【采矿课件】chap4形成矿物的地质作用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,2021/9/21,*,*,矿物是地质作用的产物, 根据地质作用的性质, 将之划分：,,内生作用:,,岩浆作用,,伟晶作用,,热液作用,,外生作用:,,风化作用,,沉积作用 (包括机械沉积, 化学沉积和生物化学沉积,,,作用),,变质作用:,,接触变质作用 (包括热变质作用, 接触交代作用),,,区域变质作用,,第四章,矿物的成因,2021/9/21,1,,,形成矿物的地质作用,内生作用,岩浆作用,伟晶作用,接触交代,热液作用,火山作用,风化作用,沉积作用,接触变质,区域变质,机械沉积,化学沉积,胶体沉积,生物沉积,外生作用,变质作用,2021/9/21,2,,,1.,内生作用,,其能源来自地球内部，主要是指与岩浆活动有关的作用岩浆,是处在地壳深处的高温高压下的富含挥发分的硅酸盐熔融体岩浆的成分：,地壳中的前八种元素占90%，挥发分占8－9%(,H,2,O、CO,2、,H,2,S、Cl、F),,另外，含有,Cu、Pb、Zn、Cr、Ti、Ag、Hg、Sb,等元素，可形成矿床岩浆温度在1000℃以上，压力在5000－20000个大气压，可以流动。

岩浆具有巨大的地质作用力，其作用时间长、复杂、从地壳深处往压力减小的方向活动过程中，有多个阶段2021/9/21,3,,干固相线,干固相线,干固相线,T,T,T,地温线,地温线,地温线,湿固相线,P,P,P,1280℃,1280℃,1450℃,（,a）,(,b),(,c),上地幔发生部分熔融的方式（据,Menzies and Chazot，1995）,,(a),流体和挥发份的加入导致固相线降低；(,b),地幔温度的上升；(,c),地幔物质绝热减压上升,部分熔融发生的条件：,2021/9/21,4,,洋中脊－减压,2021/9/21,5,,岛弧－加入流体,2021/9/21,6,,热点－加热,2021/9/21,7,,,,岩浆作用形成的矿物特点,,在岩浆作用中，形成的主要矿物及其晶出的顺序依次为：,Mg, Fe,硅酸盐－橄榄石、辉石、角闪石、黑云母；,K, Na, Ca,硅酸盐－斜长石、正长石、微斜长石以及石英,等造岩矿物从而在岩浆作用过程中形成不同的矿物组合，构成不同的岩石类型岩浆作用可以形成重要的矿床，如超基性岩主要形成铬、铂或金刚石矿床；基性岩主要形成铜镍硫化物矿床2021/9/21,8,,,,伟晶作用形成的矿物特点,,,,以矿物晶体粗大为特征，形成温度400－700℃，形成,,深度约3－8,km。

一般分为岩浆伟晶作用和变质伟晶作用,几乎所有的侵入岩都有自己相应的伟晶岩，如花岗伟晶 岩、碱性伟晶岩、基性超基性伟晶岩等其中分布最广、最有工业价值的是花岗伟晶岩，其次是碱性伟晶岩,,伟晶岩中挥发份大量聚集，富含碱质和稀有、放射性,,元素（,Nb,, Ta, TR, U,,Sn,, Li,,Rb,, Cs,等）,,主要矿物有长石、石英、云母、锂辉石、锆石、铌钽,,铁矿、褐钇铌矿、磷铈镧矿等,,伟晶岩还可形成许多宝石矿物，如绿柱石、电气石、黄玉、水晶等2021/9/21,9,,镁矽卡岩,,围岩是白云岩或白云质灰岩主要矿物,,镁橄榄石、尖晶石、透辉石、镁铝石榴子石、,,磁铁矿等,,接触交代作用形成的矿物特点,,钙矽卡岩,,围岩以石灰岩为主主要矿物,,钙铝石榴子石、钙铁石榴子石、透辉石、,,钙铁辉石、硅灰石、方柱石、符山石等发生在中酸性岩浆侵入体同碳酸盐类的接触带 ，所形成的岩石称为矽卡岩 后期有热液矿化交代作用，形成,Fe, Cu, W, Mo, B,和多金属等矿床矽卡岩是在600－400,,C,左右形成的金属矿物在450－200,,C,形成，深度一般在1-4.5,km2021/9/21,10,,高温热液,,形成温度约在500－300℃之间,,,W-Sn-Mo-Bi-Be-Fe,的矿物组合及相应的矿床,,,,金属矿物,,黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂,,非金属矿物,石英、云母、黄玉、电气石、绿柱石,,中温热液,,形成温度在300－200℃之间,,,Cu-Pb-Zn,的矿物组合和相应的矿床,,,,金属矿物,黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、自然金等,,,非金属矿物,石英、方解石、白云石、菱镁矿、重晶石等,,低温热液,,,形成于200－50℃之间,,,As-Sb-Hg-Ag,的矿物组合及相应的矿床,,,,金属矿物,雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、自然银等,,,非金属矿物,石英、方解石、蛋白石、重晶石等,,,,热液作用形成的矿物特点,,岩浆期后热液,／,变质热液,／,地下水热液,2021/9/21,11,,造岩矿物与岩浆岩类似，区别在于出现高温相矿物，如透长石、高温石英等。

