；金剛石顏色以無色、微黃色、淺棕色為主；晶體形態有以八面體為主的，有的以曲面菱形十二面體為主。顆粒輕重懸殊，從10^-3～119克拉，顆粒的平均重量為0.0004～0.0017克拉/粒；岩管內金剛石粒度分布有上粗下細的變化趨勢；完整度差，原生碎塊較多，並與粒度大小成反相關關系；晶體中包體多，主要有石墨、橄欖石，其次為鉻鐵礦、鎂鋁榴石等；晶體表面蝕象有穴沖凹坑、鱗片狀凸起、多邊形凹坑。該區金伯利岩體一般都含金剛石，多數岩體含量較高，屬含金剛石的二類地區，在該區發現有較富的原生礦床。

（五）工業意義

金伯利岩型是極重要的原生金剛石礦床類型，在澳大利亞鉀鎂煌斑岩型金剛石礦床發現以前，它是唯一類型。據1986年統計，世界五大金剛石生產國家即澳大利亞、扎伊爾、波札那、前蘇聯和南非年產量均在1000克拉以上。這些國家的儲量佔世界86.16%，產量佔94.75%。目前世界產量高、儲量大、寶石級比例大的礦山是南非的「普列米爾」礦山，其已生產金剛石7800萬克拉以上，其中寶石級達50%～60%。目前我國開采這類礦床僅有山東蒙陰和遼寧復縣地區。

二、鉀鎂煌斑岩型金剛石礦床

近十年來，在西澳發現一種重要的金剛石礦床，即鉀鎂煌斑岩型金剛石礦床。其特點與金伯利岩型明顯不同，是一種新的類型。

（一）地質構造背景

鉀鎂煌斑岩體多產於前寒武紀克拉通邊緣活動帶內或克拉通相毗鄰的時代相對年輕盆地中。岩體侵位較淺，最大深度約300～1600m，而與金伯利岩體侵位深度大，明顯不同。

（二）含礦岩體產狀和規模

含金剛石鉀鎂煌斑岩常成群出現，其中所含金剛石差別較大，具有工業意義的岩體一般很少。含礦岩體常為管狀，澳大利亞阿蓋爾湖地區最大的岩管在地表的形態呈不規則帶狀，呈北北東 南南西向延展，似一岩牆，長軸約1600m，短軸200～600m，延深可達1600m，岩管產狀陡，傾角60°～90°。

（三）鉀鎂煌斑岩管機制

西澳阿蓋爾中元古代鉀鎂煌斑岩AK-1岩管，從地表至深部由3個帶組成（圖2-5），各帶特點如下：

火山口帶：是岩管主體，為扁平狀，主要由火山碎屑岩，碎屑鉀鎂煌斑岩及鉀鎂煌斑岩熔岩組成。有分帶性，火山碎屑岩形成火山環及火山口邊緣帶，向內為鉀鎂煌斑碎屑岩及熔岩。熔岩具有不同的產狀和不同的侵位時間。

圖2-5 含金剛石鉀鎂煌斑岩岩管形成模式

（據王仲會，1998）

火山道帶：火山口向下與細小的火山道相連，火山道為漏斗狀，邊緣平直，傾角在80°左右。鉀鎂煌斑岩岩管不及金伯利岩岩管發育。火山道由火山碎屑岩和岩漿型鉀鎂煌斑岩組成。其內常保留火山口相的碎屑岩殘塊、各種角礫岩及早期脈岩的殘跡。火山道內也發育晚期鉀鎂煌斑岩岩脈和岩床。

火山道根部帶：這一岩帶受揭露深度限制，尚不完全清楚，初步查明火山道相之下為淺成相鉀鎂煌斑岩，其特點是發育各期脈岩，並相互穿插，關系復雜。

關於鉀鎂煌斑岩岩管的成因，一般推測是由深部上升的岩漿和圍岩中的地下水作用產生的岩漿蒸氣的爆發活動形成的。

據已有資料，在眾多的鉀鎂煌斑岩中，以橄欖石鉀鎂煌斑岩的含礦性為好，白榴石鉀鎂煌斑岩中金剛石含量較低（王仲會，1998）。實驗證明，橄欖鉀鎂煌斑岩漿形成時壓力為4.5～5.5 GPa，溫度為1250～1300℃，這與石墨-金剛石的轉化條件（壓力為5.1～5.2 GPa，溫度為1250～1300℃）吻合；而白榴石鉀鎂煌斑岩漿形成的壓力在2 GPa以內。由此可見，壓力是控制岩漿結晶組分的主要因素。

（四）鉀鎂煌斑岩的含礦性及金剛石在岩體中的分布

與金伯利岩型金剛石礦床不同，鉀鎂煌斑岩型金剛石礦床的金剛石主要分布於火山口相各種岩石中，以火山碎屑岩中金剛石含量最高，並呈捕虜晶的形式存在。西澳阿蓋爾AK-1岩管中，礦石平均品位由6.1～6.8克拉/t，是工業開采對象，寶石級金剛石僅佔5%。西澳埃倫代爾的4號、9號岩管，礦石品位分別為0.14克拉/t和0.05克拉/t，但寶石金剛石含量佔60%。

（五）工業意義

開展鉀鎂煌斑岩型金剛石礦床的評價工作至今，只有西澳阿蓋爾地區的AK-1岩管和印度馬加旺岩筒具有工業價值。AK-1岩管不僅規模大，而且品位高，是當今世界上新發現的最富的大型金剛石礦床類型。世界其他地區的鉀鎂煌斑岩均無工業價值，原因可能與研究程度不夠有關。我國揚子克拉通內的貴州、湖南、湖北、川西已發現4個鉀鎂煌斑岩 超鉀鎂煌斑岩區，有的岩區的鉀鎂煌斑岩人工重砂中找到金剛石，但尚未發現工業礦床。

三、變質（岩）型微粒金剛石礦床

1980年在哈薩克北部科克切塔夫地塊前寒武紀變質雜岩體中發現的微粒金剛石礦床，以庫姆德利爾礦床為代表。它不同於上述兩種礦床，是一種特殊的類型。

地塊基底由古元古代變質沉積岩組成，礦床圍岩為鈣硅酸鹽岩、石榴黑雲片麻岩、黑雲片麻岩、混合岩等，其中夾有石香腸狀榴輝岩，這些岩石所受變質作用屬角閃岩相。變質岩層還遭受韌性-脆性剪切變形作用，內部出現一些變形帶，並相伴發生蝕變作用，使復雜的變形構造帶內產有退變質礦物（綠泥石、絹雲母、白雲母等）及石墨、硫化物等，這種蝕變的構造變形帶常構成含金剛石的礦帶。

金剛石礦體在含礦帶內呈透鏡狀或似層狀，規模和品位變化較大，最高品位幾十克拉/噸。石墨和硫化物高含量的蝕變岩是富含金剛石的標志。

金剛石的粒度范圍為0.01～1mm，以20～50μm的顆粒為主。顏色為黃綠色。晶體形態變化大，有立方體、八面體、骸晶（玫瑰花狀）、球狀晶體等。呈包體產於破裂的石榴子石顆粒間，以及由綠泥石-絹雲母或綠泥石 碳酸鹽集合體的粒間孔隙內，金剛石常同石墨形成集合體。

蝕變的石墨片麻岩δ¹³C為-19.8‰～-25.5‰，平均為-22.4‰（10個樣品），輝石-碳質岩石的δ¹³C平均為-16‰（2個樣品）；蝕變的石墨片岩中金剛石的δ¹³C為-16.5‰～-17.5‰，平均為-17‰（3個樣品）；輝石-碳酸鹽岩石中的金剛石的δ¹³C為-10.6‰～-12.4‰，平均為-11.6‰（3個樣品）。上述資料與金伯利岩型金剛石（δ¹³C值為-1‰～-10‰）相比，庫姆德科爾礦床的金剛石具較輕的同位素成分，說明它們有不同的碳質來源。

上述金剛石與變質岩內變形構造帶中的蝕變岩有密切關系，構造帶以外的變質岩不含金剛石，說明構造帶內變質雜岩中高度聚集CO₂、CH₄及其他烴類，金剛石可能在中等p-t條件下從烴類流體的氣相中結晶出來，金剛石形成的氧化還原過程，可按下述反應之一進行；2CO＞C（d）+CO₂、CO+H₂＞C（d）+H₂O、CO+CH₄＞C（d）+2H₂O。

產在層狀變質岩內的微晶金剛石是不能用地幔捕虜晶學說所能解釋。這種新成因類型的發現，說明金剛石結晶的地質條件變化范圍很寬，深入研究有可能為我們提出新的找礦方向。近來在蒙古烏蘭巴托地區元古宙變質岩中也發現了變質成因的金剛石。因此，這類礦床的研究應引起充分的重視。

四、金剛石砂礦床

金剛石的開采史是從金剛石砂礦開始的。在未發現原生礦之前，所有金剛石都來自砂礦。至今砂礦仍是金剛石的主要來源。我國也是首先從中南和華北等地的砂礦勘探開始的，至今仍在開采。

金剛石砂礦是原生礦床經外營力作用解體後，金剛石脫離母岩，在原地或經搬運，在適當的地質條件下堆積而成。砂礦床中的金剛石有相當一部分是寶石級的，並且分布廣、易采、易選、投資少見效快，往往在開采中可綜合回收金、鉑、鋯石和錫石等資源。當今金剛石砂礦仍佔世界總產量的3/4左右。

按形成時代可將金剛石砂礦劃分為前第四紀砂礦（古砂礦）和第四紀砂礦兩大類，後者是分布廣、工業意義最大。按成因有：殘積、坡積、河流沖積、濱海沉積、冰川冰水沉積、風力堆積等，幾乎各種外營力都能形成砂礦床。但分布廣、工業值較大的則是河流沖積砂礦、濱海砂礦和殘坡積砂礦。加強這類礦床的研究和找礦工作十分重要。它們既是直接金剛石資源，又是找原生礦的重要線索。

② 　礦床類型劃分

金屬礦床的分類標准與分類方案較多，如礦床的成因分類、含礦建造分類、賦礦圍岩分類、礦質來源分類、礦體形態分類、礦石構造分類、礦石成分分類與礦床工業分類等（袁見齊等，1979；朱奉三，1982;R.W.Boyle,1979）。本書主要據特徵性賦礦圍岩與礦石成分，結合礦床成因，進行礦床類型劃分；將燕山陸內造山帶金礦床劃分為9種類型，銀（多金屬）礦床劃分為2種類型，鉛鋅礦床劃分為4種類型，銅礦床劃分為3種類型，鉬礦床劃分為4種類型。燕山造山帶賦礦圍岩類型繁多，時代各異，一些礦床對賦礦圍岩的岩性選擇性較差，如表2-1所示，因此一般的賦礦圍岩對區分礦床類型意義不大。但有部分賦礦圍岩，如鹼性岩、火山岩、礫岩、斑岩、夕卡岩等，與礦床成因存在一定聯系，對礦床分類有重要意義，稱之為特徵性賦礦圍岩，這類圍岩可作為礦床分類的重要標志之一。

