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宝玉石的基本成矿地质条件!

日期:2017年5月22日 10:24
宝玉石是一种特殊的矿物(宝石)或岩石(玉石),它们的形成条件比较特殊,所以在地壳范围内所产甚少。正因如此,宝玉石才显得珍贵。
 
 
矿床
001
宝石和玉石的岩浆矿床
 
宝石和玉石的岩浆矿床,就是岩浆冷却结晶形成的矿物、岩石,或是岩浆捕获的矿物(如金刚石),达到玉石的要求并富集形成的矿床;宝石矿物一般是赋存于岩浆岩岩体中,而有的岩浆岩岩体的某部分就是玉石矿体。
 
一般认为,花岗质岩石,部分是基性岩浆分异的产物,多数是由花岗岩化和深熔作用所形成;基性、超基性岩体是地幢产生的岩浆经过分异和混染作用形成的。
 
  一、金伯利岩中的宝石矿床
 
金伯利岩是弱碱性超基性岩,与暗色岩紧密共生,暗色岩为基性为主的熔岩、火山凝灰岩、次火山岩。
 
1. 金刚石
原生金刚石多产于金伯利岩中。金刚石呈微小晶粒或斑晶分布于金伯利岩及其深源包体中,是钻石的主要来源。主要产于南非、博茨瓦纳、扎伊尔、俄罗斯等国家。
 
 
金伯利岩钻石矿坑
 
2. 镁铝榴石
镁铝榴石在金伯利岩中与金刚石伴生,呈斑晶出现,或产于金伯利?#19994;?#28145;源包体中。
 
  二、煌斑岩中的宝石矿床
 
1. 金刚石
金刚石呈斑晶产于岩筒、岩墙、岩脉状钾镁煌斑岩中。主要产于澳大利亚。
 
2. 蓝宝石
蓝宝石呈斑晶产于煌斑岩(方沸碱煌岩)中,见于美国。
 
  三、玄武岩中的宝石矿床
 
1. 蓝宝石、红宝石、石榴石、锆石
这些宝石,常在新生代碱性玄武岩中呈斑晶产出。全世界的蓝宝石主要来源于这?#20013;?#27494;岩。玄武岩中的石榴石,多呈暗紫红色。
 
 
2. 橄榄石
产于玄武岩内的深源包体一一橄榄玄武岩中的橄榄石,是橄榄石宝石的重要来源。产于中国、挪威等国家。
 
  四、基性岩中的宝石矿床
 
拉长石、变?#19990;?#38271;石等产于斜长岩、辉长岩一一斜长岩、辉长苏长岩、苏长岩中,是装饰用拉长石的重要来源。
 
  五、酸性喷发岩中的宝石和玉石矿床
 
月光石产于流纹岩中,无色?#36171;?#30707;是月光石的主要来源。火山玻璃,是酸性火山岩,?#34892;?#40657;曜岩已经用作玉石。碧石状的石英斑岩及霏细斑?#19994;?#32454;腻的岩石,被许多加工厂用作玉雕原料。
 
 
 
矿床
002
宝石和玉石的伟晶岩矿床
 
伟晶?#19994;?#25104;因争论已久。伟晶岩可由各种成分的侵入岩在特定的地质条件下形成,超基性岩、酸性岩、碱性岩都可以形成伟晶岩,如花岗伟晶岩、正长伟晶岩、霞石正长伟晶岩、辉长伟晶岩、伟晶辉岩(辉石晶体巨大)等。
 
大多数伟晶岩与花岗岩类岩体有关。有的伟晶岩可能是混合岩化、花岗岩化作用形成的,主要分布于变质岩区。
 
B.11.斯米尔诺夫将花岗伟晶岩分为4个成因类型:简单伟晶岩,重结晶伟晶岩,交代伟晶岩和去硅伟晶岩。B.11.斯米尔诺夫认为,当伟晶?#19994;?ldquo;钾交代明显被钠交代更替后,开始发育钠长石化带和其后的云英岩化带,于是形成交代伟晶岩。
 
