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伟晶岩(矿床)结构和矿物成分

2020-07-14 18:29200

伟晶岩(矿床)结构和矿物成分

在伟晶岩矿床中至少集中有40种以上的化学元素,主要是亲氧元素,如O、Si、Al、Na、K、Ca等,还有许多稀有、分散、稀土和放射性元素,如Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、Zr、Hf、La、Ce、U、Th等,以及某些金属元素,如Sn、W、Mo、Fe、Mn和挥发性组分,如F、B、Cl、P、OH等。

伟晶岩(矿床)结构和矿物成分

稀有、稀土和放射性元素在伟晶岩中常能高度富集,其含量可以超过它们在地壳中平均含量的几十倍、几百倍甚至几千倍、例如Li的克拉克值是0.0021%,在伟晶岩矿床中可达1~2%;Be的克拉克值是0.00013%,在伟晶岩矿床中可达1%。因此,伟晶岩矿床是某些稀有、稀土和放射性元素矿产的重要来源。


由于伟晶岩中化学元素是多种多样的,因而伟晶岩的矿物成分也是丰富多彩最为复杂,据统计在300种以上。常见的主要矿物,除构成伟晶岩主体部分的长石、石英和云母外,还有锂云母、锂辉石、锂电气石、绿柱石、硅铍石、铌铁矿、钽铁矿、细晶石、锆石、铯榴石、方钍石、独居石、锡石、黑钨矿、辉钼石、磁铁矿、钛铁矿、萤石、电气石、磷灰石和黄玉等。


独特的结构构造是伟晶岩矿床的突出特点。粒径2~15cm的中粒至粗粒结构普遍存在,并且自岩体边部向中心部位粒度逐渐增大。伟晶岩中结构粗、发育完全的的带状伟晶岩,常是巨大的稀有金属矿物的展览馆,这些矿物晶体大,种类多,晶体完整,易于开采,易于手选,但品位变化大,平均品位不一定富;在中细粒结构基础上发育的强烈交代地段,经常是稀有金属矿物聚集之处,矿物颗粒虽较小,但分布均匀,平均品位较高,易于开采,但难于手选。


在伟晶岩矿床中,带状构造是最主要而常见的,它是由伟晶岩不同结构的各部分组成的条带,沿岩体的走向和倾斜呈有规律的分布而形成的。发育完好的带状构造,从伟晶岩岩体的边缘到中心,一般可分为如下几个带:


边缘带:主要由细粒(粒径0.5~2cm)的长石和石英组成,厚度一般较小,仅几厘米,很少超过半米。边缘带和围岩的接触界线通常是清楚的。带中最常见的少量共生矿物是电气石、磷灰石和石榴石。


外侧带:此带位于边缘带的内侧。矿物颗粒较粗,主要由斜长石、钾微斜长石、石英、白云母等组成。外侧带的厚度要比边缘带大得多,也稳定得多,带内有时可见到绿柱石等伴生矿物。


中间带:矿物颗粒更加粗大,主要由块状钾微长石和石英构成。内核:组成矿物主要是石英,故又称为石英核。虽然内核的主要矿物成分简单,但伴生矿物有时可能相当复杂。稀有元素矿物主要分布在内核和中间带。各种结晶好的宝石常分布在内核的晶洞中。


伟晶岩岩体的大小差别很大,厚度从几厘米到几十米,沿走向长几百米,甚至上千米,延深可达几百米。具有工业价值的伟晶岩,据统计一般厚度为1~30m,长20~300m。


伟晶岩岩体的形态是多种多样的,最常见的是脉状和透镜状,其它有串珠状、岩钟状、筒状和巢状等。


在巨大的伟晶岩岩脉或脉体的膨胀部分,以及透镜状或巢状的伟晶岩岩体中,分带性和矿化均较好。这是由于它们有较小的表面积、溶液散热较慢、结晶的时间较长,因此成矿组分能高度集中(包括挥发性组分),结果形成最富集的矿化地段。


