中国前寒武纪非金属矿床分述 中国前寒武纪非金属矿产资源特点
1.硼矿床
(1)资源概况
中国硼矿资源较丰富，硼矿储量(B2O3)约占世界硼矿总储量的12%。
按成因类型划分中国现有的硼矿床可分为沉积变质型、变质热液型、盐湖沉积型、矽卡岩型、地下卤水型、海相沉积型等六种主要硼矿类型。其中，沉积变质型和变质热液型硼矿床主要产出在前寒武纪，是中国最主要的，也是最有工业价值的硼矿床类型，硼矿储量约占全国总储量的50%以上。前寒武纪硼矿床集中产出在辽宁东部-吉林南部地区的辽吉裂谷带内。沿裂谷带从西到东分布有大、中、小等规模不等的硼矿床，断续延伸达200km以上，构成硼矿成矿带。这些矿床主要有：辽宁营口县后仙峪硼矿床、凤城县翁泉沟硼矿床、凤城县二台子硼矿床、宽甸县牛皮扎硼矿床、宽甸县五道岭硼矿床、宽甸县杨木杆硼矿床、宽甸县砖庙沟硼矿床、吉林集安县高台沟硼矿床等。其中凤城县翁泉沟硼矿规模最大，属超大型硼矿床，储量占全区总储量的87.47%(表2-9)。
表2-9 前寒武纪硼矿床
前寒武纪硼矿床主要赋存于镁质大理岩中。产出在古元古代辽河群下部层位的里尔峪组白云石大理岩、蛇纹石大理岩中，硼矿体与大理岩产状一致，具有明显的层控特征。矿体产出形态亦受原岩控制，呈大小不等的似层状、扁豆状产于白云质大理岩中或大理岩与其他岩石接触处。厚数米至数十米，长数十米至数百米。
赋矿围岩除大理岩外，主要还有变粒岩、浅粒岩、斜长角闪岩等含硼建造。含矿建造原岩为一套富钠的基性-酸性火山-沉积岩系。研究表明成矿物质来源与古元古代强烈的海底火山喷发有关，矿床属富硼火山沉积岩经受角闪岩相(中压相系)区域变质作用和岩浆热液改造形成。矿体围岩蚀变明显，主要有蛇纹石化、碳酸盐化、金云母化、透闪石化、电气石化等。
前寒武纪沉积变质型硼矿床B2O3平均品位为8.4%。矿石矿物成分复杂，硼酸盐矿物有硼镁石、遂安石、硼镁铁矿；金属矿物有磁铁矿、硫铁矿；非金属矿物有蛇纹石、滑石、水镁石、矽镁石、榍石、磷灰石，以及金云母、透闪石、镁橄榄石、绿泥石等硅酸盐矿物。按矿石中有用矿物成分的不同划分，基本可分为遂安石型、硼镁石型、硼镁铁矿(或硼镁铁矿—稀土元素)型等三种类型。硼镁石型和遂安石型品位相对较高，矿石易选，工业价值较大。如辽宁营口后仙峪、凤城二台子、宽甸杨木杆子和吉林高台沟等硼矿床；硼镁铁矿型品位相对较低，矿石难选，如五道岭子和牛皮扎硼矿床等。
(2)矿床类型与实例
实例1.辽宁营口后仙峪硼矿床(图2-52)赋存于古元古界辽河群里尔峪组蛇纹石大理岩中，该组地层自下而上为花岗岩、阳起石化浅粒岩夹黑云变粒岩和透闪石化浅粒岩、蛇纹石大理岩、黑云变粒岩和电气石变粒岩。矿区构造复杂，后仙峪“翻转”向斜控制着含矿层及矿体的空间分布(张秋生，1984)。该矿床共有6个矿体，呈似层状或透镜状赋存于蛇纹石大理岩中。产状与围岩一致。其中Ⅴ号矿体规模最大，呈似层状产出，该矿体地表出露长度为269m，最大延深为700m，最大厚度为61m，一般厚度在17m左右。储量占全区总储量的75%。其余矿体均为延长百米的小矿体。主要矿石矿物为遂安石、板硼镁石、纤维硼镁石，另有少量柱硼镁石及硼镁铁矿。遂安石是矿区最重要的工业矿物之一，有板状和长柱状两种晶体，晶体粗大，长可达5cm，宽可达3cm，脉石矿物主要为镁橄榄石、蛇纹石，次为金云母、滑石、透闪石、方解石、白云石和菱镁矿。矿石主要为板柱状变晶结构，纤维状变晶结构，交代残余结构，团块状、角砾状、网格状和花斑状构造。矿石类型有硼镁石型、遂安石型和硼镁铁矿型三种。
图2-52 辽宁营口后仙峪硼矿床地质图
1—花岗岩；2—黑云变粒岩；3—已蚀变的大理岩；4—硼矿体；5—电气石变粒岩夹黑云母变粒岩；6—电气石伟晶岩；7—闪长岩；8—煌斑岩；9—闪长玢岩；10—晚期中细粒花岗岩；11—第四系
图2-53 翁泉沟硼铁矿区地质图
(据中国矿床编委会，1994，有修改)
实例2.辽宁凤城翁泉沟铁硼矿床(图2-53)，为变质沉积再造型硼矿床。矿床位于华北陆块辽吉裂谷翁泉沟向斜内。矿区地层为古元古界辽河群里尔峪组，蛇纹石大理岩和夹在金云透闪岩中的蛇纹岩。金云蛇纹岩为含矿层。矿区内断层规模较大，中酸性岩脉较发育。矿区分上下两层矿，九个矿体。矿体呈似层状、透镜状。长约 3000m，宽约1500m。最大延深600m，一般厚度30～50m，厚度变化较大。I号矿体规模最大，储量占全区的90%。矿石类型主要为硼镁铁矿-磁铁矿型。矿石B2O3含量，最高22.68%，一般4%～10%。矿石矿物主要为硼铁矿、硼镁铁矿，次为硼镁石、遂安石、晶质铀矿。脉石矿物为蛇纹石、硅镁石、金云母等。主要为变晶、交代残余结构，条带状、块状、斑杂状构造。
2.石墨矿床
(1)资源概况
石墨是中国的优势矿产之一，资源丰富，天然石墨储量居世界第一位。已知矿产地100多处，分布在20个省(区)，已探明储量的矿床51个，其中晶质石墨矿床37个(大中型约占76%)，储量占68%。晶质石墨矿物多产于前寒武纪中—深变质岩层中，储量1.5亿多吨。储量最多的省是黑龙江省，其储量约占全国的晶质石墨储量70%以上，其次是内蒙古、山东、河南和四川等四省(区)(表2-10)。
