长江大学矿床学罗顺社考试复习要点Word格式.docx
《长江大学矿床学罗顺社考试复习要点Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《长江大学矿床学罗顺社考试复习要点Word格式.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
1.矿体的空间位置：
走向、倾向和倾角来确定地质体的产状
2.矿体的埋藏情况指矿体出露地表还是隐伏于地下，埋藏深度如何等与其相对应为:
露天矿、隐伏矿（盲矿）
3.矿体与岩浆岩的空间关系矿体产于岩体内、接触带、或侵入体的围岩之中等
4.矿体与围岩层理、片理的关系矿体沿层理、片理整合产出，还是穿切层理或片理
5.矿体与地质构造的空间关系矿体产于构造中的位置，与褶皱和断裂在空间上的联系等
矿床—矿产在地壳或地表的集中产地。
确切的说，矿床是指自然界（地壳内或地表）产出的、由地质作用形成的、其所含有用矿物资源的质和量在当前经济技术条件下能被开采利用的地质体。
矿床成因类型—按矿床的形成作用和成因划分的矿床类型
按成矿作用和成因划分的矿床类型
v岩浆矿床v伟晶岩矿床v热液矿床v风化矿床v沉积矿床v变质矿床，等
矿床工业类型—是在矿床成因类型基础上，从工业利用的角度来进行矿床的分类。
一般把那些作为某种矿产的主要来源，在工业上起重要作用的矿床类型，称为矿床工业类型。
同生矿床：
矿体与围岩在同一地质作用过程中，同时或近于同时形成的。
—如由沉积作用形成的沉积矿床以及在岩浆结晶分异过程中形成的岩浆分结矿床等，都属于同生矿床
后生矿床：
矿床的形成明显地晚于围岩的一类矿床，即矿体和围岩是由不同地质作用和在不同时间形成的。
—如沿地层层理面或穿切层理的各种热液矿脉
叠生矿床：
是在早期形成的矿床或矿体上，又受到了后期成矿
作用的叠加，此类矿床称为叠生矿床。
叠生矿床可以是不同地质时期成矿作用的叠加，也可以是不同成因矿化的叠加。
同-后生矿床：
有些矿床在同一成矿作用过程中既经历了后生成矿作用，又经历了同生成矿作用，为反映这类矿床的特点，建议称其为同-后生共生矿床。
元素在地壳中的丰度值也称克拉克值
浓度克拉克值—指某一地质体（矿床、岩体或矿物）中某种元素平均含量与其克拉克值的比值，也称为富集系数。
（>
1相对集中，<
1相对分散）
浓度系数—某元素的工业品位与其克拉克值的比值
内生成矿作用：
主要由于地球内部能量（包括热能、动能、化学能等）的影响，导致形成矿床的各种地质作用
外生成矿作用：
主要在太阳能的影响下，在岩石圈上部岩石与水、大气和生物的相互作用过程中，使成矿物质在地壳表层聚集的各种地质作用。
变质成矿作用：
在内生作用或外生作用中形成的岩石或矿床，由于地质环境和温度、压力等物理化学条件的改变（特别是经过深埋或其他热动力事件），其矿物成分、化学成分、物理性质、结构构造等发生改变，使有用物质发生富集形成新的矿床，或使原有的矿床改造为具另一种工艺性质的矿床。
叠生成矿作用：
是一种复合成矿作用，即在先期形成的矿床或含矿建造的基础上，又有后期成矿作用的叠加
岩浆矿床
岩浆矿床—从地壳深部上升的各类岩浆，在冷凝过程中经过结晶分异作用、熔离作用和爆发作用等，使分散在岩浆中的成矿物质聚集而形成的矿床。
由于这类矿床是在正岩浆期（从岩浆结晶作用开始到结晶作用的最后阶段）形成的，称正岩浆矿床（Orthomagmaticdeposit）。
