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寶石礦床分類(lèi)

 華夏董氏大全 2011-12-12

一、形成礦床的地質(zhì)作用


礦床是由各種地質(zhì)作用形成的,各種不同的地質(zhì) 作用形成不同的礦床類(lèi)型。地質(zhì)成礦作用按其性質(zhì)和能量來(lái)源可分為內(nèi)生成礦作用、外生成礦作用和變質(zhì)成礦作用。

1.內(nèi)生成礦作用

內(nèi)生作用的能源來(lái)自地球內(nèi)部,主要有與巖漿活動(dòng)有關(guān)的巖漿作用和與地?zé)?、地壓(地重力)有關(guān)的變質(zhì)作用。按照物理化學(xué)條件的不同劃分為: 巖漿成礦作用、偉晶成礦作用、按觸交代成礦作用和熱液成礦作用。

1. 巖漿成礦作用:是指在地殼深處的高溫(650-1000°C)高壓下,有用礦物從巖漿直接結(jié)晶的作用。它是巖漿冷卻結(jié)晶的最初階段,所形成的有用礦物及其晶出順序 、富集條件依據(jù)不同的巖漿類(lèi)型而變化。

2. 偉晶 成礦作用:其溫度在400-700°C,形成深度約3-8km。一般分為巖漿偉晶成礦作用和變質(zhì)偉晶成礦作用兩類(lèi)。

(1)巖漿偉晶成礦作用是在巖漿作用的晚期,由于熔體中富含揮發(fā)份組分,在外壓大于內(nèi)壓的封閉條件下緩慢結(jié)晶,形成晶體粗大的礦物。 最有工業(yè)價(jià)值的為花崗偉晶巖。主要礦物為長(zhǎng)石、石英、云母和稀有及放射性元素。 形成的寶石有綠柱石、電氣石、黃玉、水晶等。

(2)變質(zhì)偉晶巖與變質(zhì)作用有關(guān),是混合巖化晚期階段偉晶巖化作用的產(chǎn)物。但工業(yè)價(jià)值不大。

圖 2-2-1 花崗偉晶巖中的長(zhǎng)石晶體 圖 2-2-5 矽卡巖中的魚(yú)眼石

3.接觸交代 成礦作用:

接觸交代作用主要發(fā)生在中酸性巖漿 巖同碳酸鹽類(lèi)巖石的接觸帶。在巖漿成因的熱液液作用下,巖漿巖體與碳酸鹽類(lèi)巖石之間發(fā)生 化學(xué)成分的交換,在接觸帶上,形成了各種Mg、Ca、Fe的硅酸鹽礦物 ,形成鎂質(zhì)或者鈣巖矽卡巖。在結(jié)晶條件有利時(shí),能形成晶體粗大的礦物,成為寶石原料。

(1)鎂矽卡巖:巖漿 侵入白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r形成,主要寶石礦物:鎂橄欖石、尖晶石、透輝石、鎂鋁榴石等。

(2)鈣矽卡巖:巖漿 以石灰?guī)r為主圍巖形成,主要寶石礦物:鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、透輝石、方柱石、符山石等。

4.熱液 成礦作用:

熱液有多種來(lái)源:巖漿期后熱液、火山熱液作用、變質(zhì)熱液及地下水熱液。與寶石礦床關(guān)系密切的為巖漿期后熱液。 巖漿期后熱液是指在巖漿結(jié)晶作用過(guò)程中,其內(nèi)部逐漸積聚了以水為主的含礦的揮發(fā)物質(zhì),并按溫度的高低劃分:

(1)高溫 成礦熱液:300-500 °C ,形成的主要寶石種類(lèi):石英、黃玉、電氣石、綠柱石。

(2)中溫 成礦熱液:200-300°C,形成的主要寶石種類(lèi):石英、瑪瑙。

(3)低溫 成礦熱液:50-200°C,形成的主要寶石種類(lèi):石英、蛋白石、祖母綠。

5.火山成礦作用:地殼深部的巖漿沿地殼脆弱帶上升至地表或直接溢出地表,甚至噴向空中,這種作用稱(chēng)為火山作用。 主要寶石礦物:火山玻璃、黑耀巖、部分歐泊和紅色綠柱石等。

2.外生成礦作用

   也稱(chēng)為表生作用,是由太陽(yáng)能、水、大氣和生物所產(chǎn)生的作用,包括風(fēng)化作用和沉積作用。

1.風(fēng)化 成礦作用:

風(fēng)化作用是指原生礦物經(jīng)風(fēng)化后發(fā)生分解和破壞,形成在新的條件下穩(wěn)定的礦物和巖石。包括物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化。 硫化物、碳酸鹽最易風(fēng)化,硅酸鹽、氧化物較穩(wěn)定, 金剛石是最穩(wěn)定的礦物。

