一、成矿地质条件
中国温石棉矿床主要以富镁超基性岩型为主，储量占总储量99.6%，富镁碳酸盐岩型仅占总储量0.36%，水镁石石棉与纤蛇纹石石棉共生不单独计算储量，估计约占总量1%。中国石棉矿床品位较高，一般超基性岩型比碳酸盐岩型所产石棉的品位富。
温石棉通常为单一矿产，极少数矿山与水镁石石棉共生形成水镁石－纤蛇纹石石棉矿床，如四川石棉矿、陕西大安矿。除此之外，共、伴生矿产有:滑石、菱镁矿、海泡石、硅灰石、透闪石蛇纹岩、大理岩、白云岩、钠长岩及宝(玉)石、铬铁矿等以及铂、钯、镍等金属元素，中国石棉矿山中的共伴生的矿产多未形成规模，地质勘查中对其综合评价工作也不够，尚达不到综合利用的程度。
中国超基性岩型石棉矿床的成矿时代，主要集中于前寒武纪和海西期，加里东及燕山期次之。前寒武纪矿床以产在古火山岛弧前缘为最重要，主要分布在四川、陕西。加里东期形成的矿床主要分布在祁连山区等。海西期的矿床分布较广，主要在阿尔金山、西昆仑山、南北天山等。燕山期矿床目前仅见于云南境内，由于成矿时代较新，受后期构造破坏影响较小，因此矿床完整性和连续性较好。中国超基性岩型石棉矿床的分布具有明显的带状特征，同一成矿期的矿床在空间上集中分布，一个成矿带只属一个成矿期。
中国碳酸盐岩型矿床的分布，在时间和空间上都有密切联系，空间上主要分布在华北准地台和扬子准地台边缘或内部。从时间上，这些地台都是前寒武纪的古老基底。华北准地台中的此类矿床，围岩属隐生宙，主要为下震旦统和太古宇;扬子准地台内的矿床，围岩主要为前寒武纪、晚震旦世的岩层，即显生宙时代，本类矿床的围岩，不论哪一个时代，都与海西期和燕山期的酸性岩和基性岩有关，只有变质成因矿床与太古宙酸性岩有关。
二、矿床主要类型及地质特征
中国温石棉矿床的工业类型可以分为富镁超基性岩型的温石棉矿床(包括水镁石－温石棉矿床)和富镁碳酸盐岩型石棉矿床两类。富镁超基性岩型(简称超基性岩型)温石棉矿床一般规模大，数量多，品位相对较富，纤维质量好，矿床多呈带状分布等特点，成矿母岩为富镁质和镁铁质超基性岩，镁铁比一般大于10，多为斜方橄榄岩、橄榄岩等;富镁碳酸盐岩型(简称碳酸岩型或称白云岩型)温石棉矿床的围岩多为白云岩、白云质灰岩等，此类矿床规模小，品位较贫，由于主要分布在华北、东北交通便利经济发达地区，其棉质好，因此在中国肯定了该类矿床的工业利用价值。
关于温石棉的成因分类，目前在中国还处于探讨阶段，尚未完全形成统一的成熟分类方案，比较趋向性的意见是将温石棉的成因类型分为两大类7个亚类(表17－6)。
表17－6 中国温石棉矿床成因分类
续表
1.超基性岩型石棉矿床
中国超基性岩型石棉矿床的构造环境属于蛇绿岩套的下部，产于板块俯冲带或地缝合带或深断裂附近的超基性岩中，岩石组合通常为斜辉橄榄岩和纯橄岩。
控矿因素:
(1)构造因素
板块俯冲带或逆冲带控制着蛇绿岩套的分布，规模较大的一、二级构造控制着超基性岩体的分布、规模、产状和形态，但含棉超基性岩体并不产于深断裂中，而是与深断裂有一定的距离。次级构造，如断层、破碎带、节理裂隙，是石棉成矿溶液的通道、矿化和富集的空间，控制着棉脉的形态，构造裂隙愈发育，成棉愈富，但片理化不利于成棉。
