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1、礦床學(xué)(Ore Deposits)礦床學(xué)是研究礦床在地殼中的產(chǎn)出特征、成礦作用、形成條件、分布規(guī)律以及成礦后變化的科學(xué)。礦產(chǎn)是地殼中產(chǎn)出的由地質(zhì)作用形成的有用(天然)物質(zhì)資源。根據(jù)礦產(chǎn)的工業(yè)用途和性質(zhì)分為:1、 金屬礦產(chǎn)(1)黑色金屬Fe、Mn、Cr(2)有色金屬Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi(3)輕金屬Al、Li(4)貴金屬Au、Ag、Pts(5)放射性金屬U、Th、(6)稀有稀土金屬Nb、Ta、Be、Rb、Cs、Zr、Hf、REE2、非金屬礦產(chǎn)冶金輔助原料化工原料工業(yè)制造原料壓電光學(xué)原料陶瓷玻璃工業(yè)原料建筑水泥原料寶石工藝美術(shù)原料3、 可燃有機(jī)礦產(chǎn)固體礦產(chǎn)煤、石煤、油頁(yè)巖、地蠟、地
2、瀝青、可燃冰液體石油氣體天然氣4、水氣礦產(chǎn)地下水鹵水礦泉水碳酸氣礦床是地殼中礦產(chǎn)的集中產(chǎn)地,是礦化集中區(qū)的最小單位。包含有用地質(zhì)體(礦體)及其賴以產(chǎn)出的地質(zhì)環(huán)境。礦床不是一個(gè)地質(zhì)體。成礦域>成礦省>成礦帶>成礦亞帶>礦田>礦床>礦體>礦石>礦物>元素同生礦床(syngenetic)礦體與圍巖在同一地質(zhì)作用過(guò)程中同時(shí)或近于同時(shí)形成的礦床。例如:沉積礦床巖漿礦床后生礦床(epigenetic)礦體明顯地晚于圍巖形成的礦床。不屬于同一地質(zhì)作用過(guò)程。例如:沉積作用形成圍巖熱液作用形成礦床疊生礦床(diplogenetic)由兩次或兩次以上成礦作用形
3、成的礦床。例如:黑色頁(yè)巖型多元素礦床 沉積赤鐵礦床受到巖漿侵入,在接觸帶形成磁鐵礦床內(nèi)生礦床(endogenetic)由內(nèi)力地質(zhì)作用在地下深處形成的礦床。外生礦床(exogenetic)由外力地質(zhì)作用在地表或近地表形成的礦床。1、礦體由地質(zhì)作用形成的,通常情況下由礦石和脈石組成的,具有確切的形態(tài)、邊界和規(guī)模的地質(zhì)體。礦體形態(tài):一向延長(zhǎng)柱狀兩向延長(zhǎng)板狀、層狀三向延長(zhǎng)囊狀產(chǎn)狀要素走向、傾向、傾角側(cè)伏向、側(cè)伏角、傾伏向、傾伏角側(cè)伏向礦體走向與礦體最大延伸成銳角的一側(cè)的方向。側(cè)伏角在礦體延伸面上,礦體最大延長(zhǎng)線與走向線的夾角。傾伏向礦體最大延伸線所指的空間方位。傾伏角礦體最大延伸線與水平面的夾角(與其
4、水平投影線之間的夾角)。2、圍巖(wall rock, country rock)包圍礦體的巖石。3、母巖(mother rock, parent rock )提供主要成礦物質(zhì)的巖石。4、主巖(host rock)礦體寄宿的巖石。5、礦源巖(source rock)初步富集某種或某些成礦元素,并為后期熱液成礦提供主要成礦物質(zhì)的巖石。如果具有這種功能的巖石是地層礦源層。(的層狀巖石。)1、礦石所含有用物質(zhì)(元素、化合物、礦物)達(dá)到工業(yè)要求的礦物集合體。礦石是一種特殊的巖石。礦石通常由有用礦物和無(wú)用組份組成。礦石是一個(gè)物質(zhì)概念,是不可數(shù)名詞,不能論個(gè),一定要加上量詞。2、脈石(gangue, ga
5、ng)礦體中不能利用的物質(zhì)。巖塊、礦物、夾石。3、夾石礦體中不符合工業(yè)要求的巖石。如果這種巖石超過(guò)一定的規(guī)模(厚度),就要從礦體中剔除,這個(gè)規(guī)模限度稱為“夾石剔除厚度”。4、礦石結(jié)構(gòu)(texture)礦石中礦物的形態(tài)、大小及相互嵌布關(guān)系所構(gòu)成的圖案。粒狀、片狀、柱狀結(jié)構(gòu)粗粒、中粒、細(xì)粒、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)自形、半自形、它形結(jié)構(gòu)5、礦石構(gòu)造(structure)礦石中礦物集合體的形態(tài)、大小和相互關(guān)系所構(gòu)成的圖案。致密塊狀、浸染狀(稠密、中等、稀疏)、條帶狀、梳狀、晶洞狀、斑點(diǎn)狀、斑雜狀、角礫狀等。6、 礦石組構(gòu)(fabric)礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的統(tǒng)稱。1、礦石品位(grade)礦石中有用組分的單位含量。有用
6、組分計(jì)量:元素多數(shù)金屬礦床化合物WO3、P2O5等礦物金剛石、石棉、云母等品位表示:wt%、g/t、g/m3、Kg/m3、克拉(1克拉0.2克)2、邊界品位(cut grade)區(qū)分礦石與巖石的有用組分的最低要求。對(duì)于單樣品而言。3、工業(yè)品位(pay grade)當(dāng)前能供開(kāi)采的礦體或礦段的最低平均品位。礦石品位處于下降趨勢(shì),因素:需求的增加、高品位礦石竭盡、回收的工藝水平提高。Cu:1020.3Au:3g/t5g/t-1g/t3g/t同一礦種不同礦床的工業(yè)品位可能是不一樣的,取決于:礦床規(guī)模Mo大礦0.06小礦0.20.3綜合利用價(jià)值大小礦石加工技術(shù)性能Ti 鈦鐵礦(>8-10)金紅石(