表2-10 前寒武纪主要石墨矿床
(2)矿产资源基本特征
我国石墨资源分布虽广泛，但储量相对集中于几个主要成矿区(图2-54)。这与中国大地构造演化规律相关。我国石墨矿床主要为区域变质型矿床。此类矿床多产于前寒武纪中 深变质片岩、片麻岩岩层中。区域变质作用形成的晶质石墨矿床赋存于陆块或褶皱带隆起区的变质地质体中。在佳木斯微陆块、华北陆块东缘、北缘及秦岭造山带北缘等形成主要成矿区。因此，黑龙江、山东、内蒙古、山西及河南集中了晶质石墨储量的90%以上。区域变质石墨的成矿期，可从新太古代延续到早寒武世。产于新太古代的内蒙古什报气，新太古代—古元古代中的有山西大同市弘赐堡，内蒙古兴和县黄土窑，古元古代的黑龙江萝北县云山、鸡西市柳毛、勃利县佛岭，山东平度县刘戈庄、莱西县南墅，河南西峡县横岭、镇平县小岔沟，湖北宜昌县三岔垭，云南牟定县戎街、元阳县宗皮寨等矿床。
图2-54 中国前寒武纪石墨矿床分布示意图
中国前寒武纪石墨矿床成矿期以古元古代为主。一般产于古老深变质岩系中的矿床，虽然矿石品位较低，但石墨化程度较高，鳞片较大，质优易选。
(3)典型矿床
黑龙江省柳毛石墨矿床位于佳木斯微陆块南部、八面通台凸东端、密敦断裂之北西侧。矿床赋存于古元古界麻山岩群西麻山岩组地层中，该组地层总厚达3566m。石墨矿体呈层状、似层状和扁豆状、透镜状，矿石品位9%～10%。矿床分大西沟、站前和朗家沟三个矿段，石墨伴生有铀、钒、钛等。
山东南墅石墨矿床位于华北陆块胶北隆起南缘，矿床赋存于古元古界荆山群陡崖组地层中。矿体为层状、似层状，产状与围岩一致，多呈东西走向，陡-中等倾角。南墅石墨矿床可分成三个矿区，即家庄矿区，岳石矿区和北墅矿区。南墅石墨矿石墨质量最好、鳞片大，石墨鳞片一般为0.4～2mm。最大6mm，伴生有金红石和硫铁矿。
3.菱镁矿
(1)资源概况
中国菱镁矿资源丰富，但分布不均。前寒武纪晶质菱镁矿矿床是最重要的矿床类型，大部分集中在辽宁省，仅辽东菱镁矿储量即占全国的三分之二以上。另外，在山东、甘肃、河北及四川等地也有晶质菱镁矿床产出。这些矿床都产在元古宙白云质大理岩或白云岩中，与白云质沉积建造密切相关。隐晶质菱镁矿矿床大多产于蛇纹石化超基性岩及其风化壳中。中国从前寒武纪到第三纪均有超基性岩发育，其中又以前寒武纪、加里东期和海西期的超基性岩为多。在陕、甘、内蒙古一带的超基性岩体中已发现有隐晶质菱镁矿矿床。
我国探明菱镁矿产地24处，矿石保有储量近30亿吨。
(2)矿产资源基本特征
中国菱镁矿的产量主要集中在辽宁一带，全国有8个省(区)查明有菱镁矿储量，其中辽宁就占了总量的64.7%，其次为山东、内蒙古占10%。主要有辽宁海城、青山怀、铧子峪、圣水寺、小圣水寺和山东莱州优游山等菱镁矿床(图2-55)，(表2-11)。
表2-11 前寒武纪主要菱镁矿床
图2-55 海城-大石桥滑石-菱镁矿矿带区域地质略图
(据朱国林，1982)
1—第四系；2—石英岩、泥质板岩；3—云母片岩、千枚岩(盖县组)；4—白云石大理岩(含矿层)；5—石榴矽线石白云母片岩夹条带状白云石大理岩；6—深灰色千枚岩，条带状大理岩；7—变粒岩、白云二长片麻岩，石英二云母片岩；8—菱镁矿矿体；9—滑石矿体；10—元古宙花岗岩类；11—燕山期花岗岩；12—元古宙变质角闪辉长岩；13—中、基性岩脉；14—地质界线；15—渐变地质界线；16—不整合地质界线；17—混合交代地质界线；18—侵入地质界线；19—断层；20—岩层产状
(3)主要的菱镁矿床的地质成矿特征
1)辽宁海城铧子峪菱镁矿矿床：该矿床是中国超大型菱镁矿床之一，累计探明菱镁矿近8亿吨。矿床产于古元古代辽河群变质岩层中段钙镁碳酸盐组的下部。矿床下盘围岩为黑云母片岩，上盘为厚层状白云岩，矿层之间则夹有千枚岩和白云岩层，矿床共分6层菱镁矿体，全长3000余米，其中以第三层矿体质量最好，成层状或似层状产出。
2)辽宁营口县青山怀菱镁矿床：矿床产于古元古代辽河群中部钙镁碳酸盐岩组硅质白云岩中。矿层上下盘多与硅质白云岩直接接触，部分与千枚岩接触，矿层中有大量的几毫米至几米宽的白云石脉，这些白云石脉对矿石质量影响极大。矿体有两层，下层矿矿体，长1750m，厚100m，为主要矿体。不同地段矿石品级变化较大。
3)山东掖县优游山菱镁矿：菱镁矿床产于古元古界粉子山群大理岩组中，主要岩石为大理岩、绿泥石滑石片岩、云母片岩、白云岩、菱镁矿等。矿体呈层状，共有五个矿层，其中第三层最重要，长1200m，厚0～80m。矿石为洁净之菱镁矿，粗、中、细粒结构均有，但以粗粒为主。
4.滑石
(1)资源概况
中国已知滑石矿产分布在15个省(市)，滑石矿石保有储量2.3亿多吨，仅次于前苏联。储量最多的省是江西省，占全国总储量的30%。其次是辽宁、山东、青海和广西。这五个省(区)滑石储量之和占全国的95.5%。目前探明滑石产地39处，其中19个大、中型矿区的合计储量占全国总储量98%，储量最大的矿区是江西省广丰县溪滩(为黑色滑石)，其储量占全国的28%(表2-12)。
