什么叫工业矿床类型

① 矿床类型

金刚石矿床按其成因可以分为3类：内生矿床（原生矿床）即岩浆矿床-金伯利岩型矿床和钾镁煌斑岩型矿床、变质矿床和外生矿床即各种砂矿。

一、金伯利岩型金刚石矿床

（一）含矿岩体的形态、产状和规模

具工业价值的含金刚石岩体以管（筒）状为主，约占90%左右；少量岩体呈岩脉（墙），只有不多的国家开采此类岩体，如中国。各种岩体都受断裂控制，与围岩界线清楚。岩管常成带展布，成群出现，如南非以金伯利城为中心，周围有15个金伯利岩管和一系列岩脉分布。

岩管在平面上多呈圆形，椭圆形和不规则等轴状、哑铃状、串珠状等；在剖面上多呈漏斗状和上大下小的柱状。岩管产状一般陡立，倾角多为70°～90°，有的岩管地表倾角较缓（40°～60°），向下逐渐变陡。其水平截面面积随深度的增大而逐渐减小，往深处变窄过渡为岩脉。

一般认为，爆发型岩管分布在隐伏裂隙之上或位于隐伏裂隙的交叉处，可以看到岩管在深部位于隐伏岩脉的交叉点上，故认为岩管是岩脉在有利构造部位的膨胀部分。岩管的形态、产状都明显受断裂和节理裂隙控制。

岩管不但形态各异，规模也相差很大。地表出露面积最大的岩管如坦桑尼亚的“姆瓦堆岩管”达1650m×1150m，小的只有15m×10m，一般直径为50～300m。具工业价值的岩管规模往往较大，如盛产金刚石的“姆瓦堆”岩管、博茨瓦纳的“欧拉帕”岩管（112×10⁴m²）、南非的“普列米尔”（880m×550m）和“金伯利”岩管（300m×150m）、前苏联雅库特的“闪光”（573m×532m）和“和平”岩管（490m×320m）等都是规模较大的岩管。岩管向下延伸的深度各不相同，有的深达2～3km，如扎伊尔的“巴克万加”和南非的“金伯利”岩管延深都在1000m以上；有的延深较浅，在几十米或几百米内即转变为脉状。我国现已发现的岩管，大者一般延深五、六百米以上，小者一般延深几十米即变为脉体。

总之，岩管的产出与形态、产状、大小的变化主要受同期活动的断裂构造系控制。岩管主要产于断裂交汇的薄弱地带，尤其是压扭性断裂与张性断裂直交的部位更为有利，这些地带往往成为岩浆侵入和爆发的中心。

（二）金伯利岩管的机构、岩相特征

金伯利岩管是岩浆侵入-喷发活动的产物。一个完整的未经剥蚀的金伯利岩管，从上而下可以划分出3个岩相：

1.火山口相

由火山锥和火山口湖组成，其中火山锥由凝灰质金伯利岩和熔岩组成。一般金伯利熔岩很少见，仅见于坦桑尼亚。火山口边部主要由金伯利集块岩、角砾岩及围岩碎屑组成，该火山-沉积相含金刚石贫或不稳定；向内为经过流水搬运的金伯利角砾岩和沉凝灰岩，该岩相含金刚石最富；火山口湖中心为含凝灰质的砂、页岩及砾岩互层，该岩相含金刚石最贫。这种保存较好的火山岩相带见于坦桑尼亚的姆瓦堆和南非博茨瓦纳的奥拉帕岩管。

2.火山道相

火山口相向下急速收缩为漏斗状、产状陡的火山道，主要由金伯利凝灰岩、金伯利角砾岩、球状金伯利岩及含围岩碎屑的金伯利岩等岩石组成。在火山通道的上部还分布着围岩岩块（大小可达50～300m）；火山道相内可见金伯利岩浆多次喷发和侵入的特点。该岩相中含金刚石最富，储量大，是开采金刚石最主要的对象。

3.根部相

金伯利岩火山道向下逐渐变细，随着深度增加，其形态逐渐复杂，岩管膨大或缩小。根部相的下部一般为岩脉或交叉脉，形态受围岩节理或断裂系统控制。其明显的特征是含大量围岩碎屑。碎屑具棱角状，彼此堆积紧密，未发生明显位移，系岩浆上侵时强烈破碎所致。碎屑岩带宽度及垂直延深都可达几十米。

根部相岩石主要为斑状金伯利岩，次为含围岩碎屑的金伯利岩。围岩捕虏体可发生强烈的蛇纹石化、透辉石化、碳酸盐化及热变质。根部岩体也具多次侵入的复式岩体的特点，说明金伯利岩浆活动过程中，深部岩浆分异作用不断进行。从含矿性角度，岩管的根部相比火山道相含矿较贫一些，但也有重要开采价值。

董振信（1994）研究山东胜利1号岩管后，确定现出露部位相当根部相，并以此恢复了该岩管的理想机构模式（图2-4）。

我国山东、辽宁等地的金伯利岩都遭受强烈的剥蚀作用，剥蚀深度达1000～1200m，岩管的火山口相及大部分火山道相都被剥蚀。在寻找金刚石矿床时，正确判别金伯利岩的岩相，将有利于评价岩管的工业价值。

（三）含矿岩体与其他岩浆岩的关系

金伯利岩周围常有其他一些基性、超基性岩、煌斑岩、碱性岩、碳酸盐岩等，它们多呈岩脉、岩床及火山熔岩产出。在空间上分布于金伯利岩发育地区的外围或金伯利岩的延伸带上，或金伯利岩的发育区内，有的甚至与金伯利岩相互穿切，如我国贵州、湖北等地金伯利岩和煌斑岩密切共生。金伯利岩的含矿性与其他岩体的关系尚不清楚，需进一步研究。

图2-4 山东胜利1号岩管理想机构模式

（据董振信，1994）

（四）金伯利岩的含矿性及金刚石在岩体中的分布

金伯利岩中的金刚石含量一般为10^-2～10克拉/m³，个别可达10～20克拉/m³，最富的矿石平均含量也不超过0.00004%。金刚石的分布极不均匀，同一岩体中品位可相差几十倍。根据含量品级，划分出高（0.5克拉/m³以上）、中（0.01～0.5克拉/m³）、低（＜0.01克拉/m³）和不含金刚石等4类金伯利岩区。不同的金伯利岩区，不仅金刚石含量有差别，质量也大不相同。