矿物除形成斑晶外，均成隐晶质岩石具有气孔、流纹构造火山热液充填于火山岩气孔或交代火山岩，气孔中由于充填物而成杏仁体构造主要矿物有沸石、蛋白石、方解石、自然铜等由火山喷气凝华的产物有自然硫、雄黄、雌黄、硫化物和石盐等火山作用形成矿物的特点,火山作用中矿物自岩浆熔体或火山喷气中迅速结晶，或由火山热液充填、交代火山岩而形成在地表，岩浆在常压、高温下迅速结晶，形成与岩浆成分相对应的各种喷出岩自然硫,2021/9/21,12,,2021/9/21,13,,,风化作用条件下形成矿物的特征,包括物理风化、化学风化和生物风化作用过程原生矿物经风化后发生分解和破坏，形成在新的条件下稳定的矿物和岩石不同矿物抗风化的能力是不同的：硫化物、碳酸盐最易风化，硅酸盐、氧化物较稳定；自然元素最稳定在风化作用下，易溶解矿物的部分组分如,K, Na, Ca,等形成真溶液，被地表水带走，留下残余空洞；部分难溶组分如,Si, Al, Fe, Mn,等则残留在地表，生成氧化物、氢氧化物，如褐铁矿、硬锰矿、锰土（在较大面积上分布时，则称“帽”，如“铁帽”，“锰帽”等），铝土矿、高岭石等次生矿物2021/9/21,14,,金属硫化物矿床易遭受风化，在良好的风化作用条件下，可以呈现垂直分带，即从地表向地下深部分为氧化带、次生硫化物富集带和原生硫化物带。

它们的发育程度与地下水有关，其特点为：,次生富集带,,分布地下水流动带从氧化带淋滤出来的某些金属硫酸盐溶液渗透到潜水面以下，在还原条件下，与原生硫化物或与化学性质活泼的围岩（如石灰岩）发生化学反应，生成次生硫化物，从而增加了原生矿石中某些金属的含量，使有用金属富集，故称之为次生富集带原生带,,分布在大致相当于滞留水带原生硫化物没有遭受风化氧化带,,分布在地表至潜水面之间，大致相当于地下水渗透带该部位水解作用和氧化作用非常强烈，硫化物在氧化过程中大部分金属形成可溶性盐类而被淋滤；一些铁和锰的硫化物很容易被氧化，形成氧化物和氢氧化物，构成铁（锰）帽2021/9/21,15,,机械沉积：,当风化产物被水流冲刷和再沉积时，物理和化学性质稳定的矿物，就形成机械沉积如长石、石英砂及少量的重矿物，构成砂岩等沉积岩比重较大的有工业意义的重砂矿物，在河谷或其它有利地段集中堆积，形成漂砂矿床Au，Pt,化学沉积：,由溶液直接结晶多在干旱炎热气候条件下，在干涸的内陆湖泊、半封闭的泻湖及海湾中，各种盐类溶液因过饱和而结晶如在盐湖中，结晶的矿物有石膏、硬石膏、石盐、钾盐、光卤石等胶体沉淀：,胶体溶液被带入湖、海盆内，受到电介质的作用发生凝聚而沉淀，形成,Fe, Mn, Al, Si,的氧化物和氢氧化物，如赤铁矿、铝土矿、软锰矿、硬锰矿等。