这类伟晶岩特点是有最完全的带状构造,由于钠长石、云英岩和伴随它们的稀有金属矿物、水晶和宝石等的堆积而?#26500;?#36896;复杂化。交代伟晶岩有巨大的开放空洞(洞里有晶簇)和大量小晶洞”。完全的带状构造及晶洞是交代伟晶?#19994;?#29305;点,交代伟晶岩富含多种宝石,含有锂辉石、锂云母、铯榴石及钨、钍、铌、钽、稀土矿物。
 
花岗伟晶岩在?#29004;?#30340;演化阶段,形成?#29004;?#30340;矿物。根据?#35759;?#26031;曼的研究:
 
900℃~800℃,在伟晶岩结晶的初始阶段,有电气石等形成;
800℃~700℃,在后岩浆阶段,有铁铝榴石析出;
700℃~600℃,形成文象带;
600℃~400℃,气成阶段有电气石、绿柱石、黄玉、水晶(常为烟晶、墨晶)、长石、锂辉石、锂云母等形成;
400℃~50℃,在热?#33322;?#27573;,有大量的伟晶矿物形成;
50℃~0℃,表生阶段形成玉髓、石英等。
 
伟晶岩型宝石绝大部分产于伟晶?#19994;?#20869;核、膨胀部位及晶洞中,或伟晶岩与其他岩石的接触带中。伟晶岩宝石矿床?#21152;?#37325;要地位。巴西伟晶岩型宝石矿床中,蓝宝石占世界的70%,?#20449;?#30707;占95%,彩色碧玺占50%~70%,石英类宝石占大部分。
 
 
  一、花岗伟晶岩中的宝石和玉石矿床
 
花岗伟晶岩与花岗岩、花岗闪长?#19968;?#28151;合岩有关。
 
花岗伟晶岩中主要有:电气石、黄玉、绿柱石、石榴石、刚玉、碧玺、锂辉石、锂云母、金绿宝石、磷灰石、天河石、冰长石、虹?#19990;?#38271;石、水晶、芙蓉石等。花岗伟晶岩与基性、超基性?#19968;?#30899;酸盐岩围岩接触时,如果从围岩中吸取Al,可形成红柱石、蓝晶石、夕线石;如果从围岩中吸取Ca、Mg、Fe时,则可形成角闪石、辉石、榍石、方柱石等宝石矿物。
 
 
花岗伟晶岩中的?#20449;?#30707;
 
 
 
花岗伟晶岩中的海蓝宝石
 
 
  二、去硅伟晶岩中的宝石矿床
 
去硅伟晶岩,?#27425;?#26230;岩浆既吸收?#23435;?#23721;中的某些组分,又将本身的SiO2和K2O带给?#23435;?#23721;。使得伟晶岩由于失去K2O而形成斜长石,失去SiO2而形成刚玉,最?#25307;?#25104;含刚玉的斜长岩岩脉。
 
 
矿床
003
宝玉石的夕卡岩(接触交代)矿床
 
 
夕卡岩矿床,是侵入的热能与含有成矿物质的气水溶液在一定的压力和化学成分?#29004;?#30340;围岩条件下,共同作用所形成的矿床,又称接触交代矿床。与夕卡岩有关的宝石和玉石矿床,主要有?#38109;?#21508;种。
 
  一、宝石矿床
 
1. 红宝石、蓝宝石矿床
红宝石和蓝宝石常产于花岗伟晶岩与白云质岩石接触带中的阳起石一透闪石带中,或伟晶?#19994;某?#30707;带中;或在辉石正长岩与白云质大理岩接触带上(斯里兰卡),由气成热?#33322;?#20195;长石形成优质蓝宝石。
 
2. 紫晶、水晶矿床
产于夕卡岩内石英脉的膨大、转折、交叉部位。主要产于中国,如海?#31995;?#32650;角岭水晶矿产于花岗闪长岩与灰岩接触带的夕卡岩中。
 
