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【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用2024/4/2【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用2024/4/1【采1形成礦物的地質(zhì)作用內(nèi)生作用巖漿作用偉晶作用接觸交代熱液作用火山作用風(fēng)化作用沉積作用接觸變質(zhì)區(qū)域變質(zhì)機(jī)械沉積化學(xué)沉積膠體沉積生物沉積外生作用變質(zhì)作用【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用形成礦物的地質(zhì)作用內(nèi)生作用巖漿作用偉晶作用接觸交代熱液作用火2

1.內(nèi)生作用其能源來自地球內(nèi)部，主要是指與巖漿活動有關(guān)的作用。巖漿是處在地殼深處的高溫高壓下的富含揮發(fā)分的硅酸鹽熔融體。

巖漿的成分：地殼中的前八種元素占90%，揮發(fā)分占8－9%(H2O、CO2、H2S、Cl、F),另外，含有Cu、Pb、Zn、Cr、Ti、Ag、Hg、Sb等元素，可形成礦床。巖漿溫度在1000℃以上，壓力在5000－20000個大氣壓，可以流動。巖漿具有巨大的地質(zhì)作用力，其作用時間長、復(fù)雜、從地殼深處往壓力減小的方向活動過程中，有多個階段?！静傻V課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用1.內(nèi)生作用【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)3干固相線干固相線干固相線TTT地溫線地溫線地溫線濕固相線PPP1280℃1280℃1450℃（a）(b)(c)上地幔發(fā)生部分熔融的方式（據(jù)MenziesandChazot，1995）(a)流體和揮發(fā)份的加入導(dǎo)致固相線降低；(b)地幔溫度的上升；(c)地幔物質(zhì)絕熱減壓上升部分熔融發(fā)生的條件：【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用干固相線干固相線干固相線TTT地溫線地溫線地溫線濕固相線PP4洋中脊－減壓【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用洋中脊－減壓【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用5島弧－加入流體【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用島?。尤肓黧w【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用6熱點(diǎn)－加熱【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用熱點(diǎn)－加熱【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用7

巖漿作用形成的礦物特點(diǎn)

在巖漿作用中，形成的主要礦物及其晶出的順序依次為：Mg,Fe硅酸鹽－橄欖石、輝石、角閃石、黑云母；K,Na,Ca硅酸鹽－斜長石、正長石、微斜長石以及石英等造巖礦物。從而在巖漿作用過程中形成不同的礦物組合，構(gòu)成不同的巖石類型。巖漿作用可以形成重要的礦床，如超基性巖主要形成鉻、鉑或金剛石礦床；基性巖主要形成銅鎳硫化物礦床。

【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用巖漿作用形成的礦物特點(diǎn)在巖漿作用中，形成的主要礦物及其8

偉晶作用形成的礦物特點(diǎn)

以礦物晶體粗大為特征，形成溫度400－700℃，形成深度約3－8km。一般分為巖漿偉晶作用和變質(zhì)偉晶作用幾乎所有的侵入巖都有自己相應(yīng)的偉晶巖，如花崗偉晶巖、堿性偉晶巖、基性超基性偉晶巖等。其中分布最廣、最有工業(yè)價值的是花崗偉晶巖，其次是堿性偉晶巖。

偉晶巖中揮發(fā)份大量聚集，富含堿質(zhì)和稀有、放射性元素（Nb,Ta,TR,U,Sn,Li,Rb,Cs等）。

主要礦物有長石、石英、云母、鋰輝石、鋯石、鈮鉭鐵礦、褐釔鈮礦、磷鈰鑭礦等。

偉晶巖還可形成許多寶石礦物，如綠柱石、電氣石、黃玉、水晶等。

【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用偉晶作用形成的礦物特點(diǎn)以礦物晶體粗大為特征，形成9鎂矽卡巖