金刚石颗粒既可呈粗粒的斑晶，也可呈细粒的基质，一般后者自形程度较高。同一岩体产出的金刚石常是多世代形成的，早期的常有溶蚀现象，多呈粒度粗大的浑圆状斑晶，以曲面菱形十二面体为主，常包裹高镁低铁的橄榄石、富铬镁铝榴石、富铬低铝铬铁矿和铬透辉石等矿物；晚期金刚石颗粒较小，无溶蚀，多为自形的八面体，其中有的具金云母、磁铁矿、磷灰石、锆石和气液包体。不同世代的金刚石在形成时代、形成环境方面差别都很悬殊。

非洲有工业价值的金伯利岩集中分布在南非、扎伊尔、坦桑尼亚、塞拉利昂、利比里亚等地区，其他地区也发现不少金伯利岩，但一般不含或少含金刚石，属于3～4类地区。南非的金伯利岩中金刚石品位变化在0.025～20.6克拉/m³范围，有工业价值的岩管平均品位为0.35～0.8克拉/m³。金刚石形态复杂，在南非“普列米尔”岩管中多达1000多种，一般以八面体为主，次为曲面菱形十二面体；颜色以浅黄色、无色、白色为主，次为褐色、浅绿色和灰黑色；金刚石颗粒较大，平均粒径大于1mm的晶体，重量多在1克拉左右。大于1克拉的晶体占25%～65%，100克拉以上的金刚石常见，世界上最大的金刚石“库利南”重3025.75克拉发现于此岩管。金刚石的质量较差，裂隙和包体发育，碎片很多，约占70%以上。

我国山东蒙阴地区金刚石矿床品位0.0143～5.79克拉/m³，品位变化大而且不均匀；金刚石颜色以无色、微黄色、浅棕色为主；晶体形态有以八面体为主的，有的以曲面菱形十二面体为主。颗粒轻重悬殊，从10^-3～119克拉，颗粒的平均重量为0.0004～0.0017克拉/粒；岩管内金刚石粒度分布有上粗下细的变化趋势；完整度差，原生碎块较多，并与粒度大小成反相关关系；晶体中包体多，主要有石墨、橄榄石，其次为铬铁矿、镁铝榴石等；晶体表面蚀象有穴冲凹坑、鳞片状凸起、多边形凹坑。该区金伯利岩体一般都含金刚石，多数岩体含量较高，属含金刚石的二类地区，在该区发现有较富的原生矿床。

（五）工业意义

金伯利岩型是极重要的原生金刚石矿床类型，在澳大利亚钾镁煌斑岩型金刚石矿床发现以前，它是唯一类型。据1986年统计，世界五大金刚石生产国家即澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、前苏联和南非年产量均在1000克拉以上。这些国家的储量占世界86.16%，产量占94.75%。目前世界产量高、储量大、宝石级比例大的矿山是南非的“普列米尔”矿山，其已生产金刚石7800万克拉以上，其中宝石级达50%～60%。目前我国开采这类矿床仅有山东蒙阴和辽宁复县地区。

二、钾镁煌斑岩型金刚石矿床

近十年来，在西澳发现一种重要的金刚石矿床，即钾镁煌斑岩型金刚石矿床。其特点与金伯利岩型明显不同，是一种新的类型。

（一）地质构造背景

钾镁煌斑岩体多产于前寒武纪克拉通边缘活动带内或克拉通相毗邻的时代相对年轻盆地中。岩体侵位较浅，最大深度约300～1600m，而与金伯利岩体侵位深度大，明显不同。

（二）含矿岩体产状和规模

含金刚石钾镁煌斑岩常成群出现，其中所含金刚石差别较大，具有工业意义的岩体一般很少。含矿岩体常为管状，澳大利亚阿盖尔湖地区最大的岩管在地表的形态呈不规则带状，呈北北东 南南西向延展，似一岩墙，长轴约1600m，短轴200～600m，延深可达1600m，岩管产状陡，倾角60°～90°。

（三）钾镁煌斑岩管机制

西澳阿盖尔中元古代钾镁煌斑岩AK-1岩管，从地表至深部由3个带组成（图2-5），各带特点如下：

火山口带：是岩管主体，为扁平状，主要由火山碎屑岩，碎屑钾镁煌斑岩及钾镁煌斑岩熔岩组成。有分带性，火山碎屑岩形成火山环及火山口边缘带，向内为钾镁煌斑碎屑岩及熔岩。熔岩具有不同的产状和不同的侵位时间。

图2-5 含金刚石钾镁煌斑岩岩管形成模式

（据王仲会，1998）

火山道带：火山口向下与细小的火山道相连，火山道为漏斗状，边缘平直，倾角在80°左右。钾镁煌斑岩岩管不及金伯利岩岩管发育。火山道由火山碎屑岩和岩浆型钾镁煌斑岩组成。其内常保留火山口相的碎屑岩残块、各种角砾岩及早期脉岩的残迹。火山道内也发育晚期钾镁煌斑岩岩脉和岩床。

火山道根部带：这一岩带受揭露深度限制，尚不完全清楚，初步查明火山道相之下为浅成相钾镁煌斑岩，其特点是发育各期脉岩，并相互穿插，关系复杂。

关于钾镁煌斑岩岩管的成因，一般推测是由深部上升的岩浆和围岩中的地下水作用产生的岩浆蒸气的爆发活动形成的。

据已有资料，在众多的钾镁煌斑岩中，以橄榄石钾镁煌斑岩的含矿性为好，白榴石钾镁煌斑岩中金刚石含量较低（王仲会，1998）。实验证明，橄榄钾镁煌斑岩浆形成时压力为4.5～5.5 GPa，温度为1250～1300℃，这与石墨-金刚石的转化条件（压力为5.1～5.2 GPa，温度为1250～1300℃）吻合；而白榴石钾镁煌斑岩浆形成的压力在2 GPa以内。由此可见，压力是控制岩浆结晶组分的主要因素。