表2-12 前寒武纪主要滑石矿床
(2)矿产资源基本特征
我国的前寒武纪滑石矿床主要分为两种成因类型。
1)碳酸盐岩型：此类矿床分布广，储量大，占全国总储量的55%，矿石多属于低铝低铁质的块滑石型和碳酸盐-滑石型。矿石中滑石含量一般在50%～70%以上，很少含透闪石等石棉状矿物，白度为80～92，经手选的滑石产品质量优良。此类滑石矿床为区域变质热液交代型矿床，产于含镁质碳酸盐岩地层中。矿床的成矿时代为元古宙(吕梁期)，包括辽宁和山东的该类矿床，如辽宁海城范家堡子、本溪连山关，吉林浑江遥林，山东掖县优游山、栖霞李博士夼、平度芝坊，广西龙胜等。尤以古元古代白云质大理岩中的滑石矿储量多(约占全国总储量的50%)、质量好。矿床成矿作用集中在向斜构造内侧，矿体呈巨大的似层状或透镜状，围岩为菱镁矿大理岩、结晶白云岩或白云大理岩，矿体产状与围岩一致。
海城范家堡子滑石矿床位于华北陆块北缘东段辽吉裂谷中复向斜北翼，矿区内地层属古元古界辽河群大石桥组第二和第三岩段。滑石矿床的围岩为含石英菱镁矿大理岩层，矿区共有六个滑石矿体，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体是主矿体。矿床成因类型为富镁碳酸盐岩中温热液交代型矿床。矿体走向近东西，倾向北北西，地层倾角54°～87°，深部变缓28°～45°，其中Ⅱ、Ⅲ号矿体为中、大型，呈大透镜状或大扁豆状，有分叉复合现象。矿体连续，厚度变化稳定，主要组分分布均匀，构造简单(刘绍斌等，1992)。
广西龙胜鸡爪-古坪滑石矿床(图2-56)产于新元古代板溪群合桐组白云质大理岩内。矿床顶板是白云质大理岩，底板是细碧角斑岩。矿床沿北东向走向断层展布，矿带长20km以上，被一组北西向断层切割成大小不等的断块。在断块中最大的矿体长1000m，宽280m，厚140m，呈巨大的似层状、透镜状分布；小矿体均呈大小不等的透镜体，沿断裂方向断续分布。矿石矿物成分简单，99%为滑石，含少量金红石、绿泥石；围岩蚀变以透闪石化、绿泥石化为主。矿体产状与围岩一致。矿石质量好，均为Ⅰ、Ⅱ级品。(刘绍斌等，1992)。
2)沉积-成岩型：为中国近几年新发现的一种类型，主要分布于江西、湖南、四川等省，储量约占全国的28%，如江西广丰县溪滩、乐平县牯牛岭、湖南石门县枫相坡(东山峰)。含矿层位属震旦系上统灯影组中、底部。以江西广丰县溪滩为例：矿体围岩顶板为夹鲕状白云质灰岩底板为假鲕状硅质岩、硅质灰岩和粘土白云质灰岩，与矿层为连续沉积。矿石为以硅钙质为主的黑色滑石。
图2-56 广西龙胜鸡爪矿区8号勘探线地质剖面图
(据国家建材局广西地质队)
1—板溪群拱洞组千枚岩、变质砂岩；2—板溪群合桐组白云石大理岩；3—板溪群合桐组枕状细碧岩；4—滑石矿体；5—断层
在河北滦平县太古宇片麻岩中还发现有花岗岩化热液交代滑石矿床。
5.磷矿床
(1)资源概况
中国前寒武纪磷矿资源比较丰富，其保有储量约占全国磷矿总量的69.71%。(表2-13)前寒武纪磷矿床的分布比较广泛(图2-57)，但以西南地区储量为最多，质量最佳，其次为中南地区。主要大型-超大型磷矿床集中分布在贵州开阳地区、瓮福地区、湖北的宜昌地区、胡集地区、保康地区和江苏连云港地区等六个区域。其中超大型矿床有湖北荆襄、湘鄂、白果坪，贵州开阳、瓮福等5处，大型矿床有内蒙古布龙土，湖北白竹、丁家河、晓峰，贵州用沙坝-牛赶村、小坝-英坪，四川唐坊等7处。
中国内生磷灰石矿床主要分布于北方的华北陆块。成矿时代多为元古宙，主要分布在辽宁、河北、山西、山东等省，有一些储量已达超大型规模的变质成因磷矿床，但因其品位低，难开采，尚未利用。此外，在新疆、内蒙古及黑龙江也分布有少许磷矿床。
(2)矿产资源基本特征
中国前寒武纪磷矿成因与世界上相一致，大致可分为以沉积为主的沉积磷块岩矿床、内生成因的磷灰石矿床和沉积变质成因的磷灰岩矿床三种类型。
1)沉积磷块岩矿床：中国前寒武纪沉积磷块岩矿床的成磷时代主要为震旦纪。矿床主要赋存在震旦系陡山沱组，这类矿床为稳定海相沉积型。具有矿层厚、品位高、储量大、层位稳定的特点。因为扬子陆块成矿环境相对稳定，成矿时间从新元古代一直延续到早寒武世。
磷矿床集中产出在扬子陆块西部、秦岭褶皱带之南，分布于陕西、湖北、湖南、贵州、四川等省，其中黔中聚磷区和鄂西聚磷区为两个主要磷矿生产基地。
鄂西聚磷区，扬子陆块东南缘中西段内。成磷时代为震旦纪陡山沱期。含磷岩系主要由白云岩、磷块岩、粘土岩等岩石组成，矿层产于粘土岩之上和白云岩之下的过渡部位，成层状、似层状产出，主要可分为上、下两矿层。主要矿石矿物为胶磷矿，常呈隐晶胶状，矿石类型以硅钙质磷块岩为主，P2O5平均品位大于20%。该聚磷区内的荆襄、湘鄂、白果坪等磷矿床均为超大型磷矿产地。该区探明储量的矿床约60个，储量约占全国总储量的20%。