(2)岩石因素
超基性岩型石棉矿床产于富镁质和镁铁质超基性岩中，其中以斜辉橄榄岩对成棉最为有利。超基性岩是超基性岩型石棉矿床的成矿基础。
(3)岩浆活动因素
早期超基性岩浆活动带来的热液有利于母岩的蛇纹石化，晚期中—基性、中—酸性岩浆活动带来的潜水、碳酸水等热液使母岩的蛇纹石化和石棉矿化进行得更加充分和强烈。
(4)蚀变作用
超基性岩型石棉矿床的蚀变，主要是蛇纹石化，它是超基性岩成棉的重要条件之一。蛇纹石化受岩浆活动的制约，岩浆活动有多期性，蛇纹石化也是多期的。
(5)棉脉赋存空间。节理裂隙发育程度，是石棉矿化和富集要素之一，裂隙面的力学性质决定石棉纤维的生长方向张性裂隙使石棉纤维生长方向与裂隙长轴方向垂直，生成的石棉纤维较悬压扭性裂隙使石棉纤维生长方向与裂隙长轴方向斜交或平行，生成的石棉纤维较长。
矿床实例1:青海茫崖石棉矿
该矿是中国目前规模最大的石棉矿床，区内自东向西分布有4个含棉超基性岩体，出露全长14km，东端倾没4.5km(图17－1、图17－2)。
图17－1 青海茫崖镇石棉矿地质图据杨开春等，1984a)
图17－2 青海茫崖石棉矿区20—20'勘探线剖面图据杨开春等，1984b)
茫崖矿区位于东昆仑褶皱系祁曼塔格地槽褶皱带的阿特滩复背斜北翼，北为阿尔金山大断裂，南与柴达木坳陷毗邻。区内元古宇、古生界从沉积建造到构造形态颇具地槽型特征:有大量的火山碎屑沉积、紧密的线性褶曲，密集发育的区域性走向断裂、广泛的岩浆侵入。中生代的沉积也明显地受基底构造的影响，表现出地堑式的带状沉积特征。
矿区出露的地层有泥盆系，侏罗系，古近、新近系和第四系。其中泥盆系为一套海底喷发的基性火山碎屑岩－玄武质凝灰岩，夹少量正常沉积的岩石。矿区处于阿克堤复背斜北翼，由于断裂构造的破坏和岩浆侵入，致使其翼部的泥盆系支离破碎。断裂以北东东—南西西或近东西向的压扭性走向逆断层为主，它不仅控制超基性岩体，而且对成棉也有控制作用。北西—南东向次一级平移断层常使含棉岩体成雁行状排列。
矿区广泛出露海西期岩浆岩，受区域构造方向控制，有花岗斑岩、花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩、基性岩，规模不大，多呈岩株、岩脉、岩床侵入于下、中泥盆统地层并互相穿插;超基性岩主要是辉橄岩、橄榄岩，是构造侵位的产物。也是含棉超基性岩体的原岩。镁铁比为14。岩体几乎完全蛇纹石化，呈不规则带状分布，其中Ⅰ、Ⅱ号矿体深部是相连的。岩体受区域北东东和南东两断裂组控制。岩体特征见表17－7。
表17－7 青海茫崖石棉矿含棉超基性岩岩体特征
(据中国建筑材料工业地勘中心陕西地质总队，1999a)
岩体原岩是以辉橄岩、橄榄岩为主的富镁质超基性岩，镁铁比MgO/FeO=14。岩体已几乎完全蛇纹石化。主要的造岩矿物有蛇纹石、绢石、辉石、橄榄石、磁铁矿，少量的菱镁矿、滑石等。岩体的顶底板与围岩均以断层接触。沿倾向可分为两边缘的橄榄岩夹辉橄岩析离体带和中间的纯橄岩、辉橄岩带，各带之间呈过渡关系。整个岩体矿化比较普遍，含棉系数平均为60%左右，但矿化不均匀，富棉带中局部含棉率高达22.46%;中间带矿化比边缘带强;两组断裂交会处，滑石菱镁片岩比较发育，矿化较好。
