矿床学思考题总结(10级基地班总结)
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《矿床学基础》思考题总结
制作:10011010班
(2010级地质学基地班)
分工第01章 曹硕
第02章 林倚天 王楚楚 第03章 费详惠 何小芳 第04章 何祥丽 崔璨 第05章 朱晨光
第06章 白昱 邢延路 曹醒春 田哲宇 第07章 廖天一 刘润达
第08章 王泽洲 李紫健 林杰 唐志敏 第09章 李鹏飞 王曦 漆霄 李莹 第10章 赛盛勋 卞青 姜壬丰 陈盈余 第11章 王皓 夏威
本材料仅供学生之间交流使用,内容仅供参考
矿床学
重点掌握以下方面
基础知识—有关矿床的基本概念、矿床特征、形成条件 基本理论—矿床的成矿作用、成因类型和成矿规律
第01章 绪论
1、矿产/矿产资源(mineral resources):在自然界(地壳内或地表)产出的、由地质作用形成的、具有经济价值的有用矿物资源。 金属矿产 矿产资源种类 非金属矿产 能源矿产 地下水资源
2、矿床:是矿产在地壳或地表的集中产地。它是指在地壳或地表由地质作用形成的,其所含有用矿物资源的数量和质量,在一定的经济技术条件下能被开采利用的综合地质体。 3、矿床学(mineral deposit geology):是研究矿床在地壳中的形成条件、成因和分布规律的科学。
4、矿床学研究对象:矿床
基本任务 (1)成矿特征与矿床成因
(2)成矿规律与成矿预测 (3)开发利用可行性分析
地质属性 (geologic property) 兼备这两种属性,故
5、矿产资源的基本属性 经济属性 (economic property) 矿床学又称经济地质学
环境属性 (environmental property) 6、我国矿床资源特点:优劣并存
(1)矿产资源总量丰富,人均资源相对不足;
(2)优劣质矿并存,品位贫富不均,贫矿多,富矿少; (3)共生、伴生矿多,单矿种矿床少; (4)中小型矿床多,大型-超大型矿床少; (5)紧缺矿种的资源形势十分严峻
第02章
1.基本概念: 矿产(矿产资源):在自然界(地壳内或地表)产出的、由地质作用形成的、具有经济价值的有用矿物资源(元素、化合物、矿物、矿物集合体)。矿产资源是人类社会赖于生存和发展的重要物质基础。 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。
矿体:是矿床的主要组成部分。确切的说,矿体是指自然界(地壳内或地表)产出的、由地质作用形成的、具有一定形状和产状的有用组份(元素、化合物、矿物、矿物集合体)的集
合体。一个矿床可以由一个或多个矿体构成。 围岩、母岩:
围岩/主岩(country rock, wall rock, host rock)—矿体周围的岩石。
母岩/源岩/矿源层(parent rock, mother rock / source rock / ore source bed)—矿床形成过程中提供主要成矿物质的岩石,它与矿床在空间上和成因上有着密切的联系。围岩≠母岩
同生矿床、后生矿床:
同生矿床(syngenetic deposit):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(epigenetic deposit):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 矿石、脉石:
矿石(ore)—从矿体中开采出来的,从中可提取有用组分(元素、化合物或矿物)的矿物集合体。由矿石矿物和脉石矿物构成。 脉石(gangue, veinstone)—泛指矿体中的无用物质,包括围岩的碎块、夹石和脉石矿物,它们通常在开采和选矿过程中被废弃掉。
夹石(horsestone, rock gangue)—指矿体内部不符合工业要求的岩石,它的厚度超过了允许的范围,就得从矿体中剔除。 矿石矿物、脉石矿物:
矿石矿物—矿石中可被利用的金属或非金属矿物,也称有用矿物。 脉石矿物—矿石中不能被利用的矿物,也称无用矿物。 矿石结构、矿石构造:
矿石结构(ore texture)—矿石中矿物颗粒的形态、相对大小及空间上的相互结合关系所反映的形态特征。
矿石构造(ore structure)—组成矿石的矿物集合体的形态、相对大小及空间上的相互组合关系所反映的形态特征。矿石结构+ 矿石构造=矿石组构(ore fabric) 矿石品位:矿石中有用组分的含量。 矿石工业品位、矿石边界品位:
边界品位(cutoff grade, marginal grade)—划分矿与非矿的最低品位(如铜矿:0.2~0.3%,钼矿为0.02~0.04%)
工业品位(industrial tenor)—当前能供开采和利用矿段或矿体的最低平均品位(如铜矿:0.4~0.5%;钼矿0.04~0.06%)。工业品位是一个历史概念:Cu 10%~0.5% 矿床成因类型、矿床工业类型、矿床勘探类型:
矿床成因类型—按矿床的形成作用和成因划分的矿床类型。这是矿床学最基本的分类方法。 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。 矿床勘探类型—按照影响矿床勘探难易程度的主要因素,从矿床勘探出发,对矿床勘探难易进行分类,将相似特点的矿床加以理论综合与概括而划分的类型。(矿床勘探类型不同,其所要求的勘探工程间距也不相同。)
2. 矿产的主要种类有哪些(矿产的分类)?
