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一、 矿床时空分布及成矿规律
（1）中国前寒武纪沉积变质再造型硼矿床产在中朝准地台东北部的辽东吉南地区。该地区的前寒武纪地层由下往上分为：古-中太古界龙岗群、鞍山群、新太古界宽甸群；古元古界草河群和大栗子群；中元古界辽阳群和许屯群；新元古界震旦系下统。其中，宽甸群产有多种金属和非金属矿产，沉积变质再造型硼矿床就全部产在这个群中。
新太古界的宽甸群分为7个岩组，其中，含硼层位岩组有4个：硼镁石-遂安石建造产于砖庙组内下部的浅粒岩、黑云变粒岩、电气石变粒岩段内；硼镁铁矿-磁铁矿建造产在炒铁河组的黑云变粒岩和浅粒岩层中，以及高小岭组下部的磁铁浅粒岩、角闪透辉变粒岩段和该组上部的黑云变粒岩、电气石变粒岩、二云片岩段这两个岩段的分界处及老营沟组中间的一个岩段的变粒岩、浅粒岩中。也就是说，宽甸群含硼建造常产在电气变粒岩等富硼的岩石中。含硼层中的硼矿和硼铁矿体是同该层的镁质碳酸盐岩同时形成的，后来受到区域变质和混合岩化的再造（图4.10.2）。
图4.10.2辽吉东部前寒武纪硼矿产出层位图
（姜春潮，1983）
宽甸群中硼矿是经过沉积-成岩作用而富集形成的。硼的物质有海底火山喷气直接供给的，也有古火山富硼沉积经水等介质的搬运再聚集的。也就是说，硼来自地壳内部，经外生作用而形成宽甸群中沉积变质再造矿床的主体。
宽甸群的沉积变质再造型硼矿床的成矿可划分为3个阶段：沉积成岩阶段、区域变质阶段和混合岩化阶段，硼矿体形成于沉积成岩阶段，尔后又经历了宽甸期（2 500 Ma）和草河期（1 900 Ma）的强烈改造。在区域变质阶段硼矿体的形状未有改变，但会形成新的矿物共生组合。混合岩化阶段水的分压增大，对矿物形成和再造起到很大作用。这个阶段形成的主要硼酸盐矿物有：硼镁铁矿、遂安石、板状硼镁石、钛硼镁铁矿等。
这就是说，沉积变质再造型硼矿的形成是多源、多阶段的，成矿物质主要来自同火山有关的内源。其形成主要是在同生沉积-成岩富集的前提下，经过再造作用而形成的。
（2）中国的盐湖硼矿产于青藏高原，在北纬30°～40°之间，处于特提斯活动带东端，属世界性东西硼矿带的东端。
新生代以来，印度板块的碰撞引起了青藏高原中新生代褶皱带和盆地的整体隆起与差异性凹陷，导致板块内部复杂，古生代褶皱系相继复活，使地壳深部含硼热液上涌，以及含硼的新生代中酸性火山岩等含硼岩石分解和硼的聚集。自晚更新世以来，这些处在海拔4 000～5 000 m左右高原上的盆地气候日趋干寒，使硼组分得以在盆地中聚集成矿。
青藏高原的硼矿带可分为3个亚带。南亚带位于冈底斯钙碱火山岩带和雅鲁藏布地热带，这是主要的硼矿带。该地带的盐湖硼矿床以硼砂建造为主，品位相当高，规模也是该类硼矿中储量最大的。
中亚带处在昆仑山巴毛穷宗-里河田第四纪火山带。该带的硼矿床以镁硼酸盐建造为主，局部有弱碳酸盐亚型的硼砂湖。
北亚带主要位于柴达木盆地和南祁连-阿尔金地区，该带的盐湖型硼矿床以镁和钠、钙型硼酸盐为主，并还有较多的液体矿。
由南亚带到中亚带至北亚带，青藏高原盐湖硼矿的水化学类型在空间上具有明显的分带性，即由碳酸盐向硫酸钠、硫酸镁亚型-硫酸盐和氯化物型过渡。pH值也由高渐低（由9～11到9～8至8～＜6）。卤水的含硼量也以西藏中南部为最高，向北逐渐降低。