岩体矿化受岩性、构造和蚀变作用的控制。矿体平均厚度为26m左右，最大78.4m，最薄仅几米。矿体沿走向和倾向都不稳定。
由于区域构造运动，岩浆活动具有多期性，超基性岩形成之后，经历了多次叠加的自变质和蚀变作用，岩体先是蛇纹石化，其后是滑石化、碳酸盐化。岩体的蛇纹石化，几乎是完全的。
矿区的温石棉以网状脉为主，其次是细脉、涂敷状脉。网状脉纤维长度一般为0.5～12mm。多为3～7mm。棉脉长度大于0.5mm，其品位为5%～8%，最高可达20%以上;细脉状棉脉呈单式密集分布，纤维长度为1～1.5mm。棉脉长度小于0.1m，一般品位为6%～12%。在涂敷状棉脉中，纤维涂敷矿石叶理面上，以斜纤维产出，纤维短，品位低。
茫崖所产石棉纤维，结晶度好，成分接近理论值，物理化学性能接近或优于正常值。矿床规模巨大，储量丰富，品位较富，是我国主要石棉矿产地。青海茫崖石棉矿床中矿体各级棉所占比例见表17－8。
表17－8 青海茫崖石棉矿床中各级棉所占比例
(据中国建筑材料工业地勘中心陕西地质总队，1999b)
青海茫崖石棉矿的化学成分如表17－9所示，主要成分SiO2，MgO，H2O+含量接近理论值。
表17－9 青海茫崖石棉矿床石棉的化学成分
注:“小值”、“大值”引自矿区地质勘探报告;18个样为平均值，系武汉建材学院茫崖科研组测定。
(据朱训，1999)
矿床实例2:四川石棉县石棉矿
该矿床属水镁石－蛇纹石石棉矿床。矿床含棉超基性岩体沿东西向断裂侵入，由于后期受南北向构造的改造作用，因此不但使超基性岩体完全蛇纹石化，而且还改变了蛇纹岩体的形态。含棉岩体由致密块状蛇纹岩和残斑晶蛇纹岩组成，前者的原岩为纯橄岩，后者原岩为辉榄岩。含棉蛇纹岩体呈北东向延伸，长7.5km。由于被南垭河断层切割，因此成为相距8km的南、北两个岩体。北矿体称为四川石棉矿(简称川矿)，岩体长5km，宽0.3～1.5km，岩体形态呈帚状，由一系列压扭性断层所组成，构造裂隙特别发育，形成富水的网络系统，为水镁石的形成创造了有利环境，最终形成水镁石－纤蛇纹石石棉矿床。南矿体称为新康石棉矿(简称康矿)，岩体长2.5km，宽0.2～0.8km，岩体形态呈纺锤状，是在挤压作用特别强的条件下形成的。尤其是两端挤压作用更强烈，其结果不但裂隙发育受到限制，裂隙网络不发育，而且以压性裂隙为主，不利于地下水活动，富水条件差，不利于水镁石形成，所以形成纤蛇纹石石棉矿床。两矿均以产纵纤维棉为主。
四川石棉矿矿区位于康滇台背斜之西翼，矿床产于早震旦世超基性岩体中。超基性岩的成矿母岩为纯橄榄岩、橄榄岩、含辉橄榄岩。呈北东向分布，共有5个矿体，在平面上呈帚状构造，在垂直空间呈“S”、反“S”形构造，即岩体下部为东西走向，上部逆时针扭转后走向转为北东60°，显然岩体在蛇纹石化时还伴有一个受扭力作用的塑性变形过程，由于棉脉多产在扭性裂隙中，因此以纵棉为主。