一、燕山陸內造山帶主要金礦床類型

（1）岩漿熱液成因石英脈型金礦（簡稱為石英脈型金礦），如水泉金礦、華尖金礦、峪耳崖金礦、小營盤金礦、茅山金礦、山家灣子金礦、紅花溝金礦、東坪金礦、金廠峪金礦等。

（2）岩漿熱液成因蝕變岩型金礦（簡稱為蝕變岩型金礦），如後溝金礦、高家店金礦、窪子店金礦等。

（3）火山-次火山岩型金礦，如二道溝金礦、紅石金礦、奈林溝金礦、小五台山金礦等。

（4）韌性剪切型金礦，典型實例為排山樓金礦。

（5）變質熱液成因金礦，如半壁山金礦、苗杖子金礦等。

（6）古礫岩型金礦化，如冀東古元古代朱杖子群含金古礫岩系、中元古代長城群底部含金古礫岩層，均發育有這類金礦化。

（7）斑岩型金礦，如對面溝金銅礦、樓上金礦等。

（8）鹼性岩型金礦，如東坪金礦、中山溝金礦等。

（9）「長城型」金礦（陸松年，1997），如小馬坪金礦、軍屯金礦等。

後兩種金礦實際上不是獨立的金礦床類型，都屬於岩漿熱液成因石英脈型金礦這一大類，僅僅是賦礦圍岩與其它石英脈型金礦有所不同。如分布於冀北鹼性岩內的東坪金礦、中山溝金礦，雖然被稱為鹼性岩型金礦，但與冀北小營盤金礦、冀東茅山與華尖金礦、赤峰紅花溝與金廠溝梁金礦等石英脈型金礦床相比，在礦石結構構造、礦石成分、成礦時代、成礦階段、控礦因素、礦床成因等方面，都相同或相近。所謂「分布於長城沿線」的小馬坪金礦、軍屯金礦等「長城型」金礦，實際上並不是什麼金礦新類型，分布范圍也不僅僅限於長城沿線，在遠離長城的山家灣子、白廟子、唐杖子等地區的中新元古界碳酸鹽岩-碎屑岩系內均有分布，而且其礦床地質特徵、成礦時代、控礦因素、礦床成因都類似於華尖金礦、茅山金礦等其它石英脈型金礦床。因此，在以後的討論與分析中，不將鹼性岩型金礦與「長城型」金礦單列出來剖析，而將它們劃歸為石英脈型金礦。

表2-1燕山陸內造山帶金、銀、多金屬礦床賦礦圍岩對比表

二、燕山陸內造山帶主要銀-多金屬礦床類型

（1）岩漿熱液成因脈型銀礦（簡稱為脈型銀礦），如豐寧銀礦、東山銀礦、姑子溝銀礦、梁家溝銀礦等。

（2）火山-次火山岩型銀礦，如滿漢土-小扣花營銀礦。

三、燕山陸內造山帶主要銅礦床類型

（1）夕卡岩型銅礦，如壽王墳銅礦、小寺溝銅礦等。

（2）硫化物石英脈型銅礦，如東荒峪銅礦、謝杖子銅礦點。

（3）火山熱液型銅礦，如將軍關銅礦、翟庄銅礦等。

四、燕山陸內造山帶主要鉛鋅礦床類型

（1）沉積層狀鉛鋅礦，如高板河鉛鋅礦、沙窩店鉛鋅礦等。

（2）夕卡岩型鉛鋅礦，如八家子鉛鋅礦、口前鋅銅鉬礦等。

（3）岩漿熱液成因石英脈型鉛鋅礦（簡稱為脈型鉛鋅礦），如蔡家營鉛鋅銀金礦、青羊溝鉛鋅礦等。

（4）變質熱液成因脈狀鉛鋅礦，如業家墳鉛鋅礦點。

五、燕山陸內造山帶主要鉬礦床類型

（1）夕卡岩型鉬礦，如北松樹卯鉬礦、剛屯鉬礦、莫古峪銅鉬礦等。

（2）斑岩型鉬礦，如蘭家溝鉬礦、大庄科鉬礦、肖家營子鉬礦等。

（3）硫化物石英大脈型鉬礦（簡稱為大脈型鉬礦），如舊門鉬礦、嶺前部分鉬礦體、撒岱溝門鉬礦等。

（4）隱爆角礫岩型鉬礦，如大庄科鉬礦、董家溝鉬礦等。

此外，燕山地區尚存在一些過渡類型礦化與不同期次、不同類型礦化疊加所形成的復合型礦床，如金廠溝梁金礦、撰山子金礦區存在一些特點介於石英脈型與蝕變岩型礦化之間的過渡型礦化；嶺前鉬礦早期夕卡岩型鉬礦化與晚期脈型鉬礦化空間上疊加在一起構成復合型礦化。在這些情況下，本文據主要礦化類型對礦床進行歸類。

這里需要說明的是，本文所指「岩漿熱液」是個廣義的概念，包括岩漿期後熱液與由於岩漿活動的熱力作用而使地表水、地下水溫度升高所造成的熱液。

已發現的礦床中，金礦以石英脈型、蝕變岩型、火山-次火山岩型與韌性剪切型金礦為主；銀礦以脈型銀礦為主；銅礦以夕卡岩型銅礦為主，鉛鋅礦以沉積層狀鉛鋅礦、脈型鉛鋅礦及夕卡岩型鉛鋅礦為主；其他類型的金、銀、鉛鋅、銅礦化不佔主導地位。

③ 礦床類型

一、鎂質碳酸鹽岩中的變質沉積型菱鎂礦礦床

這類礦床主要產於前寒武紀白雲質大理岩、變質白雲岩中。礦床常沿一定層位呈帶狀分布，延長可達數十至百餘千米，構成巨大的礦帶。礦體多呈層狀、透鏡狀，一般長幾百米至幾千米，厚幾米至幾十米。礦體與圍岩的接觸界線平直、清楚，有的地方也可能呈漸變過渡關系。礦體中常有白雲石大理岩、變質白雲岩、千枚岩等的夾層。層狀礦體中經常可見到變余原生沉積構造，如層理、紋層、交錯層理、雹痕、波痕、泥裂、結核等構造，還可見到變餘生物構造，如疊層石等。礦石的礦物成分主要為菱鎂礦，含量一般在80%以上，其次為白雲石、石英、方柱石（假象）、石墨、粘土礦物、黃鐵礦等，礦體為晚期脈岩切割時，在接觸處白雲岩或菱鎂礦中見有滑石、蛇紋石、透閃石、水鎂石、綠泥石、磁鐵礦、水菱鎂礦、黃鐵礦等礦物出現。礦石中菱鎂礦呈白、灰白色、肉紅色等，具粒狀變晶結構，顆粒直徑幾毫米到幾厘米。礦石質量較好，MgO含量一般在35%以上；礦石儲量可達數百萬噸，多大型礦床，一個礦帶內可有數億噸菱鎂礦儲量。此類礦床是最重要的菱鎂礦床類型。

這類礦床的成因過去爭論較多；表現在成礦作用上，是後生熱液交代的，還是同生沉積的；在鎂的來源上，是岩漿結晶分異所形成的富鎂岩漿熱液或是富鎂混合岩化熱液，或是來自儲積於海洋中的鎂鹽。幾十年的討論，推動了研究的進展。由於近代海水鹽類沉積成礦實驗的研究，礦石同位素的研究，特別是深入開展了野外礦床地質的研究，大家多趨向於認為像中國東北、俄羅斯薩特金菱鎂礦床是由沉積作用形成的。它們是在乾熱氣候條件下，潟湖盆地的一種化學沉積物。後期受區域變質作用的改造，同時形成了與菱鎂礦共生的各種礦物。

我國遼寧海城-大石橋菱鎂礦礦床是這類型的典型礦床（圖4-2），特點如下。

1.礦區地層

礦區位於元古宙裂谷海槽內，其西北部是太古宙克拉通，東南由元古宙遼河群變質岩系所組成。礦區內主要分布的是遼河群大石橋組，該組地層由上而下分為3段：①下段的下部為絹雲石英片岩、黑雲片岩、千枚岩，上部為條帶狀大理岩，厚度大於1950m；②中段為雲母片岩、十字石、矽線石雲母石英片岩夾白雲石大理岩，厚度大於850m；③上段為菱鎂礦岩、白雲石大理岩夾千枚岩，厚度大於3000m。

2.菱鎂礦礦床

產於大石橋組上段，由一套鎂質碳酸鹽岩組成，應代表富鎂碳酸鹽岩沉積建造，菱鎂礦礦層是建造中重要岩石類型。菱鎂礦體呈層狀、具有一定的層位，沿走向方向延伸穩定，延長四十多公里。由楊家甸子、下房身、金家堡子、鏵子峪、青山懷、聖水寺等幾個大型優質菱鎂礦床組成。工業礦體依品位圈定，礦體與圍岩無明顯界線。各礦體沿走向構成礦帶，礦帶內可分為3層礦，沿走向基本相連（圖4-2）。

圖4-2 遼寧省大石橋-海城菱鎂礦礦床區域地質圖

（據朱國林，1984）

1—第四系；2—蓋平組雲母片岩、千枚岩；3—大石橋組三段白雲石大理岩；4—大石橋組二段石榴矽線雲母片岩夾條帶狀白雲石大理岩；5—大石橋組一段深灰色千枚岩、條帶狀大理岩夾變質凝灰岩；6—浪子山組變粒岩、白雲二長片岩、石英二雲母片岩；7—菱鎂礦（包括部分的菱鎂岩）；8—滑石礦帶；9—花崗岩；10—黑雲母混合岩、角閃石混合岩；11—中 基性脈岩；12—侵入地質界線；13—斷層