伟晶岩岩脉的产状有陡有缓。陡倾斜的,甚至直立的岩体,一般多是左右对称的,矿化富集在脉上部或顶部,特别的脉体的膨大部分。而缓倾斜的伟晶岩岩体,上下可能部完全对称,矿化多富集在脉体的上部。据不完全的资料分析,在,脉状伟晶岩岩体中,倾角在45°~90°之间的,对稀有金属矿化富集最为有利。这可能是由于岩脉较陡时,含矿的挥发性组分和易溶化合物大量向上运移的结果。


伟晶岩矿床中最重要的矿产是稀有金属,是锂、铍、铯、铌、钽的重要来源,此外,白云母、水晶、长石和宝石也是其重要产物。现将最主要矿石介绍如下:


稀有金属矿石  本类矿石的伟晶岩矿体主要产于花岗岩中,少数矿体的围岩为各种片岩、闪长岩和辉长岩。具有复杂的交代作用,钠长石化和锂云母化作用发育。矿物成分复杂,除微斜长石和石英外,还有钠长石、锂云母、含铷锂云母、锂辉石、磷灰石,各种颜色的电气石、白云母、绿柱石、铌铁矿、钽铁矿、锡石、磷铝石、透锂长石、铯榴石、硅铍石、硅铍钇矿、黄玉、沥青铀矿、锆石、磁铁矿、钛铁矿及一些硫化物矿物。从矿石中可提取锂、铍、铯、铷、铌、钽和锡等。


另外,此类矿石的伟晶岩矿体中心往往出现巨大晶洞,产有宝石(黄玉、绿柱石,各种颜色的电气石、紫锂辉石等)和压电石英。此类矿石为可综合利用的、工业价值极大的矿石。


绿柱石矿石  以含绿柱石为主的矿石呈现的交代作用有的强烈,有的很弱,一般为钠长石化和云母化作用。主要矿物为石英、微斜长石、钠长石、斜长石和白云母。次要矿物为黑电气石、磷灰石和石榴石。稀有金属矿物以绿柱石为主,还有金绿宝石、硅铍石、锆石、独居石和铌钽铁矿等。此类矿石主要用于提取铍和白云母,有时也可顺便提取铌和钽。若绿柱石结晶好,透明度强及裂纹杂质少,可做为宝石开采。也是综合利用的矿石。


白云母矿石  这种矿石的伟晶岩矿体绝大多数产于前寒武系的深变质岩中,它们往往是花岗片麻岩、片麻岩、结晶片岩和大理岩等。矿物成分较简单,主要为白云母、长石和石英。次要矿物为黑色电气化石、磷灰石和石榴石,偶见绿柱石、铌钽铁矿、晶质铀矿和曲晶石(富含放射性的锆石异种)等。钠长石化不发育。白云母强烈交代钾微斜长石、斜长石和黑云母,构成板状白云母集合体。有时见有浅色金云母。若白云母和大块长石晶体与暗色或烟色石英共生,则云母质量高、晶片大,一般为60~100㎝2;若白云母仅与石英共生,还出现钠长石化,则白云母常呈绿色、褐色、淡红色和灰色,晶片一般较小,但透明度较好,杂质也少。此类矿石是开采白云母的唯一资源,还可开采长石(陶瓷原料),少数还可以提取绿柱石和晶质铀矿。


水晶矿石  含水晶矿的伟晶岩多产于花岗岩侵入体的顶部接触带附近。水晶赋存在伟晶岩岩脉的晶洞中,与之伴生的矿物以长石、石英和黑云母为主,次要的有黄玉、绿柱石、电气石、萤石和钛铁矿等。晶洞中的水晶特点是墨晶、烟晶和少数无色水晶。水晶大小不一,小的仅几厘米到几十厘米,大的可达0.5m以上,巨大的晶体可达几百公斤重,甚致曾发现过重达20t重的晶体。可开采压电石英和光学萤石;若与水晶伴生的黄玉、绿柱石和电气石的质量合乎要求,它们与水晶共同可做为宝石开采。



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