7、>3-4%)4、有益組分礦石中能作為副產(chǎn)品回收利用的、能夠改善主產(chǎn)品性能的、能改善礦石冶煉工藝的組分。5、有害組分礦石中對(duì)產(chǎn)品性能和選礦冶煉工藝流程產(chǎn)生不良影響的組分。6、礦石品級(jí)(grade)根據(jù)礦石品位、有益有害組份和其他技術(shù)指標(biāo)劃分的礦石質(zhì)量等級(jí)。1、礦石礦物(ore mineral)礦石中可以被利用的礦物。即有用礦物。2、脈石礦物(gangue mineral)礦石中不能被利用的礦物,即無(wú)用礦物。注意:礦石礦物脈石礦物與金屬礦物非金屬礦物不是對(duì)應(yīng)的。成礦過(guò)程(一)成礦旋回不同的地質(zhì)作用形成的多個(gè)成礦過(guò)程。如:同生沉積成礦旋回變質(zhì)成礦作用,或熱液疊加改造成礦作用旋回。(2) 成礦期
8、成礦期是指一個(gè)長(zhǎng)的成礦過(guò)程。標(biāo)志:兩個(gè)成礦期之間有較大的時(shí)間間隔,如巖漿巖的侵入;物理化學(xué)條件明顯不同。(3) 成礦階段(礦化階段)成礦階段是指一個(gè)較短的成礦過(guò)程,代表成礦熱液的一次脈動(dòng),形成一套礦物組合。標(biāo)志:1、不同脈體的穿插關(guān)系2、晚階段產(chǎn)物膠結(jié)早階段產(chǎn)物3、普遍的交代關(guān)系(四)礦物生成順序同一個(gè)成礦階段中,不同礦物的先后晶出順序。主要從結(jié)構(gòu)上反映出來(lái)。礦床類型1、礦床成因類型根據(jù)礦床形成的成礦作用和地質(zhì)條件劃分的礦床類型。如:風(fēng)化礦床、沉積礦床、巖漿礦床、接觸交代礦床、斑巖型、黑礦型2、 礦床工業(yè)類型在某種礦產(chǎn)中具有重要工業(yè)意義、作為主要找礦對(duì)象的礦床成因類型。決定礦床工業(yè)價(jià)值的因素:
9、1、礦床自身的性質(zhì)(品位高低、儲(chǔ)量大小、伴生組分情況、埋藏情況)2、經(jīng)濟(jì)地理?xiàng)l件(交通、能源動(dòng)力、勞動(dòng)力、水資源)3、國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求第3章 成礦作用總論1、 地球的圈層結(jié)構(gòu)與成礦二、元素的分布三、元素的共生規(guī)律地殼中天然存在的92種元素并非平均分布,其中Si、Al、Fe、Mg、K、Na、Ca和O就占到99.34,其他的84種元素總共占0.66。元素的分布量遵從原子序數(shù)的偶數(shù)規(guī)則、4倍規(guī)則和4Q3規(guī)則,以及隨原子量增大而趨于減少等規(guī)則。另一方面,常量元素在地殼各圈層、各種巖石中的分配也有很大差異。成礦元素常常表現(xiàn)出與某些巖石類型之間存在不同程度的親疏關(guān)系巖石的“成礦專屬性”由于巖石與成
10、礦元素之間存在著專屬性,導(dǎo)致了在礦田、礦床范圍內(nèi)成礦元素的共生(共同富集)。4、 元素的遷移成礦作用的本質(zhì)是元素的遷移,并導(dǎo)致有用元素的富集或無(wú)用物質(zhì)的分散和遷出。1、 元素遷移(1) 導(dǎo)致元素遷移的原因(2) 衡量元素遷移能力的標(biāo)志表示元素遷移的性質(zhì)集中分散 表示該元素成礦的難易程度5、 成礦作用1、成礦作用方式(1)結(jié)晶作用封閉的物理化學(xué)體系,所形成的物質(zhì)來(lái)源于流體自身。巖漿中:鉻鐵礦、磁鐵礦、金剛石等熱液中:Fe2+CO32-FeCO3 (菱鐵礦) Sn4+O2SnO2 (錫石) Hg2+S2-HgS (辰砂)地表水:Na+Cl-NaCl (石鹽)氣體中:S(氣) S(固) 2H2S+O
11、2=2S+2H2O(2) 交代作用交代作用開(kāi)放體系中流體攜帶的組分對(duì)巖石礦物成分的全部或部分代換。新礦物的形成與舊礦物的消失同時(shí)發(fā)生;交代前后體積基本保持不變。A 保持原礦物晶格類型的交代作用CaCO3+Fe2+Ca2+FeCO3Si4+Na+CaAl2Si2O8 Ca2+NaAlSi3O8+Al3+可以叫做“離子交換作用”B 原礦物被分解,部分組分保留矽卡巖型礦床中:鈣鐵榴石®磁鐵礦+陽(yáng)起石C 主成分沒(méi)有聯(lián)系的交代作用石英脈中石英被黃鐵礦交代:SiO2 ®Si4+O2 Fe2+2SFeS2這兩個(gè)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。(3) 吸附作用粘土顆粒、膠粒、微生物,由于具有很大的比表面而具
12、有吸附性,可以選擇性吸附不同的成礦元素離子或離子團(tuán),在適宜的條件下沉淀下來(lái),富集成礦。黑色頁(yè)巖型礦床Mo、V、Co、Ni、Mn、P、U、Au、Ag、Cu粘土風(fēng)化殼中REE礦床原生銅礦氧化帶(4) 膠體聚沉作用膠體的性質(zhì)之一是帶電性,同性電荷相斥,異性電荷相吸;吸引和排斥力保持平衡,膠體溶液穩(wěn)定,其中的成礦物質(zhì)得以搬運(yùn);一旦力的平衡被打破,膠粒的碰撞就會(huì)導(dǎo)致礦質(zhì)的沉淀。地表水中:Fe(OH)3、Al(OH)3、Mn(OH)4、SiO2、粘土中低溫?zé)嵋褐校耗z狀黃鐵礦、鐵碧玉等。(5) 生物化學(xué)作用A 生物、微生物的新陳代謝B 生物生命活動(dòng)影響環(huán)境,導(dǎo)致成礦C 生物遺體的堆積、分解,成礦2、 成礦作
13、用類型(1)內(nèi)生成礦作用成礦作用發(fā)生在地下深處成礦條件是高溫高壓能量來(lái)源自能(放射性元素衰變能)(2) 外生成礦作用成礦作用發(fā)生在地表或近地表(幾十到幾百米深度)常溫常壓太陽(yáng)能(3) 聯(lián)生成礦作用內(nèi)生成礦與外生成礦的過(guò)渡兩類因素同時(shí)作用成礦發(fā)生在地表一定深度(4) 疊生成礦作用兩次及兩次以上的成礦作用在同地重疊內(nèi)生+外生 內(nèi)生礦床的次生富集外生+外生 沉積礦床次生富集外生+內(nèi)生 沉積改造礦床形成內(nèi)生+內(nèi)生 變質(zhì)巖漿礦床形成6、 氣水熱液及其性質(zhì) (一 )氣水熱液存在于地下一定深度,處于較高溫度(>50)和壓力的氣態(tài)、液態(tài)以及超臨界狀態(tài)的稀薄流體。(2) 氣水熱液的化學(xué)組成載體成分H2O基