表2-13 前寒武纪主要磷矿床
黔中盆地位于贵州的开阳-瓮安一带，成磷时代为震旦纪陡山沱期，属于扬子陆块中的黔中台地北东缘的台盆凹地，分布面积达2万多平方公里。陡山沱期含磷岩系，主要为碳酸盐岩、磷块岩及粘土岩；多含磷质叠层是。主要可分为上下两个工业矿层，上矿层延伸稳定，多呈倾斜至缓倾斜产出，厚13～33m，P2O5平均品位约25%，矿石以胶磷矿为主。该成磷盆地已有探明储量的矿区约50个，保有储量十数亿吨，其中开阳、瓮福两个超大型磷矿产地以富矿多、品位高而闻名。
图2-57 中国前寒武纪磷矿床分布示意图
2)沉积变质磷灰岩矿床：该类矿床主要由海相火山沉积的磷块岩经区域变质作用而形成，时代为新元古代。主要分布在江苏、安徽、湖北等省。含磷岩系从苏北经安徽肥东、宿松至湖北黄梅、大悟，构成大致呈北东-南西向断续分布的苏皖鄂成矿带。湖北大悟黄麦岭磷矿是该类型最具代表性磷矿的矿床。
湖北大悟黄麦岭磷矿产于新元古代，矿体呈层状，可分上下两层，矿层厚度可达40余米；原生带磷矿石含P2O5在10%左右，而在风化带中含量增值16%；矿石易选，并有伴生硫可综合回收利用。
3)内生磷灰石矿床：内生磷灰石矿床大多赋存在基性片麻岩、基性-超基性岩及碱性岩中。我国磷灰石矿床主要分布在河北、辽宁、山东、山西等省，属华北陆块范围。产出层位的时代多为元古宙，已探明储量的产地共有二十余处。内生磷灰石矿床在储量规模和矿床数量上均远不如磷块岩矿床，但由于该类矿床具有易选、综合利用价值高等特点，因而仍是磷的重要来源之一。其中最主要的有河北矾山磷灰石矿床(图2-58)。
图2-58 河北矾山磷铁矿区纵剖面图
(据冶金516队、北京大学地质系，1980)
1—黄土；2—砂砾层；3—含砾亚粘土层；4—辉石岩；5—黑云母辉石岩；6—矿体及编号；7—磁铁矿磷灰石岩；8—矿体；9—斑杂状正长黑云辉石岩(似伟晶岩)；10—似粗面状正长辉石岩；11—云斑状正长辉石岩
河北涿鹿矾山铁磷矿是我国北方内生磷灰石矿床中品位较高、选矿效果好的唯一大型内生磷矿。矿体产于偏碱性超基性-碱性杂岩体内，属晚期岩浆矿床，杂岩体呈椭球形侵入中元古代蓟县纪雾迷山组，面积超过20平方公里；矿体形态呈似层状，连续完整，厚度较大。矿石类型主要可分为黑云母辉石岩型、磁铁辉石岩型、磷灰石型和正长黑云辉石岩型；矿石矿物主要为磷灰石及磁铁矿，脉石矿物主要有次透辉石、黑云母及正长石；矿区内P2O5平均品位大于11%，全铁含量13%左右。
我国前寒武纪磷矿资源在总体上具有以下几个特点：①矿床类型齐全，但以沉积磷块岩矿床为主。②产磷时代较多，以震旦纪(部分矿床延续到早寒武纪梅树村期)为主。③矿石品位较低，以贫矿为主。全国磷矿P2O5平均品位为16.8%；四分之三左右的储量，品位在12%～24%之间。④难采矿多。我国磷矿床大部分成矿时代较早，尤其是北方地区，演化作用强，矿石胶结致密坚硬，且许多矿体呈倾斜，给矿山开采带来了一些列技术难题。⑤难选矿多，易选矿少。磷矿中大部分为中低品位的矿石，且以胶磷矿为主。这类矿石颗粒细微、嵌布紧密，属世界上至今尚未解决选矿问题的难选矿石。
从总体上看，我国磷矿资源分布极不平衡，探明储量南多北少，大型磷矿产地及富矿高度集中在中南部地区。
6.硫铁矿
硫铁矿通常指黄铁矿、白铁矿和磁黄铁矿三种含硫矿物。前寒武纪硫铁矿床的矿石储量约为全国总储量的15%以上。其中超大型矿床3个，特大型矿床1个(表2-14)。
表2-14 前寒武纪主要硫铁矿床
前寒武纪硫铁矿矿床类型主要包括沉积变质型和多金属型两种硫铁矿矿床类型。
沉积变质硫铁矿矿床产于沉积变质岩系中，呈层状、似层状、透镜状。矿石矿物以黄铁矿为主，脉石矿物以石英为主。代表性矿床有广东大降坪矿床、辽宁大荒沟、六块地矿床等。
多金属型硫铁矿矿床产在中酸性侵入岩、火山沉积碎屑岩、碳酸盐岩、变质岩中。矿体多为似层状、透镜状。矿石矿物主要为黄铁矿，常伴生有Pb、Zn、Cu等多金属矿产。典型矿床有：内蒙古炭窑口、甲生盘矿床，浙江绍兴西裘矿床等。
广东大降坪矿床为沉积变质型硫铁矿矿床，硫铁矿储量1.93亿吨，属超大型硫铁矿床。该矿床的地质特征叙述见第五章。
7.蛭石
我国前寒武纪蛭石矿床类型较多。目前以位于塔里木陆块北缘库鲁克塔克地块中且干布拉克蛭石矿床最为著名，是超大型矿床。蛭石矿床产于超镁铁岩-碳酸岩杂岩体内。该杂岩体包括有超镁铁岩、碱性岩和岩浆碳酸岩，为多期次侵入形成。岩体侵入同位素年龄为900～862Ma(何国琦等，1994)，属晋宁期。含矿岩体围岩为古元古代兴地塔格群。蛭石矿主要分布在蛇纹岩和黑云母次透辉岩中。矿带长3100m，平均宽400m，平均深度20m，最深50m。探明矿物储量达1839万吨，且富矿占总储量86%。在杂岩体的黑云母次透辉岩中，个别在碳酸岩中还产出磷灰石矿，规模达大型。
8.毒重石