3. 尖晶右矿床
镁尖晶石产于镁夕卡岩中。
 
4. 方柱石矿床
产于辉石正长岩与白云质大理岩接触带上,与蓝宝石、尖晶石伴生,主要产于斯里兰卡。
 
5. 钙铝榴石
产于钙质夕卡岩中。
 
  二、玉石矿床
 
1. 软玉矿床
软玉多产于花岗岩、花岗闪长岩与镁质大理岩接触带的镁夕卡岩外带中,是软玉矿床的主要类型,产于中国、俄罗斯等国家。如和田玉,是前寒武系白云质碳酸盐岩与海西期中酸性侵入体的接触交代的产物。
 
2. 查罗石矿床
查罗石是多种矿物集合体,紫色,丝绢光泽,产于正长岩与围岩接触带的长霓化(指霓石——歪长石化)部位。  1960年发现于俄罗斯贝加尔恰洛河附近,全世界仅此一处。主要矿物成分为硅碱钙石。栾秉璈在《宝石》一书中?#36171;觶?#30789;碱钙石为?#29004;?#26126;的黄绿色块体,透明晶体罕见。
 
3. 青金石矿床
青金石产于钙夕卡岩外接触带;或产于镁夕卡岩附近的白云质大理岩中。
 
4. 石榴石玉石矿床
细粒石榴石集合体形成的玉石,常呈脉状产于钙夕卡岩中,主要矿物为钙铝榴石。
 
5. ?#24040;?#36745;石矿床
由?#24040;?#36745;石形成的玉石,主要产于酸性岩与含锰灰岩接触交代形成的锰夕卡岩中。
 
矿床
004
宝石和玉石的热液矿床
 
热液矿床由炽热的气态和液态溶?#26680;?#24418;成,也就是由各种成因的含成矿物质的?#20154;?#28342;液,通过交代或充填作用所形成的矿床。热液成矿作用发生在不均匀的矿物介质之中,这种介?#35270;?#22260;岩分解的固体产物、沉淀物、热溶液及其蒸汽组成,这就决定了热液矿床的多样性和复?#26377;浴?/div>
 
由于热液的来?#24202;煌?#32780;形成侵入岩浆热液、火山喷气一热液、地下水热液和变质热液等热液矿床。
 
在我国按矿床形成的温度分为:
高温热液矿床,成矿温度约550℃~300°C;
中温热液矿床,300℃~200℃;
低温热液矿床,200℃~50℃左右。
 
热液矿床的开始温度约700℃~600℃,最终温度?#23665;?#21040;50℃~25°C,在400℃~100°C之间为主要的成矿阶段。主要的热液型宝石和玉石矿床有以下各种。
 
  一、交代蚀变基性、超基性岩中的宝石和玉石矿床
 
1. 红宝石、蓝宝石矿床
产于超基性?#19994;?#40657;云母一金云母岩、蛭石脉或斜长岩中。是红、蓝宝石的主要来源之一。
 
2. 变石、祖母绿矿床
产于超基性?#19994;?#20113;母岩脉中。一般附近有花岗细晶岩和伟晶岩,金绿宝石有时与祖母绿伴生。是祖母绿的重要来源,变石的来源之一。
 
祖母绿、金绿猫眼及变石等宝石都含有铬,只有酸性伟晶岩侵入到含铬的基性、超基性?#19994;?#23618;中,才能形成这种宝石。例如祖母绿,是指因含铬而呈绿色的绿柱石;因铁致色所形成的绿色绿柱石,不能称作祖母绿。有的学者认为,我国伟晶岩虽然分布很广,但是至今?#24418;?#22312;伟晶岩中发现祖母绿。
 
3. 翡翠矿床
产于超基性岩交代岩及其与围岩(变质岩)的接触带中,集中在超基性岩体顶部和围岩捕虏体中。矿体附近有酸性岩浆活动。翡翠与钠长岩、角闪岩共生,脉状产出,是翡翠的唯一来源。主要产于缅甸,其次产于俄罗斯、美国、危地马拉等国家。
 
