蝕變礦物微區(qū)測試方法

蝕變礦物微區(qū)測試方法第一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二提綱熱液蝕變礦物的主要類型和演化序列熱液蝕變礦物和蝕變帶的識別幾種主要的微區(qū)測試方法蝕變礦物形成和穩(wěn)定條件第二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二一、熱液蝕變礦物的主要類型和演化序列第三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二熱液蝕變是熱液成礦系統(tǒng)中的重要組成部分。按照Bates&Jackson(1980)的定義：由各種物理和化學(xué)作用特別是熱液作用所導(dǎo)致的巖石礦物成分的變化都是蝕變。通常所說的蝕變單指脈石礦物，但按此定義，蝕變也應(yīng)包括巖石中由變化而來的礦石礦物。蝕變是巖石中一種礦物變化為另一種或多種礦物的過程，因此，熱液以較大規(guī)模灌入到巖石的斷裂中沉淀的礦物不屬于蝕變礦物。1、如何界定熱液蝕變礦物？第四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二熱液蝕變是對含礦圍巖而言的，圍巖巖性不同，成礦流體不同都可能形成不同的蝕變礦物。含礦圍巖一般有4種類型：長英質(zhì)巖、鐵鎂質(zhì)巖、粘土質(zhì)巖、碳酸鹽巖。成礦流體有多種類型，主要的有地幔流體、巖漿熱液、變質(zhì)熱液、大氣降水等，從本質(zhì)上看，它們除了在CO2、CH4等組分和氫氧氦氬等同位素有一定差別外，主要表現(xiàn)在溫度的不同而有高溫（550-350℃）、中溫（350-200℃）和低溫（＜200℃）之分。2、影響熱液蝕變的因素第五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二長英質(zhì)巖的蝕變礦物：主要有鉀長石、黑云母、白（絹)云母、石英、黃鐵礦等。次要的有赤鐵礦、金紅石、鈉長石、綠簾石、綠泥石、白云石、方解石等3、主要的熱液蝕變礦物第六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二鐵鎂質(zhì)巖的蝕變礦物：主要有蛇紋石、滑石等。次要的有鎂綠泥石、鉻云母、透閃石、磁鐵礦、赤鐵礦、金紅石、綠簾石、白云石、鎂方解石等3、主要的熱液蝕變礦物第七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二黏土質(zhì)巖的蝕變礦物：主要有高嶺石、地開石、伊利石、葉蠟石、明礬石、絹云母、綠泥石等。高溫蝕變時(shí)可形成鉀長石、黑云母。3、主要的熱液蝕變礦物第八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二碳酸鹽巖的蝕變礦物：主要有鈣鐵榴石、透輝石、透閃石、陽起石、磁鐵礦、黃鐵礦等。次要的有綠泥石、赤鐵礦等。3、主要的熱液蝕變礦物第九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二(A)PotassicK-feldspar(Kfs)alterationaroundmineralizedquartzveinsinBethsaidagranodiorite.ValleyCudeposit,HighlandValleydistrict,BritishColumbia.(B)PotassicalterationofgranodioriteporphyryconsistingofpervasivepinkK-feldsparandpatchesoffine-grainedhydrothermalbiotite(Bt)associatedwithquartz-molybdeniteveinlets.RedMountainModeposit,YukonTerritory.第十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二Quartz-pyrite-chalcopyriteveinstockworksinfeldsparporphyryheavilyoverprintedbysericitic(phyllic)alteration.Belldeposit,Babinedistrict,BritishColumbia第十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二Advancedargillicalteration.Chinkuashih,Taiwan第十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二蝕變礦物主要有4種類型：硅酸鹽類、氧化物類、碳酸鹽巖。次為硫酸鹽、鹵化物、硫化物等蝕變礦物的系統(tǒng)發(fā)生史從早到晚大體遵循以下規(guī)律：硅酸鹽類→氧化物類→硫化物→碳酸鹽、硫酸鹽、鹵化物。同類礦物從早到晚：島狀→單鏈狀→雙鏈狀→層狀4、熱液蝕變礦物演化序列第十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二二、熱液蝕變礦物和蝕變帶的識別第十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二宏觀觀察：巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組合、礦物特征。