（四）钾镁煌斑岩的含矿性及金刚石在岩体中的分布

与金伯利岩型金刚石矿床不同，钾镁煌斑岩型金刚石矿床的金刚石主要分布于火山口相各种岩石中，以火山碎屑岩中金刚石含量最高，并呈捕虏晶的形式存在。西澳阿盖尔AK-1岩管中，矿石平均品位由6.1～6.8克拉/t，是工业开采对象，宝石级金刚石仅占5%。西澳埃伦代尔的4号、9号岩管，矿石品位分别为0.14克拉/t和0.05克拉/t，但宝石金刚石含量占60%。

（五）工业意义

开展钾镁煌斑岩型金刚石矿床的评价工作至今，只有西澳阿盖尔地区的AK-1岩管和印度马加旺岩筒具有工业价值。AK-1岩管不仅规模大，而且品位高，是当今世界上新发现的最富的大型金刚石矿床类型。世界其他地区的钾镁煌斑岩均无工业价值，原因可能与研究程度不够有关。我国扬子克拉通内的贵州、湖南、湖北、川西已发现4个钾镁煌斑岩 超钾镁煌斑岩区，有的岩区的钾镁煌斑岩人工重砂中找到金刚石，但尚未发现工业矿床。

三、变质（岩）型微粒金刚石矿床

1980年在哈萨克斯坦北部科克切塔夫地块前寒武纪变质杂岩体中发现的微粒金刚石矿床，以库姆德利尔矿床为代表。它不同于上述两种矿床，是一种特殊的类型。

地块基底由古元古代变质沉积岩组成，矿床围岩为钙硅酸盐岩、石榴黑云片麻岩、黑云片麻岩、混合岩等，其中夹有石香肠状榴辉岩，这些岩石所受变质作用属角闪岩相。变质岩层还遭受韧性-脆性剪切变形作用，内部出现一些变形带，并相伴发生蚀变作用，使复杂的变形构造带内产有退变质矿物（绿泥石、绢云母、白云母等）及石墨、硫化物等，这种蚀变的构造变形带常构成含金刚石的矿带。

金刚石矿体在含矿带内呈透镜状或似层状，规模和品位变化较大，最高品位几十克拉/吨。石墨和硫化物高含量的蚀变岩是富含金刚石的标志。

金刚石的粒度范围为0.01～1mm，以20～50μm的颗粒为主。颜色为黄绿色。晶体形态变化大，有立方体、八面体、骸晶（玫瑰花状）、球状晶体等。呈包体产于破裂的石榴子石颗粒间，以及由绿泥石-绢云母或绿泥石 碳酸盐集合体的粒间孔隙内，金刚石常同石墨形成集合体。

蚀变的石墨片麻岩δ¹³C为-19.8‰～-25.5‰，平均为-22.4‰（10个样品），辉石-碳质岩石的δ¹³C平均为-16‰（2个样品）；蚀变的石墨片岩中金刚石的δ¹³C为-16.5‰～-17.5‰，平均为-17‰（3个样品）；辉石-碳酸盐岩石中的金刚石的δ¹³C为-10.6‰～-12.4‰，平均为-11.6‰（3个样品）。上述资料与金伯利岩型金刚石（δ¹³C值为-1‰～-10‰）相比，库姆德科尔矿床的金刚石具较轻的同位素成分，说明它们有不同的碳质来源。

上述金刚石与变质岩内变形构造带中的蚀变岩有密切关系，构造带以外的变质岩不含金刚石，说明构造带内变质杂岩中高度聚集CO₂、CH₄及其他烃类，金刚石可能在中等p-t条件下从烃类流体的气相中结晶出来，金刚石形成的氧化还原过程，可按下述反应之一进行；2CO＞C（d）+CO₂、CO+H₂＞C（d）+H₂O、CO+CH₄＞C（d）+2H₂O。

产在层状变质岩内的微晶金刚石是不能用地幔捕虏晶学说所能解释。这种新成因类型的发现，说明金刚石结晶的地质条件变化范围很宽，深入研究有可能为我们提出新的找矿方向。近来在蒙古乌兰巴托地区元古宙变质岩中也发现了变质成因的金刚石。因此，这类矿床的研究应引起充分的重视。

四、金刚石砂矿床

金刚石的开采史是从金刚石砂矿开始的。在未发现原生矿之前，所有金刚石都来自砂矿。至今砂矿仍是金刚石的主要来源。我国也是首先从中南和华北等地的砂矿勘探开始的，至今仍在开采。

金刚石砂矿是原生矿床经外营力作用解体后，金刚石脱离母岩，在原地或经搬运，在适当的地质条件下堆积而成。砂矿床中的金刚石有相当一部分是宝石级的，并且分布广、易采、易选、投资少见效快，往往在开采中可综合回收金、铂、锆石和锡石等资源。当今金刚石砂矿仍占世界总产量的3/4左右。

按形成时代可将金刚石砂矿划分为前第四纪砂矿（古砂矿）和第四纪砂矿两大类，后者是分布广、工业意义最大。按成因有：残积、坡积、河流冲积、滨海沉积、冰川冰水沉积、风力堆积等，几乎各种外营力都能形成砂矿床。但分布广、工业值较大的则是河流冲积砂矿、滨海砂矿和残坡积砂矿。加强这类矿床的研究和找矿工作十分重要。它们既是直接金刚石资源，又是找原生矿的重要线索。

② 　矿床类型划分

金属矿床的分类标准与分类方案较多，如矿床的成因分类、含矿建造分类、赋矿围岩分类、矿质来源分类、矿体形态分类、矿石构造分类、矿石成分分类与矿床工业分类等（袁见齐等，1979；朱奉三，1982;R.W.Boyle,1979）。本书主要据特征性赋矿围岩与矿石成分，结合矿床成因，进行矿床类型划分；将燕山陆内造山带金矿床划分为9种类型，银（多金属）矿床划分为2种类型，铅锌矿床划分为4种类型，铜矿床划分为3种类型，钼矿床划分为4种类型。燕山造山带赋矿围岩类型繁多，时代各异，一些矿床对赋矿围岩的岩性选择性较差，如表2-1所示，因此一般的赋矿围岩对区分矿床类型意义不大。但有部分赋矿围岩，如碱性岩、火山岩、砾岩、斑岩、夕卡岩等，与矿床成因存在一定联系，对矿床分类有重要意义，称之为特征性赋矿围岩，这类围岩可作为矿床分类的重要标志之一。