盐湖硼矿属于现代沉积矿床，第四纪硼酸盐沉积作用，具有北早南晚、南强北弱的特点。藏北地区的第四纪湖盆最早成盐期大致距今18 900 a，接着便有硼酸盐沉积，并一直持续至今。藏南盐湖的硼酸盐沉积距今只有1 000～2 000 a。
现代盐湖沉积硼矿的形成条件如下：
1)硼的物质来源：来自海水、与火山活动有关的热泉、热卤泉以及地壳深部的卤水和盐湖周围的含硼岩石。
2)构造条件：需具有封闭的或半封闭的沉积盆地，特别是比较稳定的、较深的盆地，这样对含硼盐类的富集更为有利。
3)气候条件：必须是气候干寒、雨量稀少、蒸发量大于降水量数十倍乃至百倍以上的地区，使含硼盐类物质逐渐浓缩并沉积在盆地中。
（3）内生夕卡岩硼矿床的主要成矿期是燕山期。进入中生代以来，由于板块运动的影响，因此在华南地台中形成的北东向褶皱带伴随多次的岩浆活动，在岩浆和热液作用下，铝硅酸盐类与碳酸盐类的岩石之间或铝硅酸盐类溶液与碳酸盐岩石之间发生交代重熔作用，在接触带形成夕卡岩，这些岩体含硼较高。这类夕卡岩根据其主要碳酸盐类成分的不同，可分为镁质夕卡岩和钙质夕卡岩。硼镁石—硼镁铁的镁硼酸盐矿床就产在镁质夕卡岩中。
该硼矿带长达2 000 km，宽为数十至数百公里，主要分布于湖南、广西、浙江、江苏、云南等省区。
（4）海相沉积锰方硼石矿床赋存于中元古界长城系高于庄组中。位于天津市蓟县东水厂。其大地构造位置属华北地台燕辽沉降带，次级构造为马兰峪的南翼。
经研究证明，锰方硼石是在水质含硼浓度较大，且为强还原的弱碱性，海水较为平静的条件下沉积而成的。
二、 矿 床 类 型
根据矿床成因，可将中国硼矿床划分为8类：沉积变质再造型硼矿床、盐湖硼矿床、内生夕卡岩硼矿床、海相沉积矿床、含硼地下卤水硼矿床、盐沼湖硼矿床、温泉喷气硼矿床和火山沉积硼矿床。其中，主要的是前4类型。现将这4类主要硼矿床简述如下。
（一） 沉积变质再造型硼矿床
中国辽吉东部的沉积变质再造型硼矿床西起辽宁的营口，经凤城、宽甸向东，一直延伸至吉林省的集安，矿带长达300多km，宽约50 km。
这是中国重要的硼矿工业类型，分布在华北地台的北缘。硼矿体产在宽甸群固定的含硼层位——富镁的碳酸盐岩中，矿体直接围岩常是蛇纹石化的白云质大理岩，有时为金云橄榄岩和菱镁岩，矿体产状与围岩常整合产出。矿体倾角各个矿床均不一样。矿体的形态主要是似层状、透镜状。矿体长度一般50～500 m，最大可达3 000 m，厚度为10～15 m，最厚的有160多m。按矿石类型分，这类硼矿又可分4个亚型，即硼镁石型、磁铁矿-硼镁石型、硼镁石-遂安石型、晶质铀矿-磁铁矿-纤维硼镁石-硼镁铁型。
（二） 盐湖硼矿床
盐湖硼矿是中国和世界上硼原料的重要来源之一。它可分为固、液两类硼矿；且固、液相处于动态平衡之中。有的盐湖硼矿（如青海柴达木的大、小柴旦湖硼矿）同时兼有固体硼矿和液体硼矿。
1.固相硼矿床
盐湖硼矿床属于现代沉积矿床，埋藏很浅，有的直接出露地表。
不同的水化学类型含硼盐湖形成不同的硼矿建造类型。碳酸盐型湖中的主要硼矿物为硼砂以及少量的三方硼砂；硫酸盐型盐湖中主要硼矿物是钠硼解石-柱硼镁石或是多水硼镁石-库水硼镁石。