毒重石又名碳酸钡矿，一般不易单独富集成矿。在重晶石矿床中有时有毒重石共生。据目前所知，四川城口巴山毒重石矿床是一个超大型矿床。含矿建造为海相硅质岩泥岩建造，矿体产在震旦系灯影组硅质岩、含碳质硅质板岩内。矿床成因类型为热水沉积型。
前寒武纪铜矿床~
前寒武纪是铜成矿作用的重要时期。据目前的铜矿储量统计(朱训等，1994，中国有色金属总公司北京矿产地质研究所，1987，陈文明，1994)，形成于前寒武纪时期的铜矿占世界铜矿储量的30%，其中元古宙占26%，太古宙占4%，中国的前寒武纪铜矿占中国铜矿储量的24.4%，其中元古宙占23.5%，太古宙占0.9%(图2-12)。赋存于前寒武系地层中的铜矿占世界铜矿储量的46%，其中元古宇地层占41%，太古宇地层占5%，在中国前寒武纪地层中的铜矿占中国铜矿储量的 40.2%，其中元古宇地层占37.8%，太古宇地层占2.4%(图2-13)。
图2-12 中国及世界不同成矿时代铜矿床储量比例直方图
图2-13 中国及世界赋存于不同时代地层铜矿床的储量比例直方图
前寒武纪铜矿床类型(按容矿岩的岩性分类)主要是沉积岩型、火山岩型、基性-超基性岩型与斑岩-火山岩过渡型，它们各类铜矿储量分别占世界前寒武纪铜矿储量的71.8%、13.8%、10.5%、3.9%；占中国前寒武纪铜矿储量的34.4%、26.5%、20.6%及18.5%(图2-14)。各类铜矿特征简述如下：
1.沉积岩型铜矿床
该类铜矿占世界前寒武纪铜矿储量的71.8%，占中国前寒武纪铜矿储量的34.4%，占世界沉积岩型铜矿储量的77%，占中国沉积岩型铜矿储量的75.1%(图2-15)，并主要形成于元古宙，形成在太古宙沉积岩的铜矿储量分别只占世界及中国沉积岩型铜矿储量的0.1%与0%(图2-15)。因此元古宙沉积岩型铜矿床是前寒武纪铜矿床最重要的类型。
图2-14 前寒武纪不同类型铜矿床储量比例直方图
图2-15 中国及世界沉积岩型铜矿床不同成矿时代储量比例直方图
该类铜矿床产出的构造部位主要是陆块边缘裂谷或裂陷带的边缘，中国的前寒武纪沉积岩型铜矿床主要产于华北陆块与扬子陆块边缘的裂谷或裂陷带(图2-16)。如中条山沉积岩型铜矿(包括胡-篦型、横岭关型及篱笆沟型)产于华北陆块南缘中条山“人字”型裂谷带的两侧(见图5-16)。产于其中铜矿带的容矿岩同位素年龄为1832Ma(Rb-Sr等时线，孙海田等，1990)、2453Ma(锆石U-Pb法，孙大中等，1993)、2357Ma(篱笆沟硫化物Re-Os法)，狼山地区的沉积岩型铜矿(包括霍各乞、炭窑口及东开庙等)产于华北陆块北缘狼山-渣尔泰山中元古代裂谷内，成矿的同位素年龄为1600～1800Ma(Pb模式年龄，李兆龙、丁悌平等，1986，1992)。东川-易门等沉积岩型铜矿产于扬子陆块西南缘的东川 易门裂陷带内(见图5 35)，成矿年龄：658～1805Ma(U-Pb法，罗君烈，1995)。
该类铜矿床的容矿岩主要是由昆阳(会理)群杂色碎屑岩-白云质碳酸盐-黑色砂页岩组成的陆源碎屑岩-碳酸盐岩建造，矿床及矿体主要赋存于该建造中不同岩相(岩性)的过渡部位(见表5-12)。矿体均呈层状、似层状产出，矿床中的金属矿物具明显的分带，一般由矿体的下部(底)至上部(顶)或矿体的边部到中心，紫色岩石到浅色岩石，其金属矿物分别为：赤铁矿、自然铜带→辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿带→黄铜矿、黄铁矿带→黄铁矿带。伴生Fe、Co、Au、Ag、Pb、Zn等。
2.火山岩型铜矿床
该类铜矿床也是前寒武纪铜矿床的主要类型，它占世界前寒武纪铜矿储量的13.8%，占中国前寒武纪铜矿储量的26.5%，在世界火山岩铜矿中占46%，其中元古宙占32%，太古宙占14%，在中国的火山岩铜矿中占47.8%，其中元古宙42.7%、太古宙占5.1%(图2-17)。
图2-16 中国前寒武纪古构造与铜、镍矿分布示意图
注：古构造底图来自王鸿祯等（1985），矿床名称见附录2。
图2-17 中国及世界火山岩型铜矿床不同成矿时代储量比例直方图
该类铜矿床产出的构造部位也主要是华北陆块与扬子陆块的边缘(图2-16)。产于华北陆块的火山岩型铜矿以辽宁红透山及山西落家河为代表，它们的成矿时代主要为新太古代 古元古代，容矿岩是一套变质的绿岩系。红透山铜矿床产于华北陆块的东北缘矿床形成的同位素年龄为2600～2844Ma(Rb-Sr法等时线，翟明国等，1985，Sm-Nd等时线，沈保丰等，1994a)，容矿岩为清原岩群(鞍山岩群)红透山岩组黑云斜长片麻岩、矽线黑云石英片麻岩及角闪斜长片麻岩，是一套变质的绿岩系，伴生组分为 Zn、Au、Ag、Cd。落家河火山岩铜矿产于华北陆块南缘中条山“人字”型裂谷带的东侧，矿床形成的同位素年龄为2485～2764Ma(锆石U-Pb法，孙继源等1995)，容矿岩是绛县群宋家山组的海相火山碎屑沉积变质岩系(绿片岩系)，包括绿泥片岩、石墨片岩、绢云片岩、角闪片岩及钠长变粒岩等；其中石墨片岩及含石墨的绿泥片岩，绢云片岩是矿体赋存的主要部位，伴生Co、Ni、Zn、Ag、Au、As。