一、燕山陆内造山带主要金矿床类型

（1）岩浆热液成因石英脉型金矿（简称为石英脉型金矿），如水泉金矿、华尖金矿、峪耳崖金矿、小营盘金矿、茅山金矿、山家湾子金矿、红花沟金矿、东坪金矿、金厂峪金矿等。

（2）岩浆热液成因蚀变岩型金矿（简称为蚀变岩型金矿），如后沟金矿、高家店金矿、洼子店金矿等。

（3）火山-次火山岩型金矿，如二道沟金矿、红石金矿、奈林沟金矿、小五台山金矿等。

（4）韧性剪切型金矿，典型实例为排山楼金矿。

（5）变质热液成因金矿，如半壁山金矿、苗杖子金矿等。

（6）古砾岩型金矿化，如冀东古元古代朱杖子群含金古砾岩系、中元古代长城群底部含金古砾岩层，均发育有这类金矿化。

（7）斑岩型金矿，如对面沟金铜矿、楼上金矿等。

（8）碱性岩型金矿，如东坪金矿、中山沟金矿等。

（9）“长城型”金矿（陆松年，1997），如小马坪金矿、军屯金矿等。

后两种金矿实际上不是独立的金矿床类型，都属于岩浆热液成因石英脉型金矿这一大类，仅仅是赋矿围岩与其它石英脉型金矿有所不同。如分布于冀北碱性岩内的东坪金矿、中山沟金矿，虽然被称为碱性岩型金矿，但与冀北小营盘金矿、冀东茅山与华尖金矿、赤峰红花沟与金厂沟梁金矿等石英脉型金矿床相比，在矿石结构构造、矿石成分、成矿时代、成矿阶段、控矿因素、矿床成因等方面，都相同或相近。所谓“分布于长城沿线”的小马坪金矿、军屯金矿等“长城型”金矿，实际上并不是什么金矿新类型，分布范围也不仅仅限于长城沿线，在远离长城的山家湾子、白庙子、唐杖子等地区的中新元古界碳酸盐岩-碎屑岩系内均有分布，而且其矿床地质特征、成矿时代、控矿因素、矿床成因都类似于华尖金矿、茅山金矿等其它石英脉型金矿床。因此，在以后的讨论与分析中，不将碱性岩型金矿与“长城型”金矿单列出来剖析，而将它们划归为石英脉型金矿。

表2-1燕山陆内造山带金、银、多金属矿床赋矿围岩对比表

二、燕山陆内造山带主要银-多金属矿床类型

（1）岩浆热液成因脉型银矿（简称为脉型银矿），如丰宁银矿、东山银矿、姑子沟银矿、梁家沟银矿等。

（2）火山-次火山岩型银矿，如满汉土-小扣花营银矿。

三、燕山陆内造山带主要铜矿床类型

（1）夕卡岩型铜矿，如寿王坟铜矿、小寺沟铜矿等。

（2）硫化物石英脉型铜矿，如东荒峪铜矿、谢杖子铜矿点。

（3）火山热液型铜矿，如将军关铜矿、翟庄铜矿等。

四、燕山陆内造山带主要铅锌矿床类型

（1）沉积层状铅锌矿，如高板河铅锌矿、沙窝店铅锌矿等。

（2）夕卡岩型铅锌矿，如八家子铅锌矿、口前锌铜钼矿等。

（3）岩浆热液成因石英脉型铅锌矿（简称为脉型铅锌矿），如蔡家营铅锌银金矿、青羊沟铅锌矿等。

（4）变质热液成因脉状铅锌矿，如业家坟铅锌矿点。

五、燕山陆内造山带主要钼矿床类型

（1）夕卡岩型钼矿，如北松树卯钼矿、刚屯钼矿、莫古峪铜钼矿等。

（2）斑岩型钼矿，如兰家沟钼矿、大庄科钼矿、肖家营子钼矿等。

（3）硫化物石英大脉型钼矿（简称为大脉型钼矿），如旧门钼矿、岭前部分钼矿体、撒岱沟门钼矿等。

（4）隐爆角砾岩型钼矿，如大庄科钼矿、董家沟钼矿等。

此外，燕山地区尚存在一些过渡类型矿化与不同期次、不同类型矿化叠加所形成的复合型矿床，如金厂沟梁金矿、撰山子金矿区存在一些特点介于石英脉型与蚀变岩型矿化之间的过渡型矿化；岭前钼矿早期夕卡岩型钼矿化与晚期脉型钼矿化空间上叠加在一起构成复合型矿化。在这些情况下，本文据主要矿化类型对矿床进行归类。

这里需要说明的是，本文所指“岩浆热液”是个广义的概念，包括岩浆期后热液与由于岩浆活动的热力作用而使地表水、地下水温度升高所造成的热液。

已发现的矿床中，金矿以石英脉型、蚀变岩型、火山-次火山岩型与韧性剪切型金矿为主；银矿以脉型银矿为主；铜矿以夕卡岩型铜矿为主，铅锌矿以沉积层状铅锌矿、脉型铅锌矿及夕卡岩型铅锌矿为主；其他类型的金、银、铅锌、铜矿化不占主导地位。

