伟晶岩(具有巨粒或粗粒结构的脉岩)

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伟晶岩（英文名：Pegmatite），是一种具有巨粒或粗粒结构的脉岩。其是岩浆冷凝结晶过程的后期，从岩浆中分离出来的一种富含挥发成分及稀有元素的残余岩浆溶液，侵入到地壳浅处岩石裂隙中冷凝结晶而成。

伟晶岩的形态复杂，产状多样，通常可发育成脉状、透镜状、囊状、筒状、网状及不规则状等多种形态，其中以各种规则或不规则的脉状占主导地位。伟晶岩主要成分以斜长石、微斜长石、石英、白云母、黑云母、电气石为主，通常还含有多种次要矿物和副矿物，包括含水矿物、含微量元素及稀有元素的矿物和正常火成岩中不常见的富F、Cl、B和P等的矿物。其根据矿物成分特征及其与各类侵入岩的相似性，可划分为花岗伟晶岩、正长伟晶岩、霞石正长伟晶岩、辉长伟晶岩等。

伟晶岩在中国分布较广，主要出现在具有片麻岩出露的古老地层区域以及花岗石发育地区，如新疆、华北、华南、东北及东南等地。1887年，在挪威的碱性伟晶岩中首次发现硼钙锡矿。2013年，科研人员在南平市31号伟晶岩脉中发现了新的矿物——“闽江石”。2022年，中国科学院地质与地球物理学研究所青藏高原科学考察研究团队在喜马拉雅山脉琼嘉岗地区发现了超大型锂矿，该锂矿是喜马拉雅首例具有工业价值的伟晶岩锂矿。

伟晶岩在工业领域可提供压电水晶、云母等材料；其包含的石英、长石、粘土等成分可作为陶瓷与玻璃工业的原料。此外，伟晶岩的透明绿柱石、电气石、金绿宝石及紫水晶等矿物可用于宝石加工。

主要特性

形态特征

伟晶岩的形态复杂，产状多样，通常可发育脉状、透镜状、囊状、筒状、网状及不规则状等多种形态，其中以各种规则或不规则的脉状占主导地位。伟晶岩脉在走向和倾向上可以膨大、收缩，也可呈雁行排列和尖灭再现现象。有工业价值的伟晶岩体大小差别很大，厚度从几厘米到几十米，以0.5~30m为主；沿走向长几米到几百米，以20~300m居多；延深由几十米到几百米。

组成

伟晶岩主要成分以培长石、微斜长石、石英、白云母、黑云母、电气石为主，通常含有多种次要矿物和副矿物，包括含水矿物、含微量元素及稀有元素的矿物和正常火成岩中不常见的富F、CI、B和P等的矿物，如黄玉、绿柱石、褐帘石、铌钽铁矿、萤石等。

结构

矿物晶体粗大是伟晶岩有别于其他岩脉的重要特征之一，它常常比花岗石中同种矿物大几倍、几十倍，甚至几千倍。例如，伟晶岩中已知最大的微斜长石重量达100t，绿柱石达32t，锂辉石晶体长达14m，黑云母面积达7平方米，白云母达32m²。

伟晶岩的粒级划分与一般的侵入岩不同，有其独特的标准：细粒为0.5—2cm，中粒为2—5cm，粗粒为5～15cm，块状体为15cm。伟晶岩具有两种独特的结构，一是以矿物结晶颗粒特别粗大为特点的伟晶结构。二是岩石中正长石和石英呈有规律交生为特点的文象结构。各种交代结构在伟晶岩中也较常见。伟晶岩体的内部构造重要的是带状构造，表现为一条伟晶岩脉从边部到中心其结构构造、矿化特征等呈有规律的带状排列。发育完好的带状构造一般可划分四个带：