下部礦體主要由條帶狀菱鎂礦與白雲石大理岩互層，夾白雲質千枚岩，含碳較高，底部有同生礫岩層。

中部礦體以優質菱鎂礦為主，品位高，厚度大，礦石重結晶明顯，以粗晶、巨晶為主，中間夾幾米厚含碳較高的礦層，具微層理、斜層理。

上部礦體主要由菱鎂礦、硅質白雲石大理岩夾千枚岩組成，常見菱鎂礦與白雲石大理岩在橫向上的相變。

在上述3個礦層中經常可見到千枚岩、碳質板岩的夾層，產狀與菱鎂礦層一致，延伸穩定，接觸界線清楚，互層現象明顯，應代表沉積韻律構造（圖4-3）。

圖4-3 金家堡子菱鎂礦礦床1200線礦體地質剖面圖

（據下房身鎂礦地測科，1980）

1—第四系；2—石英雲母片岩；3—千枚岩；4—滑石化千枚岩；5—白雲石大理岩；6—一級品菱鎂礦礦體；7—二級品菱鎂礦礦體；8—三級品菱鎂礦礦體；9—零級品菱鎂礦礦體；10—破碎帶；11—鑽孔；12—露天開采台階

除3個主要礦層外，在礦層的頂底板岩層中，尚有小礦體存在。呈透鏡狀、扁豆狀、似層狀分布於白雲石大理岩中，礦體規模較小，一般長約50～250m，厚度為5～15m，產狀與圍岩一致。

3.礦石成分與結構

礦石中主要組成礦物為菱鎂礦（含量87%～97%），其次為白雲石、含鐵菱鎂礦、菱錳礦、滑石、透閃石、方柱石（假象）、直閃石、石英、碳質物及黃鐵礦等。有時滑石沿構造裂隙分布富集時，可構成滑石工業礦床。礦石中MgO含量為35%～48%，CaO為0.1%～8%，SiO₂為0.2%～8%，Al₂O₃為0.01%～5.12%，Fe₂O₃為0.11%～2.40%，燒失量49‰～51‰。其中下房身礦床的礦石分為1～5 級，礦石中主要化學成分：MgO為47.06%～45.26%、CaO為0.55%～2.41%、SiO₂為0.38%～0.68%、燒失量51‰～51.76‰等。

菱鎂礦以白色、淺肉紅色為主，其次為灰白色、灰色、淡黃色等。菱鎂礦礦石具粒狀變晶結構，晶體大小一般為0.3～2cm，小者不到0.1cm，所以礦石可具細粒 粗粒變晶結構。在顯微鏡下檢查，菱鎂礦晶體之間均呈緊密鑲嵌接觸關系。礦石的結構反映了菱鎂礦晶體重結晶現象明顯，應與礦石受區域變質作用有關。

在礦石中變余的沉積構造較為發育（圖4-4），包括變余層面構造，如乾裂、雹痕、波痕、同生角礫；變余層理構造，如條帶狀、層紋狀、交錯層理；變餘生物構造，如變余疊層石（聚環藻、彈狀藻、南羅藻）等構造，說明原始菱鎂礦礦石具有明顯的沉積構造。而且沉積時海水很淺，時而露出水面。菱鎂礦組成藻疊層石的出現，也說明處於淺而溫暖的環境。這些與上節所推測菱鎂礦形成於較淺的潟湖相的古地理環境是一致的。此外，還可見到一些菱鎂礦細脈切穿圍岩（如白雲大理岩）層理，礦脈受構造裂隙控制。脈中菱鎂礦結晶粗大，有的粒徑在幾厘米以上。紅色礦脈也可以穿切早期的白色菱鎂礦層。這些礦脈應與變質熱液作用有關。

4.礦石的稀土元素與碳、氧同位素組成

不同層位的菱鎂礦礦石，礦層中的千枚岩夾層、白雲石大理岩及礦層下部圍岩雲母片岩等樣品的稀土元素分析資料表明，它們的稀土模型曲線均相似，稀土元素相對豐度差別小，可能反映了它們共同具同生成因特徵。從Eu/Sm比值來看，本區菱鎂礦多變化於0.16～0.23，算術平均值為0.19，與地殼中沉積岩0.20的比值相當，也說明菱鎂礦具有沉積的特點。

圖4-4 菱鎂礦礦石（層）的主要變余沉積組構

（據張秋生等，1984）

A—菱鎂礦礦層底板的乾裂；B—菱鎂礦礦層底板的雹痕；C—菱鎂礦礦體中的浪痕；D—菱鎂礦礦層中的水平層理；E—菱鎂礦礦層中的薄板狀水平層理；F—菱鎂礦礦層中的交叉層理；G—菱鎂礦礦層中的斜層理；H、Ⅰ、J和K—菱鎂礦礦層中的各種藻類

從碳同位素特點來看，區內白雲大理岩δ¹³C_PDB/‰平均為-0.6，菱鎂礦平均為-1.20，都接近零。根據碳同位素在自然界中分布，海相沉積碳酸鹽δ¹³C_PDB/‰為0，前寒武紀至現代的沉積碳酸鹽δ¹³C相同，都接近於零，也說明菱鎂礦應是海相沉積的。

5.礦床的成因與演化

本區層狀菱鎂礦層賦存於古元古代遼河群鎂質碳酸鹽岩地層內，是在濱岸邊潟湖盆地內，可能在氣候炎熱的條件下經化學與生物化學作用沉積形成的。原始沉積物至1900Ma，經受綠片岩-角閃相區域變質作用的改造，鎂質碳酸鹽岩發生重結晶，形成晶質菱鎂礦岩、白雲石大理岩。形變作用使岩層褶皺，並在褶皺的轉折部位使礦層加厚；擠壓特別強烈的部位，出現扇形構造，處於直立部位的菱鎂礦可再次重結晶，形成粗晶、巨晶、菊花狀構造，有時也可沿發育的破辟理向兩側生長形成梳狀構造的菱鎂礦。上述各種地質作用造成菱鎂礦層直立、加厚，於有利的構造部位可形成巨晶優質菱鎂礦帶。與變質作用同時產生一些富鎂碳酸鹽溶液在局部地段形成肉紅色菱鎂礦細脈。

總之，本區菱鎂礦的形成是原生沉積與區域變質和變形作用綜合作用的產物。礦床從成因類型上看，屬受變質礦床。

對海城-大石橋一帶的菱鎂礦礦床的研究已歷經了半個多世紀，曾對礦床形成提出不同的意見，爭論的焦點是鎂的來源？礦床是同生與後生的成因？近年來，通過對該礦床的地球化學、成礦盆地分析，生物成礦作用等的研究，獲得很多新的資料，大家已趨向認為該晶質菱鎂礦礦床主要是受區域變質的海相沉積礦床。但是研究還沒有結束，有的問題還應深入。從尋找新的礦產資源基地來看，無疑同生成礦理論更具有實際意義。

6.礦床工業意義

區內本類型礦床規模巨大, 可構成大型-超大型礦床, 礦石質量優良, 是我國最重要的菱鎂礦礦床, 有極大的工業價值。

二、超基性岩中熱液型菱鎂礦礦床

該類礦床位於蛇紋石化超基性岩中。菱鎂礦化與蛇紋石化有密切的關系，凡存在菱鎂礦化時，均能見到超基性岩有不同程度的蛇紋石化。礦體多沿蛇紋石化的超基性岩的斷裂帶分布，呈透鏡狀、脈狀及巢狀等。礦體向下延伸可達二百米而不尖滅。礦石由菱鎂礦組成，常為緻密塊狀，呈白色而無光澤，有時帶有褐色斑點；與菱鎂礦共生的主要為蛋白石，此外還可見熱液作用交代成因的礦物，如文石、透閃石、綠泥石、滑石、玉髓、石英等。這類礦床分布廣，礦床規模不一（大中小型礦床均有），礦石中二氧化硅含量較高，菱鎂礦的質量較差。礦床中因常含滑石，如達到要求時，可作為滑石礦床開采。

礦床主要是由於超基性岩遭受碳酸的熱液作用，產生蛇紋石化的同時形成的，如下式所示：

非金屬礦產地質學

希臘優卑亞島菱鎂礦礦床屬於這類礦床，我國青海茫崖石棉礦區的超基性岩中產有滑石菱鎂礦床，主要作為滑石礦床開采。

三、超基性岩中風化殼型菱鎂礦礦床

礦床產於超基性岩風化殼下部，一般深度不超過幾十米。礦體呈脈狀、網脈狀或透鏡狀，多不規則，大小不定，但含礦面積較大，也可構成具工業意義的礦床。礦石中為隱晶質菱鎂礦，伴生礦物有蛋白石、石髓、褐鐵礦及可利用的含水鎳硅酸鹽礦物。這類礦床是岩石受地表水風化、淋濾沉積作用形成的。

俄羅斯烏拉爾哈里洛夫礦床即屬此類，我國內蒙古察汗奴魯菱鎂礦礦床也屬這類礦床。

④ 一，礦床類型劃分

東川式銅礦原指產於因民組與落雪組過渡部位及落雪組底部、中部的銅礦。根據成礦物質來源、產出地質背景條件等因素，把產於因民組中下部的礦床稱為稀礦山式，產於落雪組底部、中部的銅礦床有落雪和湯丹兩種類型，產於落雪組與黑山組（鵝頭廠組）過渡部位的為桃園式（龔琳等，1996）。類比東川式銅礦，祿豐—武定地區銅鐵多金屬礦床主要產於中元古界昆陽群因民組與落雪組中，其礦床特徵及成因基本與東川式銅礦一致，屬海相火山噴流熱鹵水沉積成礦。以上3種礦床類型在本區均有分布（表2-2）。

（一）稀礦山式礦床

區內的迤納廠、馬廠箐、核桃箐礦床，均產於北東向斷褶帶與南北向構造交會部位附近。礦體主要分布在構造應力集中、變質作用強烈的褶皺軸部及火山噴發（噴流）口附近。賦礦層位屬因民組頂部，成礦主岩為火山沉積岩，主要岩性為綠泥石黑雲母岩、黑雲母片岩、石英黑雲母片岩、石榴子石黑雲母片岩、變凝灰岩、凝灰岩和熔岩等。近礦圍岩蝕變普遍見有黑雲母化、鐵鋁石榴子石化、螢石化、磷灰石化、碳酸鹽化和硅化，w（Fe₂O₃+FeO）一般都大於15%，稀土富集，出現氟碳鈰鑭礦和黃銅礦、黃鐵礦及稀有金屬硫化物。特點是鈉化岩石和鈉質岩石與鐵礦富化關系密切，一般w（Na₂O）>w（K₂O）；偏鹼富鉀岩石有利於銅礦富集；礦體多顯示上鐵下銅，局部礦段下部是單層銅礦，如迤納廠東方紅礦段和核桃箐鐵礦層之下見較富的單銅礦層。