14、本成分陽(yáng)離子:Na+、K + 、Ca2、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、Si4 ;陰離子:Cl-、F- 、SO42- 、CO32-成礦組分各種成礦金屬、非金屬氣體成分H2S、CO2、FCl其他Li、Rb、Cs、Br、I、Se、Te(3) 幾種組分的重要性質(zhì) 1、H2O弱電解質(zhì):H2O=H+OH-(1)水解:水對(duì)化合物的分解作用 TiCl4+2H2OTiO2+HCl(高溫)(2)水合:將H2O或0H-結(jié)合到礦物晶格中 CaSO4+2H2O=CaSO4·2H2O 2、SH2S解離 >400 <400H2+S2 H2S H+HS- HS-H+S2- S2-+MeSulf
15、ides 所以,氣液礦床中,大量硫化物沉淀于中-低溫階段。當(dāng)溶液為堿性時(shí),H+濃度降低,有利于硫化氫的分解,S2-的濃度增高有利于形成金屬硫化物。因此,金屬硫化物在中-堿性溶液中產(chǎn)生。 3、O2 (1)地殼表層有少量O2,溶于水成O2-,氧的含量與深度有關(guān),一般淺部氧含量高,向下減少。因此,一般規(guī)律是:深部還原性增強(qiáng),金屬礦床深部以硫化物為主,淺部氧化性增強(qiáng),以氧化物為主。當(dāng)然,還與局部性的氧化劑或還原劑的分布有關(guān),如有機(jī)質(zhì)富集體等。 既有親氧性,又有親硫性的金屬,即可以形成氧化物,也可以形成硫化物,取決于O和S作用的相對(duì)強(qiáng)弱。比如Fe,可以形成黃鐵礦、白鐵礦;也可以形成磁鐵礦、赤鐵礦等。Cu
16、:既可以形成黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦等硫化物;也可以形成赤銅礦、黑銅礦等氧化物。 4、CO2CO2+H2OH2CO3 H2CO3H+HCO3- HCO3-H +CO32-碳酸的離解在300以下更容易. 所以,堿性介質(zhì)中有利于碳酸根的形成,從而有利于形成碳酸鹽礦物。因此,大量碳酸鹽礦物在中低溫堿性介質(zhì)中產(chǎn)生。5、Cl最重要的礦化劑(MeCln),它們?cè)跓嵋褐械娜芙舛纫话愣急容^大。1、氣態(tài)、液態(tài)和超臨界態(tài)這三個(gè)物理點(diǎn)與熱液中溶質(zhì)的種類和數(shù)量有關(guān),可以有比較大的變化。據(jù)Rodder資料:純水 臨界點(diǎn) 374 10NaCl 470 25NaCl 670 在超臨界條件下,從氣體狀態(tài)到液體狀態(tài)的轉(zhuǎn)變具有連續(xù)
17、性,水蒸氣和超臨界流體的密度是隨壓力而改變的。在高溫條件下,H2O的密度是物質(zhì)在該相中溶解度的主要控制因素。(5) 成礦流體類型(來(lái)源)1、巖漿水巖漿中原始的水和與巖漿成分達(dá)到平衡的從圍巖中汲取的水。花崗巖含水510,基性巖含水15。極端情況,花崗質(zhì)巖漿可達(dá)25。2、地下水(大氣降水)大氣降水順著巖石中的各種裂隙向下滲透,在深部受熱(熱異常區(qū)),增大從巖石中萃取金屬的能力,成為含礦流體,循環(huán)成礦。3、建造水(封存水)與沉積物同時(shí)保存的盆地水,存在于沉積物顆粒的間隙中(孔隙水)。成巖后可以充填于裂隙中。4、海水海底火山噴氣成礦環(huán)境,海水滲入到巖石中,受到深部巖漿熱的作用,升溫萃取成礦物質(zhì),循環(huán)成
18、礦。5、變質(zhì)水在變質(zhì)作用過(guò)程中,隨著溫壓條件的升高,含水礦物釋放出來(lái)的水,它與變質(zhì)巖的礦物處于化學(xué)平衡狀態(tài)。6、油田水油田水也是一種建造水,由于它產(chǎn)生于富含有機(jī)質(zhì)的環(huán)境,因此水中含有豐富的有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)溶液一般具有溶解成礦物質(zhì)的能力,可以形成含礦流體。7、 礦床成因分類1、內(nèi)生礦床巖漿礦床偉晶巖礦床氣水熱液礦床變成礦床2、外生礦床風(fēng)化礦床(巖石風(fēng)化礦床)沉積礦床機(jī)械沉積礦床(砂礦)蒸發(fā)沉積礦床(鹽類礦床)膠體化學(xué)沉積礦床生物化學(xué)沉積礦床3、聯(lián)生礦床火山噴流沉積礦床(熱水沉積礦床)火山沉積礦床能源礦床地?zé)豳Y源4、疊生礦床(改造礦床)沉積熱液改造礦床(層控礦床)受變質(zhì)礦床原生礦床次生變化第4章 巖
19、漿礦床巖漿礦床在巖漿生成、運(yùn)移和就位過(guò)程中,成礦物質(zhì)通過(guò)分異、聚集,并在巖漿結(jié)晶階段形成的礦床。礦體是巖漿巖體的一個(gè)組成部分,所以稱為巖漿礦床。成礦作用在巖漿的固相線之上完成。就目前對(duì)于礦床的理解,巖漿礦床包括金屬礦床、寶玉石礦床、花崗石礦床以及其他非金屬礦床,因此,巖漿礦床具有巨大的工業(yè)價(jià)值。巖漿礦床具有以下基本特點(diǎn):成礦作用與母巖的成巖作用基本上是同時(shí)進(jìn)行的,成礦作用隨母巖的固結(jié)而結(jié)束,因此,巖漿礦床是同生礦床。礦體一般產(chǎn)于巖漿巖母巖體內(nèi),甚至巖體本身就是礦體。浸染狀礦體與圍巖多為漸變或迅速過(guò)渡關(guān)系;而貫入式礦體與圍巖具有清楚的邊界。礦石的礦物成分與母巖基本相同,主要的脈石礦物就是母巖的造
20、巖礦物。但是晚期巖漿礦床礦石的脈石礦物要復(fù)雜一些,可以含有熱液成因礦物。成礦溫度一般在巖漿結(jié)晶的溫度范圍內(nèi),不同礦床成礦溫度變化很大,>1500500,而有些硫化物礦床形成溫度甚至可低到300以下。除火山巖漿礦床外,巖漿礦床形成的深度多數(shù)在地下幾十千米的深處。形成于巖漿結(jié)晶分異早期的礦床一般不伴有圍巖蝕變,而形成于巖漿結(jié)晶分異晚期的礦床可以伴有一定程度的圍巖蝕變。2、 巖漿成礦作用(一)巖漿的成分和結(jié)構(gòu)基本成分SiO2和K、Na、Al、Fe、Mg、Ca組成的硅酸鹽。揮發(fā)性組分Cl、F、S、B、CO2等礦化劑。它們更多地傾向于與成礦金屬結(jié)合成穩(wěn)定的形態(tài),可以影響巖漿中礦物結(jié)晶的時(shí)間和順序。