岩浆结晶分异作用／岩浆分结矿床—岩浆在冷凝过程中，各种组份按一定的顺序（矿物晶格能、键性和生成热降低的方向）先后结晶出来，并在重力和动力的影响下发生分异和聚集的过程，称为岩浆结晶分异作用，由此所形成的矿床称为岩浆分结矿床。
岩浆熔离作用／岩浆熔离矿床—在较高温度和压力下均匀的岩浆熔融体，当温度和压力降低时分离成两种或两种以上互不混溶的熔融体的作用，称为岩浆熔离作用（也称为液态分离作用），由此种作用所形成的矿床称为岩浆熔离矿床。
岩浆矿床的一般特征
1.矿床主要与镁铁质、超镁铁质岩石有成因联系，如橄榄岩、辉岩、苏长岩、辉长岩以及斜长岩等，少数岩浆矿床与碱性岩或酸性岩有关。
2.矿体主要产在岩浆岩母体岩内，多呈层状、似层状、透镜状、豆荚状。
矿体即是岩浆岩体的一部分，有时整个岩体就是矿体，围岩即是母岩；
只有少数矿体呈脉状、网脉状产在母岩临近的围岩中。
3.除花岗岩中的稀有元素矿床由于成因特殊而有一定的围岩蚀变外，绝大多数岩浆矿床的围岩不具有明显的蚀变现象
4.矿石的矿物组成与母岩的矿物组成基本相同，仅矿石中矿石矿物相对富集。
5.由于成矿作用在岩浆熔融体中大体同时发生，因此多数岩浆矿床的成矿温度较高（1500～700℃），形成的深度大（多数在地下几公里～几十公里，金刚石矿床达200~300km）。
岩浆岩条件（岩浆矿床形成的首要条件）
Ø
岩浆是岩浆矿床成矿物质的主要来源和载体，岩浆岩即是成矿母岩。
含矿岩浆岩的性质和组成，对岩浆矿床的形成（矿床类型、规模、空间分布）有重要影响：
—基性、超基性岩：
Cr、Ni、Co、V、Ti、Pt
—酸性岩：
Li、Be、Nb、Ta、W、Sn，REE
与岩浆矿床有关的岩浆岩主要包括：
v基性－超基性岩
超基性岩体
超基性－基性杂岩
基性岩体
v金伯利岩
v霞石正长岩、磷霞岩和碳酸岩杂岩体
v花岗岩
基性－超基性岩—由多种岩石组合而成的复杂的镁铁质、超镁铁质岩浆杂岩体：
纯橄榄岩、斜方辉橄岩、单斜辉橄岩、辉石岩、辉长岩、苏长岩、斜长岩等。
通常下为超基性岩相，上为基性岩相，显示一定的垂直分相特征。
纯橄榄岩－斜方辉橄岩－辉长岩组合：
铬铁矿矿床
单斜辉橄岩－单斜辉石岩－辉长岩组合，辉长岩－苏长岩组合：
Cu-Ni硫化物矿床
辉长岩－斜长岩组合，斜长岩：
V-Ti磁铁矿矿床
—成矿岩体规模大小不等，形状以岩株、岩盘、岩床、岩盖最为常见。
著名的南非布什维尔德
挥发组份（矿化剂）作用（H2O、F、Cl、B、S、As、C、P等）
挥发组份的熔点低、挥发性高，特别是能与Ag、Au、Pt、Pd、W、Sn、Mo、Pb、Zn、Cu等多种金属元素组成易溶络合物，使这些金属得以保留在岩浆的残余溶液中并可能富集成矿
挥发份对压力的变化特别敏感，富于流动性，故常将岩浆中某些成矿物质由深部带至浅部、由高压地段带至低压地段，在有利的构造部位富集成矿
同化和混染作用：
岩浆向上部地壳运移过程中，熔化或溶解周围外来物质（如围岩碎块），从而使岩浆成分发生改变的作用，称为同化作用（assimilation）；
不完全的同化作用称混染作用（hybridization）。
同化和混染作用对成矿的影响
有利的影响
—围岩中某些有用组分的加入，使岩浆中成矿成矿元素更富集：
如基性岩和含铁地层中的Fe
—地层中硫的加入（硫化作用），能促使金属组分脱离硅酸盐而进入硫化物熔浆，以更有利于成矿
3Ni2SiO4+2S2=2Ni5S2+3SiO2+3O2