表2-2 東川礦區銅礦類型成因產出層位系列劃分簡表

（二）落雪（湯丹）式礦床

祿豐—武定地區落雪組銅礦床主要分布於中部斷褶帶、西部斷褶帶的南東段和西段的背斜部位，產於落雪組白雲岩中下段含硅質條紋和圓藻的中厚層泥砂質白雲岩中，如中部成礦帶中段的大美廠、小新廠，中村老硐箐和西部成礦帶的朱家壩、梁花箐至邵家坡。礦床由於後期火山活動熱液帶來的礦質使原沉積的貧礦和礦化層疊加富化。如邵家坡銅礦，靠近閃長岩體部位品位富、厚度大，遠離岩體品位貧、礦體薄；大美廠，小新廠銅礦，靠近火山角礫岩品位富、厚度大；朱家壩銅礦，在遠離岩體地段一般銅品位都小於0.50%，厚度小於1m。

（三）桃園式礦床

產於落雪組與黑山組（鵝頭廠組）過渡部位（接觸帶內）中。礦體呈不連續層狀或沿層透鏡狀，礦物呈沿層或穿層的黃鐵礦、含銅黃鐵礦或黃銅礦脈狀分布於黑色炭質板岩中。其成因為海灣潟湖沉積的黃鐵礦及含銅黃鐵礦和層狀銅礦經後期改造含礦熱液沿斷裂交代改造富化。在祿豐—武定地區，礦化強的地段只要該層位存在，都有礦（化）體存在，但在該區具工業價值的礦床少，只是一種次要礦體。

⑤ 礦床都有哪些種類

礦床是由地質作用形成的，富集了有用礦物或組分，在質和量上目前已達到工業要求，並具備開采條件的礦物堆積體。礦床中含有礦石，礦石中常包括有用礦物（又名礦石礦物）和脈石礦物兩類礦物。有用礦物是指能提供有用元素（或組分）或本身可直接被利用的礦物；脈石礦物是指礦石中沒有用處的那些礦物。礦床的概念隨經濟技術的發展而變化。例如，過去人們認為沒有使用價值的某些含稀有元素的「岩石」或認為沒有開采價值的低品位礦化岩石，現在有許多已作為礦床被開發利用。

礦床種類繁多。固體礦床（如煤、鐵、銅、石灰岩、岩鹽等）分布最廣，液態礦床有石油、熱鹵水和地下水，氣態礦床有天然氣。按成礦作用的方式，礦床可分為內生礦床、外生礦床、變質礦床及再生礦床等。按礦產性質和工業利用情況，可分為金屬礦床、非金屬礦床和能源礦床。有成因聯系的不同礦床常共生組合成分布范圍更大的成礦帶。

⑥ 礦床分類及地質特徵

對砂金礦床的分類，不少學者從不同角度進行了劃分，有的以砂金礦床的礦質來源為分類依據，有的以成礦作用為分類原則，有的則以成礦環境進行劃分。呂英傑等（1992）根據砂金礦床的成礦作用、賦存的地貌部位劃分為沖積型砂金礦床、洪積型砂金礦床、殘積型砂金礦床、堆積型砂金礦床、岩溶型砂金礦床、海積型濱岸砂金礦床、湖積型濱岸砂金礦床、冰磧（水）型砂金礦床及風積型砂金礦床，見表5-1。

（一）沖積型砂金礦床

指產於第四系由沖積作用形成的鬆散堆積物中的金礦床。其中包括產於河床或河床底部砂礫層中的河床砂金礦床；產於河漫灘堆積物下部的河漫灘砂金礦床；產於老河漫灘殘留部分的階地砂金礦床（圖5-1）；產於河灘的河灘砂金礦床。本類金礦床是我國最為重要的砂金礦床類型，其儲量占砂金總儲量的90%以上。而其中又以河漫灘砂金礦床和階地砂金礦床最具工業意義，其儲量占整個沖積型砂金礦床總儲量的90%以上。國內重要砂金礦床均屬此類，如黑龍江的韓家園子、興隆溝、石頭河子、古利庫，陝西的月河、江西的庄灣等礦床。

表5-1砂金礦床分類表

（據呂英傑等，1992）

圖5-1嘉蔭河階地砂金礦床及河漫灘砂金礦床（據呂英傑等）

1—腐殖土層；2—採金跡（廢砂堆）；3—砂質粘土層，4—砂礫石層；5—基岩；6—河漫灘砂金礦床；7—階地砂金礦床

（二）洪積型砂金礦床

是指分布於溝谷中、由洪水沖刷、搬運而形成的砂金礦床。這些溝谷的谷底較窄，多呈「V」字型，溝內堆積物分選性差，磨圓度低，多呈稜角-次稜角狀，少量為次圓狀。每當洪水襲來時，堆積物均有可能被攪動，使砂金進一步篩選而富集在有利部位。本類礦床的礦體多呈透鏡狀和囊狀，規模小而不穩定，品位的貧富相差懸殊，富者可構成小而富的砂金礦床。代表礦床如黑龍江的萬鹿溝等。

（三）殘積型砂金礦床

分布於分水嶺或較平坦的低窪處，是由原生含金地質體在地表條件下經風化破碎後，使金粒解離或經次生加大而在原地富集形成的礦床。其富集程度除與風化程度、形成時間長短有關之外，還取決於下伏原生含金地質體的含金性。本類金礦床迄今尚未見有重大工業意義的礦床，但可作為尋找原生礦的直接標志。

（四）坡積型砂金礦床

是殘積型金礦床的下移部分，與殘積型金礦床之間無明顯界線。本類金礦床是沖積型河谷砂金礦床的物質提供者，其礦床本身規模小，不具有重要工業意義，但可作為岩金礦床的直接找礦標志。

（五）冰磧（水）型砂金礦床

含金地質體破碎後，含金礦物被冰川（水）搬運於有利部位富集形成礦床。包括冰磧型和冰水型兩種。真正具有工業意義的不是直接由冰磧所形成，而是在冰磧經融化後，由冰水進一步搬運、分選、沉積而形成的冰水型砂金礦床。如內蒙古毛淖（圖5-2），礦體產於毛淖冰磧台地上的冰水沉積物中，礦體長760m，寬160～560m，厚0.73～1.34m，品位一般為0.12～1.3g/m³，單樣最高達2.73g/m³，金的粒度為0.38～1.3mm。

圖5-2內蒙古中後河毛淖冰磧台地冰水砂金礦床勘探線剖面圖（據內蒙古自治區地質研究所，1985）

1—腐殖土層；2—含礫砂層；3—含粘土砂礫層；4—含砂泥礫層；5—基岩（砂質粘土岩）；6—砂金礦體

（六）湖積型濱岸砂金礦床

分布於湖泊的濱岸地帶，成礦物質由河流攜帶，經岸流、拍岸浪長期沖刷、分選而成。

（七）海積型濱岸砂金礦床

分布於濱岸的砂堤、階地、水下砂壩等地帶。礦體多與海岸平行，並受拍岸浪和岸流方向的控制。本類礦床以山東三山島較有前景，該礦床位於山東省掖縣三山島東南坡，其北為渤海。礦體分布在長500m、寬300m的范圍內，礦層埋深3.65～30.49m，無固定層位，單個礦體長20～80m，厚0.1～1.8m，品位0.27～5.9g/m³。

（八）岩溶型砂金礦床

在岩溶發育地區，由於水的溶蝕、沖刷等作用，使岩層（或含金地質體）中的金帶出並堆積成礦。礦體形態復雜，呈囊狀、巢狀、條帶狀、漏斗狀、透鏡狀及不規則狀等。礦體規模一般不大，但有的品位很高，如廣西鎮墟金礦床，最高品位可達幾十克到百克每立方米。

⑦ 礦床類型

根據硼礦床的成因不同，將硼礦床分為以下7種類型。

一、火山噴氣型硼礦床

本類型是與現代地表火山活動有關的原生硼礦床，以含硼溫泉和硼酸噴氣孔為最重要。噴氣的溫度高達140～240℃，壓力達（3～6）×10⁵Pa，噴氣中富含硼酸，高達0.3～0.5g/L，此外還含有 H₂O、CO₂、CH₄、H₂、H₂S、N₂、NH₃等氣體。噴氣經人工濃縮後獲得硼酸與氨氣，利用噴氣還可發電。含硼溫泉附近可形成鈣華，其中產有硼砂與鈉硼解石。礦床規模小，很少構成工業礦床，但在學術研究上，具有重要意義。

世界上著名的含硼噴氣孔分布在義大利的托斯卡那，此外俄羅斯的千島群島、日本等地都有與近代火山活動有關的含硼噴氣孔與溫泉。

二、矽卡岩型硼礦床

礦床常產於酸性岩漿岩與碳酸鹽岩類接觸帶附近的矽卡岩中，因圍岩成分不同可形成不同的矽卡岩礦床。

當圍岩為鎂質碳酸鹽岩（白雲質灰岩、白雲岩）時，則形成以鎂質硅酸鹽礦物為主的鎂矽卡岩，其中的硼礦床為鎂硼酸鹽礦床，即硼鎂石-硼鎂鐵礦礦床。礦體常呈不規則的透鏡體、扁豆體，礦石礦物主要為硼鎂石，常與硼鎂鐵礦、硅鎂石、金雲母、透閃石、電氣石、葉蛇紋石、磁鐵礦等礦物共生。礦石中B₂O₃含量一般不高，可達5%～10%。

當圍岩為石灰岩和大理岩時，則形成以鈣硅酸鹽為主的鈣矽卡岩，在其中或附近大理岩中可形成鈣硼硅酸鹽礦床，即硅硼鈣石礦床。礦體呈透鏡狀，由於成礦作用受構造裂隙控制，也可形成網狀、細脈狀硅硼鈣石礦體。礦石礦物主要為硅硼鈣石，與其共生的有透輝石、石榴子石、方解石、石英、透閃石及少量的斧石和賽黃晶。富礦石硅硼鈣石含量可達50%以上，礦石中B₂O₃的含量變化大。

在上述各種矽卡岩帶內有時可伴生有色金屬礦化，有的成為具一定規模的金屬礦床，可綜合利用。但在硅硼鈣石礦床內，有色金屬礦化一般不發育。本類型礦床多屬中、小型礦床。

此類礦床在俄羅斯、美國、羅馬尼亞、捷克斯洛伐克等國都有產出。近年來在我國湖南常寧和浙江北部都找到這類礦床。以下介紹湖南常寧半邊街-七里坪硼礦床：

湖南常寧矽卡岩型硼礦床有七里坪及半邊街兩個礦床，它們位於耒陽-臨武南北向構造帶中段，大義山花崗岩體北部西側。礦床賦存於花崗岩體與中上石炭統壺天群白雲岩接觸帶中（圖16-1）。

