变质矿床

　　变质矿床是指在变质地区，因受 区域变质作用影响使成矿物质富集而形成的矿床，以及原有矿床经受强烈的区域变质，成为具有另一种工艺性质的矿床。由内生作用或外生作用形成的岩石或矿石在遭受变质作用时，由于地质环境的改变，温度和压力的增加，以及变质热液的作用，它们的矿物成分、物理性质和构造结构等，都要发生变化，并在变化中形成成矿物质的富集。

　　按 变质成矿作用的不同，变质矿床有三种主要类型：

接触变质矿床

　　 1、概念：
由于 岩浆侵入使围岩温度升高引起围岩中有用组分 重结晶及重组合而形成 有用矿物的作用称为接触变质成矿作用，由此而形成的矿床即为接触变质矿床。
接触变质成矿作用的能源来自侵入岩浆热能。成矿物质来自受变质的原岩，与侵入体及其热液无关。
　　 2、矿床特征：
a、矿床分布于较大侵入体周围的接触变质 晕圈中。
b、矿体受原岩建造和 变质程度控制，产于特定层位，并且由于变质温度的差异随远离接触带矿物组合及结构等常有明显的分带。
c、矿床规模取决于 富矿质原岩建造、变质范围和变质程度。
　　 3、重要的变成矿床：
常见的有重要工业意义的矿床有 石墨矿床、 红柱石矿床、 硅灰石矿床、大理石矿床等。

区域变质矿床

　　 1、概念：
　　区域变质矿床是在区域 构造运动和 岩浆活动引起的区域变质作用下受到强烈改造的矿床和形成的矿床。
　　区域变质成矿作用的能源来自地热增温、构造热能和岩浆热能。成矿物质主要取决于原岩建造（可能伴有变质热液的带入和带出）。
　　 2、矿床特征：
　　a、矿床分布于区域变质带中，不限于岩体附近或与其无直接的成因联系。
　　b、在矿床范围内变质程度一致，不具因变质程度差异而形成的分带。
　　c、矿石常见 片理构造、 片麻理构造、 条带状构造及 皱纹构造等特征。
　　d、 控矿因素是含矿原岩建造和变质程度（相）。
　　 3、意义：
　　属变质矿床的重要类型，大部分变质矿床均属此类。

混合岩化矿床

　　 1 、概念：
　　 混合岩化矿床是指经 混合岩化作用形成的矿床。当变质温度升高到一定程度时 变质岩将发生部分熔融，其中低熔点组分如石英及钾、 钠长石首先熔融形成高挥发组分的花岗质岩浆。这些富钾、钠、硅和高挥发组分的岩浆汇聚并贯入到断裂裂隙中缓慢冷凝结结晶则可形成 伟晶岩及 伟晶岩矿床。如果这些岩浆分散注入或渗透于变质岩中则形成 混合岩及混合岩化矿床。
　　 2、混合岩化成矿作用可分如下两个阶段：
　　a、主期交代重结晶阶段，即注入岩浆对围岩的（钾、钠） 交代作用和使围岩发生重结晶的阶段。
　　b、中晚期热液充填交代阶段，即随岩浆冷凝由岩浆注入交代作用转变为热液的充填交代作用，形成混合岩化 热液矿床。
　　 3、矿床分类：
　　根据混合岩化作用的特点，混合岩化矿床又可分为以下2类。
　　 ①原地交代型矿床：与混合岩化主期同步， 矿源层中的成矿组分受混合岩化流体和混合岩浆的影响，形成较大的运移。主要矿床有含 白云母、 稀有元素和 磷灰石的伟晶岩型，含铀、钍和稀有元素的 混合花岗岩型及某些非金属矿床。主要特征为：矿床常位于矿源层内，部分受构造控制明显；蚀变矿物与原有矿物成世代关系或为退变质组合，有 绿泥石化、白云母化、帘石化、 透辉石化、硅化及 碳酸盐化，一般碱性交代作用明显，往往形成脉状、浸染状 透镜体。
　　 ②后期热液交代型矿床：属于混合岩化晚期热液作用形成的矿床。热液来自 构造期后由于张力影响而形成的流动溶液，可形成延伸较长的 矿化带和矿床。主要矿床有 富铁矿床、 硼矿床、铜矿床、部分稀有元素伟晶岩以及与交代岩（钠长石岩、黄铁 细晶岩等）有关的 稀有元素矿床。主要特征为：蚀变矿物与围岩 变质矿物之间存在有世代关系,重要的有铁铝 石榴石-铁镁 闪石化、 堇青石-直闪石化、 金云母-透辉石化、钠长石化和硅化等；含矿组分基本来自含矿建造，但常受一定的构造和层位的控制； 矿石结构与混合岩化 结构相似，表现为残留结构、云雾状浸染及丝缕状结构;矿体成透镜状、层状、往往不连续，但常有一定的排列方向。
　　 4、矿床特征：
　　a、矿床分布于混合岩化区。
　　b、 成矿时代大致与混合岩化时代相同。
　　c、矿化受构造裂隙控制，常伴有明显的 围岩蚀变。
　　 5、相关的矿床：
　　包括 菱镁矿、滑石、 硼矿、金矿、 铀矿、铜矿及稀有和稀土矿床。 ^引