根据产出的物理状态分为三类:
气体矿产—地球内部碳氢成分的可燃气体和氦、氖、氩、氙等非可燃性、惰性气体的聚集(天然气、CO2)
液体矿产— 石油、地下水及其中溶解元素和化合物(汞) 固体矿产— 大多数矿产[元素或其化合物矿床(Fe、Au)、晶体矿床(水晶、金刚石)、矿物矿床(盐岩、石墨)及岩石矿床(花岗岩、大理岩)等。【大部分金属、非金属矿产如金、银、铜、铁、钨、锡、钼、铅、锌等】
根据矿产性质及主要工业用途分类: 金属矿产( metallic) 非金属矿产( non-metallic) 可燃有机矿产( fossil fuel) 水矿产( groundwater)
黑色金属:Fe、Mn 、Cr 、V、Ti等 有色金属:Cu、Pb、Zn、W、Sn、Ni、Sb等 金属 轻金属:Al、Mg等
矿产 贵金属:Au、Ag、Pt、Os、Ir等
放射性金属:U、Th、Ra等
稀有、稀土和分散金属——稀有金属:Nb、Ta、Li、Be、Cs、Rb、Sr等;稀
土金属:La-Eu,Gd-Lu;分散金属:Cd、Ga、Ge、In、Se、Te、Re、Tl(Sc)
冶金辅助原料:萤石、耐火粘土、菱镁矿
非 化学工业原料:磷灰石、钾盐、盐岩 金 工业制造业原料:石墨、金刚石、云母 属 压电及光学原料:压电石英、光电石英 矿 陶瓷及玻璃工业原料:长石、石英砂
产建筑及水泥原料:砂岩、砾岩、石膏、珍珠岩 宝石及工艺美术原料:硬玉、软玉、玛瑙
3.研究矿石结构、构造有何理论和实际意义?
→理论意义:有助于分析成矿的物理化学环境、成矿作用特点、成矿过程以及矿床的次生变化,为矿床成因研究提供资料。
→实际意义:了解有用组分的分布和赋存状态,有用矿物的粒度、形态和嵌布特征,为矿石的工业评价、选择加工技术方法和选矿流程提供基础资料。
4.决定矿床工业价值的主要因素有哪些?
→矿床本身的特征和性质:形态、产状、储量,矿石的质量,矿石综合利用价值,采、选、冶技术条件等。非金属矿床不仅要注意矿床储量和品位,还要注意有用矿物的物理性质、化学性质以及工艺技术特点。 →经济和国防建设对矿产的需求
〃经济和国防建设对各类矿产的需求以及矿床所在地区的发展远景计划等 〃国际矿业市场的影响 →矿区的经济因素
〃水文地质和工程地质条件; 〃动力资源、交通运输; 〃粮食、劳动力供应等
5.划分矿床勘探类型的主要依据是什么?
划分勘探类型的依据
①矿体规模
②矿体形态复杂程度 ③矿体厚度稳定程度 量化 类型系数 ④有用组份分布均匀程度
⑤矿体产状的稳定程度 勘探类型
第04章 成矿作用总论
1 基本概念
克拉克值:元素在地壳中的丰度
浓度克拉克值:指某一地质体中(矿体、岩体或矿物)中某元素平均含量与其克拉克值的比值,也称富集系数
浓集系数:某元素的工业品位与其克拉克值的比值
成矿作用:地球演化过程中,使分散在地壳和上地幔中的化学元素和有用物质,在一定地质作用条件下和地质环境中,相对富集而形成矿床的作用。
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。
2元素聚集成矿的决定性因素有哪些? 元素丰度(克拉克值)
—地壳克拉克值较高的元素(O, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg)易于富集成矿,且数量多、分布广、规模大:如铁矿、铝土矿、石灰岩、盐类矿床等。
—丰度值低的元素一般难于成矿,尤其难于形成大规模和高品位的矿床:如Cu、Pb、Zn、REE、PGE等。
元素的地球化学性质及成矿条件
—地壳克拉克值较低但聚集亲合能力较强的元素,也能聚集成大矿:如Au的克拉克值仅为4 ppb,但具较强的聚集能力,可形成大型的金矿。
—一些稀有和分散元素(Cd, Ga, Ge, In, Se, Te, Tl, Re)的克拉克值尽管高于一些常见的金属,但其高度分散的地球化学性质决定了它们一般难于聚集成矿床。 3 元素富集成矿的主要方式有哪些?
(1) 结晶作用:岩浆结晶作用、热液结晶作用、凝华结晶作用、蒸发结晶作用
(2) 化学作用:化合作用、胶体化学作用、生物化学作用(生物直接参与成矿、生物间
接参与成矿)
(3) 交代作用
(4) 离子交换及类质同象臵换作用 (5) 机械分异作用
4 对别分析内生成矿作用和外生成矿作用的主要区别 内生成矿作用 能量来源: —地球内部的动能、热能 —地幔及岩浆的热能 外生成矿作用 能量来源 —主要为太阳幅射热 —部分生物能和化学能
—地球重力场中物质调整过程中释放的位能 —放射性元素蜕变能 作用特点 —在地壳不同深度、压力、温度、地质构造条件下进行(通常是较高的温度和压力、地壳的深处) —各类岩浆的上侵冷凝过程中形成 —地下热液环流运移过程中形成 作用方式 —岩浆成矿作用:岩浆的结晶和分异,岩浆熔离,岩浆爆发(岩浆矿床) —伟晶成矿作用:富挥发分的熔浆结晶分异和气液交代(伟晶岩矿床) —接触交代成矿作用:火成岩体与围岩接触带上的气液交代作用(接触交代矿床/夕卡岩矿床) —热液成矿作用:各种成因的热液与围岩相互作用(各类热液矿床) —火山岩地区地球内部热能的参与 作用特点 —在地壳不同深度、压力、温度、地质构造条件下进行(通常是较高的温度和压力、地壳的深处) —各类岩浆的上侵冷凝过程中形成 —地下热液环流运移过程中形成 作用方式 —风化成矿作用:地表岩石、矿物、矿床的风化(风化矿床) —沉积成矿作用:地表风化产物和生物有机体经复杂的机械、化学、生物和生物化学作用的分异富集(沉积矿床) 第四章 岩浆矿床
1、基本概念:
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(从岩浆结晶作用的最后阶段)形成的,因此也称正岩浆矿床。
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。
岩浆爆发作用、岩浆爆发矿床:经过岩浆结晶分异作用和熔离作用后,岩浆中的挥发组份越来越富集,当压力增大到某一阀值时爆发到近地表,称为岩浆爆发作用,由此种作用所形成的矿床称为岩浆爆发矿床。
2、岩浆矿床的主要特点及形成的地质条件。 (1)主要特点
①成矿作用于成岩作用基本上是同时进行的,是典型的同生矿床。
②矿体主要产在岩浆岩母体岩内,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;只有少数矿体产在母岩临近的围岩中。