大義山岩體為一復式岩體，岩性為細-中粒斑狀黑雲母花崗岩，系燕山早期第二階段產物，年齡為164～185Ma。花崗岩中富含B、Li、As、W、Sn、Bi、F等元素，B 可達109.1×10⁶，是地殼中B豐度的9倍。這一重要地球化學特點是在其附近形成硼礦床的重要因素。岩體周圍有半邊街及七里坪礦床及其他一些礦點，礦床規模均達中型。

圖16-1 半邊街礦區11勘探線地質剖面圖

（據周榮文等，1990）

1—硼礦層；2—石炭系中上統壺天群；3—二疊系棲霞組；4—燕山早期花崗岩；5—礦體編號

半邊街礦床似層狀、透鏡狀、火焰狀，受接觸面的形態、產狀和圍岩裂隙的控制。半邊街礦床共有Ⅰ、Ⅱ號2礦體。Ⅰ號礦體產於矽卡岩（由尖晶石、透輝石、石榴子石、符山石、方柱石等組成）及矽卡岩化大理岩中，長800m，傾向延伸698m，平均厚5.72m。B₂O₃含量5.03%～8.59%，平均6.34%。沿礦體走向、傾向均有尖滅再現、膨大、縮小等特徵。Ⅱ號礦體在Ⅰ號礦體之上，平行產出，賦礦圍岩為接觸帶上部的大理岩、矽卡岩化大理岩和白雲質大理岩。礦體長568m，傾向延伸498m，平均厚3.31m。B₂O₃含量10.91%～3.08%，平均6.84%，沿走向礦體有尖滅再現等現象。

礦石組成礦物復雜，有用礦物主要為硼鎂石（含量10.3%）、鎂硼石（7.3%）、硼鎂鐵礦（9.9%）、氟硼鎂石（7.8%）及剎哈石（sakhaite）（1.8%）；脈石礦物主要有方解石（51%）、白雲石（2.5%）、透輝石（2.3%）、符山石（1.7%）、硅鎂石（2.5%）、水鎂石（1.0%）、磁鐵礦（1.1%）等。據礦石的結構構造特徵，上述礦物主要分為2個成礦期：矽卡岩期和熱液成礦期。從礦石礦物來看，鎂硼石、硼鎂鐵礦、氟硼鎂石形成於矽卡岩期，硼鎂石及白鎢礦、錫石、輝鉬礦、斑銅礦、黃銅礦等硫化物形成於熱液成礦期。

三、火山沉積型硼礦床

該類型礦床主要分布於新生代構造帶內的晚第三紀陸相盆地中。盆地是在造山晚期階段形成的山間盆地、斷陷盆地或狹窄的地塹，並受深大斷裂帶控制。在礦床附近廣泛發育有新生代花崗岩類和各種成分熔岩，在大多數硼酸鹽礦床中發現有與湖相含硼沉積物同時形成的基性或酸性的火山岩。

硼礦床賦存於陸相火山-沉積岩系中，形成時代主要是晚第三紀上新世與中新世，礦床儲量佔80%以上，小部分礦床屬早第三紀和第四紀。

產硼岩系為陸相沉積岩夾火山岩組合，由粘土質、硅質、碳酸鹽-粘土質沉積岩和各種火山岩如玄武岩、流紋岩以及凝灰岩互層組成，有時還夾有鹽層。礦床產於岩系中的粘土質、泥灰質或凝灰質沉積物中，具有一定的層位。礦體呈巨大的層狀體、透鏡體，其厚度可由1～3m到30～90m。礦石成團塊狀或結核狀產在粘土岩或凝灰岩中，礦物成分簡單，主要為易溶硼酸鹽類。礦石含B₂O₃達30%～50%。按礦石中主要硼酸鹽不同，將之分為4種類型：①硼砂-斜方硼砂礦床；②硬硼鈣石礦床；③白硼鈣石礦床；④硬硼鈣石-鈉硼解石礦床。

該類礦床規模大，可達數千萬噸至數億噸，如著名的礦床有美國的克拉麥爾、土耳其的克爾卡、阿根廷的廷卡勞等礦床。國內還沒有見到這種類型礦床的報道。

本類礦床處於大陸主動邊緣及其碰撞帶內（太平洋帶和阿爾卑斯-喜馬拉雅帶），由於火山和與其有關的熱液活動，對沉積盆地中硼的成礦作用有重要影響，火山灰和熱液同時進入湖盆地造成盆地中大量硼的聚集，使淡水逐漸變為鹵水，在乾旱的氣候條件下，從盆地中沉積形成各種硼礦床。但在第三紀巨大硼礦床內沒有見到其他可溶鹽類的共生，這可能是由於硼酸鹽類沉澱時，其他鹽類還不足以沉澱之故。

本類典型礦床為美國加州克拉麥爾礦床，其特點如下：

該礦床是一個火山沉積型硼礦床，位於太平洋內帶美國西部加州莫哈維沙漠中部的一個大型第三紀盆地中。盆地基底由侏羅紀和白堊紀的花崗岩和變質岩組成，不整合其上的為晚第三紀中新世湖相沉積岩和火山岩，厚約600m。下部由礫岩、砂岩、凝灰岩和淡水灰岩組成，厚約300m；中部為玄武岩（薩德白克玄武岩），厚約36～180m，還有次火山岩英安岩；上部為粘土岩、凝灰岩夾硼砂透鏡體（頁岩層+阿科斯層），厚約45～160m，共有7層礦（圖16-2）。

其上為更新世和現代砂、礫石層覆蓋。在上部粘土岩中含有雄黃、雌黃、輝銻礦，在凝灰岩中出現冰長石、方沸石等礦物。上部岩石中含量高的元素有As、Sb、Ge、Li。主礦體平均厚45～60m，大的礦體長450m。礦石組成礦物主要為硼砂、貧水硼砂和三方硼砂，鈉硼解石和斜硼鈉鈣石等。礦石平均含量B₂O₃為25%，富礦段B₂O₃＞30%。估算硼砂儲量8000×10⁵t到1.2×10⁹t以上，是世界上最大的硼酸鹽礦床之一。據研究認為，礦床是在玄武岩噴溢和英安岩侵入之後形成的，玄武岩流從周圍的高地注入高地之間的淺水盆地（估算深10～20m），該湖盆主要受伴隨玄武岩噴溢和英安岩侵入而出現的溫泉補給礦質，溫泉除了帶來硼以外，還帶來As、Sb、Ge和Li，流入該湖的含硼溶液的蒸發最終導致硼酸鹽的沉積，最初沉積有鈉硼解石，而後沉積硼砂，再後又與板硼鈣石一起沉積鈉硼解石。

圖16-2 美國克拉茂硼礦柱狀圖

（據王有德等，1989）

四、淺海相沉積型菱錳礦-錳方硼石礦床

在我國河北省首次發現的具有工業意義的錳-硼礦床，屬於一種新的類型。所處大地構造位置屬於克拉通北緣燕山裂陷槽帶，產礦岩系為中元古代長城系的淺海相硅質白雲岩夾含錳頁岩建造。建造下部具海相粗面岩-粗玄武類火山岩、火山角礫岩、集塊岩，礦床位於建造的白雲岩中或頁岩和白雲岩之間，與圍岩為漸變關系。礦層由富礦體和貧礦體組成，富礦體在礦層中呈扁豆狀、透鏡狀、餅狀、串珠狀。富礦體之間或其上、下盤，往往分布有條帶狀、不規則囊狀、團塊狀、浸染狀的錳方硼石和菱錳礦，構成貧礦體。

礦石中礦物主要有菱錳礦、錳方硼石（Mn₃[B₂O₁₂]OCl），其次有錳方解石、黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、黑電氣石、鐵白石、石英、長石碎屑、蒙脫石、水雲母、玉髓、磷灰石、膠磷礦、燧石、石膏、金紅石、鋯石等。

礦石的構造主要有豆狀、假鮞狀、團塊狀、條帶狀以及浸染狀等構造。礦石的品位，在貧礦石中B₂O₃為2%左右，富礦石中B₂O₃為17%左右，一般硼與錳之間為正相關關系。

含礦岩系主要由白雲岩組成，含礦層常見水平層理，亦見波痕構造，說明礦床是在海水較淺而平靜的海盆環境中沉積的，推測當時氣候乾旱而炎熱，海水鹽度較高，pH值大於8，在這些條件綜合影響下才有利於硼礦床形成。礦床下伏地層存在一套粗面岩-粗玄岩類火山岩，其中富含Mn（達 0.5%）和B（達0.1%）等元素，其噴發過程中為成礦提供了成礦物質來源。

本類型硼礦床規模較小，但B、Mn可綜合利用。

五、潟湖相沉積型硼礦床

此類硼礦床與潟湖相鹽類礦床有關，礦體呈層狀或透鏡狀夾於鉀鹽層或石膏層之中。礦石呈團塊狀或浸染狀構造，礦石中主要硼礦物為方硼石，共生的有硼鉀鎂石（KMg[B₅O₆OH）₄][B₂O₃（OH）₅]₂）、硼鎂石、鈉硼解石、石鹽、鉀鹽、石膏、硬石膏、方解石等。這類礦床是由於含硼海水經蒸發後，硼酸鹽與其他鹽類同時發生沉積作用而形成。礦床中大部分硼酸鹽分散於硬石膏、石鹽和鉀鹽層中，開采鹽類礦床時加以回收。德國斯塔斯孚特鉀鹽礦床的光鹵石帶中產有硼、每年綜合回收數萬噸方硼石。在北美、西歐和東歐一些國家的二疊系海相鹽類沉積層中都分布有硼礦床或硼礦化。

六、淋積型硼礦床

原生的鉀鹽礦床中常含有少量的硼酸鹽類，受到風化後經淋濾富集可以形成巨大的淋積型硼礦床。礦床產於鹽丘頂部的石膏帽或粘土層中，礦床呈透鏡狀、似層狀以及不規則的囊狀充填於石膏之洞穴或裂隙中。其中常見的含硼礦物有硬硼鈣石、單斜硼鈣石、細晶硼鈣石、鈉硼解石和纖維硼鎂石等。硼礦床規模較大，但多為貧礦。前蘇聯因傑爾礦床較為著名，該礦床有富礦石（B₂O₃15.9%～42.6%）38.3×10⁴t，貧礦石（B₂O₃0.6%～5.37%）643×10⁴t。

七、區域變質型硼礦床

本類礦床主要分布於太古代克拉通內的古元古代裂谷帶中，有的分布於太古代變質岩系中，如俄羅斯、瑞典。產礦地層為古元古代變質岩系中，它由斜長角閃岩、黑雲斜長片麻岩、變粒岩、淺粒岩、電英岩夾斑花狀大理岩、菱鎂岩組成，原岩屬為海相含硼火山-沉積岩系。