物理化学作用

　　 1、温度：用是决定变质程度（ 变质相）和变质矿床类型的主导因素。
　　 2、压力：
　　a、影响 变质反应的温度和变质相及矿物的形成一般压力升高变质反应反应所需温度也会相应升高；一些变质相如 蓝闪石 片岩相、 榴辉 岩相仅形成于　　　　　　高压环境； 蓝晶石类矿物种类的形成均取决于压力。
　　b、促进元素和流体的迁移。
　　c、产生 定向构造（ 片理及片麻理等）。
　　 3、流体（水溶液）：
　　a、起介质作用，促进重组合及交代反应的进行。
　　b、水分压升高可降低受变质岩石发生部分的熔融温度，促进混合岩化作用。

地质构造条件

　　构造 岩浆活动强烈，热流值高是发生区域 变质作用的原因，因此变质作用及变质岩变质矿床的分布受构造岩浆活动的控制。如：
　　1、中-新生代变质岩及变质矿床集中分布于 裂谷、 洋中脊和 岛弧等 大地构造单元——板块增生边缘和消亡边缘，变质岩及 受变质矿床已经和正在形成，变质程度可达 绿片岩相。
　　2、 古生代变质岩和变质矿床分布于古板块碰撞 缝合带及岛弧等构造单元（地槽褶皱带）。变质成矿作用可能发生在碰撞前、碰撞 造山期及造山晚期。变质程度多属 角闪岩相，形成相应的 变成矿床及受变质矿床。
　　3、 元古代及 太古代的变质岩及变质矿床分布于 大陆板块内部这些老地层分布区（ 地轴、 地盾）。此种构造单元中变质岩分布普遍，变质程度可达 麻粒岩相，可形成相应的变质矿床。

原岩建造条件

　　原岩建造是变质矿床成矿的物质基础，决定矿种、变质含矿建造及矿体的分布规律。
　　1、沉积型含矿原岩建造
　　a、识别标志：
　　（a）具有代表沉积岩的岩性组合——如大理岩、石英岩、石墨及云母片岩。
　　（b）矿体成层状、似层状、凸镜状并且产状与围岩中不同岩性的界面一致。
　　（c）矿石成分简单、多可见残余沉积结构构造，如层理、条带、结核、波痕等。
　　（d）矿体中矿物的分带和品位的变化与构造无关。
　　b、有关的变成矿床及含矿建造：
　　（a）煤系、炭质泥（页）岩及灰岩建造变质后形成石墨片岩、片麻岩及石墨大理岩建造。
　　（b）硅质灰岩建造变质后形成硅灰石大理岩建造。
　　（c）镁质碳酸盐岩建造经变质和变质热液交代形成菱镁矿（滑石）大理岩建造、金云母大理岩及含硼大理岩建造。
　　（d）富铝粘土岩建造变质形成红柱石（蓝晶石、矽线石）片岩及片麻岩建造、刚玉片岩及片麻岩建造。
　　（e）钙（铁）质泥岩及泥灰岩建造变质形成石榴石片岩及片麻岩建造。
　　2、火山及火山碎屑岩型含矿原岩建造
　　a、识别标志；
　　（a）岩性组合为绢云石英片岩、浅粒岩、片麻岩、绿泥石片岩、斜长角闪岩、石英岩。
　　（b）变余火山岩的结构构造：如变余的斑状结构、气孔构造、杏仁构造、流纹构造。
　　b、重要的受变质矿床：磁铁石英岩型铁矿、细碧角斑岩型块状硫化物矿床等。
　　3、岩浆型含矿原岩建造
　　a、特征：常具蛇纹岩、滑石岩、辉岩、角闪岩黑云母片岩等岩性组合且多呈不规则状分布。矿体形态复杂，产状不规则。
　　b、受变质矿床：铬铁矿矿床、铜镍硫化物矿床、钒钛磁铁矿矿床。