圍巖是白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r。

主要礦物

鎂橄欖石、尖晶石、透輝石、鎂鋁石榴子石、磁鐵礦等。

接觸交代作用形成的礦物特點(diǎn)

鈣矽卡巖

圍巖以石灰?guī)r為主。

主要礦物

鈣鋁石榴子石、鈣鐵石榴子石、透輝石、鈣鐵輝石、硅灰石、方柱石、符山石等。

發(fā)生在中酸性巖漿侵入體同碳酸鹽類的接觸帶，所形成的巖石稱為矽卡巖。后期有熱液礦化交代作用，形成Fe,Cu,W,Mo,B和多金屬等礦床。矽卡巖是在600－400

C左右形成的。金屬礦物在450－200

C形成，深度一般在1-4.5km?！静傻V課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用鎂矽卡巖圍巖是白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r。接觸交代作用10高溫?zé)嵋?/p>

形成溫度約在500－300℃之間W-Sn-Mo-Bi-Be-Fe的礦物組合及相應(yīng)的礦床

金屬礦物

黑鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦、磁黃鐵礦、毒砂非金屬礦物石英、云母、黃玉、電氣石、綠柱石

中溫?zé)嵋?/p>

形成溫度在300－200℃之間Cu-Pb-Zn的礦物組合和相應(yīng)的礦床

金屬礦物黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、自然金等

非金屬礦物石英、方解石、白云石、菱鎂礦、重晶石等

低溫?zé)嵋?/p>

形成于200－50℃之間As-Sb-Hg-Ag的礦物組合及相應(yīng)的礦床

金屬礦物雄黃、雌黃、輝銻礦、辰砂、自然銀等

非金屬礦物石英、方解石、蛋白石、重晶石等

熱液作用形成的礦物特點(diǎn)

巖漿期后熱液／變質(zhì)熱液／地下水熱液【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用高溫?zé)嵋盒纬蓽囟燃s在500－300℃之間中溫?zé)嵋盒纬?1造巖礦物與巖漿巖類似，區(qū)別在于出現(xiàn)高溫相礦物，如透長石、高溫石英等。礦物除形成斑晶外，均成隱晶質(zhì)。巖石具有氣孔、流紋構(gòu)造。火山熱液充填于火山巖氣孔或交代火山巖，氣孔中由于充填物而成杏仁體構(gòu)造。主要礦物有沸石、蛋白石、方解石、自然銅等。由火山噴氣凝華的產(chǎn)物有自然硫、雄黃、雌黃、硫化物和石鹽等?；鹕阶饔眯纬傻V物的特點(diǎn)火山作用中礦物自巖漿熔體或火山噴氣中迅速結(jié)晶，或由火山熱液充填、交代火山巖而形成。在地表，巖漿在常壓、高溫下迅速結(jié)晶，形成與巖漿成分相對應(yīng)的各種噴出巖。自然硫【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用造巖礦物與巖漿巖類似，區(qū)別在于出現(xiàn)高溫相礦物，如透長石、高溫12【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用13

風(fēng)化作用條件下形成礦物的特征包括物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用過程。原生礦物經(jīng)風(fēng)化后發(fā)生分解和破壞，形成在新的條件下穩(wěn)定的礦物和巖石。不同礦物抗風(fēng)化的能力是不同的：硫化物、碳酸鹽最易風(fēng)化，硅酸鹽、氧化物較穩(wěn)定；自然元素最穩(wěn)定。在風(fēng)化作用下，易溶解礦物的部分組分如K,Na,Ca等形成真溶液，被地表水帶走，留下殘余空洞；部分難溶組分如Si,Al,Fe,Mn等則殘留在地表，生成氧化物、氫氧化物，如褐鐵礦、硬錳礦、錳土（在較大面積上分布時，則稱“帽”，如“鐵帽”，“錳帽”等），鋁土礦、高嶺石等次生礦物。【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用風(fēng)化作用條件下形成礦物的特征包括物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化14金屬硫化物礦床易遭受風(fēng)化，在良好的風(fēng)化作用條件下，可以呈現(xiàn)垂直分帶，即從地表向地下深部分為氧化帶、次生硫化物富集帶和原生硫化物帶。它們的發(fā)育程度與地下水有關(guān)，其特點(diǎn)為：次生富集帶