四川石棉矿的蛇纹石化有两期，形成不同石棉成因类型，早期蛇纹石化形成的纤蛇纹石石棉，棉脉以横纤维石棉为主。第二次蛇纹石化所形成的石棉，属于水镁石－纤蛇纹石石棉，以纵纤维石棉为主。也是矿区主要的工业用棉，纵纤维石棉切割横纤维石棉现象普遍。横纤维石棉中不含水镁石、方解石。纵纤维石棉中富含水镁石，也有方解石。在同一条棉脉中，这两种不同成因类型的石棉相伴生长。第一期形成横纤维石棉与矿体附近的碱性花岗岩有关，这类棉一般分布在蛇纹岩体的边缘靠近花岗岩接触带之处。而第二期所形成的水镁石－纤蛇纹石石棉受帚状构造变形，即一系列与岩体走向相一致的压扭性裂隙与之伴生的深部碳酸水作用所控制，第二期矿化作用是在高温高压富水条件下进行的。在四川石棉矿，含水镁石较普遍，在现开采区分析的72个地质棉样中含水镁石有45个，占62.5%。在平面上分布，集中于矿区东北端中部，个别点含量高达81%。据统计，含水镁石样品中有64.4%的样品水镁石含量不超过20%;有26.7%样品含量在21%～40%，只有8.9%的样品含量大于40%。一般长棉中含水镁石较多，也普遍。其含量一般在20%～30%，个别棉含量高达75%。石棉中因含水镁石，抗张强度中等，并随水镁石增多而强度下降;含磁铁矿增多，电绝缘性较差;含有方解石、白云石时使纤维变粗、硬、脆;随碳酸盐含量的增多，酸蚀量随之增大。四川石棉矿中所有共、伴生矿物，对纤蛇纹石石棉而言，都是有害杂质。
2.碳酸盐岩型石棉矿床
中国碳酸盐岩型石棉矿床均为中小型规模，其储量总和仅占全国石棉矿产总储量的3%，但主要分布在经济基础相对较好，工业相对较发达，交通较方便的东北、华北地区，仍有一定的工业利用价值，况且此类石棉矿床品位、厚度均较稳定，棉质较好，适于地方开采。此类矿床主要有辽宁金州石棉矿、河北涞源石棉矿、山西方山石棉矿、吉林集安石棉矿、辽宁朝阳石棉矿、内蒙古土默特左旗石棉矿、四川彭县石棉矿、云南武定石棉矿等。
中国碳酸盐岩型石棉矿床均产于古老地块内部或地块边缘的富镁质的碳酸盐岩地层中，受层间裂隙的控制，往往成为层控矿床。这些地层的时代，几乎都是寒武纪以前的。与此类石棉矿床有关的地块，一是以前寒武系及古元古界为基底的扬子地块;二是以震旦系—古元古界、太古宇为基底的塔里木－中朝地块。
中国碳酸盐岩型石棉矿床的形成，是由于华力西期或燕山期的酸性、基性岩浆(富含SiO2)侵入于富镁质的碳酸盐岩地层中，发生热液接触蚀变而成，地层中的白云质灰岩、白云岩、大理岩等发生强烈的蛇纹石化;或与超变质作用、区域变质作用有关，基底地层多变质为片麻岩、大理岩、变粒岩、混合岩等。由于受长期的大地构造运动的影响，碳酸盐岩型石棉矿床的分布，同它所在的区域构造方向相同或相近，并且受后期断裂构造的影响，有时矿体被错断甚至错失。
矿床实例:河北涞源石棉矿