不利的影响
—CaO3的同化作用对铬铁矿矿床的形成不利
决定同化作用强度的因素
✓岩浆的温度：
岩浆温度很高处于过热状态，通常可熔化或熔解围岩；
较高温度的岩浆可熔化较低温度的结晶岩
✓围岩的成分和性质：
围岩与岩浆的物质成分差别越大，则同化作用愈强烈（碳酸盐岩的同化作用最为明显）；
围岩破碎程度越高，同化作用越强烈
✓岩浆中挥发分的含量：
挥发分愈多，岩浆越不易冷却，熔解的能力强而持久，同化作用越强
✓岩体的大小：
岩体愈大，热容量也大，冷却速度较缓，因而有利于同化作用的进行
✓大地构造位置：
构造活动区或褶皱带有利于岩浆的同化作用，而稳定地区则有利于岩浆的分异作用
岩浆的多期多次侵入作用
从区域上，含矿岩体通常是同一次构造运动所形成的岩带中的较晚期的产物
从矿区看，矿化主要与复式岩体的晚期岩相关系密切，如西南地区的PGE矿床
大地构造条件
大洋地壳环境大陆地壳环境
大洋地壳环境
—产于大洋拉张环境（洋中脊）的镁质超基性岩，后经碰撞作用，成为洋壳残片，产于碰撞造山带（缝合带）：
阿尔比斯型、蛇绿岩型
—高镁（M/F=6.5-15），LIL、HFS元素含量低，Cr、Ni、Cu、Co、PGE含量高，分熔程度较高
—受深大断裂或超壳断裂控制，常呈线状或带状分布，断续延长可达数百至数千公里
—中亚、特提斯-喜马拉雅、环太平洋等造山带
大陆地壳环境
—该环境有厚大的大陆岩石圈作屏蔽盖层，使深部地幔热流在盖层下更好地聚集，形成巨大的层状超基性-基性杂岩体
—多为铁质或富铁质超基性岩（M/F=0.5-6.5），LIL、HFS、挥发分含量相对较高，分熔程度相对低
—多分布于古老的地盾、地台区，可能与板内地幔柱活动有关
—含矿层状超基性-基性杂岩体多呈与围岩整合接触的岩床、岩盆和岩席，规模大，工业意义十分巨大
✓铬铁矿矿床（占世界总储量的>
98%）
✓Cu-Ni硫化物矿床
✓V-Ti磁铁矿矿床
—大陆地壳环境还有一些中小型侵入体和碱性岩体，典型的是金伯利岩（金刚石矿床）和超基性-碱性-碳酸岩杂岩体（稀有和稀土元素矿床），产于大陆内的深断裂带中，与岩浆的超浅成有关。
•可将世界镁铁-超镁铁质岩的分布划分为以下几个带：
–①环太平洋带-岛弧型；
–②古地中海带-地缝合线型；
–③乌拉尔带-古地缝合线型；
–④非洲及欧洲层状铬铁矿带-裂谷型。
•岩浆中各种成矿物质的析出和聚集，是岩浆分异作用的结果。
岩浆的各种分异作用，也就是岩浆矿床的成矿作用。
在岩浆结晶分异过程中，有用矿物较早或与造岩的硅酸盐矿物几乎同时结晶出来，并在重力的作用下发生沉淀，在岩浆房的下部或底部发生富集，形成早期岩浆矿床。
早期岩浆矿床的特点
✓矿体形态产状：
矿瘤、矿巢、凸镜状或似层状，位于岩体的底部或边部
✓与围岩界线：
不明显，呈渐变过渡
✓矿石成分：
与母岩基本一致，比重大，少挥发份
✓矿石组构：
自形晶-半自形晶结构、包含结构，浸染状构造为主
✓主要矿种：
部分铬铁矿矿床，金刚石矿床
典型矿床：
南非Bushveld铬铁矿矿床
当岩浆中挥发组份含量较高，成矿元素与挥发组份结合形成易溶的化合物，大大降低了自身的结晶温度，它们在岩浆熔融体中一直残留到主要硅酸盐矿物结晶之后沉淀富集，形成晚期岩浆矿床。
晚期岩浆矿床的特点
矿体形态产状：
似层状，层状；
位于岩体的底部；
基性程度较高的岩相伴生
不明显,呈渐变过渡
与母岩基本一致，含挥发份矿物（铬云母、铬符山石、铬绿泥石等）
✓矿石组构：