盐湖的硼酸盐矿床的产状比较复杂，多数是层状矿床，与围岩的界限为渐变关系。这类矿床产于盐湖内，另一种硼酸盐矿床则产于湖滨，这种湖滨矿床虽然数量不太多，但品位较高。还有一种为含盐淤泥，其中含有大小不等的钠硼解石集合体。
2.液体硼矿
液体硼矿为含硼的地表卤水和晶间卤水。这类硼矿盐湖中除含硼外，还含有钾、锂等多种盐类，可综合开发利用。
（三） 内生夕卡岩硼矿床
夕卡岩硼矿体产于镁质夕卡岩和镁质碳酸盐岩中。在镁质夕卡岩硼矿床中，硼往往和许多金属元素形成单独的工业矿体，或呈共生矿物出现，可以综合利用。
内生夕卡岩硼矿的矿物成分复杂，有三种组合形式：硼镁铁-磁铁矿、硼镁石-硼镁铁-磁铁矿和镁硼石-硼镁石-磁铁矿。
矿床呈似层状、透镜状，产在接触带附近。矿体产状与接触带产状基本一致。
（四） 海相沉积锰方硼石矿床
这类硼矿床在世界范围内并不多见，中国也是首次发现于天津蓟县。
矿床赋存于中元古界长城系高于庄组中。按岩性特征可将高于庄组由下至上划分为4个岩段，锰方硼石矿床位于第二岩段，该岩段又分为4个大层，硼矿体分布在第一大层的第二分层中。含矿层共有4层，细水平层理发育，平均厚度16.7 m。第一矿层的矿体变化比较稳定，呈透镜状和饼状，断续出现，矿层平均厚0.10～0.20 m，第二矿层呈扁豆状，厚0.1～0.2 m。
矿床产于白云岩中或页岩与白云岩之间，与围岩之间呈渐变关系。有富、贫两种矿体，富矿体在矿层中呈扁豆状、透镜状、饼状、串珠状。贫矿体往往分布于富矿体之间或其上、下盘中，有条带状、囊状、团块状、浸染状等。矿石中主要矿物为菱锰矿、锰方硼石；矿石构造有豆状和假鲕状、团块状、条带状及浸染状等。贫矿的B2O3含量为2%左右，富矿中B2O3含量可达17%左右，硼与锰矿物之间常为正相关关系。
三、 典型矿区（床）
（一） 辽宁后仙峪硼矿（硼镁石-遂安石型硼矿）
后仙峪硼矿位于辽宁营口市虎皮峪背斜南翼。区内地层为宽甸群和草河群变质岩系，硼矿产在宽甸群砖庙组中。
后仙峪矿区分为5个矿化带，其中规模最大的是第二号矿化带（图4.10.3）。该矿化带中有6个硼矿体，其中以Ⅴ号矿体为最大，其次是Ⅲ、Ⅳ号矿体。
图4.10.3营口后仙峪硼矿床第二号矿化带附近地质图①
1.第四系；2.Ar3zh2,电气石变粒岩；3.Ar3zh1-3，黑云变粒岩；4.Ar3zh1-2，蛇纹岩、蛇纹大理岩、金云透闪岩；5.Ar3zh1-1，黑云变粒岩、透闪石化黑云变粒岩；6.Ar3ly3,角闪条痕混合岩；7.硼矿体；8.闪长斑岩；9.斜长煌斑岩；10.细晶岩；11.伟晶岩；12.花岗岩；13.断层；14.V号矿体；①据营口地质队，1966
V号矿体呈扁豆状和似层状。该矿体的主要矿物为硼镁石和遂安石，矿体厚度变化较大，最厚可达61 m，平均厚度17 m，是一个高品位大矿体。
该矿体的主要脉石矿物是镁橄石、蛇纹石，其次还有金云母、透闪石、滑石、方解石、白云石、菱镁矿以及少量的硅镁石类、绿泥石、磁铁矿、磷灰石等。
矿石按自然类型划分有：遂安石型、硼镁石型、遂安石和硼镁石混合型、硼镁铁和硼镁铁与硼镁石混合型等。按工业要求划分，则有硼镁石矿石、硼镁铁矿石以及硼镁铁与硼镁石混合型矿石。遂安石矿石多位于矿体的中部，硼镁石矿石多位于矿体的上部和下部，而混合型矿石只见于矿体上部，分布很局限。