产于扬子陆块的前寒武纪火山岩铜矿床以大红山-拉拉厂，铜厂-刘家坪及西裘为代表，它们的成矿年龄主要为古元古代-新元古代，容矿岩主要是一套富Na的中酸性-基性火山-沉积岩系(细碧角斑岩系)。大红山、拉拉厂铜矿产于扬子元古宙陆块西南缘安宁河-绿汁江断裂(裂陷)带的西侧，成矿的同位素年龄为1481(侵入河口群中拉拉厂浅成基性岩体)～2293.5Ma(大红山矿石Pb法年龄，杨应选，1988)。容矿岩是大红山群与河口群的一套由细碧角斑岩-砂页岩-碳酸盐岩组成的富钠的火山-沉积岩系，矿体呈似层状、透镜状产于黑云石英钠长片岩，石榴黑云片岩，石英钠长岩及白云石大理岩，即钠质的中酸性火山沉积岩中。是一个特大型Cu、Fe矿床，伴生Co、Mo、Au、Ag。铜厂-刘家坪-阳坝铜矿产于扬子陆块西北缘的中元古代碧口-勉县裂陷带中，容矿岩为碧口群组富钠的中酸性-基性火山岩及其火山沉积岩系(细碧角斑岩系)，矿体主要赋存于基性与中酸性火山岩的过渡部位，并以中酸性火山岩(石英角斑岩)为主。成矿的同位素年龄为853Ma(刘家坪)～1038Ma(铜厂，何伯樨，1993，黄崇轲等，2001)。矿体呈似层状透镜状产出，目前发现中、小型矿床5处，伴生Cu、Zn、Fe、Co、Au、Ag。西裘火山岩型铜矿产于扬子陆块的东南缘绍兴-江山断陷带中的北东端。容矿岩为双溪坞群中段中基性-中酸性火山-沉积岩系(细碧角斑岩系)，矿体主要赋存于绢云母石英片岩、次生石英岩及千糜岩等变质的中酸性火山、沉积岩中，成矿的同位素年龄为：976.4Ma～802.3Ma(黄有年，1993)。矿体呈似层状、透镜状产出，是一个中型Cu矿床，伴生Zn、Ag、Au、Co、Cd，并具块状硫化物矿床的典型分带，矿体由中心向外的矿石类型为块状Zn、Cu、(Ba)矿石→浸染状Cu、S矿石→浸染状单硫矿石→矿化长英质火山碎屑岩(绢云母石英片岩)。矿石矿物分带为闪锌矿-重晶石-黄铜矿带→黄铁矿-黄铜矿带→黄铁矿带。
3.基性-超基性岩型铜矿床
该类铜矿床占世界前寒武纪铜矿储量的10.5%，占中国前寒武纪铜矿储量的20.6%(图2-18)，在世界基性-超基性铜矿中占79%，其中太古宙占35%、元古宙占44%；在中国的基性-超基性岩铜矿中占66%，并均产于元古宙。该类铜矿床产出部位也是前寒武纪陆块边缘的裂谷(或裂陷带)或断裂带中。容矿岩主要是镁铁质-超镁铁质岩(铁质超基性岩)。成矿的同位素年龄为982Ma(广西大坡岭，硫化物的 Re-Os 法，毛景文，2002)～2242Ma(吉林赤柏松，K-Ar法，傅德彬，1988)。中国该类矿床以甘肃金川、吉林赤柏松、四川冷水箐及广西大坡岭为代表。
图2-18 中国及世界基性—超基性岩型铜矿床不同成矿时代储量比例直方图
图2-19 中国及世界斑岩铜矿床不同成矿时代储量比例直方图
4.斑岩型铜矿床
该类铜矿床在前寒武纪铜矿床中是次要类型，它们占世界前寒武纪铜矿的3.9%，占中国前寒武纪铜矿的18.5%；占世界斑岩铜矿储量的1%，占中国斑岩铜矿储量的11.9%(图2-19)。前寒武纪的斑岩铜矿床在中国属斑岩-火山岩的过渡类型。它产出的构造部位也是前寒武纪陆块边缘的裂谷或裂陷、断裂带，在中国主要产于华北陆块的边缘，以中条山铜矿峪及内蒙古白乃庙铜矿为代表。铜矿峪斑岩铜矿床位于华北陆块南缘中条山“人字”形裂谷的头部(交叉部位)。容矿岩是绛县群骆驼峰组成一套富Mg、Fe的凝灰岩及凝灰质碎屑岩经深源富碱(K、Na)流体交代而成的中酸性斑岩及中基性岩。矿体主要赋存于变花岗斑岩、变石英二长斑岩、绢英岩及变中-基性岩中，是一个多因复合变斑岩型铜矿(陈文明，1996)(详见第五章)。矿床形成的同位素年龄为2108～2947Ma(硫化物Re-Os等时线，陈文明等，1998)。矿体呈似层状、扁豆块及透镜状(图2-20)产出，产状与围岩基本一致，是一个超大型Cu矿床，平均品位0.68%。伴生Mo、Co。白乃庙斑岩铜矿床位于华北中元古代陆块北缘，容矿岩为白乃庙群变质的中酸性火山岩及绿片岩(原岩为一套海相的中基性-酸性火山岩建造)，矿体主要呈似层状、透镜状赋存于绿片岩(占Cu、Mo矿体的64.8%)及英安质熔岩占Cu、Mo矿体34.8%(图2-21)。矿床形成的同位素年龄为：1114～1146Ma(锆石U-Pb等时线，聂凤军等，1993)。
图2-20 铜矿峪斑岩铜矿地质剖面略图
(据山西地质局213队)
1—绢英片岩；2—绢英岩；3—绿泥石片岩；4—变基性岩；5—变花岗闪长岩；6—闪长岩；7—铜矿体及编号；8—铜钼矿体(Mo品位大于0.03%)；9—地质界线；10—断层；11—剥离断层；12—钻孔及编号
综上所述我国前寒武纪铜矿床具以下特点：
1)前寒武纪是我国铜成矿作用的一个重要时期，该时期产出的铜矿占我国铜矿总量的24.2%，特别是元古宙尤为重要，同时与国外相比我国形成于太古宙的基性-超基性岩及火山岩型铜矿相对较少(图2-12)。