③浸染状矿体与母岩一般呈渐变或迅速过渡关系;贯入式矿体则具清楚、明显的界线。围岩蚀变一般不发育。
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)。 (2)地质条件 ①岩浆岩条件
岩浆矿床形成的首要条件。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。
②大地构造条件
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。主要分布于中亚、特提斯-喜马拉雅、环太平洋等造山带。
大洋陆壳环境: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 ③同化和混染作用
有利的影响:围岩中某些有用组分的加入,使岩浆中成矿元素更富集: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,从而更有利于成矿
不利的影响—CaCO3的同化作用对铬铁矿矿床的形成不利。 ④挥发组份(矿化剂)(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。 ⑤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。
3、对比早期岩浆矿床和晚期岩浆矿床的异同点。
4、影响岩浆熔离作用的因素有哪些?岩浆熔离矿床有哪些特点? (1)影响因素
①岩浆的总成分,特别是硫和亲硫元素的浓度和铁、镁、硅的含量。
②岩浆同化围岩破坏了化学平衡,可促使硅酸盐熔浆和硫化物熔浆发生熔离。 ③由于构造作用,使部分硫化物熔浆从岩体底部和中心部分挤入裂隙或下伏岩石层理中,形成硫化物脉状贯入矿体。 (2)特点
①矿体形态产状:似层状,位于岩体的底部;贯入式矿体为脉状、透镜状。 ②与围岩界线:不明显, 渐变过渡; 贯入式矿体界线清楚。
③矿石成分:与母岩基本一致,硫化物含量高,含磷灰石和挥发份矿物。
④矿石组构:海绵陨铁结构、固熔体分离结构;块状、浸染状构造
⑤主要矿种:Cu-Ni硫化物、PGE、磷灰石、Fe矿床,工业价值巨大。
5、岩浆爆发矿床的主要特点。
①矿体形态产状:筒状、管状、漏斗状,少数脉状;产出往往与深大断裂带有关,尤其是断裂交汇处。
②与围岩界线:围岩破碎严重者不清楚,轻微破碎者较为清楚。 ③矿石成分:橄榄石、金云母、镁铝榴石、金刚石。
④矿石组构:金刚石多为自形-半自形晶结构,角砾状、浸染状构造。 ⑤主要矿种:金刚石
6、岩浆结晶分异作用、岩浆熔离作用和岩浆爆发作用可分别形成哪些主要矿种? (1)岩浆结晶分异作用:
早期——部分铬铁矿矿床,金刚石矿床,规模工业价值较小; 晚期——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 (2)岩浆熔离作用
Cu-Ni硫化物、PGE、磷灰石、Fe矿床,工业价值巨大 (3)岩浆爆发作用 金刚石
第05章 伟晶岩矿床
1.伟晶岩矿床的概念和特点 概念:
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。 特点:
(1)伟晶岩矿床的物质成分特征: A.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、Hf、La、Ce、U、Th 金属元素:W、Sn、Mo、Fe、Mn 挥发份:F、Cl、B、P B. 矿物成分特征: 硅酸盐类(长石、石英和云母为主体),含锂矿物(锂云母、锂辉石),含铍矿物(绿柱石),含铌、钽矿物(钽铁矿、烧绿石),含锆矿物(锆石),晶质铀矿,稀土元素矿物(独居石、磷钇矿),金属矿物(锡石、黑钨矿、辉铜矿、磁铁矿和钛铁矿),挥发份矿物(萤石、电气石、磷灰石、黄玉)
(2)伟晶岩矿体的结构、构造特征 A.结构:
巨晶结构(伟晶结构,10cm~几米),文象结构,粗粒结构和似文象结构(1~10 cm),细粒结构(小于1cm) B.构造
带状构造:边缘带(细粒结构)石英、长石;外侧带(细粒、文象结构)斜长石、钾微斜长石、石英、云母;中间带(粗粒、似文象结构)长石、石英、云母、绿柱石、锂辉石;内核(伟晶结构)石英、长石、锂辉石等 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
2.伟晶岩矿床的形成条件 (1)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。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。 (2)物理化学条件: A.温度
变化范围较大,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。
B.压力和深度
开始时可能达到800~500 MPa,结束时降到200~100 Mpa。形成深度大,否则挥发组分的逸失不利于成矿。 (3)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 (4)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 (5)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、导热性差,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
3.伟晶岩矿床的成因
残余岩浆的结晶作用—岩浆结晶作用的末期形成富含挥发分的“残余岩浆”或“伟晶岩
熔体”,在相对封闭和高温高压的条件下,通过缓慢的冷却结晶和分异而形成具有完好带状构造的伟晶岩。
残余气体溶液的重结晶作用和交代作用—任何岩浆在冷凝结晶后,都会残留下“残余的气体溶液”(一种超临界流体),富含挥发分和硅酸盐组分。它们在封闭的条件下作用于早期形成的矿物,使之发生重结晶,形成粗粒结构的伟晶岩;后由于挥发分的不断聚集,在开放条件下发生进一步的交代作用,形成伟晶岩矿床。
4.伟晶岩矿床中产出的常见矿种有哪些?