 
4. 软玉矿床
国外软玉矿床经常产在基性、超基性岩蚀变后的蛇纹岩中,软玉常靠近花岗岩墙,或靠近岩体的沉积一火山岩、?#26376;?#23721;捕虏体的附近;优质软玉常在辉长岩与花岗岩接触带附近,常有滑石化现象,软玉大部分是辉石经交代蚀变而成;有的软玉产于蚀变后的破碎带或?#36153;?#29255;理化带中。主要产于加拿大、俄罗斯、美国、中国、新西兰。
 
新疆马纳斯软玉中的碧玉,与基性、超基性岩中的辉石有关。可能是岩浆期后自变?#39318;?#29992;的产物,?#37096;?#33021;是区域变质过程中受均一外应力作用,透闪石交代辉石的产物。
 
5. 蛇纹石玉矿床
蛇纹石玉通常称为岫玉,是基性和超基性岩体自变?#39318;?#29992;的水热蚀变而成的玉石矿床(有的研?#31354;?#23558;其?#24418;?#23721;浆矿床)。
 
6. 滑石、木变石矿床
超基性岩蚀变形成的蛇纹岩中,可产生脉状或透镜状滑石和石棉矿体。石棉受硅化形成木变石。
 
7. 翠榴石矿床
产于蛇纹石化超基性?#19994;?#30707;棉脉中,附近常有酸性岩体。
 
8. 橄榄石矿床
成脉状产于橄榄岩体中,例如红海、西伯利亚北部等地。
 
9. 独玉矿床
赋存于辉长岩和斜长岩裂隙中,是斜长岩浆期后高中温热液矿床,见于我国河南省。
 
  二、云英岩中的宝石矿床
 
云英岩型矿床是高温热液矿床。云英岩主要形成于花岗岩体的顶部及与之接触的砂岩、页岩、喷出岩及凝灰岩中,很少与基性岩、碳酸盐岩有关。云英岩中的宝石矿物主要有电气石、黄玉、绿柱石、海蓝宝石、刚玉、石榴石、萤石、锂云母、金红石、方柱石等
 
透明度高的绿柱石常与云英岩化花岗岩和云英岩有关;绿柱石、黄色刚玉宝石常与含萤石、黑钨矿和锡石的云母一石英云英岩化的花岗岩有关。
 
  三、宝石和玉石的其他热液矿床
 
1. 祖母绿矿床
祖母绿呈斑晶产于碳质页岩及沉积?#19994;?#26041;解石脉、黄铁矿一钠长石脉中。哥伦比亚特大型祖母绿矿床,产于白垩纪黑色碳质灰岩和页岩中,伴有方解石和钠长石细脉,是优?#39318;?#27597;绿的主要来源。这些祖母绿是低温热液形成的矿床。
 
2. 玛瑙、王髓矿床
玛瑙和玉髓常充填于基性、中酸性熔岩及火山凝灰岩气孔中。玛瑙通常产在熔岩被中,有时在火?#35282;?#20837;岩体和凝灰岩中。基性和中酸性喷发岩系中的玛瑙,多出现在熔岩被的?#32043;?#20013;。
 
3. 黄玉(?#20449;?#30707;)矿床
产于流纹?#19994;人?#24615;火山岩中晶洞中的黄玉(?#20449;?#30707;),一般为无色透明。产于北美。
 
4. 萤石
火山岩系中的石英脉常含?#26032;?#33394;萤石。
 
5. 水晶、黄水晶、紫水晶矿床
各种水晶主要产在硅质岩及碳酸盐岩内的石英脉和碳酸盐岩脉中。
 
6. 欧泊矿床
充填于玄武岩、安山岩和凝灰?#19994;?#35010;隙空洞和气孔中的欧泊,多呈细脉穿插于?#32960;?#34507;?#36164;?#21644;蛋?#36164;?#21270;岩石中。
 