③ 矿床类型

一、镁质碳酸盐岩中的变质沉积型菱镁矿矿床

这类矿床主要产于前寒武纪白云质大理岩、变质白云岩中。矿床常沿一定层位呈带状分布，延长可达数十至百余千米，构成巨大的矿带。矿体多呈层状、透镜状，一般长几百米至几千米，厚几米至几十米。矿体与围岩的接触界线平直、清楚，有的地方也可能呈渐变过渡关系。矿体中常有白云石大理岩、变质白云岩、千枚岩等的夹层。层状矿体中经常可见到变余原生沉积构造，如层理、纹层、交错层理、雹痕、波痕、泥裂、结核等构造，还可见到变余生物构造，如叠层石等。矿石的矿物成分主要为菱镁矿，含量一般在80%以上，其次为白云石、石英、方柱石（假象）、石墨、粘土矿物、黄铁矿等，矿体为晚期脉岩切割时，在接触处白云岩或菱镁矿中见有滑石、蛇纹石、透闪石、水镁石、绿泥石、磁铁矿、水菱镁矿、黄铁矿等矿物出现。矿石中菱镁矿呈白、灰白色、肉红色等，具粒状变晶结构，颗粒直径几毫米到几厘米。矿石质量较好，MgO含量一般在35%以上；矿石储量可达数百万吨，多大型矿床，一个矿带内可有数亿吨菱镁矿储量。此类矿床是最重要的菱镁矿床类型。

这类矿床的成因过去争论较多；表现在成矿作用上，是后生热液交代的，还是同生沉积的；在镁的来源上，是岩浆结晶分异所形成的富镁岩浆热液或是富镁混合岩化热液，或是来自储积于海洋中的镁盐。几十年的讨论，推动了研究的进展。由于近代海水盐类沉积成矿实验的研究，矿石同位素的研究，特别是深入开展了野外矿床地质的研究，大家多趋向于认为像中国东北、俄罗斯萨特金菱镁矿床是由沉积作用形成的。它们是在干热气候条件下，潟湖盆地的一种化学沉积物。后期受区域变质作用的改造，同时形成了与菱镁矿共生的各种矿物。

我国辽宁海城-大石桥菱镁矿矿床是这类型的典型矿床（图4-2），特点如下。

1.矿区地层

矿区位于元古宙裂谷海槽内，其西北部是太古宙克拉通，东南由元古宙辽河群变质岩系所组成。矿区内主要分布的是辽河群大石桥组，该组地层由上而下分为3段：①下段的下部为绢云石英片岩、黑云片岩、千枚岩，上部为条带状大理岩，厚度大于1950m；②中段为云母片岩、十字石、矽线石云母石英片岩夹白云石大理岩，厚度大于850m；③上段为菱镁矿岩、白云石大理岩夹千枚岩，厚度大于3000m。

2.菱镁矿矿床

产于大石桥组上段，由一套镁质碳酸盐岩组成，应代表富镁碳酸盐岩沉积建造，菱镁矿矿层是建造中重要岩石类型。菱镁矿体呈层状、具有一定的层位，沿走向方向延伸稳定，延长四十多公里。由杨家甸子、下房身、金家堡子、铧子峪、青山怀、圣水寺等几个大型优质菱镁矿床组成。工业矿体依品位圈定，矿体与围岩无明显界线。各矿体沿走向构成矿带，矿带内可分为3层矿，沿走向基本相连（图4-2）。

图4-2 辽宁省大石桥-海城菱镁矿矿床区域地质图

（据朱国林，1984）

1—第四系；2—盖平组云母片岩、千枚岩；3—大石桥组三段白云石大理岩；4—大石桥组二段石榴矽线云母片岩夹条带状白云石大理岩；5—大石桥组一段深灰色千枚岩、条带状大理岩夹变质凝灰岩；6—浪子山组变粒岩、白云二长片岩、石英二云母片岩；7—菱镁矿（包括部分的菱镁岩）；8—滑石矿带；9—花岗岩；10—黑云母混合岩、角闪石混合岩；11—中 基性脉岩；12—侵入地质界线；13—断层

下部矿体主要由条带状菱镁矿与白云石大理岩互层，夹白云质千枚岩，含碳较高，底部有同生砾岩层。

中部矿体以优质菱镁矿为主，品位高，厚度大，矿石重结晶明显，以粗晶、巨晶为主，中间夹几米厚含碳较高的矿层，具微层理、斜层理。

上部矿体主要由菱镁矿、硅质白云石大理岩夹千枚岩组成，常见菱镁矿与白云石大理岩在横向上的相变。

在上述3个矿层中经常可见到千枚岩、碳质板岩的夹层，产状与菱镁矿层一致，延伸稳定，接触界线清楚，互层现象明显，应代表沉积韵律构造（图4-3）。

图4-3 金家堡子菱镁矿矿床1200线矿体地质剖面图

（据下房身镁矿地测科，1980）

1—第四系；2—石英云母片岩；3—千枚岩；4—滑石化千枚岩；5—白云石大理岩；6—一级品菱镁矿矿体；7—二级品菱镁矿矿体；8—三级品菱镁矿矿体；9—零级品菱镁矿矿体；10—破碎带；11—钻孔；12—露天开采台阶

除3个主要矿层外，在矿层的顶底板岩层中，尚有小矿体存在。呈透镜状、扁豆状、似层状分布于白云石大理岩中，矿体规模较小，一般长约50～250m，厚度为5～15m，产状与围岩一致。

3.矿石成分与结构

矿石中主要组成矿物为菱镁矿（含量87%～97%），其次为白云石、含铁菱镁矿、菱锰矿、滑石、透闪石、方柱石（假象）、直闪石、石英、碳质物及黄铁矿等。有时滑石沿构造裂隙分布富集时，可构成滑石工业矿床。矿石中MgO含量为35%～48%，CaO为0.1%～8%，SiO₂为0.2%～8%，Al₂O₃为0.01%～5.12%，Fe₂O₃为0.11%～2.40%，烧失量49‰～51‰。其中下房身矿床的矿石分为1～5 级，矿石中主要化学成分：MgO为47.06%～45.26%、CaO为0.55%～2.41%、SiO₂为0.38%～0.68%、烧失量51‰～51.76‰等。

菱镁矿以白色、浅肉红色为主，其次为灰白色、灰色、淡黄色等。菱镁矿矿石具粒状变晶结构，晶体大小一般为0.3～2cm，小者不到0.1cm，所以矿石可具细粒 粗粒变晶结构。在显微镜下检查，菱镁矿晶体之间均呈紧密镶嵌接触关系。矿石的结构反映了菱镁矿晶体重结晶现象明显，应与矿石受区域变质作用有关。