稀有金属伟晶岩矿床,稀土元素伟晶岩矿床,白云母伟晶岩矿床,含水晶伟晶岩矿床,长石伟晶岩矿床
第06章 气水热液矿床
1.基本概念:气水热液(热液),围岩蚀变,导矿构造、配矿构造、容矿构造,热液充填作用、热液交代作用(渗滤交代作用、扩散交代作用),成矿期、成矿阶段、矿物生成顺序、矿物世代。
气水热液(热液):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?数百度)和一定压力(数十万?数亿Pa)的气态和液态的溶液,简称热液 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。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。 导矿构造:成矿物质一般来自地壳深部或规模巨大的岩浆源,因此需要规模较大的断裂构造将含矿溶液搬运到地壳的较浅部位,这种断裂构造称为导矿构造。 配矿构造:含矿溶液通过导矿构造带到地壳上部后,再由配矿构造自导矿构造搬运到矿田范围内。配矿构造控制矿区在矿带中的分布,它们常常是成矿构造系统的伴生构造成分。 容矿构造:接受配矿构造中含矿物质而赋存矿体的构造称为容矿构造。容矿构造控制矿床、矿体在矿田中的分布。 热液充填作用: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。 热液交代作用:含矿热液在运移过程中与围岩发生化学反应或臵换作用,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。热液交代作用分为两种: 1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。
2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。
成矿期:代表一定成矿地质作用和物理化学条件的一个较长的成矿作用时期。 成矿阶段:代表同一成矿期内,在相同或相似的地质和物理化学条件下形成一组或一组以上矿物的成矿过程。
矿物生成顺序:同一矿化阶段中不同矿物结晶的先后顺序。
矿物世代:指在同一矿化阶段中,同种矿物随着时间的推移多次重复结晶,每次结晶沉淀下的矿物称为一个世代。
2.气水热液在成矿中的作用表现在哪些方面?
热液将深部的矿质和分散在岩石中的成矿元素萃取出来,形成含矿热液,并运移到适当的环境中通过充填、交代等方式,把矿质沉淀下来形成矿床。
??液在运移和成矿过程中,与周围岩石相互作用,使围岩发生蚀变,蚀变的原生晕是重要的找矿标志。
3.气水热液的来源有哪些?如何区分它们?
岩浆热液、地下水(大气降水)热液、海水热液、变质热液
4.气水热液的主要成分是什么?
最主要组份:H2O??本组份:Na、K、Ca、Mg、Sr、Ba、Al、Si等及Cl-、SO42-、HCO3-、F-等??属成矿元素:最主要为亲铜元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sn、Sb、Bi、Hg等;其次为过渡性元素Fe、Co、Ni;W、Mo、Be、TR、U、In、Re等稀有、稀土和放射性等元素??解的气体:H2S、CO2及HCl等??它微量元素:Li、Rb、Cs、Br、I 、Se、Te等
5.气水热液搬运成矿物质的可能方式有哪些? 硫化物真溶液形式:
—绝大多数的金属硫化物在水溶液中的溶解度非常低,不可能实现大量的聚集而形成矿床 卤化物真溶液形式:
—在高温气成热液阶段对矿质的搬运起一定作用(如W、Sn)—在中低温条件下,一般意义不大
易溶络合物形式:
—金属络合物在水中的溶解度比简单化合物要大几百万倍,因此自然界的金属元素主要呈络
合物形式搬运—主要有两种络合物的搬运形式:
硫化物和硫氢化物络合物:如[Zn(HS)3]-,[Fe(HS)3]-,[Hg(HS)3]-等 氯化物络合物:[ZnCl3]2-,[CuCl3]2-,[FeCl6]3-等
高温、酸性、氧化条件:以氯化物络合物为主,如[AuCl3]2-,[AuCl2]-
中低温、中性?碱性、还原条件:以硫化物和硫氢化物络合物为主,如[Au(HS)2]-,[AuS]- —不同的物理化学条件下,同种金属常呈不同的络合物形式搬运 胶体溶液形式:
—许多金属硫化物在胶体溶液中的含量,比在真溶液中大一百万倍 —热液矿床中发现有胶体构造矿石
—在某些热液矿床形成末期的低温阶段,可能起一定作用 6.气水热液中成矿物质的沉淀机制。 温度和压力的降低: pH值的变化:
pH值的增加将导致闪锌矿的沉淀 氧化?还原反应:
氧化:[Sb2S4]2-+O2=Sb2O3(锑华)↓+SO2
还原:[UO2(CO3)2]2-+2e =UO2(沥青铀矿)↓+2CO32- 不同成分和性质溶液的混合:
H2S + FeCl2= FeS(磁黄铁矿)↓+ 2HCl 溶液与围岩的相互作用:
R2WO4+CaCO3(灰岩)=CaWO4 (白钨矿)↓+R2CO3
ZnSO4+ CaCO3(灰岩)+ H2O = CaSO4?2H2O (石膏)↓+ ZnCO3(菱锌矿) 7.气水热液运移的主要驱动力有哪些?运移的主要通道是什么? 重力驱动
低温、高密度的冷水(比重大)下渗,高温、低密度的热水(比重小)上浮,构成对流循环系统 压力驱动
在压力差的影响下,由高水动力势(hydrodynamic potential)区向低水动力势区流动 压实驱动
沉积岩层的孔隙度通常随埋藏深度的增大而减小;由于孔隙度减小而释放出来的流体便向孔隙度较高的地方流动 构造应力驱动
在构造应力的驱动下,流体由高应力场区向低应力场区流动(如在活动造山带边缘盆地中,由造山带向盆地中心迁移)
8.热液充填作用和热液交代作用形成的矿床有哪些主要区别? 答:充填作用(filling)
—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。 充填作用(矿床)的识别标志:
——矿体一般为脉状或囊状,与围岩界线清楚
——矿石具有一些特殊的构造,如梳状构造、晶簇构造、对称条带状构造、角砾状构造、同 心圆状构造等;矿物常具生长环带结构 ——矿体具单向生长发育的特点,即脉体中的矿物晶体往往只一端发育完整,其发育的结晶
面指向供应溶液的方向
交代作用(replacement)
—含矿热液在运移过程中与围岩发生化学反应或臵换作用,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(矿床)的识别标志
——矿体形态一般不规则 ,与围岩界线不清 , 呈渐变过渡
——矿体中常含有未被交代的围岩残余,残余体往往仍保留原岩的构造方向
——矿体或矿石中可保存被交代岩石的结构和构造,如层理、化石、片理、片麻理、斑晶以及褶皱、节理、角砾构造等
——交代作用形成的矿物晶体,各自方向的生长均匀,因而一般晶形完好
——矿石具特征的各种交代成因的构造,如假象结构、侵蚀结构、残余结构、反应边结构、骸晶结构、交代文象结构、交错结构等 9.研究矿床的围岩蚀变有什么意义?