7. 图章石矿床
各种图章石的形成,?#21152;?#28779;山活动有关,多产于酸性火山岩和凝灰岩中。
 
8. 石英?#35270;?#30719;床
东陵石、密玉等产于石英质岩石中。
 
 
矿床
005
宝石和玉石的变质矿床
 
变质成矿作用是在特定的地质和物理化学条件下,保持固态状态,富集成矿的过程。值得注意的是,在变质矿床中可见交代现象。在变?#39318;?#29992;过程中,原岩化学成分的变化是复杂的物质置换作用,就是交代作用,改变后的岩石称为交代岩。
 
对于交代作用,一般认为,交代作用可在多种地质条件下出现,并与?#29004;?#30340;地?#39318;?#29992;相联系;有一定数量的化学组分从外部带入原岩中;原有矿物的分解消失与新矿物的形成同时发生,是物质逐渐置换过程而不是注入充填作用。
 
温度变化是变?#39318;?#29992;的主要因素。地壳深部热流上升导致区域变?#39318;?#29992;时的温度上升。
 
低温区域变?#39318;?#29992;从最低温度450℃~500℃至600℃;
中温变?#39318;?#29992;600℃至700℃~750℃;
高温变?#39318;?#29992;开始于700°C ~750℃;
上限温学为900℃~950℃。
 
变质矿床形成的温?#21364;?#22823;的高于热液矿床的成矿温度,因而各自形成变质宝石和玉石矿床。变质成矿作用,包括接触变质成矿作用、区域变质和混合岩化成矿作用。
 
区域变质矿床,也称热力一一动力变质矿床。由于温?#21462;?#21387;力和气水溶液的?#29004;?#24418;成?#29004;?#30340;变质相,从而使原有的岩石形成?#29004;?#30340;变质矿床。
 
由变?#39318;?#29992;形成的“变成矿床”,是岩石中的物质经过重结晶、聚合结晶和重新组合作用而形成的矿床,例如在角闪岩相中形成的刚玉,在麻粒岩相中取代云母而形成的石榴石和斜长石等。变成矿床中的阿尔卑斯型脉,是在岩石发生变?#39318;?#29992;时,被矿物质充填的岩石裂隙称为阿尔卑斯型脉。
 
裂隙中结晶的矿物组合与围?#19994;?#30719;物成分几乎一致,如绿片岩中的由钠长石、绿帘石、石英组成的细脉;在角闪片岩中的角闪石和斜长石脉;石英岩中的阿尔卑斯水晶脉等。
 
这里记述的变质矿床仅指区域变质和混合岩化作用所形成的宝石和玉石矿床。
 
  一、区域变质宝石和玉石矿床
 
1. 宝石矿床
红宝石矿床。红宝石产于各类变质岩中,有的产于镁质大理岩与酸性岩脉之间。是优质红宝石主要来源。
红宝石、蓝宝石矿床。赋存于各类变质?#19968;?#24378;变质层状斜长岩杂岩体中。
石榴石矿床。铁铝榴石呈斑晶产于结晶片岩中。
月长石矿床。月长石以斑晶产于冰长石麻粒岩脉中。
硅化木矿床。硅化木产于绿片岩相的变质岩中。
 
 
变?#39318;?#29992;形成的石榴石 
 
2. 玉石矿床
软玉矿床。软玉产于元古代片麻岩中的白云质大理岩和钙质硅酸盐中,及绿泥石一黑云母片岩、石榴石片岩带中的透闪石片岩和白云质大理?#19994;募费?#30772;碎带中。
碧玉(软玉)、?#24040;?#36745;石矿床。这些玉石产于低级变质的片岩中。产于俄罗斯、美国、澳大利亚。此外,低级变?#39318;?#29992;形成的板岩、千枚岩,可作为砚石用;有的变质岩可作玉石用。
 