21、硅酸鹽巖漿是由不同的Si-O或Si-O-Al四面體組成的,是一種局部有序的結(jié)構(gòu)“群聚態(tài)組”,處于動(dòng)態(tài)平衡。群聚態(tài)組個(gè)體越大,巖漿的粘滯性就越大,不易流動(dòng),不利于金屬的分異聚集。群聚態(tài)組個(gè)體越小,對(duì)成礦金屬的聚集越有利。這就是為什么巖漿型金屬礦床常常與超基性有關(guān)的原因之一。(2) 巖漿結(jié)晶分異作用與巖漿分結(jié)礦床1、巖漿結(jié)晶分異作用(magma differentiation)(1)結(jié)晶分異巖漿中由不同成分的礦物順序結(jié)晶所引起的分異作用(分成不同的部分)。不同的礦物的熔點(diǎn)不同,從巖漿中結(jié)晶出來(lái)的時(shí)間不同。影響礦物結(jié)晶順序的因素:礦物的熔點(diǎn)成礦物質(zhì)的濃度揮發(fā)性組分含量必須發(fā)生重力分異有用礦物才能聚集
22、。影響因素:比重礦物的粒度礦物的形態(tài)巖漿的粘度(2) 火成堆積作用(igneous cumulation)巖漿中晶出的礦物在重力作用下向底部沉降,形成與沉積巖相似的堆積作用。結(jié)果形成層狀的侵入體攀枝花、河北大廟正堆積巖封閉的物理化學(xué)條件下,一種礦物結(jié)晶出來(lái)以后,殘余成分的巖漿在先晶出的礦物粒間填充填隙結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)。補(bǔ)堆積巖開(kāi)放體系中,當(dāng)一種礦物晶出時(shí),外界不斷地補(bǔ)充消耗的物質(zhì),使晶出的晶體不斷長(zhǎng)大,以至于間隙消失鑲嵌結(jié)構(gòu)。(3) 流動(dòng)分異作用巖漿中晶出的礦物在巖漿流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生局部集中的作用。(4) 壓濾作用巖漿結(jié)晶的晚期,存在于造巖礦物粒間的含礦殘漿(礦漿),在構(gòu)造力的作用下發(fā)生定向匯聚,
23、并充填于巖石裂隙固結(jié)成礦的作用。2、 巖漿分結(jié)礦床(1)概念巖漿分結(jié)礦床通過(guò)巖漿結(jié)晶分異作用形成的礦床。早期巖漿分結(jié)礦床有用礦物(礦石礦物)在巖漿結(jié)晶過(guò)程的早期晶出并富集而成的礦床。晚期巖漿分結(jié)礦床有用礦物(礦石礦物)在巖漿結(jié)晶過(guò)程的晚期晶出并富集而成的礦床。(2) 礦床的鑒別A 早期巖漿分結(jié)礦床礦石礦物自形程度高自形結(jié)構(gòu);礦石多聚浸染狀構(gòu)造;礦石的礦物成分與母巖一致;礦體與圍巖一般為過(guò)渡關(guān)系;礦體成層狀、條帶狀產(chǎn)于巖體的底部,與巖相帶一致。B 晚期巖漿分結(jié)礦床礦石礦物自形程度低他形結(jié)構(gòu)、海綿隕鐵結(jié)構(gòu);礦石為浸染狀、角礫狀和塊狀構(gòu)造;礦石的礦物成分與母巖基本一致,可出現(xiàn)熱液礦物;礦體與圍巖過(guò)渡
24、或截然接觸礦體形態(tài)多樣,產(chǎn)出部位多變,甚至可以脫離母巖;可以發(fā)育一定程度的圍巖蝕變。晚期巖漿分結(jié)礦床比較多見(jiàn),且規(guī)模大;早期巖漿礦床比較少。鉻鐵礦的熔點(diǎn)約為1900,橄欖石為1800 ,而鉻鐵礦主要形成晚期巖漿礦床。這與巖漿中的揮發(fā)組份有關(guān)。(3) 巖漿熔離成礦作用與巖漿熔離礦床1、巖漿熔離作用巖漿熔離成礦作用,是指在巖漿演化的一定階段,而從一種均一的硅酸鹽熔體中分成兩種或兩種以上的熔體,分別固結(jié)形成礦床的作用。熔離作用形成的礦漿稱為“熔離礦漿”。熔離作用的實(shí)質(zhì)是,在原來(lái)物理化學(xué)條件下相互溶解的幾種物質(zhì),當(dāng)物化條件改變到超過(guò)它們之間相互溶解度限制時(shí),從均勻熔體中分離出獨(dú)立的不混溶熔體相。分離作
25、用是在液態(tài)中發(fā)生的,不要求有礦物的晶出,但是含礦巖漿早期有礦物晶出可使殘余巖漿成礦元素含量增高,由于熔離作用。2、 巖漿熔離礦床的特點(diǎn)在發(fā)生熔離的兩個(gè)相中保留有不完全聚集的“乳滴狀構(gòu)造”;礦體聚集在巖漿巖的底部,而礦石礦物的形成溫度比巖漿巖的造巖礦物低得多;礦石礦物與巖漿早期礦物共生;微量元素特征指示非殘漿性質(zhì);深部熔離條件優(yōu)于前部,造成小母巖大礦床的不協(xié)調(diào)形象。(1)侵入巖漿銅鎳礦床:主要礦物磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、Pt、Pd、Au、Ag在隕鐵結(jié)構(gòu)的礦石中最富, Os、Ir、Ru、Rh、富集在塊狀礦石中、例甘肅金川。 (2)火山熔離硫化鎳礦床:磁黃鐵礦-鎳黃鐵礦礦床 (太古宙超鎂
26、鐵的科馬提巖系)。例 南非德蘭士瓦科馬提河 、加安大略蘭米爾(Ni約3.5%)、澳珀塞維綸斯 (Ni> 2%)。富Mg-Fe質(zhì)超基性巖,MgO>40%(Cu低Ni高) 熔離噴溢硫化鎳礦。(4) 巖漿爆發(fā)成礦作用(eruption)1、成礦作用在深部的巖漿結(jié)晶分異作用形成有用礦物,通過(guò)巖漿的爆發(fā)上侵使有用礦物得以保存而形成礦床的作用。寶石級(jí)的金剛石則是深部結(jié)晶爆發(fā)定位而成的。爆發(fā)成礦作用也包括爆炸成礦作用,即特別高壓礦物在巖漿發(fā)生爆炸的瞬間快速結(jié)晶而成礦。金伯利巖中的細(xì)粒金剛石可能屬于這種機(jī)制形成。Hogger認(rèn)為,在莫霍面附近,由于CO2的還原作用或 CH4的氧化作用,形成大量的自