硼礦床具一定層位，斷續延長數百千米，構成大型硼礦帶。礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀，有時呈多層出現。礦體受到變形時，可與圍岩發生同步褶皺。礦體多賦存於含硼建造的白雲石大理岩-菱鎂岩中，或它們與變粒岩，淺粒岩的接觸處，礦體與圍岩整合接觸，礦體中也可有圍岩的夾層；單個礦體厚達幾米到幾十米，延長幾十米至幾百米。

礦石由磁鐵礦、含硼礦物（硼鎂鐵礦、硼鎂石、遂安石）、稀土元素礦物（褐簾石、獨居石、鈰硼鈣石）及其他榍石、磷灰石、粒硅鎂石-斜硅鎂石、方柱石、透輝石、陽起石等組成，各種礦物以不同的比例共生，構成條帶或薄層，或呈互層產出。礦石具片狀構造、柔皺構造、變餘角礫狀構造、變余結核構造等以及各種變晶結構。礦石品位變化大，低者B₂O₃＜10%，一般B₂O₃15%～25%，最高達40%。

因礦石中共生礦物不同可分為硼鎂石礦床、硼鎂石-硼鎂鐵礦礦床及磁鐵礦-硼鎂鐵礦-稀土元素礦床（Fe-B-TR礦床）。

當含礦岩系受到混合岩化或花崗岩侵入時，則引起礦床中一些元素的活化、遷移，在含硼岩系的裂隙內產生電氣石、磁鐵礦、硼鎂鐵礦、遂安石、金雲母等礦物的細脈，還可伴隨某些交代現象，如蛇紋石化、硼鎂石化等。

本類礦床屬區域變質型硼礦床，規模小型-大型都有，個別為超大型硼礦床。我國該類型礦床主要分布於遼東、少量分布在吉南，目前以硼鎂石礦床、硼鎂石-硼鎂鐵礦礦床為主要開采對象，有較大的工業意義。Fe-B-TR礦床規模較大，因冶煉技術尚未完全解決，目前工業利用還有一定困難。

以下介紹遼東典型的變質礦床的地質與成因研究。

（一）古元古代變質含硼岩系及其原岩建造

含硼岩系主要分布於遼吉裂谷帶軸部，屬古元古代遼河群里爾峪組，岩石中以富硼為其突出特點，總厚370～800m。岩系較完整的剖面自下而上由4個岩石組合組成：斜長角閃岩夾鈉長淺粒岩（＞120m），鈉長淺粒岩與黑雲變粒岩互層夾斜長角閃岩（320m），蛇紋岩（蛇紋大理岩）與硼鎂鐵礦互層（220m），角閃變粒岩與鈉長淺粒岩互層（＞100m），原岩包括基性、酸性火山熔岩、凝灰岩、粘土質-半粘土質碎屑岩、富鎂碳酸鹽岩及富硅、富硼、鐵的熱水沉積岩，屬含硼火山岩-富鎂碳酸鹽岩-鎂（鐵）硼酸鹽岩岩系，於古元古代末期（1900Ma）遭受了角閃岩相區域變質作用。

（二）礦床類型

1.硼鎂石礦床

礦石礦物以纖維硼鎂石為主或纖維硼鎂石和遂硼鎂石為主，含少量硼鎂鐵礦、磁鐵礦。脈石礦物以鎂橄欖石、硅鎂石、金雲母、蛇紋石為主及少量透閃石、菱鎂礦、白雲石、滑石及少量硫化物。如前述礦石具有變質與變余的組構特點。有的礦床中見有硬石膏薄層。本類礦床品位較高，質量較好，規模大，是最重要的礦床類型，如磚廟、花園溝、後仙峪等礦床（圖16-3）。

圖16-3 遼寧磚廟硼礦剖面圖

（據馮本智等，1978）

1—角閃混合片麻岩；2—斜長角閃岩；3—電氣石角閃石岩；4—蛇紋岩夾硼鎂石岩；5、12、17—硼鎂石岩；6—蛇紋石大理岩；7—透輝石斜長角閃岩；8、10—偉晶岩；9—斜長角閃岩；11、13—蛇紋岩；14—角閃混合片麻岩；15—黑雲片麻岩；16—含黑雲、電氣石變粒岩；18—角閃石岩；19、22—長英岩；20—斜長角閃岩；21、23—黑雲片麻岩；24—黑雲電氣變粒岩；25—鈦磁鐵礦和透輝石斜長角閃岩；26—電氣石變粒岩；27—黑雲電氣變粒岩夾電氣石石英岩；28—含鈦磁鐵礦斜長角閃岩；29—黑雲片麻岩、黑雲電氣石變粒岩夾含鈦磁鐵礦和透輝石斜長角閃岩；30—含鈦磁鐵礦和透輝石斜長角閃岩

2.硼鎂鐵礦礦床或磁鐵礦-硼鎂鐵礦-稀土元素（Fe-B-TR）礦床

礦石礦物以硼鎂鐵礦為主，次之為磁鐵礦、纖維硼鎂石、遂硼鎂石、脈石礦物與上相似。礦石中纖維硼鎂石明顯交代了硼鎂鐵礦，同時析出磁鐵礦。礦床中還含有獨居石、鈰硼硅石（Ce-BO[SiO₄]）等稀土元素礦物，且見其交代硼礦體中電氣石透輝石岩。稀土元素含已達工業要求，礦床可綜合利用Fe-B-TR。區內最著名的是翁泉溝硼礦床（圖16-4）。

圖16-4 翁泉溝硼礦區地質和剖面示意圖

（據遼寧地礦局第七地質隊資料，1987）

1—鈉長淺粒岩；2—角閃石黑雲母變粒岩、角閃透輝變粒岩；3—含硼鎂鐵礦蛇紋岩、金雲母蛇紋岩、蛇紋石化大理岩；4—條痕狀混合岩

3.硼鎂石-硼鎂鐵礦礦床

和硼鎂鐵礦礦床的特點相似，礦石中硼鎂石的含量較硼鎂鐵礦為高，以開采硼鎂石礦石為主。礦床內含稀土元素礦物不明顯。

（三）硼礦床的形成條件

1.古火山-沉積斷陷盆地

沿遼吉古元古代裂谷，硼礦床集中於4個地區，結合重力與航磁異常分析，其位置處於東西向與南北向大斷裂交匯處或其附近，推測在裂谷海槽演化過程中，其內部受東西向與近南北深斷裂的影響，控制了更次一級斷陷成礦盆地的產生，沿盆地中的斷裂，由與火山作用有關的含硼熱泉與噴氣孔的活動為盆地帶來充分的成礦物質，有利於熱水沉積岩與硼礦床的形成。

2.成礦物質來源

含硼建造組成岩石由大量的基-酸性火山岩、凝灰岩、熱水沉積岩等組成，其中硼的含量較硼在地殼中的豐度值高10～300倍，表明在盆地中火山活動時，所產生的流體有可能為水盆地帶來成礦物質硼；裂谷海槽內下滲海水在岩石圈循環時也可能使基性火山岩中的鎂、鐵質浸出，補給成礦盆地；大陸殼岩石風化也可提供部分鎂、鐵或其他組分。

3.盆地古地理環境

由硼礦床的凝灰質圍岩中產出黃鐵礦條紋，夾有條紋、條帶狀構造的電英岩， 巨大硼鎂鐵礦層的存在等等，反映出這些沉積物中2價鐵占相當的比例，可以推測硼的成礦盆地為一較深水的盆地，並屬還原環境。含礦建造中白雲岩、菱鎂岩的大量出現，指示當時海水為鹼性，pH值達9以上。從礦石成分看，富含B、Fe、Mg、Si、K、Na以及

F^-、C1^-等組分，表明盆地海水的鹽度較正常者為高。這些可以說明成礦盆地為一熱鹵水盆地。

4.硼酸鹽的沉澱與富集

層狀硼礦床夾於鎂質碳酸鹽岩層中，後者也可夾硼礦床內。碳酸鹽岩中以富鎂為特徵，MgO為17.2%～36.28%之間，一般皆大於25%，屬菱鎂質白雲岩和菱鎂岩。對近代海洋的研究證明，白雲岩沉積地區共同特點是氣候乾旱炎熱，蒸發量大於降雨量，說明硼礦床沉積時是在乾旱的氣候條件，由於蒸發作用而沉澱與富集的。多年來，研究者們在硼礦圍岩發現有硬石膏層，在遂硼鎂石礦石中也發現共生的硬石膏。近年采，本區硼酸鹽和電氣石的硼同位素δ¹¹B（一般為+9‰～+11‰，個別為+4‰～+14.5‰），研究表明，其與海相蒸發岩的一致。這些結果都表明，硼礦床形成在乾旱氣候條件。除上述的自然地理條件外，由於物理化學條件的改變也可導致鎂-鎂鐵硼酸鹽的沉澱、富集。當時從盆地中沉積的原始硼酸鹽，為含水的鎂硼酸鹽與含水的鎂鐵硼酸鹽，它們經過區域變質作用再轉變成為現在的硼礦床。

八、現代大陸鹽湖型硼礦床

現代乾旱地區的大陸鹽湖中，有時硼酸鹽的含量很高，形成硼酸鹽鹽湖。這些鹽湖大部分分布於年輕的火山活動帶內，小部分分布於天然氣和石油發育地區。鹽湖鹵水中硼的含量達到一定工業品位時，可供開采。湖底沉積物中有時蘊藏著固體硼礦層，小部分礦體也可分布於湖濱地帶。礦體常呈透鏡狀、巢狀產於湖底的淤泥中，厚度一般僅幾十厘米，很少有超過兩米者。礦石中的共生礦物以硼砂為主，其次有鈉硼解石、柱硼鎂石（Mg [B₂O（OH）₆]）、庫水硼鎂石、水方硼石等，此外還有石鹽、芒硝、鈣芒硝、石膏、白鈉鎂礬、瀉利鹽等鹽類礦物。硼砂結晶粗大，一般直徑1cm左右，大者可達5～6cm。除固體硼砂外，湖底還有豐富的含硼、鋰、鉀、鎢、砷、銻、磷等鹽類的晶間鹵水。本類礦床分布面積廣，多是易溶的優質硼礦石，可構成工業價值極大且可綜合利用的鹽湖礦床。我國古代使用的硼砂主要來自這種類型。

該類型礦床分布於北美和南美西部、小亞西亞、伊郎高原、柴達木盆地、西藏高原；我國青海大柴旦鹽湖、西藏班戈湖硼礦床屬於本類型，美國加州的西爾斯鹽湖是工業價值較大的大陸鹽湖型硼礦床。