　　变质矿床是原岩或原矿床经变质作用的转化再造后形成的或改造过的矿床。生成变质矿床的地质作用称为变质成矿作用，主要有以下几种：

　　脱水作用:当温度和压力升高时，原岩中的含水矿物经脱水形成一些不含水矿物，如褐铁矿变为赤铁矿；

　　重结晶作用:细粒、隐晶质结构变为中粗粒结构，如灰岩变成大理岩，蛋白石变为石英；

　　还原作用:矿物中一些变价元素由高价转变为低价，使矿物成分变化，如赤铁矿变为磁铁矿；

　　重组合作用:温度、压力等变化使原来稳定的矿物平衡组合被新条件下稳定的矿物组合代替，如粘土矿物转变为蓝晶石和石英；

　　交代作用：在区域变质作用和混合岩化过程中产生的变质热液交代原岩，使其矿物成分发生变化；

　　塑性流动和变形:在高温、高压条件下岩石可发生揉皱、破碎和塑性流动，使岩石产生定向构造；

　　局部熔融:高温、高压及流体的参与，岩石出现选择性重熔和局部熔融，形成混合岩化岩石。

(1).变质成矿作用范围分类

　　按变质成矿作用范围可分为：接触变质成矿作用和区域变质成矿作用。

　　接触变质成矿作用的影响范围较小（几十米到几百米），在变质过程中，几乎没有或很少有外来物质的加入和原有物质的带出。它的成矿作用，主要表现在原岩或原矿床在岩浆热力影响下所发生的结晶或再结晶作用，从而提高了或改变了其工业意义。例如石灰岩之变质成为大理岩，煤之变质成为石墨等等。经由此种变质成矿作用所形成的矿床，叫做接触变质矿床。

　　区域变质成矿作用影响范围很广，可达几百甚至几千平方公里，变质作用复杂而强烈，不仅使岩石或矿石在矿物组成及结构、构造上发生强烈变化，而且可使某些成矿组分在变质热液或混合岩化交代作用之下发生迁移富集现象。有很多大型金属矿床，特别是铁矿床，是在区域变质作用之下形成的。经由这种变质作用所形成的矿床，叫做区域变质矿床。

　　区域变质铁矿床是世界铁矿资源的主要来源，占我国铁矿储量的49%，占世界铁矿储量的60%。除铁矿床外，部分金矿、锰矿、铀矿、磷灰石矿以及其他许多非金属矿（例如大理岩、石墨等）也来自于区域变质矿床，因此，研究区域变质矿床具有重大的实际意义。

（2）变质矿床的成因分类：从成因上，变质矿床可分为接触变质矿床和区域变质矿床两大类。区域变质矿床进一步又可分为受变质矿床和变成矿床两种。

　　1)受变质矿床:即在变质作用之前已经是矿床，变质之后不改变矿床的基本工业意义。如沉积铁矿床之变质成为变质铁矿床。

　　2)变成矿床:原来是没有工业价值的岩石，经过变质改造之后而成为矿床；或者原来是矿床，但在变质改造之后，发生深刻变化，而成为另外一种具有不同工业意义的新矿床。在这种变成矿床之中，金属矿床很少，主要是一些非金属矿床。由于它们是在高温、高压下形成的，所以矿石常具有特殊的物理化学性质，在工业上可供研磨材料、耐火材料以及建筑材料等之用。属于这类矿床的有用矿产有大理岩、石英岩、板岩、滑石、石棉、石墨、石榴石、菱镁矿等。

在这几种变质矿床之中，工业价值最大的是区域变质矿床中的受变质矿床。在各种金属受变质矿床之中，最具有工业意义的是沉积变质铁矿床。

(3) 区域变质矿床的成矿原岩条件:

　　1)含矿原岩的变化:在区域变质过程中，含矿原岩在温度、压力增高以及H₂O、CO₂等挥发性组分的影响下，发生重结晶、重组合及变形等作用，改变了矿物成分和结构、构造；但一般情况下，含矿原岩总的化学成分基本不变。含矿原岩或矿床，在变质成矿过程中的变化可有以下两种情况：

　　a.含矿原岩或原矿床的改造:矿石的矿物成分和结构构造，一般均发生有不同程度的变化，从而对其经济价值有一定的影响，但矿石品位一般变化不大。区域变质成矿作用改造过的矿床，即所谓的受变质矿床，主要有铁、锰、铜等金属矿床，其次还有磷灰石矿床。

在区域变质作用中，以沉积铁矿床为例，其氢氧化铁经脱水和重结晶作用变为赤铁矿，赤铁矿又可还原为磁铁矿；矿石中的蛋白石矿物类，则重结晶为石英；结果，使原来的致密隐晶质的铁质碧玉岩，变为条带状的磁铁矿石英岩、赤铁矿石英岩或磁铁矿及赤铁矿石英岩。由于在这一改造中，矿石颗粒增大，特别是磁铁矿的形成，有利于磁力