答:理论意义:根据蚀变围岩在化学成分、矿物成分上的变化,可了解成矿时的物理化学条件、成矿热液的性质及其变化、矿物沉淀原因、分布的的规律等 实际意义:是重要的找矿标志,如下: 围岩蚀变的分布范围远大于矿体的范围 特定的成矿作用常有特定的围岩蚀变伴随
蚀变分带模式(垂直、水平)可指示矿体的空间位臵 10.热液矿床中常见的围岩蚀变有哪些?
答:热液矿床中常见的围岩蚀变共12种,分别是:1、矽卡岩化;2、云英岩化;3、钾长石化;4、钠长石化;5、青磐岩化;6、绢云母化、绢英岩化和黄铁绢英岩化;7、绿泥石化;8、蛇纹石化;9、粘土化;10、硅化;11、明矾石化;12、碳酸盐化 详细描见课本
11.如何通过野外地质观察大致确定热液矿床的形成温度? 答:(1)矿物共生组合
——高温组合(>300):磁铁矿、赤铁矿、磁黄铁矿、锡石、和五矿、辉钼矿等 ——中温组合(300-200):黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿、重晶石 ——低温组合(<200):辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄、辉银矿、自然银、银的硫盐、金和银的碲化物和硒化物、玉髓、蛋白石、冰长石 (2)金矿围岩蚀变
——高温蚀变:矽卡岩化、电气石化、云英岩化
——中温蚀变:绢云母化、黄铁绢云岩化、绿泥石化、蛇纹石化、石英化 ——低温蚀变:高岭土化、明矾石化、碳酸盐化、玉髓化
(3)矿体的形态
——高温热液性质较活跃,能沿围岩的微裂隙贯入,形成的矿体往往呈复杂的脉状、网脉状 ——低温热液性质较不活跃,主要在开口裂隙中活动,形成的矿体一般为规则的脉状和透镜状
(4)矿石的结构和构造
—中高温热液形成的矿石常见粗粒结构和块状构造
—低温热液形成的矿石多为细粒结构,晶洞状、角砾状、胶状构造较发育 12.利用流体包裹体研究成矿温度的原理和基本方法。 流体包裹体测温方法有均一法和爆裂法两种 均一法
—流体包裹体在加温过程中,气、液相的比例不断发生变化,并最终在某一温度时恢复到捕获时的均一相,这时的温度称为均一温度 爆裂法
—包裹体升温达到均一后,若温度继续升高,当内压大于包裹体腔壁所能承受的压力时,包裹体发生破裂,同时发出噼啪的响声,此时测得的温度称为爆裂温度 13.成矿阶段划分的主要标志有哪些? 答:不同矿化阶段的划分标志:
脉体穿插关系:早阶段被晚阶段矿脉交切穿插,并可能有位移破碎 胶结关系:早阶段矿石被破碎成角砾,并被晚阶段矿物所胶结
交代蚀变关系:早阶段矿物被晚阶段矿物交代蚀变,并可能保留交代残留体
第07章 接触交代(矽卡岩)矿床
接触交代矿床(矽卡岩矿床):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。
接触渗滤交代作用:由中酸性侵入体分泌出来的含矿气水溶液沿着接触带的裂隙系统渗滤,并与周围的岩石发生交代。
接触扩散交代作用(双交代作用):发生在两种两种不同物理化学性质的岩石接触带,在上升溶液的影响下,使原来两种岩石中的组分通过粒间溶液在横切接触面的方向上发生相向的扩散交代,形成矽卡岩。 1.矽卡岩矿床的主要特点 ①矿床的产出部位: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。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?200范围内,个别可远离接触带达1km以上。
②矿体的形态、产状和规模: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。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。
③矿石的物质成分: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。
④矿石结构和构造:矿石结构:多为粗粒结构。矿石构造:块状、浸染状、条带状、晶洞状、团块状等
⑤矿床的分带性:矿床常具分带性,由侵入体内向外依次出现:蚀变岩体→内矽卡岩→外矽卡岩→蚀变灰岩→灰岩 2.矽卡岩矿床的形成条件 ①大地构造条件:显生宙的造山带构造体系是矽卡岩矿床形成的有利大地构造环境。矿床主要产于洋?陆俯冲造山带、陆?陆碰撞造山带、大陆边缘坳陷带及大陆内部裂谷环境,特别在地球演化晚期的中-新生代,矽卡岩型矿床较为发育。
②岩浆岩条件:岩浆演化过程分异出含矿溶液,是形成矽卡岩矿床的先决条件 ", 岩性:主要为中酸性岩浆岩,按岩性分为两个系列:钙碱性系列和碱性系列。 与成矿关系密切的主要是钙碱性系列的中酸性侵入岩。
不同的矿种往往表现出明显的成矿专属性。 ", 侵入深度:中深至浅成(1?4.5km),中细粒至斑状结构。 ", 岩体规模、形态:侵入体多为中小型规模,出露面积一般小于50 km2,多为2?10 km。多呈岩株、岩瘤、岩钟、岩脉状等。