海绵陨铁结构，块状、稠密浸染状构造
铬铁矿、PGE矿床（超基性岩中），V-Ti磁铁矿矿床（基性岩中），工业价值巨大
伟晶岩矿床
伟晶岩／伟晶岩矿床—矿物结晶颗粒粗大的，具有一定内部构造特征的，常呈不规则岩墙、岩脉或凸镜状的地质体，称为伟晶岩。
当伟晶岩中的有用组份富集并达到工业要求时，即成为伟晶岩矿床。
伟晶岩矿床的特点
1.伟晶岩矿床的物质成分特征
化学成分特征
—氧和亲氧元素：
Si、Al、Na、K、Ca等
—稀有、稀土、分散、放射性元素：
Li、Be、Nb、Ta、Cs、Rb、Zr、In、La、Ce、U、Th
—金属元素：
W、Sn、Mo、Fe、Mn
—挥发份：
F、Cl、B、P
矿物成分特征
—硅酸盐类：
石英（包括水晶）、斜长石、微斜长石、正长石、白云母、黑云母、霞石和辉石等。
长石、石英和云母为主体
2.伟晶岩矿体的结构、构造特征
—稀有放射性元素矿物：
结构特征
—巨晶结构（伟晶结构）：
是伟晶岩特有的结构，长石、石英、云母等矿物晶体巨大，颗粒大小一般10cm～几米，大者晶体可达数公斤至上百吨
—文象结构：
长石、石英共结生成
—粗粒结构和似文象结构：
主要由长石和石英组成，颗粒大小1～10cm
—细粒结构：
主要由石英、斜长石和微斜长石组成，颗粒小于1cm
构造特征
带状构造晶洞构造
3.伟晶岩矿体的产出特征
大小：
差别很大：
长几米至上千米，厚几厘米至几十米，延深数百米
形态：
多样，脉状、囊状和凸镜状常见
产状：
复杂，有陡有缓
岩浆岩条件
与伟晶岩矿床有关的侵入体，可以从超基性的橄榄岩类，一直到酸性的花岗岩类，但绝大多数是花岗岩类岩石
与伟晶岩矿床有关的花岗岩类，常呈岩基状或巨大的岩株状产出；
孤立的小侵入体基本不形成伟晶岩（挥发份）
伟晶岩可产于母岩侵入体的顶部、边部或附近的沉积-变质围岩中
物理化学条件
温度
—变化范围大，最早结晶温度可能在800~700℃一直到300℃以下，主体在600~200℃
—从边缘带到内核的形成温度降低：
边缘带和外侧带800~600℃±
，中间带600~400℃±
，内核石英400~200℃甚至更低
—不同矿种的伟晶岩形成温度有所不同，一般云母伟晶岩形成温度较低，而稀有金属伟晶岩则较高
压力和深度
—开始时可能达到800~500MPa，结束时降到200~100MPa
—形成深度大，否则挥发组分的逸失不利于成矿
晶洞伟晶岩（含水晶）：
1.5~3km（较小深度）
稀有金属伟晶岩：
3.5~7km（中等深度）
白云母和稀土元素伟晶岩：
7~10km（较大深度）
陶瓷原料伟晶岩：
>
10~11km（极深）
地质构造条件
伟晶岩带：
主要分布于构造活动带，如碰撞造山带（地槽-褶皱带）、古板块边缘断裂带和不同构造的结合带
伟晶岩矿田：
主要受区域一级构造控制，如背斜轴部、花岗岩体与变质岩的接触带、不同时代地层接触带、各种断裂带等
伟晶岩脉（矿床、矿体）：
受次一级构造控制，如羽状裂隙、断层、围岩的层面、劈理、片理、侵入体顶部的裂隙等
围岩条件
围岩岩性以区域变质岩石为主，如片岩、片麻岩以及混合岩，少数为基性-超基性岩
围岩的物理性质对伟晶岩的形态、规模和结晶作用的完善程度有一定影响，一般未遭受片理化或弱片理化的岩石易形成不同形状的裂隙，有利于形成产状陡立的伟晶岩脉
围岩的化学成分对伟晶岩的成分有较大影响
围岩是石灰岩，伟晶岩体中多富锂，形成大量的锂辉石
围岩是含镁的岩石（白云岩、基性岩），易使锂分散到围岩中（类质同象置换Mg2+）而造成贫化