光學(xué)及電鏡觀察：礦物結(jié)構(gòu)分析（環(huán)邊、港灣、篩網(wǎng)、蟹腳、非三角等結(jié)構(gòu)）；礦物組合、礦物種、礦物粒度統(tǒng)計(jì)等。X射線衍射分析：識別長石有序度、黏土礦物及其結(jié)晶度與多型。熱釋光和陰極發(fā)光分析：識別不同成因透明礦物。PIMA及磁化率分析：識別含水礦物和磁性礦物。1、識別熱液蝕變礦物的主要方法第十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二宏觀觀察：高嶺石交代鉀長石卡式雙晶并保留了雙晶的假象。第十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二第十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二電鏡觀察：羥磷灰石交代文石（a）和方解石（b)呈環(huán)邊結(jié)構(gòu)。第十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二電鏡觀察：水白榴石交代白榴石呈環(huán)邊結(jié)構(gòu)。第十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二電鏡觀察：蛇紋石交代橄欖石呈篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)。第二十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二電鏡觀察：KCL交代KBr呈骨架結(jié)構(gòu)。第二十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二劃分依據(jù)：顏色、蝕變礦物含量和組合劃分方法——蝕變帶礦物學(xué)填圖：宏微觀觀察——蝕變礦物種和蝕變礦物組合填圖、貫通性礦物粒度填圖、近紅外光譜礦物填圖、蝕變巖磁化率填圖。蝕變帶的水平和垂直變化研究。2、熱液蝕變帶的劃分第二十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二金青頂金礦蝕變分帶熱液蝕變類型主要有微斜長石化、絹云母化、絹英巖化、黃鐵絹英巖化、硅化（微晶石英化）等。次要的有赤鐵礦化、金紅石化、鈉長石化、白云母化、綠簾石化、綠泥石化、鉻絹云母化、鐵白云石化、方解石化等。從遠(yuǎn)礦到近礦依次出現(xiàn)紅化帶、黃化帶及（白化帶）。深部各類蝕變帶較寬（強(qiáng)紅化帶可達(dá)10-20m），淺部較窄（強(qiáng)紅化帶小于5m）。第二十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二三、幾種主要的微區(qū)測試方法第二十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二宏觀特征：土狀或致密塊狀，通?？床怀龅V物顆粒，白色、淡黃色，硬度小于小刀，猶如軟玉。光學(xué)及電鏡觀察：光學(xué)顯微鏡下呈鱗片狀，單片光下無色、正交光下二級黃、紅干涉色。不能區(qū)分礦物種。掃描電鏡下可用能譜半定量分析成分，確定部分黏土礦物種。X射線衍射分析：識別黏土礦物種及其結(jié)晶度與多型。PIMA分析：識別黏土礦物及其相對含量。黏土礦物微區(qū)及微量測試方法第二十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二宏觀特征：土狀或致密塊狀，通常看不出礦物顆粒，白色、淡黃色，硬度小于小刀，猶如軟玉。光學(xué)及電鏡觀察：光學(xué)顯微鏡下呈鱗片狀，單片光下無色、正交光下二級黃、紅干涉色。不能區(qū)分礦物種。掃描電鏡下可用能譜半定量分析成分，確定部分黏土礦物種。X射線衍射分析：識別黏土礦物種及其結(jié)晶度與多型。PIMA分析：識別黏土礦物及其相對含量。長石族礦物微區(qū)及微量測試方法第二十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二四、蝕變礦物形成和穩(wěn)定條件（主要據(jù)RichardE.Beane,1994相圖分析）第二十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二依據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)筑定量礦物穩(wěn)定相圖需掌握溫度、壓力和成分等幾種Gibbsian參數(shù)。由于蝕變系統(tǒng)一般發(fā)生在相對較小的垂直空間中，壓力變化不大；同時(shí)熱液在短程巖石中遷移的溫度梯度也較穩(wěn)定，且測溫一般在勘察工作較晚期才進(jìn)行，而化學(xué)和礦物成分更易于獲得。因此，主要使用化學(xué)和礦物成分參數(shù)構(gòu)筑相圖。這里的化學(xué)成分與相率中的組分并不一定完全一致，應(yīng)是描述礦物成分并方便表達(dá)蝕變作用的化學(xué)種態(tài)。蝕變礦物相圖第二十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二蝕變成因的硅酸鹽、氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽礦物都可以氧化物組分表達(dá)：