1.青海大柴旦鹽湖硼礦床

該鹽湖位於柴達木盆地北緣山間盆地內。湖面海拔分別為3110m和3118m，屬於高原溫干氣候區。盆地周圍山系及基底岩系均由前震旦紀變質岩系及較年輕的中酸性侵入體構成。古生代及中生代地層零星見於盆地邊緣，盆地內有巨厚的第三紀-第四紀沉積。盆地北緣南祁連山斷裂帶至今仍有活動，構成溫泉-泥火山活動帶，至少自第四紀更新世晚期以來即有含硼熱水自深部湧出，並通過塔塔陵河、溫泉河以及由泉水等途徑匯入大柴旦湖。

該湖形成於印支期，在第四紀更新世至全新世期間，演化為鹽湖。鹽湖中有細碎屑-粘土的沉積，夾有石膏、石鹽以及硼礦層。鹽湖屬硫酸鎂亞型鹽湖硼礦，可分為湖濱硼礦和湖底硼礦。湖底硼礦又包括固體硼礦和鹵水硼礦兩種。該礦床為以硼、鋰為主，伴有鉀、鎂、石鹽、芒硝的大型綜合性鹽湖礦床。

2.美國加利福尼亞西爾斯鹽湖硼礦床

西爾斯湖礦床位於加州干莫哈維沙漠北部。硼礦床賦存第四紀湖相沉積物中，沉積總厚度約300m，由粘土和鹽類組成。沉積物之上產有下部和上部2層鹽礦體，其厚度分別為9～12m和21～24m。這些礦體是在晚更新世和早全新世期間形成的，它們之間隔有3～4.5m厚的粘土沉積物。

鹽礦體具層狀構造。上部鹽礦體含有約4000×10⁵t鹽類，由天然鹼、石鹽和碳鉀鈉礬組成，還存在易溶鹽類25種，包括芒硝、鹵鈉石、氟硫鹽等，硼礦物有硼砂、三方硼砂以及氯硼鈉石、水硅硼鈉石和鈉硼解石。硼砂在上部鹽礦體中，成透鏡體或厚達1.5m的礦層，其他硼礦物呈結核狀或包體出現。鹽礦體的晶間空隙被鹵水充滿，鹵水礦化度為35%。硼含量約3～4g/kg。

下部鹽礦體與上部鹽礦體相比，鹵水中鈉的含量較高，鉀的含量較低。下部鹽礦體鹵水中，硼的含量為4.2g/kg。

除硼外，鹵水中還含有大量（以mg/kg計）的Li（90）、W（56）、As（150）、Sb（5）、P（300）和其他組分。

上下部鹽礦體的鹽類和鹵水中硼的儲量估計約為600×10⁴t元素或約1×10⁹t硼酸鹽。西爾斯湖鹵水中所含的Li約15000t、W約60000t。

在西爾斯湖周圍，廣泛分布著上新世-更新世的流紋岩、玄武岩及近代的火山渣錐和凝灰岩錐，溫泉的活動與火山作用有關，溫泉與流入湖中河水補給了西爾斯湖的硼及其他組分。

⑧ 礦床類型及資源分布

一、礦床類型

1.礦床的成因類型

礦床成因類型見表15－6。

表15－6中國石膏、硬石膏礦床成因類型

續表

2.礦床工業類型

工業上將石膏礦床分為四類:①層狀石膏、硬石膏礦床;②纖維石膏礦床;③纖維石膏及層狀石膏、硬石膏礦床;④鬆散層中巨－偉晶石膏礦床。

二、資源分布

石膏礦在世界上分布非常廣泛，遍布60多個國家和地區，資源豐富，儲量巨大，但缺乏較准確的統計數據。俄羅斯石膏儲量32億t，伊朗石膏儲量24億t，中國石膏儲量16億t，巴西石膏儲量13億t，美國石膏儲量7億t，加拿大石膏儲量4.5億t，其他石膏資源豐富的國家還有墨西哥、西班牙、法國、泰國、澳大利亞、印度和英國等。

中國石膏資源相當豐富，分布不均，探明石膏資源儲量相對集中於內蒙古、山東、江蘇、安徽、湖北和湖南等省(自治區)，遼寧、吉林、黑龍江和福建石膏資源貧乏。

中國石膏礦資源已發現礦產地600多處，在23個省、自治區中，已有探明儲量的礦產地共169處，其中:大型礦79處、中型礦34處、小型礦56處。儲量最多的為山東省，其次為內蒙古、青海、湖南、湖北、寧夏、西藏、安徽、江蘇、四川10省、自治區，保有佔全國石膏礦石總保有儲量的27%;河北、雲南、廣西、山西、陝西、河南、甘肅、廣東、吉林9省、自治區保有石膏礦石儲量佔全國石膏礦石總保有儲量的7%;貴州、江西、遼寧、新疆4省、自治區保有石膏礦石儲量為全國石膏礦石總保有儲量的1%。我國石膏礦產分布見圖15－3。

圖15－3 中國石膏礦分布示意圖

總的來說，中國石膏礦石保有儲量充足，資源的優勢在於儲量大，相對集中，有利於大規模開采，形成石膏及其製品生產基地;但保有儲量地理分布不均衡，新疆、遼寧、江西、貴州、吉林等省、自治區可供近期利用的儲量少，浙江、福建、海南、黑龍江等省尚無保有儲量。上述缺膏、少膏地區需要積極開展找礦，以滿足各地水泥和石膏建築材料生產發展的需求。

⑨ 礦床的分類

礦床種類繁多，按照物態可分為固體礦床。液體礦床和氣體礦床。固體礦床分布最廣，液態礦床有石油、熱鹵水和地下水，氣態礦床有天然氣；按成礦作用方式，礦床可分為內生礦床（內力地質作用生成）、外生礦床（外力地質作用生成）和變質礦床（變質作用生成）；按礦產性質和工業利用情況可分為金屬礦床（如金礦床、鎢礦床）、非金屬礦床（如耐火粘土、螢石礦床）和能源礦床（如石油、煤和天然氣）。固體礦床種類還可以按賦存圍岩進一步詳細劃分。

⑩ 礦床類型

一、接觸交代型硅灰石礦床（矽卡岩型）

這類礦床是由侵入體提供的富含SiO₂的流體，在接觸帶附近交代了圍岩石灰岩，形成硅灰石矽卡岩，其中硅灰石達到工業要求時，構成矽卡岩型硅灰石礦床。

礦床多產於中酸性侵入體與碳酸鹽類岩石的接觸帶，少數產於侵入體或圍岩中。在接觸帶分布有因交代作用而形成的矽卡岩，矽卡岩常具明顯的帶狀構造。一般從侵入體向外為：矽卡岩化侵入岩帶 石榴子石矽卡岩帶-透輝石矽卡岩帶-硅灰石矽卡岩帶-大理岩帶。硅灰石分布於矽卡岩帶內，有時硅灰石矽卡岩帶即硅灰石礦體。礦體呈似層狀、透鏡狀、束狀、不規則狀等。規模變化大，長由幾米至幾百米，厚度幾米至十幾米，少數可達幾十米。延深較淺，多不超過地下200m。

礦石中與硅灰石共生的礦物有石榴子石、透輝石、方解石、石英，有時有少量角閃石、綠泥石等。礦石中往往有金屬礦物，如磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦等與之伴生，金屬元素達到工業品位時，可作為金屬礦床，這時硅灰石以脈石礦物被回收利用。總之，礦石成分復雜，有時含鐵礦物較多，Fe₂O₃等有害雜質含量較高。

該類型礦床規模不大，多為小型，但礦石的質量較好，並能綜合利用。湖北大冶小箕鋪礦床可作為本類的代表，其地質特點如下：

大冶陽新一帶包括陽新岩體及其東部豐山洞小岩體分布地區，圍繞岩體與碳酸鹽岩接觸處有一系列矽卡岩型銅礦，幾處硅灰石礦床也產於接觸帶附近，其中小箕鋪硅灰石礦已進行了勘探，查明儲量近十萬噸。

區內地層為下二疊系棲霞組由含燧石結核和條帶狀灰岩與厚層灰岩呈互層組成，燕山期陽新侵入雜岩體侵入其中，使部分地層成為捕虜體被包於侵入岩中（圖10-1）。由於交代作用，石灰岩捕虜體完全矽卡岩化，部分地段形成硅灰石礦床。

圖10-1 小箕鋪硅灰石礦床地質簡圖

（據湖北省非金屬公司，1979）

1—殘坡積層；2—厚層大理岩；3—含燧石硅灰石大理岩；4—厚層條帶狀大理岩；5—含透輝石石榴子石硅灰石礦體（及編號）；7—細粒閃長岩δ_o；8—中細粒閃長岩δ_o

礦體產於接觸帶的矽卡岩中，由5個礦體組成。矽卡岩明顯分帶，硅灰石礦體常位於矽卡岩體中心，向外為石榴子石矽卡岩，透輝石矽卡岩。礦體長22～190m，寬6～75m，傾角60°～70°；Ⅲ號礦體深達60m。礦石礦物硅灰石，約佔50%～70%，脈石礦物有石榴子石（10%～20%）、透輝石（5%～10%），其他有少量方解石、石英、綠簾石、符山石等，金屬礦物有斑銅礦、黃銅礦、黃鐵礦等。礦石質量較好，含礦率一般在64%～89%之間。

硅灰石呈白色，部分為灰色和棕色，玻璃光澤到珍珠光澤。晶體多為長柱狀、放射狀、纖維狀及束狀集合體，長1～10cm，最長的可達80cm，個別可達150cm，晶體小的僅1mm。礦體中常見由透輝石、石榴子石、石英和方解石組成的條帶或團塊，呈不規則狀分布。本礦床已探明硅灰石儲量為9.5×10⁴t。

二、接觸變質型硅灰石礦床

這類礦床分布在不同時代富含硅質的灰岩與侵入體的接觸帶外側在幾十米到千餘米范圍內。硅質灰岩中的SiO₂和CaCO₃經侵入體的熱變質作用，重新組合而形成硅灰石。一般沒有外來物質帶入，礦體僅限於富含硅質的灰岩層中，因此礦床層控的特點較為突出，有人稱之為層控接觸變質型硅灰石礦床。

礦體一般呈層狀、似層狀或透鏡狀，產狀與地層一致。各礦體分布沿層面平行排列，或陸續出現，有的礦體具分枝復合現象。較大礦體長達千米以上，大部分礦體長數百米至數十米，部分可在百米以上。成礦前斷裂、褶皺破壞控礦的連續性和使控礦層形成各種褶曲，從而使礦體復雜化。