沿整个矿化带走向和倾向，B2O3含量的变化规律不明显，但就单一矿体而言，无论是沿走向或倾向，在矿体收缩或尖灭方向上均有逐渐变贫的趋势，在矿体膨胀部位，B2O3含量为最高。
（二） 辽宁翁泉沟硼铁矿床（硼镁石-硼镁铁矿型）
该矿床于1958年发现，位于辽宁省凤城市刘家河乡与西门子乡的交界处，是一个硼、铁共生并含铀的特大型沉积变质再造型硼矿床（图4.10.4）。
该矿床包括东台子、业家沟和翁泉沟三个主要矿段，总储量（B2O3）为2 185万t，铁矿石2.8亿t。B2O3储量占全国总储量的45%左右。由于选矿及铀的放射性问题，因此使之至今未能得到开发利用。但近年来，在这方面已有相当大的突破，研究证明，该矿床中90%以上矿石是属于具有可选性的硼镁石-磁铁矿型，通过选、冶结合的加工工艺，能获得较满意的结果，可望不久将会有实质性的进展。
图4.10.4翁泉沟矿床地质略图①
1.第四系；2.Ar3g2-1,黑云透辉变粒岩；3.Ar3g1—4，浅粒岩，电气变粒岩；4.Ar3g1—3，角闪透辉变粒岩；5.Ar3g1—2，含硼铁矿层，大理岩、交代岩；6.Ar3g1—1,黑云变粒岩；7.刘家河组黑云角闪混合岩；8.硼铁矿体；9.磷灰石矿体；10.背斜；11.断层;①据丹东地质队，1976
翁泉沟硼矿赋存于古元古界辽河群里尔峪组下部的变粒岩段之中。硼铁矿层主要产于蛇纹岩、金云蛇纹岩中，部分产于蛇纹石化大理岩中。放射性元素与硼镁铁矿紧密共生、矿体倾角变化大，一般是浅部较陡，深部较缓，靠近向斜轴部矿体近于水平。
矿区分上、下两层矿，共分9个矿体。矿体呈层状、透镜状、扁豆状。矿体长约3 000 m，宽约1 500 m，最大延深600 m，一般厚度30～50 m，厚度变化较大，随含矿岩层的厚度变化而异。
矿体与围岩呈整合接触关系，中间为金云透闪岩的交代带。矿体中夹有数层黑云角闪变粒岩、蛇纹岩、电气透辉岩等，厚度0.5～25 m不等，延长几米到数百米。
矿体与赋矿岩层的厚度之间关系密切。沿走向、倾向二者厚度有正相关关系。
矿体内较大矿体是Ⅰ、Ⅱ号矿体，Ⅰ号矿体规模最大，其储量占全矿区的90%。南北宽1 500 m，东西延长2 800 m，最大厚度150 m，平均厚度45 m。Ⅱ号矿体平均厚度22 m。
整个矿床属镁质硼镁铁矿，主要矿石矿物为磁铁矿、硼镁铁矿，其次为纤维硼镁石、遂安石、晶质铀矿。脉石矿物为蛇纹石、金云母、硅镁石。主要为变晶、交代残余结构、条带状、块状、斑杂状构造。矿石中B2O3含量一般为4%～10%（平均7.23%），最高可达22.68%。TFe在空间上分布较为均匀，与B2O3一般呈正相关关系，依硼酸盐矿物和磁铁矿的含量，可将本矿区矿石分为四类：硼镁石-磁铁矿型、硼镁铁矿-磁铁矿型、硼镁石（遂安石）-硼镁铁矿-磁铁矿型、磁铁矿型。其中，以前两类为主要类型。
（三） 西藏班戈错硼矿（盐湖碳酸盐型硼矿）
班戈错硼矿位于藏北高原东部，是盐湖硼矿床中盐湖硼砂亚型硼矿。
新生代火山及地热活动为本区盐湖硼矿的主要物质来源。班戈错是第四纪晚期由于高原湖泊的收缩、分离、解体而成。距今约18 900 a左右开始形成含硼卤水，后来，随着气候渐趋寒冷，而在湖中形成硼酸盐沉积。