该矿床属中温热液交代充填白云岩型的横纤维温石棉矿床。位于燕山准地槽与山西地块接壤处，石棉矿床赋存于大理岩－蛇纹石化热液蚀变带中，呈脉状充填于蛇纹岩与白云岩交界面及其旁侧裂隙中(图17－3)，石棉矿床的形成严格受岩性、构造及岩浆等因素的控制，形成一定规模的含矿带，每一含矿带由若干个或数十个矿体组成。全区有11个矿体群，有280个矿体，长数百米到1200m，厚1.26～7.8m，延深50～280m，倾角30°～60°。本区矿石为横纤蛇纹石石棉，多呈白色、褐色、棕色纤维状集合体。呈脉状穿插于脉石中，脉石矿物主要为白云石、方解石、各种蛇纹石。有少量透辉石、透闪石、滑石等。全区平均品位为2.24%，其中AA－Ⅲ级占2.87%，Ⅳ—Ⅵ级占60.67%，Ⅶ级占36.46%。
图17－3 河北涞源烟煤洞石棉矿床125号勘探线剖面图据朱训，1999)
三、资源分布及成矿规律
中国温石棉矿床分布于15个省、市自治区，保有储量最多的是青海省，占全国石棉总储量的64%;其次是四川省，占总储量的18%，陕西省占总储量11.4%，新疆维吾尔自治区占总储量的3%，这四省区石棉合计的储量占全国总储量的96.4%;其他地区的石棉矿分布零散，储量少。
综上所述，中国石棉矿集中分布于西北、西南交通不便的边远高山地区，自然条件差，开发利用有一定难度。而东北、华北也有成矿条件，矿化点较多，积极开发地质工作，找到有应用价值的石棉矿床是有希望的。
中国大、中型温石棉矿床产地分布见图17－4。
超基性岩型石棉矿的主要成矿规律，根据形成地质特征、控矿因素，有如下规律:
超基性岩的形成，是石棉矿床形成的地质基础。岩体的大小，对矿床规模有一定的影响，矿床产在蛇绿岩套的超基性岩中是一个普遍的规律。
成矿具有专属性，矿床只赋存于一定时期的超基性岩中。矿床多产在倾伏很深、地质时代较古老的优地槽褶皱带中，该地区一般经历过较复杂的地质构造史，矿床赋存于俯冲带一侧的蛇绿岩套中。有利于成矿的母岩为富镁质超基性岩系列和镁铁质超基性岩系列。岩石的镁铁比大于7时有利于成矿。
矿床形成的过程具有多期性、复杂性。蛇纹石化一般有两期:早期为自变质阶段，岩体蚀变普遍;晚期蛇纹石化是在早期蚀变的基础上进行的，一般有交代作用和重结晶作用。
矿体形成过程和机制相同，棉脉类型因控矿裂隙性质不同而不同。棉脉的富集与次级构造裂隙发育程度有关，网状棉脉的品位尤富。前寒武纪和海西期是最重要的成矿时代;燕山期成矿时代虽新，也有中型矿床。矿体形态简单，多为似层状、透镜状和脉状。
图17－4 中国温石棉矿分布图
碳酸盐岩型石棉矿床的成矿规律根据成矿地质特征和控矿因素有如下几点:矿床赋存于地质年代古老的具条带状、透镜状构造的薄—中厚层的富含镁质的白云质岩、白云岩、大理岩等碳酸盐岩地层中;海西期、燕山期酸性岩浆和基性岩浆是成矿的热液来源;该类矿床受层间裂隙控制明显，矿体形态、产状与围岩一致;与酸性侵入岩有关的矿床，其侵入体与矿床的距离从200～1000m不等(最远不超过10km);而与基性侵入岩有关的矿床，则在空间上同侵入体密切相关，其距离仅1m至数十米;矿化富集主要在次级构造中，如层间裂隙、节理裂隙、向斜轴部、背斜核部等;蛇纹石化较强地段，一般有利于石棉矿化;但个别地区蛇纹石化十分强烈，而石棉矿化并不发育;单式或复式棉脉组，石棉纤维一般较长(大于8mm)，平行细脉或隔板发育的棉脉则纤维较短。