KAl3Si3O10(OH)2=0.5K2O+1.5Al2O3+3SiO2+H2O蝕變成因的硫化物和碲化物礦物，可用H2S或H2Te表達(dá)：

FeS=FeO+H2S-H2O含變價(jià)元素的礦物，用氧化物或硫化物或加O2表示其氧化態(tài)：Fe3O4=FeO+Fe2O3或Fe3O4=3FeO+0.5O2在水溶液中，將H+作為其組分之一：K+=0.5（K2O-H2O）+H+圖1A、B就是用氧化物表示的礦物相圖。蝕變礦物相圖第二十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二適用于長英質(zhì)和黏土質(zhì)圍巖的熱液礦物相圖礦物化學(xué)式

n(K2O)n(Al2O3)n(SiO2)nK/nAlnSi/nAl石英SiO20010∞一水硬鋁石AlOOH00.5000高嶺石Al2Si2O5(OH)401201葉蠟石Al2Si4O10(OH)201402鉀長石KAlSi3O80.50.5313白云母KAl3Si3O10(OH)20.51.530.331表1，K2O-Al2O3-SiO2-H2O體系常見蝕變礦物圖1，K2O-Al2O3-SiO2-H2O體系礦物相圖（飽和蒸汽壓，A、B、C為300℃；C、D圖中Al作為惰性組分存在于固相中）.第三十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二常見熱液礦物相圖圖1，K2O-Al2O3-SiO2-H2O體系礦物相圖（飽和蒸汽壓，A、B、C為300℃；C、D圖中Al作為惰性組分存在于固相中）.從圖1A可知常見蝕變礦物在該條件下的共生關(guān)系。例如，高嶺石和石英不能共生，因?yàn)閮烧咴?00℃時(shí)能發(fā)生反應(yīng)而形成葉蠟石，但在250℃時(shí)，兩者不發(fā)生反應(yīng)，所以此條件下的相圖中則不應(yīng)有葉蠟石的成分點(diǎn)。因此，石英是否與高嶺石共生，是否出現(xiàn)葉蠟石，可確定溫度是否在300℃以上。第三十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二在定量評價(jià)巖石蝕變前后的化學(xué)變化時(shí)，必須考慮被蝕變巖石的體積。例如，由鉀長石和石英組成的巖石蝕變后，若所有K2O被淋濾，所有Al2O3和SiO2被保留，形成高嶺石和石英的蝕變巖組合，那么，在原有體積中的質(zhì)量必然有所減小。

第三十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二大量研究表明，除了在極端酸性條件外，鋁在蝕變過程中都是呈現(xiàn)惰性的，即Al2O3的組分摩爾數(shù)不變（Thompson，1955）。因此，蝕變巖中其他組分的變化，可參照Al2O3進(jìn)行定量評價(jià)。這樣，用表1數(shù)據(jù)構(gòu)筑的圖1A的三角圖可表示為圖1B的直角坐標(biāo)圖。從圖中可非常直觀地看出不同蝕變礦物代表的組分特征。第三十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期二圖1，K2O-Al2O3-SiO2-H2O體系礦物相圖（飽和蒸汽壓，A、B、C為300℃；C、D圖中Al作為惰性組分存在于固相中）.圖1C中，石英的飽和線既不穿過高嶺石區(qū)，也不穿過一水硬鋁石區(qū)。這意味著石英不能與這兩種礦物共生。這種情況在圖1A和1B中也有反映。石英的飽和線穿過葉蠟石區(qū)、白云母區(qū)和鉀長石區(qū)，故石英可與這三種礦物共生。如果石英在體系中超過變化狀態(tài)，a(