在矿石中变余的沉积构造较为发育（图4-4），包括变余层面构造，如干裂、雹痕、波痕、同生角砾；变余层理构造，如条带状、层纹状、交错层理；变余生物构造，如变余叠层石（聚环藻、弹状藻、南罗藻）等构造，说明原始菱镁矿矿石具有明显的沉积构造。而且沉积时海水很浅，时而露出水面。菱镁矿组成藻叠层石的出现，也说明处于浅而温暖的环境。这些与上节所推测菱镁矿形成于较浅的潟湖相的古地理环境是一致的。此外，还可见到一些菱镁矿细脉切穿围岩（如白云大理岩）层理，矿脉受构造裂隙控制。脉中菱镁矿结晶粗大，有的粒径在几厘米以上。红色矿脉也可以穿切早期的白色菱镁矿层。这些矿脉应与变质热液作用有关。

4.矿石的稀土元素与碳、氧同位素组成

不同层位的菱镁矿矿石，矿层中的千枚岩夹层、白云石大理岩及矿层下部围岩云母片岩等样品的稀土元素分析资料表明，它们的稀土模型曲线均相似，稀土元素相对丰度差别小，可能反映了它们共同具同生成因特征。从Eu/Sm比值来看，本区菱镁矿多变化于0.16～0.23，算术平均值为0.19，与地壳中沉积岩0.20的比值相当，也说明菱镁矿具有沉积的特点。

图4-4 菱镁矿矿石（层）的主要变余沉积组构

（据张秋生等，1984）

A—菱镁矿矿层底板的干裂；B—菱镁矿矿层底板的雹痕；C—菱镁矿矿体中的浪痕；D—菱镁矿矿层中的水平层理；E—菱镁矿矿层中的薄板状水平层理；F—菱镁矿矿层中的交叉层理；G—菱镁矿矿层中的斜层理；H、Ⅰ、J和K—菱镁矿矿层中的各种藻类

从碳同位素特点来看，区内白云大理岩δ¹³C_PDB/‰平均为-0.6，菱镁矿平均为-1.20，都接近零。根据碳同位素在自然界中分布，海相沉积碳酸盐δ¹³C_PDB/‰为0，前寒武纪至现代的沉积碳酸盐δ¹³C相同，都接近于零，也说明菱镁矿应是海相沉积的。

5.矿床的成因与演化

本区层状菱镁矿层赋存于古元古代辽河群镁质碳酸盐岩地层内，是在滨岸边潟湖盆地内，可能在气候炎热的条件下经化学与生物化学作用沉积形成的。原始沉积物至1900Ma，经受绿片岩-角闪相区域变质作用的改造，镁质碳酸盐岩发生重结晶，形成晶质菱镁矿岩、白云石大理岩。形变作用使岩层褶皱，并在褶皱的转折部位使矿层加厚；挤压特别强烈的部位，出现扇形构造，处于直立部位的菱镁矿可再次重结晶，形成粗晶、巨晶、菊花状构造，有时也可沿发育的破辟理向两侧生长形成梳状构造的菱镁矿。上述各种地质作用造成菱镁矿层直立、加厚，于有利的构造部位可形成巨晶优质菱镁矿带。与变质作用同时产生一些富镁碳酸盐溶液在局部地段形成肉红色菱镁矿细脉。

总之，本区菱镁矿的形成是原生沉积与区域变质和变形作用综合作用的产物。矿床从成因类型上看，属受变质矿床。

对海城-大石桥一带的菱镁矿矿床的研究已历经了半个多世纪，曾对矿床形成提出不同的意见，争论的焦点是镁的来源？矿床是同生与后生的成因？近年来，通过对该矿床的地球化学、成矿盆地分析，生物成矿作用等的研究，获得很多新的资料，大家已趋向认为该晶质菱镁矿矿床主要是受区域变质的海相沉积矿床。但是研究还没有结束，有的问题还应深入。从寻找新的矿产资源基地来看，无疑同生成矿理论更具有实际意义。

6.矿床工业意义

区内本类型矿床规模巨大, 可构成大型-超大型矿床, 矿石质量优良, 是我国最重要的菱镁矿矿床, 有极大的工业价值。

二、超基性岩中热液型菱镁矿矿床

该类矿床位于蛇纹石化超基性岩中。菱镁矿化与蛇纹石化有密切的关系，凡存在菱镁矿化时，均能见到超基性岩有不同程度的蛇纹石化。矿体多沿蛇纹石化的超基性岩的断裂带分布，呈透镜状、脉状及巢状等。矿体向下延伸可达二百米而不尖灭。矿石由菱镁矿组成，常为致密块状，呈白色而无光泽，有时带有褐色斑点；与菱镁矿共生的主要为蛋白石，此外还可见热液作用交代成因的矿物，如文石、透闪石、绿泥石、滑石、玉髓、石英等。这类矿床分布广，矿床规模不一（大中小型矿床均有），矿石中二氧化硅含量较高，菱镁矿的质量较差。矿床中因常含滑石，如达到要求时，可作为滑石矿床开采。

矿床主要是由于超基性岩遭受碳酸的热液作用，产生蛇纹石化的同时形成的，如下式所示：

非金属矿产地质学

希腊优卑亚岛菱镁矿矿床属于这类矿床，我国青海茫崖石棉矿区的超基性岩中产有滑石菱镁矿床，主要作为滑石矿床开采。

三、超基性岩中风化壳型菱镁矿矿床

矿床产于超基性岩风化壳下部，一般深度不超过几十米。矿体呈脉状、网脉状或透镜状，多不规则，大小不定，但含矿面积较大，也可构成具工业意义的矿床。矿石中为隐晶质菱镁矿，伴生矿物有蛋白石、石髓、褐铁矿及可利用的含水镍硅酸盐矿物。这类矿床是岩石受地表水风化、淋滤沉积作用形成的。