胶休矿物常形成致密块状、鲕状、豆状、肾状等形态生物沉积：,生物有机体沉积而成常由生物的骨骼和遗骸堆积而成如石灰岩、硅藻土、磷块岩、煤、油页岩、石油等,沉积作用条件下形成矿物的特征,2021/9/21,16,,接触热变质作用条件下形成矿物的特点,由于岩浆侵入使围岩受到热的影响而引起的变质作用引起围岩的重结晶，也可形成新的矿物由于围岩的化学成分及变质条件的不同，将产生不同的变质矿物以泥质岩为例，泥质岩在热变质热变质条件下形成各种角岩：,,,,,,低级变质,（温度不高）时生成斑点状红柱石；,,,中级变质,时（温度中等），主要生成堇青石、,,石榴子石、白云母；,,,高级变质,（高温）下，生成矽线石、正长石、,,刚玉、石墨等接触热变质,2021/9/21,17,,,,与原岩的成分和变质程度密切相关；,,,,向生成不含,OH,的方向发展；,,,,向体积小、比重大的矿物转化；,,,,定向压力下，柱状和片状矿物呈定向排列，使岩石具有片理和片麻理构造,区域变质作用条件下形成矿物的特征,特点,,伴随区域构造运动而发生的大面积的变质作用引起岩石（或矿床）发生变化的直接因素是高温、高压和以,H,2,O、CO,2,为主要活动性组分的流体，使原岩矿物重结晶，并常常伴有一定程度的交代作用，结果形成新的矿物组合。

分类,,,低级区域变质作用：,一般为白云母、绿帘石、阳起石、蛇纹石、滑石、绿泥石和黑云母等含,OH,的硅酸盐；,,中级区域变质作用：,有角闪石、斜长石、石英、石榴子石、透辉石、绿帘石、云母等；,,高级区域变质作用：,生成不含,OH、,在高温高压下稳定的矿物，如正长石、斜长石、堇青石、矽线石、辉石、橄榄石、刚玉和尖晶石等2021/9/21,18,,二、矿物的标型特征,,,,同一矿物的成分、形态、物性、结构等方面常因生成条件不同而异，此种能反应生成条件的特征称为,矿物的标型特征,矿物的标型特征有：,,形态标型,—形状、习性、大小、双晶集合体形态,,成分标型,—微量元素、类质同象、含水状况物性标型,—颜色、条痕、光泽、硬度等,,结构标型,—多型、有序度、阳离子配位数、晶胞,,体积等同位素标型,—,O、S、C、Pb,等同位素,2021/9/21,19,,,锡石的形态标型,2021/9/21,20,,标型矿物,,—,只限于某种特定的成岩、成矿作用中才能形成的矿物，亦即单成因矿物如：,,,只产于碱性火山岩和次火山岩中的白榴石,,只生成在低温热液矿床中的辰砂、辉锑矿,,只产于变质岩中的十字石，标志中级变质作用环境,,蓝闪石是低温高压变质带产物的特征,,柯石英超高压变质（,>2.8,GPa,),的产物,,,标型矿物可以表征特定的地质作用条件。

因此，标型矿物本身就是成因上的标志2021/9/21,21,,,三、,矿物中的包裹体,,矿物在生长过程中所捕获的被包裹在晶体内的外来物质，称为,包裹体,矿物中的包裹体，其大小、形状不一；呈固、液和气态的都有1.,包裹体的分类,,（1）成因分类,,,原生包裹体,：这种包裹体是与主矿物在同一个成矿溶液中同时形成的，它是被保存在主矿物中的、形成主矿物时溶液的珍贵样品测定这种样品的均化温度、压力、含盐度、成分、,Ph,值,Eh,值等，就可确定主矿物的形成条件包裹体由不均匀状态转变为均化时的状态可指示地质作用的类型，对包裹体进行加温时，若包裹体全部转变为液体时，表明矿物是由热液作用形成的；包裹体全部转变为气体时，表明矿物是在汽化作用下形成的；当包裹体全部转变为熔体时，矿物则是在岩浆作用时形成的2021/9/21,22,,,次生包裹体,：,,是在矿物形成后，后期气液沿矿物的裂隙、解理等进入矿物，引起矿物局部溶解和重结晶过程中被捕获而形成的包裹体它对研究成矿期后热液活动性质具有意义假次生包裹体,：,,是主矿物在结晶过程中，由于应力和构造的作用，是晶体部分发生破碎和裂开，是矿液进入裂隙中，发生重结晶而形成的包裹体。