與風(fēng)化成礦作用有關(guān)的寶石種類(lèi)有:歐泊、綠松石、孔雀石、綠玉髓、

2.沉積 成礦作用:

(1)機(jī)械沉積:當(dāng)風(fēng)化產(chǎn)物被水流沖刷和再沉積時(shí),物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 、相對(duì)密度大的礦物就形成機(jī)械沉積 和富集,形成的寶石礦床有鉆石砂礦、藍(lán)寶石砂礦、紅寶石砂礦、水晶砂礦等,幾乎所有的種類(lèi)的寶石都可能形成砂礦。

(2)化學(xué)沉積:由溶液直接結(jié)晶的沉積作用。多系在干旱炎熱氣候條件下,在干涸的內(nèi)陸湖泊、半封閉的瀉湖及海灣中,各種鹽類(lèi)溶液因過(guò)飽和而結(jié)晶。如石膏、硬石膏、石鹽等 。漂亮的晶體可用作觀賞石。

(3)生物沉積:為生物有機(jī)體作用的結(jié)果。常由生物的骨骼和遺骸堆積而成。

圖 2-2-2 生物沉積巖中的三葉蟲(chóng)

圖 2-2-3 生物沉積巖中的角石

3.變質(zhì)成礦作用

地殼中已經(jīng)形成的巖石和礦石,由于地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿、熱液活動(dòng)的影響,溫度和壓力發(fā)生改變,使其在礦物組分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造上發(fā)生改變的作用,稱(chēng)為變質(zhì)作用。這種作用是在固體狀態(tài)下發(fā)生的。

(1)接觸熱變質(zhì)成礦作用
由于巖漿侵入使圍巖受到熱的影響而引起的變質(zhì)作用,例如碳酸鹽質(zhì)巖石(包括石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖) 受熱后發(fā)生重結(jié)晶作用,不僅方解石的晶體增大,還形成尖晶石、紅寶石等寶石礦物,形成寶石礦床。

 

 

圖 2-2-4 大理巖中的尖晶石  

(2)區(qū)域變質(zhì) 成礦作用
區(qū)域變質(zhì)作用是伴隨區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而發(fā)生的大面積的變質(zhì)作用,造成區(qū)域變質(zhì)作用的主要影響因素有:溫度、壓力和以H2O、CO2為主要活動(dòng)性組分的流體,使原巖礦物重結(jié)晶,并常常伴有一定程度的交代作用,形成新礦物,與寶石有關(guān)的成礦有:
① 低級(jí)區(qū)域變質(zhì)成礦作用:形成含OH的硅酸鹽德寶石礦物,如蛇紋石、透閃石等,有蛇紋石玉礦床。
② 中級(jí)區(qū)域變質(zhì)成礦作用:形成斜長(zhǎng)石、石英、堇青石、透輝石等,有鉻透輝石、堇青石等寶石礦床。
③ 高級(jí)區(qū)域變質(zhì)成礦作用:形成不含OH的礦物,如石榴石、夕線石、剛玉和尖晶石等,有石榴石、紅寶石、藍(lán)寶石等寶石礦床。

按礦床的形成作用進(jìn)行分類(lèi),所劃分的礦床類(lèi)型稱(chēng)為礦床的成因類(lèi)型。相應(yīng)的形成內(nèi)生礦床、外生礦床和變質(zhì)礦床。(圖2-2-6)

圖2-2-6 寶石礦床成因類(lèi)型示意圖

 

二、內(nèi)生寶石礦床


是指它的能源來(lái)自地球內(nèi)部,與巖漿活動(dòng)有關(guān),是在地球不同深度的壓力和溫度作用下完成的。按照其物理化學(xué)條件的不同,可分為巖漿成礦作用、偉晶成礦作用、熱液成礦作用和變質(zhì)成礦作用等,形成的礦床類(lèi)型包括巖漿巖型、偉晶巖型、熱液型和變質(zhì)巖型。

1.巖漿巖型礦床
巖漿結(jié)晶與分異作用過(guò)程中成礦物質(zhì)聚集而形成的礦床,不同的巖漿巖常產(chǎn)生不同的巖漿礦床。如與金伯利巖有關(guān)的金剛石(鉆石)礦床,與玄武巖有關(guān)的橄欖石、藍(lán)寶石礦床等。

2.偉晶巖型礦床
具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的偉晶巖主要為花崗偉晶巖,少數(shù)為堿性偉晶巖。花崗偉晶巖主要由長(zhǎng)石、石英和云母組成,礦物顆粒粗大,晶形完好。除經(jīng)常富集含稀有、稀土元素的礦物外,也有許多其他寶石礦物,是許多寶石的重要來(lái)源。如水晶、海藍(lán)寶石、托帕石、碧璽、磷灰石等。