班戈错硼矿实际由3个湖（一湖、二湖和三湖）组成，硼矿体大多赋存于“二湖”（图4.10.5）。
该矿包括固、液相两种硼矿。固体硼矿多为贫矿。B2O3含量仅为0.25%～1.5%，大多数为表外矿。仅在局部地段有硼矿聚集体，尽管品位较高，但由于分散、规模小，因而仅适于手工开采。
这类固体硼矿主要是指各种形状的硼砂：板状硼砂、粉状或细粉块体硼砂、砂矿状硼砂、透明块状硼砂和结核状硼砂。
板状硼砂晶形完整，颗粒粗，含硼量高（B2O3含量为33%～35%），杂质含量较少。主要分布在二湖东北部。矿带长约6 km，宽约300～800 m，形成狭长形硼矿带。该类硼砂为该湖最早人工开采的矿石，称之为第一硼矿带。
粉状或细粉状块体硼砂是灰白色不透明的块体，半自形-自形不等粒结构，主要由0.01～0.5 mm细粒硼砂组成。其B2O3含量为20%～30% 。该类硼矿储量大、质量好，开采容易。称为第二个硼矿带。矿体埋藏深度不等。
图4.10.5 班戈错二湖硼矿床剖面图
1. 土红色含砂砾粘土; 2. 土黄色砂质粘土; 3. 含芒硝砂质粘土或砂质粘土; 4. 芒硝细粉砂; 5. 水菱镁矿砂泥; 6. 土黄色砂砾; 7. 含复盐淤泥或含砂淤泥; 8. 无水芒硝; 9. 含淤泥芒硝或淤泥芒硝; 10. 芒硝淤泥; 11. 砂土-复盐或复盐砂土(含硼晶富硼); 12. 砂土-复盐或复盐-砂土(无硼晶富硼); 13. 灰黄细砂砾; 据藏北地质队钻孔资料编制
砂矿状硼砂为灰白-白色、半透明-透明，似砂矿状，分布于第一、二硼矿带中。
透明块体硼砂埋深大于2 m，厚度为数十米至1.6 m。这类矿石数量不多，但品位最高，B2O3含量高达36.51% 。产于第二硼矿带中。
结核状硼砂呈灰黄-灰白色结核状，结核大小为10～30 cm，数量很少，品位也只有20%～25%。
（四） 青海大柴旦湖硼矿(硫酸盐型盐湖硼矿)
青海大柴旦湖位于柴达木盆地的北缘。盆地北缘的南祁连山断裂带有一个温泉-泥火山活动带，自第四纪更新世晚期以来，含硼卤水从深部涌出，通过周围的河流、温泉等汇入大、小柴旦湖而形成矿床。
大柴旦湖硼矿系硫酸盐型的钠硼解石-柱硼镁石亚型的盐湖硼矿。是一个大型的、含有硼、锂、钾等多种有用成分的综合性矿床。
大柴旦湖硼矿为现代沉积型固相硼矿和晶间水、地表卤水液相硼矿两者兼有的矿床。固体硼矿又分为湖滨硼矿和湖底硼矿两种。
湖滨硼矿分布于湖泊阶地和缓坡地带，分布于湖东、西部阶地上。东部的含矿层底部为黑色泥灰，其上部为石膏细砂粘土层（厚度约0.2～0.3 m），再往上就是硼矿层，主要硼矿物为柱硼镁石，其次为钠硼解石和水方硼石。矿层呈扁豆状、窝状、条带状、团粒状，B2O3含量较高，矿层含B2O3 0.75%～9.19%，矿体集中部位高达25%～30%以上。矿层长35 km，宽0.8～1.5 km。西部硼矿产于粉砂石膏层中，一般出露地表，最深也只有2 m多。硼矿物以钠硼解石为主，柱硼镁石为次。矿体长7 km，宽0.5～1.5 km，B2O3含量一般为0.77%～7.06%。矿体集中部位硼的品位较高，构成富矿体。