俄罗斯乌拉尔哈里洛夫矿床即属此类，我国内蒙古察汗奴鲁菱镁矿矿床也属这类矿床。

④ 一，矿床类型划分

东川式铜矿原指产于因民组与落雪组过渡部位及落雪组底部、中部的铜矿。根据成矿物质来源、产出地质背景条件等因素，把产于因民组中下部的矿床称为稀矿山式，产于落雪组底部、中部的铜矿床有落雪和汤丹两种类型，产于落雪组与黑山组（鹅头厂组）过渡部位的为桃园式（龚琳等，1996）。类比东川式铜矿，禄丰—武定地区铜铁多金属矿床主要产于中元古界昆阳群因民组与落雪组中，其矿床特征及成因基本与东川式铜矿一致，属海相火山喷流热卤水沉积成矿。以上3种矿床类型在本区均有分布（表2-2）。

（一）稀矿山式矿床

区内的迤纳厂、马厂箐、核桃箐矿床，均产于北东向断褶带与南北向构造交会部位附近。矿体主要分布在构造应力集中、变质作用强烈的褶皱轴部及火山喷发（喷流）口附近。赋矿层位属因民组顶部，成矿主岩为火山沉积岩，主要岩性为绿泥石黑云母岩、黑云母片岩、石英黑云母片岩、石榴子石黑云母片岩、变凝灰岩、凝灰岩和熔岩等。近矿围岩蚀变普遍见有黑云母化、铁铝石榴子石化、萤石化、磷灰石化、碳酸盐化和硅化，w（Fe₂O₃+FeO）一般都大于15%，稀土富集，出现氟碳铈镧矿和黄铜矿、黄铁矿及稀有金属硫化物。特点是钠化岩石和钠质岩石与铁矿富化关系密切，一般w（Na₂O）>w（K₂O）；偏碱富钾岩石有利于铜矿富集；矿体多显示上铁下铜，局部矿段下部是单层铜矿，如迤纳厂东方红矿段和核桃箐铁矿层之下见较富的单铜矿层。

表2-2 东川矿区铜矿类型成因产出层位系列划分简表

（二）落雪（汤丹）式矿床

禄丰—武定地区落雪组铜矿床主要分布于中部断褶带、西部断褶带的南东段和西段的背斜部位，产于落雪组白云岩中下段含硅质条纹和圆藻的中厚层泥砂质白云岩中，如中部成矿带中段的大美厂、小新厂，中村老硐箐和西部成矿带的朱家坝、梁花箐至邵家坡。矿床由于后期火山活动热液带来的矿质使原沉积的贫矿和矿化层叠加富化。如邵家坡铜矿，靠近闪长岩体部位品位富、厚度大，远离岩体品位贫、矿体薄；大美厂，小新厂铜矿，靠近火山角砾岩品位富、厚度大；朱家坝铜矿，在远离岩体地段一般铜品位都小于0.50%，厚度小于1m。

（三）桃园式矿床

产于落雪组与黑山组（鹅头厂组）过渡部位（接触带内）中。矿体呈不连续层状或沿层透镜状，矿物呈沿层或穿层的黄铁矿、含铜黄铁矿或黄铜矿脉状分布于黑色炭质板岩中。其成因为海湾潟湖沉积的黄铁矿及含铜黄铁矿和层状铜矿经后期改造含矿热液沿断裂交代改造富化。在禄丰—武定地区，矿化强的地段只要该层位存在，都有矿（化）体存在，但在该区具工业价值的矿床少，只是一种次要矿体。

⑤ 矿床都有哪些种类

矿床是由地质作用形成的，富集了有用矿物或组分，在质和量上目前已达到工业要求，并具备开采条件的矿物堆积体。矿床中含有矿石，矿石中常包括有用矿物（又名矿石矿物）和脉石矿物两类矿物。有用矿物是指能提供有用元素（或组分）或本身可直接被利用的矿物；脉石矿物是指矿石中没有用处的那些矿物。矿床的概念随经济技术的发展而变化。例如，过去人们认为没有使用价值的某些含稀有元素的“岩石”或认为没有开采价值的低品位矿化岩石，现在有许多已作为矿床被开发利用。

矿床种类繁多。固体矿床（如煤、铁、铜、石灰岩、岩盐等）分布最广，液态矿床有石油、热卤水和地下水，气态矿床有天然气。按成矿作用的方式，矿床可分为内生矿床、外生矿床、变质矿床及再生矿床等。按矿产性质和工业利用情况，可分为金属矿床、非金属矿床和能源矿床。有成因联系的不同矿床常共生组合成分布范围更大的成矿带。

⑥ 矿床分类及地质特征

对砂金矿床的分类，不少学者从不同角度进行了划分，有的以砂金矿床的矿质来源为分类依据，有的以成矿作用为分类原则，有的则以成矿环境进行划分。吕英杰等（1992）根据砂金矿床的成矿作用、赋存的地貌部位划分为冲积型砂金矿床、洪积型砂金矿床、残积型砂金矿床、堆积型砂金矿床、岩溶型砂金矿床、海积型滨岸砂金矿床、湖积型滨岸砂金矿床、冰碛（水）型砂金矿床及风积型砂金矿床，见表5-1。

（一）冲积型砂金矿床

指产于第四系由冲积作用形成的松散堆积物中的金矿床。其中包括产于河床或河床底部砂砾层中的河床砂金矿床；产于河漫滩堆积物下部的河漫滩砂金矿床；产于老河漫滩残留部分的阶地砂金矿床（图5-1）；产于河滩的河滩砂金矿床。本类金矿床是我国最为重要的砂金矿床类型，其储量占砂金总储量的90%以上。而其中又以河漫滩砂金矿床和阶地砂金矿床最具工业意义，其储量占整个冲积型砂金矿床总储量的90%以上。国内重要砂金矿床均属此类，如黑龙江的韩家园子、兴隆沟、石头河子、古利库，陕西的月河、江西的庄湾等矿床。

表5-1砂金矿床分类表

（据吕英杰等，1992）

图5-1嘉荫河阶地砂金矿床及河漫滩砂金矿床（据吕英杰等）

1—腐殖土层；2—采金迹（废砂堆）；3—砂质粘土层，4—砂砾石层；5—基岩；6—河漫滩砂金矿床；7—阶地砂金矿床

（二）洪积型砂金矿床

是指分布于沟谷中、由洪水冲刷、搬运而形成的砂金矿床。这些沟谷的谷底较窄，多呈“V”字型，沟内堆积物分选性差，磨圆度低，多呈棱角-次棱角状，少量为次圆状。每当洪水袭来时，堆积物均有可能被搅动，使砂金进一步筛选而富集在有利部位。本类矿床的矿体多呈透镜状和囊状，规模小而不稳定，品位的贫富相差悬殊，富者可构成小而富的砂金矿床。代表矿床如黑龙江的万鹿沟等。

