罗甸软玉矿产在贫Mg的二叠系四大寨组二段灰岩与硅质岩地层中,其品质优良,接近于新疆和田玉。然而,前期的研究主要集中在宝石学、矿物学和岩石化学等方面,对影响玉矿成矿的地质因素少有涉及,其成矿元素Mg的来源众说纷纭,矿床成因类型仍未确定,成矿机理还有待阐述。本论文对制约成矿的地层化学成分、岩浆作用、变质作用、矿床地质和地球化学特征等开展系统研究,以揭示其矿床成因类型和成矿机理,为发现更多优质的罗甸玉矿提供理论支撑。研究取得了如下成果:1.综合研究确定罗甸玉的成矿作用类型为接触-热液交代叠生软玉矿床,而不是以往的接触交代型。该接触-热液交代叠生矿床类型在国内外尚无先例,因此为一种新的软玉矿床成因类型。其从四大寨组二段灰岩和硅质岩沉积开始,经历了基性岩床侵入作用和引发的接触热变质作用、岩床自身的自变质作用和对围岩发生的矽卡岩化作用和最后的花岗岩浆侵入导致的青磐岩化作用和气液交代变质作用和交代成矿作用,历时约200Ma。时间之长,地质作用和成矿作用之复杂,极为罕见。2.综合研究系统厘定了罗甸玉矿区的矿体赋存围岩特征、鉴别出成矿过程发生的三期岩浆作用事件和两期变质作用事件的组成、性质、年龄和时代。岩体赋存的围岩为四大寨组二段沉积于中晚二叠世,主要岩性为贫Mg、Fe、Al等成分的高纯度灰岩和可含不等量的灰质成分但也贫Mg硅质岩。三期岩浆作用中的第一期发生在二叠纪晚期,年龄为260Ma～256Ma,与峨眉山大岩浆岩省的同类岩石同龄,先后由远程侵入的辉绿岩床、中性岩囊和酸性岩脉组成。基性岩浆成分为演化岩浆,呈幕式侵入和输送。中性岩囊为基性岩浆结晶分异后底劈到新就位的玄武质岩浆中的产物,酸性岩脉为最晚期结晶分异的残余岩浆贯入的结果。第二期和第三期中酸岩浆作用分别发生在160Ma～170Ma和86Ma～90Ma,前者总体富Na,后者富K。第一期变质作用于辉绿岩床侵位期间,幕式侵入的基性岩浆在围岩中持续发生接触热变质,在幕间则发生过矽卡岩化作用,在期后发生辉绿岩床岩石的自变质作用。第二期变质作用与第三期86Ma～90Ma的富K中酸性岩脉侵入有关,以青磐岩化作用开始,以热液交代变质作用至成矿而终结。3.综合分析确定辉绿岩床岩石是罗甸玉关键成矿元素Mg提供者,而岩石中的单斜辉石分解则是Mg的重要物源。在整个成矿过程中,辉绿岩床分3次向围岩提供Mg。第一期变质作用中,玄武质岩浆多幕侵位的幕间,岩浆一定程度的冷却产生热液在岩床与围岩之间发生单向交代的矽卡岩化作用,第一次使岩浆中的Mg向围岩迁移;而第二次Mg输送受岩床期后的自变质作用控制。第三次的Mg输送则与第二期变质作用中的青磐岩化气液变质作用相关。第一次提供的Mg主要来自未固结的玄武质岩浆;第二、三次输送的Mg是通过单斜辉石分别分解为绿泥石和绿帘石,溶解出来的Mg2+提供。4.确定罗甸玉的成矿发生在喜马拉雅早期,而不是以往的海西晚期。成矿缘于～86Ma富K花岗岩脉的侵入作用,它首先导致先期自蚀变了的辉绿岩,包括岩囊、和164Ma～172Ma的中酸性脉岩还有该期先侵入的岩脉发生了青磐岩化气液变质作用。喜马拉雅早期叠加的热液交代作用成矿分两阶段进行。第一阶段使基性岩床中的单斜辉石继续分解出Mg并带入富含碱金属K和Na离子的岩浆水和变质水、大气降水的混合热液并带入围岩中,浸蚀原来赋存Mg的矿物如透辉石使之溶解,释出Mg,生成富Mg的矿液;第二阶段是这些矿液在合适的物化条件下最终玉化成矿。因此,罗甸玉与新疆和田玉不同（它的形成是在所谓的“成岩阶段”发生了透闪石对透辉石的交代反应）,是溶解透辉石形成富Mg或高Mg的矿液（矿液形成阶段）,而最后的阶段为矿液转变为软玉石的玉矿化阶段。5.研究第一次提出将辉石分解出的Mg、Fe、Al等多组分热液纯化为高Mg热液的机制,即蚀变过程中高Fe2+/(Fe2++Mg)值的铁绿泥石和理论上不含Mg绿帘石的形成吸纳了大量的Fe,提高矿液中的Mg纯度,为生成优质的白玉和青白玉创造了物质前提。总之,本研究基于罗甸玉形成的研究提出的接触-热液交代叠生软玉矿床类型、岩浆幕式输送过程中以接触热变质为主的幕间矽卡岩化作用、基性岩浆与硅质灰岩之间的单向交代作用、热液交代成矿中的矿液形成阶段和玉化阶段划分、蚀变过程中铁绿泥石和绿帘石的形成可提高Mg纯热液的作用机制观点和首次确定罗甸玉形成于喜马拉雅早期的结论,刷新了软玉石成矿作用机理的认识。