27、然碳(C0),地幔流體聚集引發(fā)爆炸,瞬間高壓條件下形成細(xì)粒的金剛石。2、 礦床特點(diǎn)(1)成礦母巖主要是金伯利巖,次為鉀鎂煌斑巖。(2)產(chǎn)于古老地臺(tái)區(qū)(或地盾區(qū))(3)控礦構(gòu)造屬于蓋層中小型的斷裂(4)含礦巖體成群成帶分布(5)時(shí)代:PtR,一個(gè)地區(qū)成礦時(shí)代集中,南非865個(gè)巖體時(shí)差只有10Ma,山東蒙陰470490Ma。(6)金剛石年齡比金伯利巖老得多:南非勞什巖筒120Ma,金剛石3300Ma。(7)含礦巖體經(jīng)常是規(guī)模不大的巖筒或巖脈,含礦的與不含礦的巖體又分群聚集的現(xiàn)象。(五) 巖漿凝結(jié)成礦作用(solidification)某種成分的巖漿通過(guò)冷凝、結(jié)晶形成礦床的作用。如含水較高的巖漿在地
28、表快速冷凝可以形成珍珠巖、浮巖、黑曜巖礦床;基性火山巖中大量的氣孔被后期熱液物質(zhì)充填可以形成裝飾建材礦床,例如汝陽(yáng)玉等;輝綠巖可以作鑄石礦床,純橄巖可以成為化工原料礦床;各種侵入巖因其保存條件良好、顏色、紋理、組構(gòu)等稱為建材礦床。3、 成礦條件(一)巖漿巖條件 1、巖漿巖成礦專屬性: 一定類型的巖漿巖產(chǎn)有相應(yīng)類型的礦產(chǎn)。二者間存在著巖石化學(xué)和地球化學(xué)的關(guān)系。 (1)富鎂質(zhì)超基性巖:m/f =8.0211.52:Pt(Os Ir、Pt)-Cr-Fe礦床。 (2)鎂鐵質(zhì)超基-基性雜巖: Pt-Cu-Ni,m/f57,m高則Cu低、m/f低則Cu高。 (3)富鐵質(zhì)超基-基性雜巖: m/f =0.31
29、.9:V-Ti-Fe礦床。(4)超基性堿性巖REE、Nb、Ta等。(5)金伯利巖、鉀鎂煌斑巖金剛石。2、巖體規(guī)模大對(duì)成礦有利3、分異程度高的雜巖體對(duì)成礦有利4、含有適度的揮發(fā)分有利(二)構(gòu)造條件 (1)造山帶中的板塊縫合帶:原礦產(chǎn)于洋中脊,或陸緣裂谷帶。是通達(dá)地幔的深大斷裂帶。控制超鎂鐵成礦系列。(2) 陸內(nèi)裂谷:為陸板塊內(nèi)深大斷裂拉張擠壓造山帶。1. 大陸熱點(diǎn)、裂谷及線性構(gòu)造環(huán)境大陸熱點(diǎn)被認(rèn)為是地幔柱引起的地殼中的地質(zhì)異常點(diǎn),相鄰熱點(diǎn)的連接可以發(fā)展成大陸裂谷和坳拉槽。超基性雜巖、堿性玄武巖、霞石巖等堿性巖、金伯利巖和碳酸巖等。金剛石、磷灰石、磁鐵礦、鋯石、紅寶石、藍(lán)寶石、橄欖石、鉻鐵礦、銅鎳
30、硫化物、釩鈦磁鐵礦等金屬、非金屬礦床 。2. 洋隆及洋島海山鏈構(gòu)造環(huán)境大洋中脊構(gòu)造環(huán)境形成虧損型地幔拉斑玄武巖系列和蛇綠巖套的巖石純橄巖斜方輝橄巖中的豆莢狀鉻鐵礦礦床。大洋板塊內(nèi)的洋島和海山鏈,可能反映大洋板塊之下地幔熱點(diǎn)或熱點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡。這些島嶼和海山發(fā)育堿性玄武巖,有可能形成與大陸熱點(diǎn)類似的巖漿礦床。3. 洋殼俯沖帶島弧環(huán)境洋殼向大陸殼下俯沖帶的構(gòu)造環(huán)境包括外弧、巖漿弧 和弧后巖漿帶(圖6-1)。外弧蛇綠巖及其中的豆莢狀鉻鐵礦礦體。巖漿弧有時(shí)可以形成特殊類型的巖漿礦床與中酸性巖漿有關(guān)的鐵礦床?;『髱r漿帶有時(shí)可以有堿性巖和碳酸巖就位,并可形成磷灰石、鈦磁鐵礦等礦床。4. 大陸間及大陸與島弧碰撞
31、帶環(huán)境縫合線帶蛇綠巖+塞浦路斯型鉻鐵礦礦床。前陸沖斷層帶也可以形成某些巖漿礦床,如納米比亞的Rossing 巖漿型鈾礦與一種白崗巖有關(guān);巴基斯坦的與含鈾燒綠石有關(guān)的碳酸巖也被認(rèn)為產(chǎn)于印度板塊向亞洲板塊俯沖的前陸沖斷層帶的構(gòu)造環(huán)境。 (3) 圍巖影響巖漿在上升和就位過(guò)程中可以同化圍巖,或與圍巖發(fā)生混染作用,引起巖漿成分的變化,對(duì)巖漿成礦可能起促進(jìn)作用或阻礙作用。例如:富銅的超基性巖漿同化碳酸鹽巖,可以降低巖漿的粘度,有利于成礦物質(zhì)的分異聚集;還可以使更多的成礦金屬擺脫硅酸鹽晶格進(jìn)入硫化物熔體相。4、 主要礦床類型1、鉻鐵礦礦床(含Pts)2、銅鎳硫化物礦床(含Pts)3、釩鈦磁鐵礦礦床4、金剛石
32、礦床5、藍(lán)寶石礦床6、與堿性超基性雜巖有關(guān)的稀有稀土礦床、磷灰石礦床、鈦鐵礦礦床等7其他非金屬礦床第5章 偉晶巖礦床1、 偉晶巖礦床的概念和意義1、偉晶巖礦床所含的有用組份的質(zhì)和量富集到工業(yè)可利用的偉晶巖。偉晶巖的基本的造巖礦物有用偉晶巖中稀有稀土金屬有用偉晶巖和偉晶巖礦床對(duì)應(yīng)于不同的巖漿巖可以有不同的成分類型,但是以花崗偉晶巖最常見(jiàn),經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大。在早期的礦床學(xué)教材中偉晶巖礦床部分歸于巖漿礦床,部分歸于熱液礦床。由于:1、從巖漿演化的觀點(diǎn),偉晶巖的形成正好處于正巖漿向氣水熱液過(guò)渡的階段,起了承上啟下的作用;2、其成礦作用和表現(xiàn)特征具有特殊性;3、對(duì)寶石和稀有金屬礦床有比較大的意義。所以后來(lái)把