围岩为由泥质岩石变质而成的矽线石、蓝晶石片岩，则易形成白云母伟晶岩
挥发组分的作用
挥发分H2O、F、Cl、B等与稀有金属形成易溶和易挥发的化合物，并向伟晶岩体的上部迁移富集
挥发分的热容大、粘度低、导热性，有利于伟晶岩熔体-溶液的缓慢冷却和结晶，分异作用完全，形成巨大的矿物晶体
挥发分对先结晶矿物的强烈交代作用，有利于稀有金属的矿化
气水热液矿床
气水热液／气水溶液—指在一定深度（数百米-数十公里）下形成的，具有一定温度（数十度-数XX）和一定压力（数十万-数亿Pa）的气态和液态的溶液，简称热液。
热液矿床的特点
热液矿床类型多、特征复杂，具有以下特点：
①成矿物质的迁移富集与热流体的活动密切相关
②成矿方式主要是通过充填或交代作用
③成矿过程中伴有不同类型、不同程度的围岩蚀变且常具有分带性；
④构造对成矿作用的控制明显，既是含矿流体运移的通道，也是矿质富集沉淀的主要场所；
⑤成矿介质、矿质以及热源直接控制着热液矿床的形成，三者来源往往复杂多样，既可来自同一地质体或地质作用，也可具有不同的来源；
⑥热液矿化往往呈现不同级别、不同类型的原生分带（以矿物或元素的变化表现出来）
⑦形成的矿床种类多，除铬、金刚石、少数铂族元素（如锇、铱）矿床外，与多数金属、非金属矿床的形成都与热液活动有关。
气水热液的来源：
岩浆热液,地下水（大气降水）热液,海水热液,变质热液,建造水
成矿元素的搬运形式
v硫化物真溶液形式
v卤化物真溶液形式
v易溶络合物形式
v胶体溶液形式
成矿元素的沉淀机理
温度和压力的降低pH值的变化氧化-还原反应不同成分和性质溶液的混合溶液与围岩的相互作用
气水热液运移的动力
●重力驱动
●压力驱动
●压实驱动
●构造应力驱动
气水热液运移的通道
原生孔隙：
粒间间隙、层面空隙、晶洞等
次生裂隙：
非构造裂隙、构造裂隙
—非构造裂隙：
溶解裂隙、岩石体积膨胀产生的裂隙、矿物结晶和重结晶形成的裂隙、火山角砾空隙等
—构造裂隙：
断层、褶皱及与之相关的一系列裂隙，不整合面
气水热液的成矿方式主要有两种：
v充填作用交代作用
充填作用—热液在化学性质不活泼的围岩内流动时，与围岩间没有明显的化学反应和物质的相互交换，其中成矿物质主要是由于温度、压力的变化或其他因素的影响，直接沉淀在围岩的孔洞或裂隙中，这种作用称充填作用。
由充填作用所形成的矿床称充填矿床。
交代作用—含矿热液在运移过程中与围岩发生化学反应或置换作用，把围岩中原有的组分溶解、排除，代之以新的成分，此种作用称为交代作用。
由交代作用形成的矿床称交代矿床。
—交代作用过程中，岩石始终保持固体状态，即在交代作用的前后，岩石体积基本保持不变
交代作用的类型
渗滤交代作用：
交代作用过程中组份的带入和带出是借助于流经岩石裂隙中的溶液的流动进行的。
渗滤交代作用的有效半径可达数百米以上。
扩散交代作用：
交代作用中组份的移动通过停滞的粒间溶液，以分子或离子扩散的方式缓慢地进行，即由浓度差（浓度梯度）而引起。
有效半径一般为数米至数十米。
围岩蚀变—岩石在气水热液的作用下，发生的一系列旧矿物被新的更稳定的矿物所代替的交代作用，称为蚀变作用（alteration）。
若这种蚀变作用发生在矿体周围的岩石中，则称为围岩蚀变（wallrock/countryrockalteration）。
遭受了蚀变的围岩称为蚀变围岩（alteredwallrock）。
围岩蚀变的命名