 
软玉
 
  二、混合岩化宝石和玉石矿床
 
混合岩化作用能够发生广泛而强?#19994;?#20132;代作用。早期交代阶段是交代作用的主期,以钾化和钠化的碱质交代为主,可使变质岩中的硅酸盐矿物重结晶,形成刚玉、石榴石、磷灰石、石墨等;在角闪片麻岩中可形成锆英石和金红石或其他含钛矿物;混合岩化作用形成的伟晶岩,能形成绿柱石、磷灰石等宝石矿物。
 
 
刚玉
 
由于混合岩化作用的强烈交代,原岩中的矿物经分解、交代可形成一系列新矿物,如?#23500;?#30707;被交代成为阳起石和透闪石,角闪石被交代成为黑云母等。黑云母岩中常有宝石产出。
 
中晚期为混合岩化的热?#33322;?#20195;阶段,能形成热液矿床,如钙镁碳酸盐岩中的白云石分解为菱镁矿、方镁石、水镁石等,或与热液中的SiO2等组分交代?#20174;?#24418;成滑石矿床等。
 
 
矿床
006
宝石和玉石的其他类型矿床
 
  一、宝石和玉石沉积矿床
 
在沉积?#39029;?#23721;过程中可形成的煤精、琥珀、各类砚石等;有的沉积岩自身就是玉石。
 
  二、宝石和玉石风化壳矿床
 
风化壳矿床主要有以下几种。
 
1. 欧泊矿床
赋存于?#27431;?#21270;壳下部粘土?#19968;?#38081;质岩中。是砂、泥质沉积岩在红土化过程中析出SiO2,向?#38109;?#28388;充填或交代其他物质而成。产于澳大利亚,占世界来源的90%。
 
 
欧泊
 
通常将欧泊归为宝石类,国家?#26332;肌?#29664;宝玉石名称?#26041;?#20854;?#24418;?#29577;石类。
 
2. 绿玉髓矿床
是一种绿色石髓,因产于澳大利亚又称澳玉、澳洲玉、南洋翠玉。因其很像翡翠,又称英卡。绿色石髓,因含二价镍或因包裹阳起石、绿泥石微粒而呈碧绿色。色鲜艳、均匀,没有色的形状,绿色之中有时有白斑,有黄色调。绿玉髓形成于含镍超基性岩?#27431;?#21270;壳中,即蛇纹岩风化产生的SiO2向?#38109;?#28388;形成脉状绿玉髓。
 
 
绿玉髓
 
 
3. 绿松石矿床
是由含磷、铜页岩、粉砂岩,或流纹岩、?#32622;?#23721;、石英斑?#19994;齲?#25110;富含磷灰石的花岗岩,经风化淋滤而成。
 
 
绿松石
 
4. 孔雀石矿床
产于铜矿体的风化壳中。
 
 
孔雀石
 
  三、宝石和玉石砂矿床
 
矿石或矿物经过风化、?#36136;礎?#25644;运,并在搬?#35828;?#36807;程中,经过机械分选而沉积成为矿床。常见的砂矿床有冰川砂矿和水成砂矿。
 
冰川砂矿又分为由冰川融化时堆积而成的冰?#30001;?#30719;和由冰水继续搬运、分选而富集的冰水砂矿。
 
水成砂矿,包括残坡积砂矿、冲积砂矿。残坡积砂矿,包括风化物在原地堆积的残积砂矿和在山坡?#20132;?#22788;沉积的坡积砂矿床。在残积和残积一坡积砂中,有各种宝石(含金刚石)及翡翠、软玉和玛瑙等。冲积砂矿又分为河床砂矿、河谷砂矿和阶地砂矿。在湖泊或海岸附近形成的砂矿,分别称为湖泊砂矿、滨海砂矿。在滨海砂矿中有钻石、琥珀等。
 
各个地质时代都可形成砂矿。第三纪以前的砂矿称为古砂矿,如在四川的保侏罗系、甘肃的下白垩系中,?#21152;?#21547;金砾岩。第四纪的砂矿称为现代砂矿。而古砂矿可能再次被风化、搬运而形成更加富集的现代砂矿床。

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