形成原因

伟晶岩是岩浆冷凝结晶过程的后期，从岩浆中分离出来的一种富含挥发成分及稀有元素的残余岩浆溶液，侵入到地壳浅处岩石裂隙中冷凝结晶而成。

形成条件

物理条件

发育完整的伟晶岩形成过程很长，其物理化学条件变化也很大。根据测温资料，伟晶岩的形成温度大约从700℃以下，一直持续到100℃左右。其中，早期形成的长英岩带形成于700~600℃之间，伟晶岩主体形成于600~150℃，稀有金属矿化通常发生在500~300℃之间。绝大部分伟晶岩，特别是花岗伟晶岩是在相当深的地方，亦即相当大的压力条件下形成的。理论和实践都证实花岗伟晶岩产于3~8km，甚至更深的条件下。在小于3km 深度范围内，除有极少数含稀有金属矿化的似伟晶岩（块状长石脉石英）形成外，一般没有典型伟晶岩的形成。通常认为，较大的深度有利伟晶岩生成的原因主要归于两个方面，一是较大的深度可使热量散失缓慢，从而利于体系长时间结晶作用的进行；二是较大深度造就的高压条件使钾、钠等碱金属及锂、铍等稀有金属可以大量溶解在熔体-流体或流体体系中，同时也使体系的挥发分得以长时间保留，从而有利于伟晶岩体的形成。

化学条件

在有工业价值的伟晶岩中，矿化剂引发的碱质交代现象，如钾长石化、钠长石化、云母化及云英岩化等，通常表现普遍；同时，锂、铍、铌、钽等稀有元素矿化也常在这一交代过程中发生。

形成过程

后岩浆阶段

该阶段岩石由岩浆冷凝结晶形成，成岩温度在600℃~800℃之间。此阶段早期是高挥发分岩浆侵入到有利构造空间后冷凝结晶的初始阶段，形成了伟晶岩的边缘带。边缘带的主要矿物为长石和石英。由于围岩温度较低，岩浆温度下降相对较快，因此岩石常具细粒伟晶结构。此阶段晚期，继边缘带形成之后岩浆中挥发组分的含量相对增高，温度下降相对减缓，岩浆结晶形成外侧带。外侧带的主要矿物为斜长石、钾微斜长石、石英、白云母等。

气成阶段

随着边缘带和外侧带硅酸盐矿物的不断结晶，挥发组分含量不断增加，成岩成矿介质逐渐由岩浆转变为超临界流体，成岩成矿温度在400℃~600℃之间，形成中间带和内核。该阶段早期以结晶作用为主，形成的主要矿物为正长石、钾微斜长石、石英、白云母；在富含稀有元素和ree的条件下，则还可形成绿柱石、锂辉石及稀土元素矿物。伟晶岩内核位于伟晶岩体（脉）的中心部位，主要矿物是具块状及巨晶结构的石英，因而又称石英核。内核是石英矿体的产出部位，内核中常可见晶洞，是水晶等宝石矿物的重要成矿部位。

热水溶液阶段

此阶段是温度下降至400℃以下开始的。由于环境温度已降至水的临界温度以下，成矿介质已由超临界流体转变为热水溶液。此阶段仍有部分矿物在内核及晶洞中结晶以至成矿，如水晶等。另外，还可发生重要的交代作用，继续形成相应的矿物带以及矿体。交代作用多发生于中间带及其与核的过渡部位，是白云母及锂辉石、锂云母等稀有金属的重要成矿部位。

分布区域

伟晶岩在中国的分布范围较广，其主要出现在具有片麻岩出露的古老地层区域以及花岗石发育地区。在中国新疆、华北、华南、东北及东南各地均有伟晶岩分布。

应用领域

伟晶岩是稀有元素矿床的重要开采对象。它在工业领域可提供压电水晶、云母等材料；其包含的石英、长石、粘土等成分可作为陶瓷与玻璃工业的原料；此外，伟晶岩的透明绿柱石、电气石、金绿宝石及紫水晶等矿物可用于宝石加工。

发现历史

1887年，在挪威的碱性伟晶岩中首次发现硼钙锡矿，随后在纳米比亚（纳米比亚）的阿兰德斯锡矿，苏联吉尔吉斯斯坦的乌切加什干锡矿和雅库特的厄夫加奇锡矿以及阿拉斯加州的布鲁克林山也有发现。

1912年，Schaller首次报道产于加利福尼亚州伟晶岩中的褐磷锂矿以来，先后在瑞典、苏联、法国、摩洛哥等国家的锂伟晶岩中均有发现。

1922年，Shibota和Kimura在日本石川伟晶岩发现石川石。

1936年，Gansser就同瑞士地质学家和探险家Arnold Heim对喜马拉雅山脉开展过地质考察，并在印度境内的Bhagat-Kharak冰川附近发现了锂辉石花岗伟晶岩，并对其中的锂辉石进行了成分分析。这是喜马拉雅地区第一次明确报道存在锂矿化。