33、偉晶巖礦床獨(dú)立出來(lái)。2、 偉晶巖礦床的特點(diǎn)1、偉晶巖礦床化學(xué)成分和礦物成分可以非常簡(jiǎn)單(單礦物),也可以非常復(fù)雜(多達(dá)幾十種礦物),富集的元素有Li、Be、Nb、Ta、W、Sn、Mo、Zr、Hf 、La、Ce、U、Th、Ti、P、 B、F據(jù)資料,偉晶巖中出現(xiàn)的礦物累計(jì)已超過(guò)300多種,是新礦物發(fā)現(xiàn)的策源地之一。2、 具有特殊結(jié)構(gòu)偉晶巖礦物的粒度級(jí)別:偉晶結(jié)構(gòu)10cm 造巖礦物、綠柱石、黃玉、鋰輝石粗粒結(jié)構(gòu)101cm 細(xì)粒結(jié)構(gòu)<1cm文像結(jié)構(gòu)長(zhǎng)石與石英交生(同時(shí)生長(zhǎng));或者石英沿著某一方向交代長(zhǎng)石交代結(jié)構(gòu)晚期熱液生成的礦物交代早期結(jié)晶的礦物3、 分帶性一些偉晶巖具有結(jié)構(gòu)和礦物成分的分帶現(xiàn)象
34、,2>10個(gè)帶,可以籠統(tǒng)地歸并為4個(gè)帶:(1)邊緣帶(Border zone)0n cm厚,與圍巖關(guān)系清楚,與內(nèi)鄰的帶為過(guò)渡關(guān)系,主要是石英、長(zhǎng)石、云母組成,細(xì)粒結(jié)構(gòu),一般沒(méi)有工業(yè)價(jià)值。(2)外側(cè)帶(wall zone )較邊緣帶寬,除了石英、云母、長(zhǎng)石外,可以有綠柱石、黑云母、磷灰石、石榴石等;文像結(jié)構(gòu),細(xì)粒結(jié)構(gòu),意義不大。(3)中間帶(intermediate zone)此帶一般比較寬,可以細(xì)分出多個(gè)亞帶。長(zhǎng)石、石英、云母、綠柱石、鋰輝石以及許多含TR、REE和放射性元素礦物,工業(yè)意義大。偉晶結(jié)構(gòu)、似文像結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)。(4)內(nèi)核(core) 位于偉晶巖體的膨大處,由石英塊體組成,有
35、時(shí)含有長(zhǎng)石、云母、電氣石、鋰輝石的巨晶;偉晶結(jié)構(gòu)。各個(gè)帶之間一般為過(guò)渡的關(guān)系,有時(shí)可見(jiàn)內(nèi)部帶穿插外部帶,界限清楚。有的偉晶巖礦體中發(fā)于晶洞構(gòu)造。4、 礦體形態(tài)產(chǎn)狀脈狀、透鏡狀、囊狀,不規(guī)則狀。長(zhǎng)度幾至幾十米(幾百米,甚至上千米)。寬度幾十厘米至幾十米。成群分布于大巖基的頂部及其接觸帶附近圍巖中,構(gòu)成偉晶巖田。陡傾斜的偉晶巖體有利于稀有金屬礦化。3、 偉晶巖礦床類型按構(gòu)造簡(jiǎn)單位晶巖塊狀,不分帶,礦物成分簡(jiǎn)單。復(fù)雜偉晶巖具分帶性,礦物成分和化學(xué)成分復(fù)雜。弗拉索夫分類:1、文像等粒型偉晶巖型石英長(zhǎng)石文像結(jié)構(gòu),等粒結(jié)構(gòu),無(wú)交代現(xiàn)象,無(wú)稀有金屬礦化。2、塊狀偉晶巖型文像結(jié)構(gòu)帶,內(nèi)側(cè)有微斜長(zhǎng)石石英塊體,交
36、代現(xiàn)象微弱,少量稀有金屬礦化。3、完全分異型文像帶鈉長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石塊體帶石英塊體帶有稀有金屬礦化有云英巖化、鈉長(zhǎng)石化蝕變(后期)。4、稀有金屬交代偉晶巖型文像帶長(zhǎng)石塊體帶石英帶長(zhǎng)石帶中交代作用強(qiáng)烈。5、鈉長(zhǎng)石鋰輝石偉晶巖強(qiáng)烈交代作用使原有的結(jié)晶分帶消失,由大量的粒度細(xì)的熱液礦物組成,有稀有金屬礦化。15型代表了演化進(jìn)程。4、 偉晶巖礦床的成因和成礦作用三種類型:巖漿型、交代型、重結(jié)晶型1、巖漿偉晶巖礦床的形成作用(1) 費(fèi)爾斯曼的演化階段依據(jù):800700 偉晶巖開(kāi)始的溫度644573 石英轉(zhuǎn)變溫度 425374 水的臨界點(diǎn) 50 熱液的溫度下限 5個(gè)期11個(gè)相巖漿期 A相 800900 后巖
37、漿期 B相 淺巖漿相700800 細(xì)粒結(jié)構(gòu) C相 偉晶巖相文像相, 600700氣成期 D相 似偉晶相,500600,電氣石白云母 E相 綠柱石黃玉揮發(fā)性礦物結(jié)晶 F相 G相熱液期 H相 高溫相 I相 中溫相 K相 低溫相表生期 L相 表生相 粘土, 氫氧化物(2) 金茲堡堿交代階段結(jié)晶作用(稀薄巖漿)Ca-Na 階段斜長(zhǎng)石K階段正長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石Li階段 鋰輝石、綠柱石、黃玉交代作用(氣水熱液):Na階段鈉長(zhǎng)石交代鉀長(zhǎng)石K階段鉀云母交代鋰云母Li階段形成鋰云母、透鋰長(zhǎng)石2、 重結(jié)晶交代成因扎瓦里茨基、烏斯品斯基等認(rèn)為,水在巖漿中的溶解度是有限的,難以形成偉晶巖漿;巖漿期后的氣水熱液可以使母巖礦
38、物重結(jié)晶,或發(fā)生交代作用,形成偉晶巖礦床。重結(jié)晶階段封閉的物化條件,形成的偉晶巖與母巖成分一致簡(jiǎn)單偉晶巖。交代階段開(kāi)放的物化條件,鈉長(zhǎng)石化、鋰云母化等蝕變以及稀有金屬礦化。這種偉晶巖一般與圍巖為過(guò)渡的關(guān)系3、 變質(zhì)交代成因拉姆貝(1956)針對(duì)格陵蘭西部老變質(zhì)巖中的偉晶巖提出來(lái)的。變質(zhì)熱液溶解了變質(zhì)巖中的易活動(dòng)組分,在適宜的裂隙帶充填交代變質(zhì)巖而成偉晶巖。深部超變質(zhì)作用形成一種低熔稀薄流體,上升侵入交代,形成深熔變質(zhì)型偉晶巖,或稱為“再生變質(zhì)偉晶巖”。5、 偉晶巖礦床形成條件1、溫度可以用礦物中流體包裹體測(cè)溫的方法測(cè)定偉晶巖形成的溫度,900 <100。葉爾馬科夫測(cè)得某偉晶巖如下:3、巖
