第二節(jié) 內(nèi)生礦床
內(nèi)生礦床主要是在巖漿活動(dòng)過(guò)程中,在一定條件下,有用組分富集起來(lái)所形成的礦床。內(nèi)生礦床提供了絕大多數(shù)的有色金屬、稀有金屬和部分非金屬礦產(chǎn),在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用。根據(jù)巖漿的發(fā)展順序和冷凝成礦階段,內(nèi)生礦床可以分為巖漿礦床、偉晶巖礦床、氣化熱液礦床和火山礦床。
一、巖漿礦床
巖漿礦床是巖漿冷凝過(guò)程中,由于巖漿分異作用使分散在巖漿中的有用組分聚集而成的礦床??梢哉f(shuō)它是巖漿侵入地殼產(chǎn)生的第一批礦床。這類礦床一般形成于具有較高溫、壓環(huán)境的地下深處,相當(dāng)于深成巖的形成部位。形成礦床的礦物質(zhì)來(lái)源于上地?;虻貧ど钐帲捎谑窃谳^高的溫壓條件下形成的,故礦石礦物一般為熔點(diǎn)高、密度大、成分簡(jiǎn)單的礦物,如鉻鐵礦、鉑族元素等。礦體幾乎都產(chǎn)于超基性或基性侵入體母巖內(nèi),實(shí)際上礦床就是火成巖體內(nèi)有用組分相對(duì)富集的地段,母巖即是圍巖,二者多呈逐漸過(guò)渡的關(guān)系。絕大多數(shù)的鉻、鎳、鉑族元素及相當(dāng)數(shù)量的釩、鈦、鈷、稀土等礦產(chǎn),都產(chǎn)于巖漿礦床中。
巖漿礦床又分為早期巖漿礦床、晚期巖漿礦床和熔離礦床。
?。ㄒ唬┰缙趲r漿礦床
是指有用礦物在巖漿冷凝結(jié)晶過(guò)程中,比主要造巖礦物的硅酸鹽礦物(橄欖石、輝石等)早結(jié)晶或同時(shí)結(jié)晶所形成的礦床。
這種礦床的形成,主要與結(jié)晶分異作用有關(guān)。巖漿溫度下降到一定程度,便開(kāi)始結(jié)晶。由于不同組分有不同熔點(diǎn),再加上其它因素影響,有的先結(jié)晶,有的后結(jié)晶,各種組分按照一定順序結(jié)晶,叫作結(jié)晶分導(dǎo)作用。再加上重力作用,從巖漿中析出的晶體,重者下沉,輕者上浮,那些結(jié)晶較早的鉻鐵礦、鉑族金屬等以及橄欖石、輝石等鐵鎂硅酸鹽礦物,因密度大,在重力作用下墜落聚集于巖體底部或邊緣部分,形成礦床。這種礦床主要存在于橄欖巖或蛇紋巖等超基性巖中。我國(guó)西北某產(chǎn)于超基性巖體中的鉻鐵礦,屬于這種類型的礦床。
?。ǘ┩砥趲r漿礦床
是指有用礦物在巖漿冷凝過(guò)程中,在主要硅酸鹽礦物結(jié)晶后形成的礦床。
這種礦床的形成主要與氣體分異作用(即通過(guò)氣體使某些有用成分從巖漿中分異出來(lái))有關(guān)。巖漿中含有大量的揮發(fā)性成分,愈到結(jié)晶晚期巖漿中所富集的揮發(fā)性成分也愈多。這些揮發(fā)性成分有幾點(diǎn)主要作用,一是化學(xué)性很活潑,常跟分散在巖漿中的微量金屬元素相結(jié)合,形成“攜帶”金屬元素的揮發(fā)性成分;二是有很強(qiáng)的運(yùn)移能力,隨著巖漿結(jié)晶分異過(guò)程的進(jìn)行,這些揮發(fā)性成分常從巖漿底部向上層移動(dòng)集中,從而使克拉克值很低的金屬元素也跟著得到富集,創(chuàng)造形成礦床的條件;三是可以降低巖漿熔點(diǎn),形成含礦熔漿,到巖漿晚期才結(jié)晶成礦。富含揮發(fā)成分和金屬的熔漿,最初可能分散存在于各硅酸鹽礦物晶體顆粒的空隙中,后來(lái)由于重力下沉集中到巖體的中下部,形成條帶狀或似層狀礦體;也可能受到擠壓以及在揮發(fā)性成分內(nèi)壓力作用下,擠入到母巖的或圍巖的裂隙中,形成貫入礦體。
此類礦床亦主要產(chǎn)于超基性或基性巖體中,礦體與圍巖多呈漸變關(guān)系(貫入者例外),世界上許多大型鉻鐵礦、釩鈦磁鐵礦、鉑族金屬、稀土礦等多屬于晚期巖漿礦床。
有名的四川攀枝花釩鈦磁鐵礦床即屬于此種,礦體產(chǎn)于延伸35km、寬2km的輝長(zhǎng)巖體中,礦石為含釩的磁鐵礦和鈦鐵礦,呈致密塊狀或浸染狀,并伴生銅、鈷、鎳、鉻等以及稀土元素,可以綜合利用。
?。ㄈ┤垭x礦床
巖漿的成分原很復(fù)雜,在高溫高壓條件下可以混熔在一起,但由于溫度逐漸降低或壓力減小,巖漿中的某些成分可以分離出來(lái),就像水和油在高溫時(shí)可以溶在一起,而溫度下降,水和油就分離開(kāi)來(lái)是同樣道理。這種由于物理或化學(xué)條件的變化使巖漿在液態(tài)情況下發(fā)生分異的作用,稱熔離作用或液態(tài)分異作用。凡是由于熔離作用使有用組分呈液態(tài)從巖漿中分離出來(lái)而凝結(jié)形成的礦床,稱為熔離礦床。
實(shí)驗(yàn)證明,基性巖漿在1300℃以上時(shí)可以溶解6—7%的金屬硫化物,當(dāng)溫度降低,再由于揮發(fā)組分的逸出和某些成分的加入,巖漿中的金屬硫化物便呈珠滴狀分出來(lái),又因其密度較大,便向底部富集。待硅酸鹽礦物結(jié)晶后,這些低熔點(diǎn)的金屬硫化物才結(jié)晶成礦??傊@類礦床是在早期巖漿階段便熔離分異,而到晚期巖漿階段才結(jié)晶形成礦床。
這類礦床主要分布于基性或超基性巖中,產(chǎn)于侵入體的底部或邊緣,礦石礦物以金屬硫化物如黃銅礦、鎳黃鐵礦等為主,常構(gòu)成銅、鎳硫化礦床。著名的加拿大肖德貝里銅鎳硫化礦床,是世界上最大的同類礦床,一向認(rèn)為是熔離礦床的典型代表。1964年,海底擴(kuò)張說(shuō)的倡導(dǎo)人R.S.迪茨提出“隕石成礦說(shuō)”,認(rèn)為該礦床是由于隕石沖擊產(chǎn)生高能量使隕石熔化,經(jīng)過(guò)熔離和結(jié)晶分異而成。