按主要蚀变矿物命名：
如绢云母化、绿泥石化、电气石化、明矾石化等
按蚀变后的岩石命名：
如云英岩化、矽卡岩化、青磐岩化等
按特征性的交代元素、化学组份命名：
钾化、钠化、硅化、碳酸盐化等
按蚀变岩石的颜色及其变化命名：
红色蚀变、浅色蚀变、褪色化等
热液矿床
热液矿床—各种成因的含矿气水热液在一定的物理化学条件下，于各种有利的构造和岩石中，通过充填和交代等成矿作用方式而形成的有用矿物堆积体。
热液矿床的一般特征
❶形成矿床的含矿热液是多来源的：
岩浆热液（包括火山-次火山热液）、地下水热液、海水热液、变质热液以及混合热液。
❷含矿热液成分复杂（H2O＋挥发分＋多种金属组分），成矿地质环境各异，形成的矿床类型和矿种众多，物质成分复杂。
❸成矿的温度和深度较其它内生矿床低和浅：
温度一般＜400℃，深度为深-中深（4.5～1.5km）或浅-超浅（1.5km～近地表）。
❹构造控制作用极为显著：
各种构造裂隙既是含矿热液运移的通道，又常是成矿物质沉淀的场所。
❺成矿时间既可晚于围岩（后生矿床），也可与围岩近于同时（同生矿床，如VMS和SEDEX矿床）。
❻成矿方式主要有充填作用、交代作用和化学沉积作用，成矿作用受热液性质、围岩岩性和构造条件的控制或影响，矿床常具不同程度的围岩蚀变。
❼矿体多呈脉状、网脉状、似层状、凸镜状等；
矿石构造有脉状-网脉状、对称带状、皮壳状、角砾状、晶洞状、浸染状及块状等。
❽矿石物质成分复杂：
金属矿物以硫化物、氧化物、砷化物及含氧盐等为主；
非金属矿物有碳酸盐、硫酸盐、含水硅酸盐、石英等。
❾矿床形成过程具有多期多阶段性，不同成矿期和成矿阶段常形成不同的矿物共生组合。
本教材试图从热液矿床的地质背景、矿床特征和成因等综合因素来进行分类，将热液矿床分为矽卡岩型矿床、斑（玢）岩型矿床、高中温热液脉型矿床和低温热液型矿床4大类：
矽卡岩型矿床
斑（玢）岩型矿床
高、中温热液脉型矿床
低温热液矿床
接触交代矿床／矽卡岩矿床（contactmetasomaticdeposit/skarndeposit）
—产于中酸性侵入体与碳酸盐类岩石（或其它钙镁质岩石）的接触带上或其附近，通过含矿气水溶液交代作用形成，并与矽卡岩（钙铝−钙铁榴石系列，透辉石−钙铁辉石系列）在成因上和空间上存在联系的一类矿床。
矽卡岩矿床的特点
矿床的产出部位
v分布于中酸性侵入体与碳酸盐类岩石的接触带上或其附近。
v多数产于外接触带的矽卡岩化围岩中，少数产于内侧接触带的蚀变侵入体内，一般距接触面100−200m范围内，个别可远离接触带达1km以上。
矿体的形态、产状和规模
v矿体的形态和产状复杂，明显受接触带构造的控制。
多呈不规则状、似层状、凸镜状、脉状、巢状等。
v规模大小不一，由直径仅数米的小矿体，至长数公里、延伸达千米以上巨大矿体。
但一般为中小规模。
矿石的物质成分
v物质成分极为复杂，主要由金属氧化物、硫化物和一组特殊的矽卡岩矿物组成。
v金属氧化物：
主要有磁铁矿、赤铁矿、锡石、白钨矿，次有黑镁铁锰矿、红锌矿、黑锰矿等。
v金属硫化物：
黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿、辉钼矿、辉铋矿等。
v矽卡岩矿物：
按成分不同分为钙矽卡岩矿物和镁矽卡岩矿物两类。
矿石结构和构造
v矿石结构：
多为粗粒结构
v矿石构造：
块状、浸染状、条带状、晶洞状、团块状等
矿床的分带性
v矿床常具分
升级会员 