20世纪70~80年代，国外学者曾在喜马拉雅多个地点的花岗石伟晶岩中陆续发现绿柱石、金绿宝石、锂电气石和锂辉石等矿物。

1972年，苏联在乌拉尔伟晶岩找到了石川石。

1980年，在新疆青河富镀伟晶岩中发现了成分介于磷铁锂矿同象系列中间的磷锰铁锂矿。

1984年，在南平市稀有金属花岗伟晶岩中发现了典型的磷铁锂矿。

1984年，中国首次在福建南平花岗伟晶岩田中的白云母—钠长石—锂辉石型伟晶岩中发现红磷锰铍石，沿粗粒原生绿柱石中的微裂隙分布，是伟晶岩形成晚期热液蚀变作用的产物。

1984年，在对福建省南平稀有金属花岗伟品岩矿田进行研究工作时，在伟晶岩中发现了光彩石，这在中国内尚属首次。

在湖北幕府山某富锂伟晶岩中，采得数公斤白色的类似于长石的矿物，后经化学分析及X光证实，是一种锂硅酸盐矿物-透锂长石，该矿物在苏联、加拿大等国的锂伟晶岩中均有发现。

1983-1985年间，中国地质科学院矿床地质研究所研究员杨岳清与福建地质矿产局闽北地质大队、测试中心协作，对福建省南平县延平区南平伟晶岩进行较系统的研究时发现的新矿物。1985年末，杨岳清的学生倪云祥等从西坑白云母—钠长石—锂辉石型伟晶岩中采回40多件云母矿样，经分析云母中的铯超过20％。

1990年，在中国云南省首次发现祖母绿矿床，该矿床产于古陆深变质岩系的花岗伟晶岩脉中。

2013年，科研人员在南平市31号伟晶岩脉中发现了新的矿物——“闽江石”。

2016年，王核团队终于在喀喇昆仑山脉腹地海拔5300米高处发现了一条锂辉石伟晶岩脉。之后又陆续发现了47条锂矿伟晶岩脉，这几十条伟晶岩脉产于海拔4500米至5800米的喀喇昆仑腹地。

2017年，在新疆皮山县大红柳滩地区圈定多处Li、Be、Nb、Ta综合异常，并在卡皮达兰沟幅内新发现2处伟晶岩脉型稀有多金属矿找矿靶区。卡皮达兰沟东南稀有多金属矿化体赋存于花岗伟晶岩脉中。

2017年，富蕴县沙依肯布拉克铍矿工作区共圈有伟晶岩脉27条，其中在地表见有稀有金属矿化的有17条。伟晶岩中可见石英-白云母带、细粒伟晶岩带、文象-准文象带、细粒钠长石带、块体石英带。

2017年，川西甲基卡锂辉石矿床X10号锂矿伟晶岩西侧施工钻孔共见2段伟晶岩脉。其中上段为脉体厚度2.64m，氧化锂平均含量0.15％；下段伟晶岩脉，脉体厚1.7m，氧化锂平均含量0.18％。

2022年，中国科学院地质与地球物理学研究所青藏高原科学考察研究团队在喜马拉雅山脉琼嘉岗地区发现了超大型锂矿。该锂矿被认为“有望成为继南疆白龙山、川西甲基卡之后的中国第三大锂矿”，该锂矿是该锂矿是喜马拉雅首例具有工业价值的伟晶岩锂矿。

2023年，在由黑龙江省第一地质勘查院组织实施的“黑龙江省桦南地区稀有金属矿普查”项目，以及“嘉荫县—牡丹江市结合带锂、铍稀有金属找矿应用”科研项目中，均发现了锂、铍工业矿体，伴生铌、钽、锡，实现了黑龙江省稀有金属“从无到有”的重大突破。经勘查，该项目于2023年3月发现了36条伟晶岩脉，共圈定3条稀有金属矿化带及5条矿体，其中蚀变分带与四川省甲基卡式伟晶岩矿床类型。

2024年，福建省闽西地质大队在将乐县南部发现一种花岗伟晶岩型锂多金属矿，这是福建省首次发现以锂为主，铍、铌、钽、铷等多种元素共伴生的稀有金属矿床。

主要特性

形态特征

组成

结构

形成原因

形成条件

形成过程

分布区域

应用领域

发现历史

分类

花岗伟晶岩

霞石正长伟晶岩

正长伟晶岩

辉长伟晶岩

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