分布地下水流動帶。從氧化帶淋濾出來的某些金屬硫酸鹽溶液滲透到潛水面以下，在還原條件下，與原生硫化物或與化學(xué)性質(zhì)活潑的圍巖（如石灰?guī)r）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成次生硫化物，從而增加了原生礦石中某些金屬的含量，使有用金屬富集，故稱之為次生富集帶。原生帶

分布在大致相當(dāng)于滯留水帶。原生硫化物沒有遭受風(fēng)化。

氧化帶

分布在地表至潛水面之間，大致相當(dāng)于地下水滲透帶。該部位水解作用和氧化作用非常強(qiáng)烈，硫化物在氧化過程中大部分金屬形成可溶性鹽類而被淋濾；一些鐵和錳的硫化物很容易被氧化，形成氧化物和氫氧化物，構(gòu)成鐵（錳）帽?！静傻V課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用金屬硫化物礦床易遭受風(fēng)化，在良好的風(fēng)化作用條件下，可以呈現(xiàn)垂15機(jī)械沉積：當(dāng)風(fēng)化產(chǎn)物被水流沖刷和再沉積時，物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的礦物，就形成機(jī)械沉積。如長石、石英砂及少量的重礦物，構(gòu)成砂巖等沉積巖。比重較大的有工業(yè)意義的重砂礦物，在河谷或其它有利地段集中堆積，形成漂砂礦床。Au，Pt化學(xué)沉積：由溶液直接結(jié)晶。多在干旱炎熱氣候條件下，在干涸的內(nèi)陸湖泊、半封閉的瀉湖及海灣中，各種鹽類溶液因過飽和而結(jié)晶。如在鹽湖中，結(jié)晶的礦物有石膏、硬石膏、石鹽、鉀鹽、光鹵石等。膠體沉淀：膠體溶液被帶入湖、海盆內(nèi)，受到電介質(zhì)的作用發(fā)生凝聚而沉淀，形成Fe,Mn,Al,Si的氧化物和氫氧化物，如赤鐵礦、鋁土礦、軟錳礦、硬錳礦等。膠休礦物常形成致密塊狀、鮞狀、豆?fàn)?、腎狀等形態(tài)。生物沉積：生物有機(jī)體沉積而成。常由生物的骨骼和遺骸堆積而成。如石灰?guī)r、硅藻土、磷塊巖、煤、油頁巖、石油等。

沉積作用條件下形成礦物的特征【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用機(jī)械沉積：當(dāng)風(fēng)化產(chǎn)物被水流沖刷和再沉積時，物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定16接觸熱變質(zhì)作用條件下形成礦物的特點(diǎn)由于巖漿侵入使圍巖受到熱的影響而引起的變質(zhì)作用。引起圍巖的重結(jié)晶，也可形成新的礦物。由于圍巖的化學(xué)成分及變質(zhì)條件的不同，將產(chǎn)生不同的變質(zhì)礦物。以泥質(zhì)巖為例，泥質(zhì)巖在熱變質(zhì)熱變質(zhì)條件下形成各種角巖：

低級變質(zhì)（溫度不高）時生成斑點(diǎn)狀紅柱石；

中級變質(zhì)時（溫度中等），主要生成堇青石、石榴子石、白云母；

高級變質(zhì)（高溫）下，生成矽線石、正長石、剛玉、石墨等。接觸熱變質(zhì)【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用接觸熱變質(zhì)作用條件下形成礦物的特點(diǎn)由于巖漿侵入使圍巖受到熱17