", 侵入体时代:大多为中新生代,少数为古生代。 ③围岩条件:与成矿关系密切主要是各类碳酸盐岩类地层:石灰岩(大理岩)、白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩、泥灰岩、钙质页岩等;其次是火山岩(安山岩、英安岩和凝灰岩等)。 我国矽卡岩型铜矿床中,围岩属碳酸盐类岩石的矿床占95%。 碳酸盐岩与火山岩、页岩互层时对成矿较有利。
围岩的物理性质(节理、裂隙、孔隙率、渗透率等)对矿化富集和矿体形态、产状有重要影响。
围岩的化学成分控制了矽卡岩的成分和矿物组合(钙矽卡岩?镁矽卡岩)。 ④地质构造条件:构造控制含矿溶液的通道,也为成矿提供有利的空间。 ", 侵入体与围岩的接触带构造:矽卡岩矿床绝大部分受接触带构造控制,其形态极为复杂,有平直的、波状的、港湾状的、锯齿状的等等。
", 围岩层理、层间破碎带及构造裂隙:不同岩性岩层之间的层间剥离、层间破碎带及构造裂隙,对矽卡岩矿体具重要控制意义,往往形成多层矿体。
", 褶皱构造:褶皱轴面发生弯曲处、褶皱倾伏端及褶皱的方向和性质发生变化处,有利于岩浆的侵入和与其伴随的矿化。
", 捕虏体构造:岩体内部灰岩等捕虏体的接触带构造,规模大小不等,矿化常沿捕虏体边部断续分布,有时整个捕虏体都被交代,形成相当规模的矿体 ⑤物理化学条件:
", 温度条件:矽卡岩矿床形成温度区间为800~200℃。 ", 深度和压力条件:中深至浅成(1?4.5km)。形成压力一般为30?300 MPa。 3.矽卡岩矿床的成矿过程(2期5个阶段) 矽卡岩期:
①早期矽卡岩阶段:
以形成高温、岛状和链状的无水硅酸盐矿物(硅灰石、透辉石、钙铁辉石、钙铝榴石、钙铁榴石、方柱石等)为特征,因而也称干矽卡岩阶段。 是在高温的超临界状态下形成的。
通常无硫化物的沉淀,在镁矽卡岩中可形成磁铁矿和硼酸盐,钙矽卡岩中形成白钨矿。 ②晚期矽卡岩阶段:
交代早期矽卡岩阶段的矿物,以形成复杂链状的含水硅酸盐类矿物(阳起石、透闪石、角闪石、绿帘石-黝帘石、硅镁石等)为特征,也称湿矽卡岩阶段。
此阶段随着温度的降低,溶液中铁的惰性增强,难于进入硅酸盐格架,而以大量磁铁矿的形式沉淀,故又称磁铁矿阶段。
碳酸盐类岩石对HCl的中和作用,有利于促进磁铁矿的形成。此阶段是在接近临界点的气化?高温热液条件下进行的,[OH]-,CO2和H2S等矿化剂起明显作用。 ③氧化物阶段:
介于矽卡岩期和石英?硫化物期之间,具有过渡性质,以形成层状和架状硅酸盐化物(正长石、酸性斜长石,金云母、白云母、黑云母)、金属氧化物和含氧盐(磁铁矿、赤铁矿、锡石、白钨矿等)为特征。
该阶段后期可形成少量的金属硫化物(辉钼矿、磁黄铁矿、毒砂等)。
矿化作用是在高温热液条件下进行的。石英?硫化物期:SiO2不再与Ca、Mg、Fe、Al 组
成矽卡岩矿物,而是独立形成大量石英。有典型热液矿物绿泥石、方解石等。有大量金属硫化物形成。
④早期硫化物阶段:
交代早期硅酸盐矿物,形成绿泥石、绿帘石、绢云母、碳酸盐、萤石、石英等脉石矿物。 矿石矿物以Fe-Cu硫化物为主(磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、毒砂等),也见Mo和Bi的硫化物(辉钼矿、辉铋矿),亦称铁铜硫化物阶段。形成于高?中温热液条件。 ⑤晚期硫化物阶段:
脉石矿物主要为交代早期硅酸盐矿而形成的绿泥石、绢云母以及大量的石英和碳酸盐类矿物。 矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿等,故又称铅锌硫化物阶段。形成于中低温热液条件下。
第08章
1.热液矿床的概念和基本特点。
概念: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。
特点:1)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。
2)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。
3)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(4.5~1.5 km)或浅?超浅(1.5 km~近地表)。
4)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。 5)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)。
6)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。
7)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。
8)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。
9)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。 2.钠长岩型矿床的概念、特点及成因。