2021/9/21,23,,（2）物理状态分类：,,1）,固态包裹体,：主要由玻璃和气孔组成气孔是岩浆冷凝成玻璃时收缩而成的2）,气体包裹体,：主要有气体和液体组成，气体的体积超过50%它是矿物在结晶过程中捕获的单一相冷却收缩的结果，气液比越大反映形成的温度越高3）,液体包裹体,：指气液比小于50%的气液包裹体反映形成温度低于气体包裹体4）,多相包裹体,：即包裹体中包含三相，主要出现于变质岩、花岗岩、沉积岩的矿物中2021/9/21,24,,包裹体测温,2021/9/21,25,,,四、矿物的生成顺序和世代,,矿物的生成可以是同时，也可以是有先有后，按矿物生成的先后就有了,矿物的生成顺序,确定矿物生成顺序的标志：,,,,同种矿物的生成也有先后，前后所生成的同种矿物属于两个,世代,不同世代的同种矿物，由于其生成条件不同，因而在矿物的类质同象、微量元素、颜色、包裹体等方面都有明显的差异2021/9/21,26,,,五、矿物的组合、共生和伴生,,,共生组合,,同一成因、同一成矿期,,（或成矿阶段）的矿物组合伴生组合,,,不同成因或成矿期（或成矿阶段）的矿物组合矿物组合,,不管生成时间先后，只要在空间上共同存在,,的不同矿物就称为一个矿物组合。

2021/9/21,27,,我国南岭地区某矿床矿物生成顺序表,2021/9/21,28,,,六、矿物的变化,,矿物形成后，在后继的地质作用过程中，当物理化学条件的变化超出该矿物的稳定范围时，矿物就会发生某种变化矿物最常见的变化现象有：,,1、,矿物成分和结构的变化,矿物形成之后，在后续的地质作用过程中，由于物理化学条件的改变，使矿物的成分和结构变化而形成新的矿物例如，在风化作用中，钾长石变为高岭石：,,4,K[AlSi,3,O,8,]+4H,2,O+2CO,2,,Al,4,[Si,4,O,10,](OH),8,+8SiO,2,+2K,2,CO,3,,2021/9/21,29,,,2、溶蚀,,矿物生成之后，受后继溶液的作用可发生部分溶解或全部溶解的现象，称为,溶蚀,部分溶蚀的结果常常在晶面上留下溶蚀的迹象—,蚀象,，以致晶面变粗糙，光泽降低，角顶或晶棱变圆滑溶蚀的矿物，当条件适宜时，又可重新生长并恢复原来的形状，这种作用称为,再生,2021/9/21,30,,,3,. 假象与副象交代,,,在地质作用过程中，已形成的矿物与变化了的熔体或溶液发生发生反应，引起成分上的交换，使原矿物转变为其它矿物的现象，称为,交代,。

如橄榄石被蛇纹石交代交代作用通常沿着矿物的边沿、裂隙或解理开始进行，其中未被交代的部分称为,交代残余,若交代作用强烈时，原矿物可全部被新形成的矿物所代替，而保留原矿物的外形，叫,交代假象,矿物发生同质多象转变后，新矿物仍保留原矿物的外形，称为,副象,当原矿物溶解后遗留下来具原矿物晶形的空洞，被别的矿物充填而形成的假象，称,充填假象,2021/9/21,31,,4、,晶质化与非晶质化,,,一些非晶质矿物在漫长的地质年代中逐渐变为结晶质，称为,晶质化或脱玻化,如,蛋白石转变为石英,,,火山玻璃的脱玻化形成石英、长石晶雏,等,,与晶质化现象相反，一些晶质矿物因获得某种能量而使晶格发生破坏，转变为非晶质矿物，称为,非晶质化或玻璃化,非晶质化的矿物称为变生矿物如晶,质的锆石因含放射性元素，由于放射性元素蜕变，放出能量（,,射线）而非晶质化变为变生矿物水锆石,进一步变成曲晶石，,与此同时矿物的一系列物理性质也随之变化2021/9/21,32,,思考题,内生作用包括哪些地质作用类型？外生作用包括哪些地质作用类型？,,何谓标型特征？矿物有哪些特点可以用来说明其形成条件？,,何谓矿物的共生组合？它与伴生组合有何区别？,,何谓假相？试举一例。

矿物中的包裹体按成因分为哪几个类型？如何用包裹体进行测温？所测的温度代表什么意义的温度？,2021/9/21,33,,。