與原巖的成分和變質(zhì)程度密切相關(guān)；

向生成不含OH的方向發(fā)展；

向體積小、比重大的礦物轉(zhuǎn)化；

定向壓力下，柱狀和片狀礦物呈定向排列，使巖石具有片理和片麻理構(gòu)造。

區(qū)域變質(zhì)作用條件下形成礦物的特征特點(diǎn)

伴隨區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動而發(fā)生的大面積的變質(zhì)作用。引起巖石（或礦床）發(fā)生變化的直接因素是高溫、高壓和以H2O、CO2為主要活動性組分的流體，使原巖礦物重結(jié)晶，并常常伴有一定程度的交代作用，結(jié)果形成新的礦物組合。

分類

低級區(qū)域變質(zhì)作用：一般為白云母、綠簾石、陽起石、蛇紋石、滑石、綠泥石和黑云母等含OH的硅酸鹽；中級區(qū)域變質(zhì)作用：有角閃石、斜長石、石英、石榴子石、透輝石、綠簾石、云母等；高級區(qū)域變質(zhì)作用：生成不含OH、在高溫高壓下穩(wěn)定的礦物，如正長石、斜長石、堇青石、矽線石、輝石、橄欖石、剛玉和尖晶石等?！静傻V課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用與原巖的成分和變質(zhì)程度密切相關(guān)；區(qū)域變質(zhì)作用條件下形18二、礦物的標(biāo)型特征

同一礦物的成分、形態(tài)、物性、結(jié)構(gòu)等方面常因生成條件不同而異，此種能反應(yīng)生成條件的特征稱為礦物的標(biāo)型特征。

礦物的標(biāo)型特征有：形態(tài)標(biāo)型—形狀、習(xí)性、大小、雙晶集合體形態(tài)成分標(biāo)型—微量元素、類質(zhì)同象、含水狀況。物性標(biāo)型—顏色、條痕、光澤、硬度等結(jié)構(gòu)標(biāo)型—多型、有序度、陽離子配位數(shù)、晶胞體積等。同位素標(biāo)型—O、S、C、Pb等同位素?！静傻V課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用二、礦物的標(biāo)型特征【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用19錫石的形態(tài)標(biāo)型【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用錫石的形態(tài)標(biāo)型【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用20標(biāo)型礦物—只限于某種特定的成巖、成礦作用中才能形成的礦物，亦即單成因礦物。如：

只產(chǎn)于堿性火山巖和次火山巖中的白榴石只生成在低溫?zé)嵋旱V床中的辰砂、輝銻礦只產(chǎn)于變質(zhì)巖中的十字石，標(biāo)志中級變質(zhì)作用環(huán)境藍(lán)閃石是低溫高壓變質(zhì)帶產(chǎn)物的特征柯石英超高壓變質(zhì)（>2.8GPa)的產(chǎn)物

標(biāo)型礦物可以表征特定的地質(zhì)作用條件。因此，標(biāo)型礦物本身就是成因上的標(biāo)志。

【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用標(biāo)型礦物【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用21

三、礦物中的包裹體礦物在生長過程中所捕獲的被包裹在晶體內(nèi)的外來物質(zhì)，稱為包裹體。礦物中的包裹體，其大小、形狀不一；呈固、液和氣態(tài)的都有。1.包裹體的分類（1）成因分類

原生包裹體：這種包裹體是與主礦物在同一個成礦溶液中同時形成的，它是被保存在主礦物中的、形成主礦物時溶液的珍貴樣品。測定這種樣品的均化溫度、壓力、含鹽度、成分、Ph值Eh值等，就可確定主礦物的形成條件。包裹體由不均勻狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫瘯r的狀態(tài)可指示地質(zhì)作用的類型，對包裹體進(jìn)行加溫時，若包裹體全部轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w時，表明礦物是由熱液作用形成的；包裹體全部轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w時，表明礦物是在汽化作用下形成的；當(dāng)包裹體全部轉(zhuǎn)變?yōu)槿垠w時，礦物則是在巖漿作用時形成的。【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用三、礦物中的包裹體【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作22

