礦床成因
由于Cr和V原子是祖母綠重要的致色離子,所以祖母綠礦床的形成需要有富硅鋁鈹且有鎂鉻釩元素供應(yīng)的地質(zhì)相關(guān)條件,而這又與含礦母巖、圍巖和礦床建造條件有著密不可分的聯(lián)系。根據(jù)以上三種可以現(xiàn)主要將祖母綠礦床分為熱液型、氣成熱液型和偉晶巖型三種礦床類型。
低溫低壓鹵水熱液型
哥倫比亞產(chǎn)出了許多高品質(zhì)的祖母綠,其所出產(chǎn)的祖母綠不僅占到占到市場份額的一多半,同時它境內(nèi)的礦床成因也是獨樹一幟。
相比于其他兩種礦床,該類型礦床通常形成于低溫低壓條件下。該類型礦床是由于方解石滲透到灰?guī)r或者頁巖的斷裂中所形成,這種方解石通常呈現(xiàn)灰白色,與其共生的礦物有黃鐵礦、石英、鈉長石、祖母綠等。所以祖母綠主要賦存在于碳酸鹽化和鈉長石化的炭質(zhì)頁巖、灰?guī)r及各種脈體內(nèi),其常與石英、白云石、方解石等礦物共同形成于在方解石脈的間隙中,多集中巖體褶皺應(yīng)力部位,尤其多產(chǎn)于背斜的傾伏端。
深部酸性巖漿的構(gòu)造活動是該種類型礦床的主要原因,巖漿分異作用形成的低溫?zé)嵋呵秩氲降乇淼?/span>沉積巖縫隙中,富含成礦元素的熱液浸蝕出了圍巖中的致色離子,從而成祖母綠。因為侵位較淺,所以其成礦溫度一般不太高,在180℃左右。
該類型礦床中特征礦物組合主要為方解石-白云石-綠柱石,晶體常形成晶簇,產(chǎn)出形式主要為脈體。在該類型礦床產(chǎn)地可以以長石和碳酸鹽礦物來作為找礦標(biāo)志。
氣成熱液型
大部分祖母綠礦床的成因都是氣成熱液型,該成因的祖母綠礦床廣泛分布于大多數(shù)祖母綠出產(chǎn)國家,比如印度、津巴布韋、澳大利亞、巴基斯坦、坦桑尼亞等。盡管是這樣,但該礦床產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)祖母綠占比重卻較小,雖然桑達瓦納和坦桑尼亞產(chǎn)出部分高質(zhì)量的祖母綠,但仍遠(yuǎn)遜于哥倫比亞。
氣成熱液型的祖母綠礦床中,祖母綠主要以斑晶形式分布在云母、滑石、綠泥石等片巖巖脈中。酸性巖漿侵入到巖體(圍巖主要為超基性)中,由于接觸帶上的熱力和壓力使原來存在的礦物發(fā)生變質(zhì)作用,在這個過程中,原有的綠柱石被分解,在變質(zhì)作用下成分逐漸轉(zhuǎn)移到云母片巖中,并在其中重新結(jié)晶,如果圍巖中恰好含有微量的Cr或者V元素,就能形成祖母綠。其中主要賦礦巖體通常呈脈狀產(chǎn)出,常賦存在侵入體與圍巖的接觸帶附近,成礦溫度在400℃左右。
由于具體的成礦環(huán)境不會完全相同,所以導(dǎo)致祖母綠形成了多種多樣的礦物包裹體,但根據(jù)形成原因,它們都共同地含有一定的云母包裹體。
偉晶巖型
偉晶巖礦床不僅是稀有稀土元素主要的賦存介質(zhì),而其也于祖母綠礦床的一種成因有著聯(lián)系。
產(chǎn)祖母綠的偉晶巖分為巖漿、變質(zhì)偉晶巖兩種。巖漿偉晶巖又包括含有稀有或鉻鎂元素形成的長石偉晶巖。它們一般處于侵入體的頂端、邊緣或裂隙中。
在巖漿侵入分凝作用的晚期,由于外界條件的變化,巖漿首先發(fā)生結(jié)晶作用,然后后期由于酸性巖漿與超基性巖體中的成分含量差異較大,巖漿對圍巖發(fā)生交代作用,或沿構(gòu)造裂隙發(fā)生滲透作用從而形成偉晶巖脈。因為偉晶巖床主要產(chǎn)生在強烈褶皺帶和花崗巖侵入發(fā)育區(qū),因此在強烈的構(gòu)造作用下,圍巖發(fā)生變質(zhì)作用形成變質(zhì)巖,且影響了巖漿巖中礦物的形成,最終形成了祖母綠。該類型礦床形成溫度主要在200℃-600℃之間。
這種類型的祖母綠礦床分布地區(qū)有美國、巴西、澳大利亞、中國等。