概念:通过岩浆期后热液交代花岗岩类岩石形成的,主要由钠长石(>50%)和少量微斜长石、石英组成的中?细粒浅色岩石,称为钠长岩。当钠长岩中的有用组份富集并达到工业要求时,即成为钠长岩型矿床。
特点:1)矿化主要集中分布在钠长石化花岗岩体的顶部和边部,矿化富集程度和矿体规模取决于原岩的含矿性和钠长石化的强度及其蚀变范围。
2)矿体多呈平缓的似层状和透镜状产出,少数为脉状体;矿体与母岩体之间一般无明显界
线,呈逐渐过渡关系。
3)含矿岩体或矿床具明显的垂直分带现象。由下至上:围岩蚀变:钾长石化带→钠长石化带→云英岩化带、似伟晶岩带→WSnBe石英脉带。矿化类型:TR →Nb、Ta →Rb、Cs →W、Sn、Be
4)典型的围岩蚀变有钾长石化、钠长石化和锂云母化,不同矿化与不同的蚀变类型相对应 5)矿石构造以浸染状为主,次为条纹?条带状、细脉状、斑杂状等,常见的矿石结构有不等粒结构、斑状变晶结构、交代溶蚀结构和残余结构等。
6)矿石物质成分相对简单,主要是亲花岗岩元素组成的氧化物。除造岩矿物外,主要有钽铁矿、铌钽铁矿、细晶石、烧绿石、褐钇铌矿、褐钇钽矿、磷钇石、独居石、锆石等,有少量的黑钨矿、锡石等。
成因:1)花岗质岩浆结晶分异晚期析出富含碱(K2O、Na2O)和挥发分(H2O、CO2、F、Cl等)的气化?高温热液
2)气化?高温热液的碱交代作用(钾长石化→钠长石化)使赋存于黑云母、角闪石、斜长石等载体矿物中的成矿元素活化转入溶液,形成含矿热液
3)温度和压力降低,气态溶液转变为液态,导致络合物的分解,Nb、Ta等沉淀富集;酸性阴离子(F-)析出,使溶液的酸度增强
4)在酸性溶液作用下,H+交代作用(云英岩化)占优势,W、Sn、Be沉淀富集 3.云英岩型矿床的概念、特点及成因。
概念:系指在成因上和空间上与云英岩化蚀变花岗岩类有关的一类高温热液矿床。
特点:1)矿化主要集中分布在云英岩化花岗岩侵入体的内外接触带,尤其是岩体的顶部,或离顶部不远(1?1.5 km)的外接触带围岩中。
2)成矿受各种裂隙构造控制,以充填方式为主,故矿体的形态由裂隙的性质决定,多为各种形式的脉状,沿一个方向的裂隙系统呈雁行状排列。
3)典型的围岩蚀变为云英岩化,次为钾长石化、钠长石化、黄玉化、电气石化等。云英岩化类型在水平和垂直方向上均具明显的分带性,自下而上或从外向内(矿脉),由钾钠化→富石英云英岩→正长云英岩→富云母云英岩,以富云母云英岩含矿性最好。
4)矿石组构较为复杂。常见的矿石构造有条带状、对称梳状、斑点状、细脉状、网脉状和块状等,矿石结构主要有粗晶结构、固溶体分解结构、交代溶蚀结构等。
5)矿石的矿物成分主要为氧化物和含氧盐类(锡石、白钨矿、黑钨矿、磁铁矿等),其次为硫化物(辉钼矿、辉铋矿、毒砂、磁黄铁矿等),最特征的是出现较多的含矿化剂的矿物(电气石、黄玉、萤石等)。 成因:与钠长岩型矿床相似
4.斑岩型矿床的概念、特点及成因。 概念:凡是在时间上、空间上和成因上与浅成或超浅成中酸性斑岩体有关的细脉浸染型矿床,通称为斑岩型矿床。斑岩型矿床过去又称为“细脉浸染型矿床”。 经济特征:1)矿床常成群、成带分布,规模巨大。
2)矿床埋藏深度浅,适合于大规模、机械化的露天开采。 3)矿石品位较低(Cu一般为0.4?1 %),但矿化分布均匀,矿石工艺性能稳定,可选性好。4)矿石中常伴生有多种有用组份可供综合利用,除Cu、Mo、Au、W、Sn、Pb、Zn外,尚可综合回收Ag、Re、Co、S、Se、Te等元素。
地质特征:1)时空分布—空间上集中分布于滨太平洋带(Cu储量>500万t的超大型斑岩矿床的90%),次为特提斯?喜马拉雅带(~5%)和中亚?蒙古带(~4%)。—时间上集中分布于新生代(~60%),其次是中生代(~35%)。 2)大地构造背景
—斑岩型矿床主要产于汇聚板块的边界,包括大洋板片俯冲产生的岛弧和陆缘弧环境(滨太平洋带),以及陆?陆碰撞造山(特提斯?喜马拉雅带,中亚?蒙古带)环境。 3)岩浆岩
—在时间上、空间上和成因上均与斑状结构的中酸性浅成?超浅成侵入体有关,如花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、二长斑岩、石英斑岩、粗安斑岩、英安斑岩等,它们常与玄武岩?安山岩?英安岩?流纹岩等钙碱性系列喷出岩有联系。 —含矿斑岩体的形态多为岩株、岩筒或岩钟状,矿化集中在斑岩体上部或顶部的内外接触带中,出露面积一般较小(多<1km2)。 4)控岩控矿构造
—含矿斑岩体和矿床受区域性断裂构造控制,尤其是两组断裂的交汇处。—矿体受岩体和围岩中的微裂隙控制(原生裂隙、层间裂隙、片理等)。—角砾岩体(筒)在一些斑岩型矿床中起重要控矿作用。 5)围岩岩性
—含矿斑岩体的围岩岩性多样,造成矿化类型的多样性??密的硅铝质岩石:可作为岩体顶盖的隔挡层,有利于矿液在岩体内部和接触带成矿??泼的碳酸盐岩:易于交代形成品位较富的脉状或似层状矿体,或在接触带附近形成矽卡岩矿体??岩型矿床常与矽卡岩矿床和/或其他热液脉状矿床(如浅成低温热液Au矿床)伴生 6)围岩蚀变及分带