2)前寒武纪铜矿床的矿床类型主要是沉积岩型、火山岩型、基性-超基性岩型及斑岩型，它们分别占我国前寒武纪铜矿的34.4%、26.5%、20.6%及18.5%，未见矽卡岩型铜矿。同时该时期形成的斑岩铜矿常为斑岩-火山岩的过度类型，并具层控的特征。
3)前寒武纪铜矿床的矿化类型主要为Cu-Co型(东川、中条山胡蓖型等)、Cu-Ni-Co型(金川、赤柏松等)、Cu-Zn型(红透山、刘家坪、筏子坝一及西裘等)、Cu-Fe型(大红山、拉拉厂、稀矿山及略阳铜厂等)、Cu-Pb-Zn型(霍各乞、东升庙及炭窑口等)及Cu-Mo型(铜矿峪、白乃庙等)。与国外相比我国未找到Cu-Au-U型(奥林匹克坝)铜矿及太古宙绿岩带型(与科马提岩有关)Cu-Ni(Pt)矿床。
图2-21 白乃庙斑岩铜矿35线地质剖面略图
(据内蒙古地质局103地质队)
1—阳起斜长片岩；2—阳起斜长片岩夹绿泥斜长片岩；3—绿泥斜长片岩；4—绿泥斜长片岩夹阳起斜长片岩；5—黑云斜长片岩；6—黑云绿泥斜长片岩夹阳起斜长片岩；7—具角闪残斑的阳起斜长片岩；8—长英片岩；9—矿体
4)前寒武纪铜矿床几乎均位于前寒武纪陆块边缘的裂谷、(断裂)或裂陷带中(图2-16)。我国目前发现的前寒武纪铜矿床均产于华北陆块与扬子陆块，根据成矿条件分析，塔里木前寒武纪陆块边缘的裂陷带，特别是其西南边缘的裂陷带也是寻找前寒武纪铜矿，特别是沉积岩型与火山-沉积岩型铜矿的有利地区。
5)前寒武纪铜矿床，主要类型中的矿体呈层状、似层状、透镜状产出，并具层控的特点。
6)形成于“华北陆块前寒武纪各类铜矿的成矿时代均早于扬子陆块，如沉积岩型铜矿，在华北陆块主要形成于古元古代(中条山横岭关型和胡篦型及狼山地区铜矿床)，同位素年龄为1600(狼山铜矿)～＞2400Ma(横岭关型，根据其上、下地层的同位素年龄)。而在扬子陆块形成的沉积岩型铜矿主要形成于中—新元古代(东川-易门)，同位素年龄为658Ma(烂泥坪)～1805Ma(稀矿山)。火山岩型铜矿床成矿时代在“华北陆块”主要是新太古代(红透山)—古元古代(落家河)，同位素年龄为2485～2700Ma，而形成于扬子陆块的火山岩型铜矿的成矿时代主要是古元古代(大红山、拉拉厂)—新元古代(西裘)，同位素年龄为802～2293Ma。又如前寒武纪的斑岩型铜矿主要形成于华北陆块(铜矿峪、白乃庙)，而形成于扬子陆块的斑岩型铜矿主要是显生宙。前寒武纪的基性—超基性岩型铜矿床也具此特点，产于华北陆块的该类铜矿、主要形成于古元古代(赤柏松)与新元古代(金川)，矿床规模较大，而形成于扬子陆块的该类铜矿主要形成于中、新元古代(大坡岭、冷水箐)。因此在华北陆块的边缘断陷带(或裂谷)应重点寻找新太古代与古元古代时期的铜矿，如太古宙绿岩带型Cu-Zn和Cu-Ni矿及古元古代的乌多坎型(砂页岩型)铜矿，而在扬子陆块的边缘裂陷带主要寻找中、新元古代时期形成的铜矿，如赞比亚型、奥林匹克坝型铜矿。
1.储量
我国前寒武纪非金属矿产品种比较多、资源比较丰富。截至1999年底，在目前世界40种主要矿产中，我国非金属矿产储量位居世界前五位的有菱镁矿、石墨、重晶石、萤石、硫铁矿、硫、钾盐、硼等。其中硼、石墨、菱镁矿等矿产则盛产于前寒武纪。
目前已经确认有工业意义的前寒武纪大型、特大型、超大型非金属矿床有75处，其中：磷矿床32处、石墨矿床14处、硫铁矿床7处、菱镁矿床和滑石矿床各6处、硼矿床和石棉矿床各3处、蛭石矿床和蛇纹石矿床各2处。
作者根据原地矿部和国土资源部公布的数据，以及其它公开发表的截至2000年底的资料，对前寒武纪主要非金属矿产进行了不完全统计(表2-8)。数据表明，我国硼、石墨、菱镁矿、滑石、磷、硫铁矿等矿产在全国非金属矿产储量中占有很重要的位置。
表2-8 前寒武纪几种主要非金属矿产储量与全国总储量统计表
注：表中 ∗ 数据来自《2000年中国国土资源报告》；∗∗ 数据根据2000年前各项资料不完全统计。
2.矿石质量
中国前寒武纪非金属矿产的矿石质量，总体来说一般较好。其中有一批矿种的矿石质量优良，如滑石、石墨、菱镁矿等。滑石的主要产地辽宁海城所产矿石，质优量大，深受国际市场的欢迎。山东、内蒙古、黑龙江等地所产晶质石墨矿，鳞片大、质良好，在国际市场久享盛誉、畅销不衰。辽宁海城菱镁矿石的特级品和一级品达57%。但是，在前寒武纪非金属矿产中，还有一部分矿种的矿石质量不高，例如前寒武纪硫矿以硫铁矿为主，其特点是贫矿多、富矿少。前寒武纪磷矿的储量虽多，但大部分属于中低品位矿石、富矿石较少。
(二)与“S”型花岗岩有关的锡矿床
答：在中国与S型花岗岩有关的锡矿床占绝大多数,该组矿床分布于华南造山系、三江造山系、扬子地台和大兴安岭-内蒙古造山系,几乎所有的大型、超大型矿床均属于该组,矿床成矿时代从前寒武纪到喜马拉雅期。 本文提到的“S”型花岗岩包括主要分布于喜马拉雅地区的黑云母花岗岩、二云母花岗岩(黑云母和白云母花岗岩)和栗木Nb-Ta...