39、漿巖條件巖體規(guī)模大深度不同礦床類型不同母巖決定偉晶巖的基本成分在偉晶巖田范圍內(nèi)影響偉晶巖分布的分帶性。4、地質(zhì)構(gòu)造條件造山帶花崗巖區(qū)域構(gòu)造控制母巖巖基的分布,從而控制偉晶巖田的分布。小構(gòu)造控制偉晶巖體。5、 圍巖條件偉晶巖的圍巖通常是花崗巖和中高級(jí)變質(zhì)巖,沉積巖很少。圍巖成分對(duì)偉晶巖流體的成分有影響,比如:圍巖含硅質(zhì)很低時(shí),流體的硅質(zhì)向圍巖擴(kuò)散,使得偉晶巖成分偏基性去硅偉晶巖。偉晶巖流體同化了富鋁的圍巖,偉晶巖中可以形成富鋁礦物:矽線石、紅柱石、藍(lán)晶石。思考問(wèn)題:1、花崗偉晶巖為什么多分布在變質(zhì)巖區(qū)域?2、花崗偉晶巖成礦流體有幾種成因類型?3、如何理解從巖漿向熱液的過(guò)渡?4、復(fù)雜偉晶巖與簡(jiǎn)單偉
40、晶巖的含義如何?第7章 (1) 氣水熱液礦床概論1、 成礦流體與成礦物質(zhì)來(lái)源(一)成礦流體來(lái)源1、巖漿水巖漿中原始的水和與巖漿成分達(dá)到平衡的從圍巖中汲取的水?;◢弾r含水510,基性巖含水15。極端情況,花崗質(zhì)巖漿可達(dá)25。2、地下水(大氣降水)大氣降水順著巖石中的各種裂隙向下滲透,在深部受熱(熱異常區(qū)),增大從巖石中萃取金屬的能力,成為含礦流體,循環(huán)成礦。3、建造水(封存水)與沉積物同時(shí)保存的盆地水,存在于沉積物顆粒的間隙中(孔隙水)。成巖后可以充填于裂隙中。4、海水海底火山噴氣成礦環(huán)境,海水滲入到巖石中,受到深部巖漿熱的作用,升溫萃取成礦物質(zhì),循環(huán)成礦。5、變質(zhì)水在變質(zhì)作用過(guò)程中,隨著溫壓條
41、件的升高,含水礦物釋放出來(lái)的水,它與變質(zhì)巖的礦物處于化學(xué)平衡狀態(tài)。6、油田水油田水也是一種建造水,由于它產(chǎn)生于富含有機(jī)質(zhì)的環(huán)境,因此水中含有豐富的有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)溶液一般具有溶解成礦物質(zhì)的能力,可以形成含礦流體。(2) 成礦物質(zhì)來(lái)源概略地說(shuō)有5種來(lái)源:上地幔下地殼(硅鎂層來(lái)源)上地殼(硅鋁層來(lái)源)地表(巖石風(fēng)化、海水)宇宙(隕石、宇宙塵)具體到一個(gè)礦床研究要區(qū)分:巖漿來(lái)源巖漿巖來(lái)源(活化)圍巖地層來(lái)源(賦礦層)賦礦層的上下層來(lái)源(通道上的巖石)(3) 判別成礦物質(zhì)來(lái)源的方法1、地球化學(xué)示蹤法有關(guān)地質(zhì)體的含礦性研究地球化學(xué)異常的研究2、年代學(xué)方法3、穩(wěn)定同位素方法4、地質(zhì)方法二、成礦物質(zhì)的運(yùn)移和沉
42、淀方式(一)成礦物質(zhì)的運(yùn)移1、簡(jiǎn)單鹵化物FeCl22、易溶的絡(luò)合物NaAuCl43、膠體溶液許多金屬在膠體中的溶度比其在真溶液中大百萬(wàn)倍。但是高溫下不穩(wěn)定。4、礦物微粒(二)成礦物質(zhì)沉淀1、溫度降低2、壓力降低3、pH值變化4、Eh值變化5、不同性質(zhì)流體混合6、與圍巖反應(yīng)7、流體的沸騰三、氣水熱液礦床成礦方式(一)充填作用(filling)礦液沿化學(xué)性質(zhì)不活潑的圍巖孔隙及裂隙運(yùn)移,因物化條件改變,有用組分沉淀而成礦的方式。礦床特點(diǎn):圍巖:多為Si-Al質(zhì)巖類(火成巖、砂頁(yè)巖、非碳酸鹽質(zhì)變質(zhì)巖等) 礦體:脈狀,網(wǎng)脈狀;礦體邊界一般比較清楚。礦石:致密塊狀,或特有的梳狀、晶族狀、對(duì)稱帶狀構(gòu)造。礦石
43、的成分:不隨圍巖的成分而明顯改變。蝕變:以脈體為中心,發(fā)育對(duì)稱蝕變帶。(2) 交代作用(metasomatic ; replacement)礦液沿化學(xué)性質(zhì)活潑的圍巖孔隙及裂隙運(yùn)移,新礦物置換舊礦物的成礦方式。有擴(kuò)散交代(濃度差)、滲濾交代(壓力差)、選擇交代(巖性差)。礦床特點(diǎn):圍巖:Ca-Mg質(zhì)巖類碳酸鹽類、鈣質(zhì)砂頁(yè)巖、火山碎屑巖等。礦體:一般不規(guī)則狀,邊界一般不清晰或準(zhǔn)清晰,有時(shí)交代礦體也可以具有比較清楚的邊界。圍巖殘余體保留原產(chǎn)狀,與圍巖的產(chǎn)狀一致。礦石:有交代假象礦物,浸染狀,交代殘余結(jié)構(gòu)。蝕變:明顯;一般情況下與礦體與未蝕變巖石都呈過(guò)渡關(guān)系。(3) 交代作用的類型1、擴(kuò)散交代作用流體
44、可以是靜止不動(dòng)的,不同的組分在濃度差的驅(qū)動(dòng)下從高濃度帶向低濃度帶擴(kuò)散,可以形成以原巖巖性界面向兩側(cè)的蝕變礦化分帶。2、滲濾交代作用流體必須是流動(dòng)的,而且必須攜帶形成蝕變巖石和礦石的主要的物質(zhì)組份。流體流動(dòng)輸送物質(zhì),壓力差以及溫度差是其驅(qū)動(dòng)力。滲濾交代也可以形成蝕變礦化分帶現(xiàn)象。3、選擇性交代作用氣水熱液在巖性差異大的互層狀巖石中活動(dòng)時(shí),化學(xué)性質(zhì)活潑的巖石被交代,而不活潑的巖石未被交代的現(xiàn)象。4、 熱液蝕變(圍巖蝕變) (alteration)(一)概念巖石在氣水熱液作用下,發(fā)生一系列舊礦物被更穩(wěn)定的新礦物所代替的交代(置換)作用,稱蝕變作用,蝕變結(jié)果形成蝕變巖。蝕變巖屬于變質(zhì)巖,它是由氣水熱液
45、作用形成的,因此也叫“水熱變質(zhì)巖”,這種作用叫“水熱變質(zhì)作用”。圍巖蝕變引起原巖一系列變化:化學(xué)成分變化、礦物成分變化、結(jié)構(gòu)構(gòu)造變化、以及物理性質(zhì)的變化(顏色、硬度)。(2) 圍巖蝕變的命名蝕變巖的命名:蝕變程度較輕,易辨認(rèn)原巖者稱為:化+原巖名稱;蝕變程度很強(qiáng),原巖不易辨認(rèn)者稱為:蝕變礦物(組合)+巖“。1、以生成礦物命名(金云母化、螢石化、鉀長(zhǎng)石化等);2、以注入元素命名(鉀化、硅化等);3、以典型蝕變礦物組合命名(矽卡巖化、青磐巖化、黃鐵絹英巖化等);4、以顏色命名(紅化、淺色蝕變、深色蝕變等)。(三)圍巖蝕變研究意義1、蝕變礦物組合是熱液作用溫度的標(biāo)志。高溫蝕變:矽卡巖化、云英巖化、鉀