次生包裹體：是在礦物形成后，后期氣液沿礦物的裂隙、解理等進(jìn)入礦物，引起礦物局部溶解和重結(jié)晶過程中被捕獲而形成的包裹體。它對研究成礦期后熱液活動性質(zhì)具有意義。

假次生包裹體：是主礦物在結(jié)晶過程中，由于應(yīng)力和構(gòu)造的作用，是晶體部分發(fā)生破碎和裂開，是礦液進(jìn)入裂隙中，發(fā)生重結(jié)晶而形成的包裹體?！静傻V課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用次生包裹體：【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用23（2）物理狀態(tài)分類：1）固態(tài)包裹體：主要由玻璃和氣孔組成。氣孔是巖漿冷凝成玻璃時收縮而成的。2）氣體包裹體：主要有氣體和液體組成，氣體的體積超過50%。它是礦物在結(jié)晶過程中捕獲的單一相冷卻收縮的結(jié)果，氣液比越大反映形成的溫度越高。3）液體包裹體：指氣液比小于50%的氣液包裹體。反映形成溫度低于氣體包裹體。4）多相包裹體：即包裹體中包含三相，主要出現(xiàn)于變質(zhì)巖、花崗巖、沉積巖的礦物中?！静傻V課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用（2）物理狀態(tài)分類：【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用24包裹體測溫【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用包裹體測溫【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用25

四、礦物的生成順序和世代礦物的生成可以是同時，也可以是有先有后，按礦物生成的先后就有了礦物的生成順序。確定礦物生成順序的標(biāo)志：同種礦物的生成也有先后，前后所生成的同種礦物屬于兩個世代。不同世代的同種礦物，由于其生成條件不同，因而在礦物的類質(zhì)同象、微量元素、顏色、包裹體等方面都有明顯的差異。【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用四、礦物的生成順序和世代同種礦物的生成也26

五、礦物的組合、共生和伴生

共生組合

同一成因、同一成礦期（或成礦階段）的礦物組合。伴生組合

不同成因或成礦期（或成礦階段）的礦物組合。

礦物組合

不管生成時間先后，只要在空間上共同存在的不同礦物就稱為一個礦物組合?！静傻V課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用五、礦物的組合、共生和伴生共生組合同一成因、同一成礦27我國南嶺地區(qū)某礦床礦物生成順序表【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用我國南嶺地區(qū)某礦床礦物生成順序表【采礦課件】chap4形成礦28

六、礦物的變化礦物形成后，在后繼的地質(zhì)作用過程中，當(dāng)物理化學(xué)條件的變化超出該礦物的穩(wěn)定范圍時，礦物就會發(fā)生某種變化。礦物最常見的變化現(xiàn)象有：1、礦物成分和結(jié)構(gòu)的變化礦物形成之后，在后續(xù)的地質(zhì)作用過程中，由于物理化學(xué)條件的改變，使礦物的成分和結(jié)構(gòu)變化而形成新的礦物。例如，在風(fēng)化作用中，鉀長石變?yōu)楦邘X石：4K[AlSi3O8]+4H2O+2CO2

Al4[Si4O10](OH)8+8SiO2+2K2CO3

【采礦課件】chap4形成礦物的地質(zhì)作用六、礦物的變化1、礦物成分和結(jié)構(gòu)的變化礦物形成之后，在后29

2、溶蝕礦物生成之后，受后繼溶液的作用可發(fā)生部分溶解或全部溶解的現(xiàn)象，稱為溶蝕。部分溶蝕的結(jié)果常常在晶面上留下溶蝕的跡象—蝕象，以致晶面變粗糙，光澤降低，角頂或晶棱變圓滑。溶蝕的礦物，當(dāng)條件適宜時，又可重新生長并恢復(fù)原來的形狀，這種作用稱為再生?！静傻V