前寒武纪成矿域(Ⅰ级)
答：前寒武纪成矿域内大致可以分为6个构造分区：华北陆块-塔里木陆块北缘区前寒武纪成矿省；华北陆块前寒武纪成矿省；塔里木陆块前寒武纪成矿省；扬子陆块前寒武纪成矿省；华夏陆块前寒武纪成矿省；冈瓦纳陆块北缘区前寒武纪成矿省。华北、塔里木、扬子、华夏前寒武纪成矿省的前寒武纪岩石和地层相对...
区域变质作用的有关矿产
答：与区域变质作用有关的非金属矿产也很丰富。例如，沉积成因的炭质泥岩经区域变质形成的石墨片岩或片麻岩，当其中石墨含量达到工业品位时就是石墨矿床，如我国山东莱西南墅、东北鸡西柳毛以及河南西南部的镇平、西峡、浙川一带的石墨矿床，都是前寒武纪变质岩系中的非金属矿床。图11－15 大理岩(birds.chinare...
非金属矿床的工业分类与成因分类
答：一、非金属矿床的工业分类 世界各国大多以非金属矿的工业用途进行分类，但其详细程度各有不同，如美国分为磨料、陶瓷原料、化工原料、建筑材料、电子及光学原料、肥料、各种填料、过滤物质及矿物吸附剂、助熔剂、铸型原料、玻璃原料、矿物颜料、耐火原料以及钻井泥浆原料14种；我国仅分为6 大类，即冶金...
矿床的时间分布
答：2.中国前寒武纪各类矿床大规模成矿作用时代 在本书中所指的大规模成矿作用是指至少有1个特大型或1个超大型矿床或有一定的分布范围并至少有3个以上的大型矿床。按此标准,在我国大规模成矿作用最早在中太古代(3.2～2.8Ga),但矿种单一,仅为铁矿,而且是条带状铁建造型铁矿床。在此期间在冀东、密云、辽北、阜平、...
受变质矿床
答：区域变质铁矿床即通常所指的沉积变质型、磁铁石英岩型或BIF(条带状铁建造)铁矿床,分布广泛,是最主要的铁矿类型。这类矿床受变质前的原矿石建造是沉积铁矿床,且大多为火山沉积铁矿床,经受区域变质作用和混合岩化作用变质后,形成了磁铁石英岩型矿床和与之相伴的富铁矿床。 这类矿床绝大多数产于前寒武纪变质岩系...
前寒武纪成矿区(带)、成矿系列划分原则
答：对我国前寒武纪Ⅲ级成矿区(带)划分的建议依据是：1)形成时代相近，处于一个超大陆旋回内。现有资料表明，世界上最古老的铁矿床形成在36亿～38亿年，最古老的铜矿Isua形成在32亿年左右，因而大致可以说有地球地质记录以来，就有了成矿史。但需要指出的随着地球动力学演化和各层圈的形成和发展，地史上...
前寒武纪陆块主要成矿模式
答：7.1.3.1 与盆地沉积作用(有或无火山活动)有关的成矿作用 太古宙-古元古代的条带状磁铁矿建造(BIF),是由沉积作用加火山活动,并经区域变质作用形成。前寒武纪形成的条带状磁铁矿建造(BIF),是全球铁矿资源的重要类型,在中国约占全国铁矿储量的1/2(翟裕生等,1999)。这类矿床与伴随大陆根形成的最...
矿床类型
答：在国外是硅灰石矿床的重要类型,芬兰、肯尼亚、纳米比亚和印度等国正在开采这类矿床。 俄罗斯这类矿床在南贝加尔和阿丹地盾分布广泛,其特点如下。 1.南贝加尔区硅灰石矿床 该区前寒武纪地层分为两群:新太古代斯留江群和古元古代卡鲁里群,两群各岩组内都有硅灰石化,重要的矿床是斯留江矿床,其产于斯留江群下部...
世界主要成磷期含磷岩系岩石共生组合
答：纵观世界磷块岩成矿时代,从元古代至现代,几乎所有地质时期都有磷块岩沉积,但形成重要工业磷矿床的成磷期则主要有古元古代(20亿年～17亿年)、晚前寒武纪(7亿年～5.7亿年)、早寒武世、中寒武世、二叠纪、晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世—早第三纪(古近纪)、晚第三纪(新近纪)—现代8个时期,且每个成磷期主...