46、長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、電氣石化、磁鐵礦化、電氣石化等;中溫蝕變:透閃石化、陽(yáng)起石化、絹云母化、絹英巖化、綠泥石化、硅化(石英化)、碳酸鹽化等;低溫蝕變:泥化(粘土化)、明礬石化、蛋白石化等。有些礦物形成的溫度范圍很寬,這樣的礦物不具有單獨(dú)指示溫度的作用。如硅化。2、研究蝕變作用是礦床學(xué)的重要任務(wù)之一,它可以提供成礦過(guò)程、成礦條件的信息,為礦床成因研究提供支持;3、蝕變帶是重要的找礦標(biāo)志;4、有些蝕變巖本身構(gòu)成了非常規(guī)礦產(chǎn)。(四)幾種常見(jiàn)蝕變(1)矽卡巖化:碳酸鹽巖及基性火山巖受高溫氣液作用所發(fā)生的蝕變,多發(fā)生于中酸性侵入巖與碳酸鹽巖接觸帶。石榴石、透輝石、金云母、符山石、方柱石、橄欖石、透閃石、陽(yáng)
47、起石等為標(biāo)志礦物。為高溫蝕變類型??煞殖鲡}夕卡巖、鎂矽卡巖、錳矽卡巖。 (2)鉀長(zhǎng)石化:巖石受高溫氣液作用,斜長(zhǎng)石變成鉀長(zhǎng)石的一類蝕變,簡(jiǎn)稱鉀化。早期為高溫,蝕變晚期的冰長(zhǎng)石為中一低溫。 NaAlSi3O8+K+KAlSi3O8+Na+ 該反應(yīng)發(fā)生在氣液酸性增強(qiáng)的過(guò)程。(3)青盤(pán)巖化原巖為中基性中酸性火山巖,經(jīng)受了中溫?zé)嵋鹤饔?,形成以綠泥石、綠簾石、低溫鈉長(zhǎng)石、碳酸鹽等礦物組合為特征的灰綠色蝕變巖。(4)黃鐵絹英巖化硅鋁質(zhì)巖石(砂頁(yè)巖、中酸性巖漿巖)經(jīng)受中溫?zé)嵋何g變作用,形成以絹云母、石英為基本組合,并有較多的黃鐵礦的蝕變巖石。熱液金礦、銅礦常見(jiàn)的蝕變作用5、 控礦構(gòu)造 1、導(dǎo)礦構(gòu)造一般為礦田
48、邊界的區(qū)域性深大斷裂帶,是含礦巖漿和礦液上升的通道。 2、配礦構(gòu)造成礦流體由導(dǎo)礦構(gòu)造進(jìn)入的次級(jí)斷裂,一般于礦田中部。3、容礦構(gòu)造配礦構(gòu)造兩側(cè)的次級(jí)構(gòu)造空間,即容納礦體的構(gòu)造。主要為小型斷裂、破碎帶、層間剝離等。導(dǎo)礦構(gòu)造與配礦構(gòu)造可統(tǒng)稱為運(yùn)礦構(gòu)造。導(dǎo)礦構(gòu)造一般不容礦,配礦構(gòu)造在成礦晚期可有礦體充填就位6、 礦化分帶1、分帶的規(guī)模礦化蝕變產(chǎn)物在空間上表現(xiàn)出的有序分布。區(qū)域分帶環(huán)太平洋成礦帶(礦種)礦田分帶礦床類型分帶礦床分帶不同礦體的規(guī)律性分布礦體分帶不同礦石或元素表現(xiàn)出來(lái)2、分帶形式水平分帶垂直分帶正向分帶逆向分帶3、分帶理論地?zé)岱謳怀傻V階段,取決于環(huán)境的溫度梯度。沉淀分帶同一成礦階段,取決
49、于運(yùn)礦絡(luò)合物的穩(wěn)定性。脈動(dòng)分帶礦液不連續(xù)地多次活動(dòng),受破裂構(gòu)造控制,受空間限制。7、 熱液礦床分類1、物理化學(xué)條件分類:(林格倫,瑞奇)深成高溫礦床(Hypothermal)300>600中溫礦床(Mesothermal)200350低溫礦床(Epithermal)50200遠(yuǎn)溫礦床(Telethermal)50150淺成高溫礦床(Xenothermal)3005002、成礦環(huán)境分類侵入接觸帶環(huán)境中的礦床中酸性侵入巖與活潑巖石接觸帶礦床中酸性侵入巖與不活潑巖石接觸帶礦床(非SK礦床)與侵入巖接觸帶無(wú)關(guān)的礦床火山次火山熱液礦床3、流體成因類型巖漿熱液礦床地下水熱液礦床變質(zhì)熱液礦床建造水熱液
50、礦床4、含礦巖石建造分類碳酸鹽巖中的熱液礦床砂頁(yè)巖中的熱液礦床火山巖中的熱液礦床變質(zhì)巖中的熱液礦床黑色巖系中的熱液礦床紅色巖系中的熱液礦床濁積巖中的熱液礦床5、元素組合或礦物組合分類Fe-CuW-Sn-Mo-BiNb-TaCu-Pb-ZnAu-AgHg-Sb 6、 其他分類 斑巖型Cu、Mo、Au、PbZn黑礦型石英脈型W、Au蝕變巖型Au矽卡巖型鈉長(zhǎng)巖型MVT型SEDEX型卡林型Au礦第7章 接觸交代礦床1、 概念及特點(diǎn)1、概念中基一中酸性為主的侵入巖漿巖與碳酸鹽類等鈣鎂質(zhì)巖石接觸,含礦氣液于接觸帶對(duì)巖石交代 (氣液向兩側(cè)滲濾一擴(kuò)散交代)而形成的含有典型矽卡巖礦物組合的礦床。包括Ca-SK和
51、Mg-SK礦床。還有錳矽卡巖。接觸交代礦床是氣水熱液礦床(簡(jiǎn)稱熱液礦床)的一種特例,形成于特定的環(huán)境,有特征的蝕變巖石、礦石特征。2、 特點(diǎn) (1)產(chǎn)出巖石環(huán)境:中一酸性侵入巖漿侵入碳酸鹽巖,或基性火山巖的接觸帶及其附近。 (2)礦體:內(nèi)接觸帶及正接觸帶多呈不規(guī)則狀,而外接觸帶礦體多呈似層狀。礦體邊界有漸變也有突變。 (3)礦石:Fe-氧化物、Fe-Cu硫化物、Fe-碳酸鹽以及特征的矽卡巖礦物組合(石榴石、透輝石、符山石、硅灰石、金云母、方柱石等),含有大量的綠泥石、綠簾石和角閃石類含水硅酸鹽礦物。 (4)蝕變: 圍巖蝕變強(qiáng)烈矽卡巖化及其退蝕變;但是有時(shí)礦體超覆矽卡巖蝕變帶,造成礦體與未蝕變的圍巖直接接觸。(5)礦化蝕變具有多階段性。(6)經(jīng)常有礦化蝕變分帶現(xiàn)象。(7)礦體中可以保留被交代原
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