礦石中礦物成分簡單，主要由硅灰石、石英、方解石等組成，部分含透輝石及少量石榴子石。按礦物組合不同，大致可分為硅灰石型（硅灰石可達90%）、石英-硅灰石型、方解石-硅灰石型和透輝石-硅灰石型等礦石類型。按硅灰石結晶粒度，礦石又可分為細-微晶、粗晶和巨晶型。細-微晶型礦石呈細粒花崗變晶結構、緻密狀構造，這類礦石中硅灰石一般在70%～90%之間，質純者可達100%。粗粒結構的硅灰石粒度在2～10mm，巨晶者可達十數厘米，呈放射狀、菊花狀。礦石中硅灰石結晶一般完好，呈白色長柱狀、板狀的集合體產出，大部分為低溫三斜硅灰石。

該類型礦床的礦石有的純凈，可成為優質天然低鐵硅灰石礦。礦石化學成分SiO₂和CaO含量高而穩定，Fe₂O₃等有害雜質含量甚少。礦床規模通常有幾十萬噸，小的有數萬噸，大的有數百萬噸，部分礦床可達千萬噸以上。

在硅灰石礦床形成過程中因有 CO₂放出。當壓力太大時，CO₂不易逸出，則不利於硅灰石形成。所以本類型硅灰石礦床通常形成在中淺部的高溫接觸帶范圍內，礦體一般埋深不大。

由於礦床規模大，埋深比較淺，多適合於露天開采。

接觸變質型硅灰石礦床，以吉林省四平至延吉一帶分布的最為典型，礦床集中，質量好、規模大，是我國目前一個硅灰石礦床重點開發地區。區內以磐石縣長崴子硅灰石礦床研究較詳細，其地質特點簡述如下：

1.地層

礦區位於吉林海西褶皺帶（地槽活動帶）中段，區內分布有石炭系中統磨盤山組（C₂m）和上統石嘴子組（C₃sh），以海相碳酸鹽岩沉積為主，由頁岩、粉砂岩、硅質灰岩和燧石條帶灰岩，部分為白雲質灰岩等組成，常呈互層狀產出（圖10-2）。

2.岩漿岩

區內岩漿活動可分為兩期，時代皆屬燕山中期。較早的一期以輝長岩-閃長岩侵入為主；較晚的是以大規模正長岩-花崗岩的侵入為主，兩次岩漿活動皆侵入於中上石炭系地層，使部分地層呈捕虜體被包裹於侵入岩中。在捕虜體內和侵入體外接觸帶形成了以接觸變質為主的硅灰石礦床。區內矽卡岩化作用很弱，表現為透輝石、石榴子石、硅灰石等礦物單獨或組合成不規則細脈，切穿接觸變質階段的塊狀硅灰石，同時切穿殘留的硅質團塊。

3.礦體

礦區內有6條含礦帶，計24個礦體，其長度大於200m者有7個，呈似層狀，透鏡狀和扁豆狀，礦體多分枝復合，形態較為復雜。礦體真厚度一般1～4m，主礦體平均13～19m。礦體向深部礦化變弱，逐漸過渡為大理岩。礦體傾向北東40°，傾角40°～60°，上部傾角較陡，下部變緩，埋深在250m以上。礦體含礦系數一般在80%以上。

圖10-2 長崴子礦區地質簡圖

（據吉林省地質局第一地質隊，1983）

1—第四系；2—碎屑岩夾碳酸鹽岩段；3—富硅質碳酸鹽岩段；4—厚層碳酸鹽岩；5—含硅質碳酸鹽岩和鎂質碳酸鹽岩段；6—正長岩-花崗岩；7—閃長岩-輝長岩；8—硅灰石礦帶；9—地質界線；10—斷層

4.礦石

組成礦物簡單，主要由硅灰石、石英、方解石組成，部分礦石含有透輝石及大量石榴子石。其中硅灰石含量是在50%～90%，一般在70%～80%。硅灰石為白色，多呈纖維狀、柱狀產出，晶體細小，一般長度在0.1～0.5mm左右，部分長可達十幾至幾十毫米，長寬比大約在5：1～10：1之間。礦石多具柱狀變晶結構和纖維狀變晶結構，少數呈放射狀、束狀、帚狀變晶結構，礦石具緻密塊狀、條帶狀和斑雜狀構造。由礦石的組構可以看出，礦石具變質的組構，也有部分變余組構的特點。礦石的化學成分比較均一，氧化物含量（表10-1）接近硅灰石的理論含量，SiO₂和CaO含量較高，而有害雜質Fe₂O₃等的含量低，是一種質量優良的礦石。

表10-1 礦石化學成分

註：由吉林省地質局實驗公司分析，1983

5.礦床工業意義

屬超大型硅灰石礦床。礦體多出露地表，宜露天開采。

6.礦床成因

為進一步證明礦床的成因，曲元貴（1988）對吉林省長崴子、大頂山、三泉西屯3個硅灰石礦床分別採取了硅灰石、礦層中殘留的硅質團塊和花崗岩中的石英樣品，分別測定微量元素及含量，並對其進行了數學回歸處理，求得它們之間的相關系數（表10-2）。

對比結果表明，硅灰石和含礦層中殘留的硅質團塊兩者的相關性明顯，而與花崗岩中石英兩者的相關性甚差，表明硅灰石的形成與硅質灰岩中的硅質團塊關系密切，而與花崗岩中石英基本無關。因此，硅灰石主要是硅質灰岩發生重結晶時形成的，除了受侵入體的熱力作用（接觸變質）外，沒有大量新物質帶入。

表10-2 硅灰石、硅質團塊和花崗岩之間的相關系數

三、區域變質型硅灰石礦床

本類礦床主要產於前寒武紀花崗片麻岩雜岩中，產礦岩石為含石英的鈣質碳酸鹽岩，如大理岩、含石英斑花大理岩。含硅灰石的碳酸鹽岩呈層狀或似層狀產出在深變質的片麻岩、片岩組合中。組合常見的伴生岩石有石英透輝石岩、石榴片麻岩、斜長片麻岩、黑雲片麻岩、輝石角閃石片麻岩、麻粒岩等，有的地區具有明顯的混合岩化，在礦床范圍內，發育有花崗岩和花崗偉晶岩。硅灰石礦床有時與金雲母礦層有一定的伴生性。一般認為，該型礦床屬於區域變質成因。礦床具有規模巨大，礦層穩定，礦石礦物成分簡單，有害雜質（主要為鐵、錳）含量低的特點。在國外是硅灰石礦床的重要類型，芬蘭、肯亞、納米比亞和印度等國正在開采這類礦床。

俄羅斯這類礦床在南貝加爾和阿丹地盾分布廣泛，其特點如下。

1.南貝加爾區硅灰石礦床

該區前寒武紀地層分為兩群：新太古代斯留江群和古元古代卡魯里群，兩群各岩組內都有硅灰石化，重要的礦床是斯留江礦床，其產於斯留江群下部庫里吐克組中。含礦岩系由黑雲片麻岩和輝石-角閃石片麻岩夾互層狀的含硅灰石的大理岩、斑花大理岩及不含硅灰石的大理岩組成，大理岩層中還夾有薄層的石墨-黑雲片麻岩及透鏡狀的石英-透輝石岩。含礦碳酸鹽岩層上、下的片麻岩，在剖面上逐漸過渡為鎂橄欖石和金雲母-鎂橄欖石大理岩和斑花大理岩。

硅灰石岩層和透鏡體整合地產於大理岩和斑花大理岩中，礦層與不含硅灰石的大理層交互產出是這個礦床的特點。礦體長數百米，厚由 ＜1m至20～25m，礦石中含硅灰石3%～5%至80%～90%。此外，普遍含碳酸鹽、透輝石、石英及不多的透閃石、磷灰石和黃鐵礦等雜質。硅灰石為白色、長柱狀晶體，大小＜1mm至1.5～2mm。在花崗岩脈和花崗 偉晶岩脈接觸帶內長可達2～3m。礦石中鐵、錳、鈦的含量低，其中Fe₂O₃平均為0.12%。該礦床經勘探獲得硅灰石礦石的儲量在270×10⁴t以上。區內另一個安德烈也夫礦床的規模還要大得多。此外，硅灰石的礦化點分布廣泛。南貝加爾一帶現已成為高品級硅灰石的遠景區。

關於礦床的成因，有與區域變質作用有關或者礦床形成在區域變質之後的爭論，需進一步研究。

2.阿丹地盾區硅灰石礦床與礦點

區內已發現硅灰石礦點50餘個，重要的有埃米里德日卡礦點和謝里哥達爾礦床。

埃米里德日卡硅灰石礦產於太古界阿爾丹群變質岩系中。含礦岩系由二輝片麻岩、透輝石片麻岩、黑雲透輝石片麻岩夾大理岩和斑狀大理岩組成，大理岩中又夾有金雲母透輝石矽卡岩和鎂橄欖石矽卡岩。硅灰石岩產於方柱石-透輝石岩中，並與之相間分布，構成明顯的條帶。方柱石-透輝石岩，由透輝石（60%～75%）、方柱石（10%～30%）和微斜長石-條紋長石（7%～10%）組成；而硅灰石岩由硅灰石（20%～75%）、方柱石（10%～65%）、透輝石（5%～35%）及少量微斜長石（7%～10%）組成，硅灰石岩中鐵和錳的含量偏高。

這種硅灰石岩與金雲母礦床（產於透輝石矽卡岩內）有一定的相關性。資料顯示，阿爾丹地盾太古宙麻粒岩雜岩中含硅灰石片岩的形成與原來主要是鈣質硅酸鹽地層中的區域變質作用有關。

謝德里哥達爾硅灰石礦床，含礦岩系為二輝片麻岩、黑雲母-透輝石片岩和片麻岩，夾有金雲母透輝石岩、大理岩和斑花大理岩透鏡體。硅灰石岩產於花崗岩類岩石與大理岩的接觸帶，屬鈣質矽卡岩，其中除硅灰石（40%～50%）和鈣鋁榴石（20%～25%）外，還含鉀長石、透輝石、方柱石、石英、榍石、方解石和黃鐵礦。矽卡岩成分，由花崗岩類向大理岩方向，硅灰石和方解石含量增加，而鉀長石、石榴子石、石英和黃鐵礦的含量顯著減少，由硅灰石矽卡岩被硅灰石斑花大理岩所代替。該硅灰石岩基本為層狀礦體，厚2～25m（平均10～15m），沿走向礦帶可延伸5～6km。硅灰石含量10%～80%，白色，晶體大小為0.1～1.0cm，礦床規模可能很大。有人認為礦床屬區域變質類型，後期又受到強烈的矽卡岩化作用。