 

圖2-2-7 花崗偉晶巖中的托帕石

圖2-2-8 花崗偉晶巖中的海藍(lán)寶石


3.熱液型礦床
是指由各種來(lái)源的含礦熱溶液(巖漿水、變質(zhì)水、受熱的地下水)所形成的礦床。當(dāng)熱液在巖石裂隙、孔隙中流動(dòng)時(shí),由于溫度、壓力的變化及與圍巖的相互作用,使某些礦物質(zhì)得以富集成礦。按成礦溫度,可將熱液礦床劃分為高溫?zé)嵋旱V床(300-500 ℃)、中溫?zé)嵋旱V床(200-300 ℃)和低溫?zé)嵋旱V床(50-200 ℃)。與熱液成礦有關(guān)的有多種金屬、非金屬和寶石礦產(chǎn),如哥倫比亞祖母綠礦床就是典型的低溫?zé)嵋旱V床。


三、外生寶石礦床


 

圖2-2-9 次生砂礦的寶石

也稱(chēng)為表生作用,是由于太陽(yáng)、水、空氣和生物作用、風(fēng)化作用及沉積作用,進(jìn)而形成的風(fēng)化-淋濾型、砂礦型、生物成因等礦床。
1.風(fēng)化-淋濾型礦床
巖石或金屬礦床(常為銅礦)在地表經(jīng)各種風(fēng)化作用而形成的礦床。按形成作用和地質(zhì)特點(diǎn),可進(jìn)一步劃分為殘積-坡積砂礦、殘余礦床和淋積礦床。如歐泊 、綠松石、孔雀石等都屬于淋濾礦床。
2.砂礦型礦床
在風(fēng)化侵蝕作用下從含礦巖石或礦石中分離出的重礦物經(jīng)水動(dòng)力搬運(yùn)、分選后富集而成的礦床。砂礦按成因和堆積地貌條件可分為殘積砂礦、坡積砂礦、洪積砂礦、沖積砂礦、海灘砂礦以及風(fēng)積砂礦、冰積砂礦等。按所含有用礦物可分為金剛石(鉆石)砂礦、紅寶石砂礦、藍(lán)寶石砂礦、砂錫礦等。按形成時(shí)代可劃分為現(xiàn)代砂礦和古代砂礦?,F(xiàn)代砂礦是第四紀(jì)以來(lái)形成的,為松散堆積物,不需破碎,便于開(kāi)采;古代砂礦是第三紀(jì)及以前形成的,已成巖固結(jié),有的還經(jīng)受了變質(zhì)作用,開(kāi)采難度較大。許多寶石礦產(chǎn)與砂礦有關(guān),如鉆石、紅寶石、藍(lán)寶石、水晶、翡翠、尖晶石等 (圖2-2-9)。斯里蘭卡藍(lán)寶石河流砂礦開(kāi)采如下面視頻所示。

圖2-2-8 斯里蘭卡藍(lán)寶石河流砂礦開(kāi)采(點(diǎn)擊播放按鈕查看)

圖2-2-8 斯里蘭卡藍(lán)寶石河流砂礦開(kāi)采開(kāi)采(點(diǎn)擊播放按鈕查看)


3.生物成因礦床
通過(guò)生物生命活動(dòng)而形成的物質(zhì)。常見(jiàn)有珊瑚、琥珀、硅化木和煤精等。

 

圖2-2-9 生物成因?qū)毷荷汉?/P>

圖2-2-9 生物成因?qū)毷汗杌?/P>

四、變質(zhì)寶石礦床
指地殼中已經(jīng)形成的巖石和礦石,由于地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿、熱液活動(dòng)的影響,溫度和壓力發(fā)生改變,使其在礦物組分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造上發(fā)生改變,這種作用是在固體狀態(tài)下發(fā)生的,包括接觸變質(zhì)作用 、接觸交代變質(zhì)作用和區(qū)域變質(zhì)作用,這類(lèi)礦床統(tǒng)稱(chēng)變質(zhì)礦床。

接觸交代變質(zhì)作用常形成的寶石礦床有:石榴子石、尖晶石、水晶、紫晶、青金巖、藍(lán)寶石、軟玉、薔薇輝石等。區(qū)域變質(zhì)作用常形成岫玉、軟玉等玉石礦床以及石榴石、紅寶石、藍(lán)寶石、透輝石、坦桑石等單晶體寶石礦床。

圖2-2-11 變質(zhì)作用形成的薔薇輝石

圖2-2-12 變質(zhì)作用形成的石榴石

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