（三）残积型砂金矿床

分布于分水岭或较平坦的低洼处，是由原生含金地质体在地表条件下经风化破碎后，使金粒解离或经次生加大而在原地富集形成的矿床。其富集程度除与风化程度、形成时间长短有关之外，还取决于下伏原生含金地质体的含金性。本类金矿床迄今尚未见有重大工业意义的矿床，但可作为寻找原生矿的直接标志。

（四）坡积型砂金矿床

是残积型金矿床的下移部分，与残积型金矿床之间无明显界线。本类金矿床是冲积型河谷砂金矿床的物质提供者，其矿床本身规模小，不具有重要工业意义，但可作为岩金矿床的直接找矿标志。

（五）冰碛（水）型砂金矿床

含金地质体破碎后，含金矿物被冰川（水）搬运于有利部位富集形成矿床。包括冰碛型和冰水型两种。真正具有工业意义的不是直接由冰碛所形成，而是在冰碛经融化后，由冰水进一步搬运、分选、沉积而形成的冰水型砂金矿床。如内蒙古毛淖（图5-2），矿体产于毛淖冰碛台地上的冰水沉积物中，矿体长760m，宽160～560m，厚0.73～1.34m，品位一般为0.12～1.3g/m³，单样最高达2.73g/m³，金的粒度为0.38～1.3mm。

图5-2内蒙古中后河毛淖冰碛台地冰水砂金矿床勘探线剖面图（据内蒙古自治区地质研究所，1985）

1—腐殖土层；2—含砾砂层；3—含粘土砂砾层；4—含砂泥砾层；5—基岩（砂质粘土岩）；6—砂金矿体

（六）湖积型滨岸砂金矿床

分布于湖泊的滨岸地带，成矿物质由河流携带，经岸流、拍岸浪长期冲刷、分选而成。

（七）海积型滨岸砂金矿床

分布于滨岸的砂堤、阶地、水下砂坝等地带。矿体多与海岸平行，并受拍岸浪和岸流方向的控制。本类矿床以山东三山岛较有前景，该矿床位于山东省掖县三山岛东南坡，其北为渤海。矿体分布在长500m、宽300m的范围内，矿层埋深3.65～30.49m，无固定层位，单个矿体长20～80m，厚0.1～1.8m，品位0.27～5.9g/m³。

（八）岩溶型砂金矿床

在岩溶发育地区，由于水的溶蚀、冲刷等作用，使岩层（或含金地质体）中的金带出并堆积成矿。矿体形态复杂，呈囊状、巢状、条带状、漏斗状、透镜状及不规则状等。矿体规模一般不大，但有的品位很高，如广西镇墟金矿床，最高品位可达几十克到百克每立方米。

⑦ 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。

世界上着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，如着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着名，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。区内最着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。

⑧ 矿床类型及资源分布

一、矿床类型

1.矿床的成因类型

矿床成因类型见表15－6。

表15－6中国石膏、硬石膏矿床成因类型

续表

2.矿床工业类型

工业上将石膏矿床分为四类:①层状石膏、硬石膏矿床;②纤维石膏矿床;③纤维石膏及层状石膏、硬石膏矿床;④松散层中巨－伟晶石膏矿床。

二、资源分布

石膏矿在世界上分布非常广泛，遍布60多个国家和地区，资源丰富，储量巨大，但缺乏较准确的统计数据。俄罗斯石膏储量32亿t，伊朗石膏储量24亿t，中国石膏储量16亿t，巴西石膏储量13亿t，美国石膏储量7亿t，加拿大石膏储量4.5亿t，其他石膏资源丰富的国家还有墨西哥、西班牙、法国、泰国、澳大利亚、印度和英国等。

中国石膏资源相当丰富，分布不均，探明石膏资源储量相对集中于内蒙古、山东、江苏、安徽、湖北和湖南等省(自治区)，辽宁、吉林、黑龙江和福建石膏资源贫乏。

中国石膏矿资源已发现矿产地600多处，在23个省、自治区中，已有探明储量的矿产地共169处，其中:大型矿79处、中型矿34处、小型矿56处。储量最多的为山东省，其次为内蒙古、青海、湖南、湖北、宁夏、西藏、安徽、江苏、四川10省、自治区，保有占全国石膏矿石总保有储量的27%;河北、云南、广西、山西、陕西、河南、甘肃、广东、吉林9省、自治区保有石膏矿石储量占全国石膏矿石总保有储量的7%;贵州、江西、辽宁、新疆4省、自治区保有石膏矿石储量为全国石膏矿石总保有储量的1%。我国石膏矿产分布见图15－3。

图15－3 中国石膏矿分布示意图

总的来说，中国石膏矿石保有储量充足，资源的优势在于储量大，相对集中，有利于大规模开采，形成石膏及其制品生产基地;但保有储量地理分布不均衡，新疆、辽宁、江西、贵州、吉林等省、自治区可供近期利用的储量少，浙江、福建、海南、黑龙江等省尚无保有储量。上述缺膏、少膏地区需要积极开展找矿，以满足各地水泥和石膏建筑材料生产发展的需求。

⑨ 矿床的分类

矿床种类繁多，按照物态可分为固体矿床。液体矿床和气体矿床。固体矿床分布最广，液态矿床有石油、热卤水和地下水，气态矿床有天然气；按成矿作用方式，矿床可分为内生矿床（内力地质作用生成）、外生矿床（外力地质作用生成）和变质矿床（变质作用生成）；按矿产性质和工业利用情况可分为金属矿床（如金矿床、钨矿床）、非金属矿床（如耐火粘土、萤石矿床）和能源矿床（如石油、煤和天然气）。固体矿床种类还可以按赋存围岩进一步详细划分。

⑩ 矿床类型

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着减少，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。