另一种固相硼矿为湖底硼矿。按其成硼时间和沉积物的组合特征，由下到上可划分为五个矿层和一个矿化层：粘土矿化层、盐类硼砂、石盐粘土硼矿、泥灰石膏硼矿、芒硝硼矿和石盐硼矿共6层（图4.10.6）。五个矿层的共同之处是：主要硼矿物为钠硼解石或柱硼镁石，或是两者皆有，除泥灰石膏层外，其余皆为贫矿体，B2O3含量都不到3%；矿体形状多呈似层状（或层状）或透镜体。
图4.10.6大柴旦湖盐类沉积物生成顺序及沉积物分布规律图（杨谦，1980）
泥灰石膏硼矿层为本矿区湖底固体硼矿中品位最高的含硼矿层，B2O3含量通常为0.75%～10.70%，分布于现代湖水范围内，埋深6～8 m。
液体硼矿也分为地表卤水矿和晶间卤水矿。
地表卤水矿分布于矿区的东部和北部。面积为44 km2，水深0.2～0.7 m。其面积和水深受季节性影响明显。
地表卤水属于硫酸镁亚型，矿化度330～350 g/L，B2O3含量为1 700～1 800 mg/L。
晶间卤水赋存于盐层和黑色含盐泥灰中。晶间卤水中含有的硼及锂、钾等组份含量比地表卤水高。而且，随季节变化幅度也比地表卤水小。该种卤水由上往下可粗分两层：第一层赋存于全新世盐沉积中，埋深0～0.5 m，面积130.18 km2，B2O3含量1 269～2 385 mg/L。第二层赋存于上更新世晚期盐沉积中，面积30 665 km2，埋深14 m，厚度3～5 m（最大10.10 m）。B2O3含量高达1 453～2 264 mg/L，属于硫酸镁亚型。
晶间卤水储量大，浓度和组份相对稳定，是提取硼及其它矿物（锂、钾等）的主要液体硼矿床。
（五） 湖南常宁七里坪硼矿（内生夕卡岩硼矿床）
七里坪硼矿位于大义山黑云母花岗岩体北西端。区内褶皱断裂发育。矿区地层为上古生界石炭系壶天群、二叠系栖霞组、斗岭组。
矿体围岩为厚层状白云石大理岩。矿区为单斜构造，断层对矿体稍有破坏。燕山期岩浆活动强烈，大义山花岗岩体的黑云母花岗岩是成矿母岩。围岩蚀变主要为镁质夕卡岩化，其次为钙质夕卡岩化。
矿区共有5个矿带，18个矿体，构成工业矿体的主要是第一和第二矿带（图4.10.7）。
第一矿带规模大，矿化较好，分布于矿区的西部，矿带长1 500 m，平均宽度300 m。该矿带有两个工业矿体，呈似层状和透镜状。第一矿体长950 m，宽350 m。第二矿体长800 m，宽300 m，矿层平均厚4.37 m，B2O3平均含量6.5%。
第二矿带规模较小，但矿化好。它位于第一矿带之上，全长1 200 m，平均宽度100 m。该矿带仅一个工业矿体，呈透镜状，沿走向延长1 000 m，宽150 m。矿体平均厚度2.9 m，含B2O3 8.77% 。
图4.10.7七里坪硼镁石矿床勘探线剖面图①
矿石自然类型有6种。其中有工业意义的是镁硼石型、硼镁石型和镁硼石-硼镁铁矿型。
主要矿物有镁硼石、硼镁石。次要矿物：硼镁铁矿、氟硼镁石、辉铜矿。少量的伴生矿物有符硼钙石、白硼钙石、硼磷镁石、 白钨矿、斑铜矿等。
脉石矿物主要是：方解石、白云石、硅镁石、石榴子石、符山石、透辉石。其次还有蛇纹石、角闪石、透闪石、硅灰石、浅色闪石等。
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