选矿方法的利用，因而原来品位不够工业要求的贫矿成为可利用的矿石；如我国冀东某地的变质铁矿，虽然品位较低，但由于这种原因，仍能大量利用。此外，受变质之后，铁矿石中硫、磷等有害杂质的含量也有所降低。又如某些含磷很高的磷!铁矿床，也只有经过区域变质作用，磷结晶成为具有一定粒度的磷灰石之后，才能通过选矿加以分离，从而使这种磷!铁矿石成为可以利用的矿石。

　　b.新矿床的形成:某些原岩虽含有某些有用组分，但没有工业价值；只有在区域变质过程中，经过重结晶作用，形成新矿物之后，才能作为工业原料来利用，成为新矿床（即变成矿床）。这类矿床主要是一些非金属矿床，如富含有有机碳的原岩，经重结晶后可成为石墨矿床；富铝的原岩，在不同的物理化学条件下，可重组合、重结晶分别成为刚玉、矽线石、蓝晶石及石榴石等矿床；更广义地说，区域变质中形成的板岩、大理岩、石英岩等也属于这类矿床之列。

　　2)变质热液的产生及其成矿作用:变质热液又称变质水，是在区域变质过程中产生的，在变质成矿过程中占有重要地位。这种热液和岩浆成因的气化热液不同，它一部分是来源于原岩颗粒空隙中的水分（粒间溶液），一部分则是变质过程中矿物间发生脱水反应时所析出的。在某些地区，变质热液还和裂隙水及地下水有一定联系。

变质热液中，除H₂O为其主要组分外，还常含有CO₂及硫、氧、氟、氯等易挥发组分；其物态可为液态，也可为气态；既能成为不能自由活动的粒间溶液；在某些情况下，也可成为能流动的热液，可起溶剂和矿化剂的作用，促进岩石中各种组分重新分配组合以及迁移搬运，在原岩发生重结晶作用的同时，形成各种新矿床或使原矿床中有用组分进一步富集。例如在含铁岩系中，就可发生如下的变化。

　　铁的氧化物（如磁铁矿）或碳酸盐（如菱铁矿），在一定的物理化学条件下，也可溶解于变质热液之中，有利于成矿作用。如巴西东南部米纳斯—吉拉斯矿区，巨大富铁矿体赋存于磁铁石英岩中，由致密块状赤铁矿和镜铁矿或假象赤铁矿及极少量石英组成，平均品位大于50-60%。据研究，该矿床就是在高温、高压下，由变质热液溶解含铁层中的铁质，迁移至压力较低地带、交代贫矿层中的石英引起去硅作用，把铁质沉淀下来，富集堆积而成。

　　3)混合岩化中富矿体的形成:混合岩化作用是区域变质作用的高级阶段。这个阶段的成矿作用可分为两期，即早期以碱性交代为主的成矿时期和中、晚期以热液交代为主的成矿时期。在早期交代阶段，伴随着各种混合岩及花岗质岩石的形成，在某些含矿原岩中，可有云母、刚玉、石榴石、磷灰石等非金属矿床以及某些非金属、稀有金属伟晶岩矿床的形成。

　　到了混合岩化的中、晚期阶段，混合岩化作用中分异出来的热液，已含有一定量的铁分，而更重要的是，在高温高压条件下，它们可通过溶解作用从贫矿石中取得更多的铁分。它们运移着这些铁质至压力较低地段，交代贫矿石中的石英引起去硅作用并把铁质沉淀下来，形成富铁矿体。鞍山铁矿的某些富矿体，据认为属于这种成因。

　　(4) 受变质矿床:此类铁矿床在我国前寒武系中有广泛的分布，而以鞍山(本溪地区为最丰富。矿床位于鞍山群及辽河群地层中，属中、低级区域变质，并遭受强烈的混合岩化作用。其地质年龄为19亿年-24亿年。我国属于这一类型的典型矿床为辽宁弓长岭铁矿。矿床由两个含铁带组成，各有三层铁矿，矿体平均品位25-30%，矿层厚度可达100余米，延长可达数百米至数公里，延伸达1000m以上。贫矿体中有厚几十厘米至数十米，延长、延深几十米至千余米，品位可达70%。受变质矿床具有以下一般特征。

　　1）矿石特点：成分简单，品位变化较均匀。有用矿物有磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿等；脉石矿物以石英为主，其次是方解石、长石、角闪石、阳起石、绿泥石、云母等。结构为全晶质。矿石构造以条带状、片理状为主。矿石以贫矿为多，平均含铁量20-40%；但在构造活动较强烈地段的含铁石英岩（贫矿）中，赋存着有相当规模的，由致密块状矿石构成的富矿体，平均含铁量可达50-70%。

　　2）矿体持点：多呈层状、似层状，少数为不规则的其他形状。在产状上一般变化较大，倾角较陡，矿体中褶曲、断裂、直立、倒转等现象较为普遍。矿体在剖面中具有一定的层位。

　　3）围岩特点：都是变质岩（包括有火山岩型沉积变质岩，如角闪石岩等）。常见的有各种片岩、片麻岩、大理岩以及混合岩等。