—十分发育,范围可达数百米至数千米,并具明显的、规律的水平和垂直分带,由岩体中心向外:围岩蚀变及分带
钾化带(potassiczone)→石英?绢云母化带(绢英岩化带、似千枚岩化带,phylliczone)→泥化带(粘土化带,argilliczone)→青磐岩化带(prophyliticzone) —矿化主要与钾化带和石英?绢云母化带关系密切。
由钾化带→石英绢云母化带,硫化物总量增加,黄铜矿/黄铁矿比值减小 —围岩蚀变的带状分布规律是斑岩型矿床的重要找矿标志。
—与闪长岩有关的斑岩型矿床通常只发育两个蚀变带:钾花带→青磐岩化带。
相对于石英二长斑岩有关的矿床,Mo较低,而Au较高;黄铁矿较少而磁铁矿较多 7)矿体形态产状
—受侵入体和接触面的形态产状、裂隙构造等因素控制,主要有柱状、筒状、环状、似层状等
8)矿石物质组分
—金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿,次为斑铜矿、黝铜矿,伴生方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、磁黄铁矿以及金、银等矿物。
—非金属矿物主要为石英,次为绢云母、绿泥石、重晶石等。 9)矿石组构
—矿石构造以细脉浸染状为主,由矿化中心向外依次为:浸染状→细脉浸染状→细脉状、脉状
10)矿床的氧化和次生富集作用
—矿床在近地表常发生各种复杂的氧化和次生富集作用,既提高了矿石品位,又是一种重要的找矿标志
6.浅成低温热液型金矿床的概念、特点及成因。 (缺)
7.密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床的概念、特点及成因。
概念:指产于碳酸盐岩(主要是白云岩)中的,受地层层位控制并具有显著后生特征的,以铅锌为只要矿产的一类矿床。
特点:1)矿床大多形成于相对稳定的克拉通边缘或浅水碳酸盐岩台地中,构造环境常是大型盆地的边缘或盆地内及盆地间隆起带的边部。
2)矿床的形成与岩浆活动无明显的成因联系;主要受一定地层层位控制,产于生物礁体、岩溶溶洞、岩溶角砾岩、不整合面及裂隙带中。 3)含矿主岩主要为碳酸盐岩(>80%),少量为硅质岩、泥岩和粉砂岩(~15%)。 4)是典型的后生矿床,但围岩蚀变弱(白云石化、硅化);矿体的形态取决于溶洞、层间破碎带以及裂隙带等构造的空间形态,主要有层状、似层状、透镜状、脉状、囊状等。 5)矿石主要由硫化物在溶洞、晶洞、角砾碎屑间充填而成。物质成分简单,金属矿物是主要方铅矿和闪锌矿,少量的黄铁矿、白铁矿、黄铜矿和辉锑矿等;非金属矿物主要为方解石、白云石,少量的重晶石、萤石、石英等。
6)矿石组构简单,构造主要为浸染状、块状、细脉状、层纹状、团块状和角砾状等;结构多为自形-半自形粒状结构。
7)单个矿床规模通常较小(Pb+Zn一般<100万t),品位也较低(Pb2-5%,Zn 3-12%);但矿床往往呈群呈带出现,构成巨大的成矿区或成矿省,面积达数百甚至上千km2,金属总储量>1000万t。常伴生Ag, Cu, Cd, Ge, In, Ga等。 8)矿床形成的温度较低(一般50~200℃);成矿流体为高盐度的卤水(saline brines,10-30 wt% NaCl),类似于油田卤水;流体包裹体中常见有石油,容矿岩石中常有干酪根或沥青等有机质。
9)矿床中硫化物的δ34S多变化在+10~+30‰之间,表明硫主要来源于海相蒸发岩。 成因:1)含矿流体的来源
—水主要来自于沉积物成岩压实过程中释放出的同生水(孔隙水、结晶水、结构水),部分来自于盆地边缘大陆隆起区补给的下渗大气降水。 —金属组分来自于泥岩、粉砂岩、砂等沉积物
—地下水溶解沉积物中的盐类物质成为高盐度的卤水,对金属具强烈的溶解能力,形成含矿热卤水
2)含矿流体的迁移
—含矿热卤水主要在压实作用的驱动下,沿渗透层(砂岩、层理面、不整合面等)由下往上、由盆地中心向盆地边缘发生迁移。
—金属以氯化物络合物或硫氢化物络合物形式搬运 3)矿质沉淀机制
—盆地边缘以及盆地内或盆地间的隆起带通常是生物礁和礁后相碳酸盐岩发育的环境,由于地下水的溶解(喀斯特化)易形成溶洞、溶蚀裂缝等开放空间,为金属的沉淀提供了良好的场所。
—金属络合物的分解,导致矿质沉淀:
氯化物络合物:由于还原硫(细菌还原硫酸盐产生H2S)和有机质的作用 硫氢化物络合物:由于氧化作用(与含氧地下水相遇) 8.微细浸染型(卡林型)金矿床的概念、特点及成因。
概念:产于钙质、炭质沉积岩(碳酸盐岩/细碎屑岩)中的,金呈次显微-超显微的浸染状赋存于含金黄铁矿中的一类金矿床。
特点:1)矿床产于古大陆边缘地壳减薄拉张的区域构造背景下,高热流值和热液的多次活动为成矿提供了良好的条件。但成矿与岩浆活动无直接的成因联系。 2)矿床常呈群呈带出现,构成巨大的矿集区。
3)含矿主岩为各种不纯的(泥质、粉砂质、炭质)碳酸盐岩、细碎屑岩(钙质、炭质粉砂岩、页岩)和硅质岩。 4)成矿受构造控制明显,尤其是高角度正断层与有利岩性层位交切部位是成矿的有利场所。 5)矿体周围常发育程度不同的围岩蚀变,最主要有脱钙化(去碳酸盐化)、硅化(似碧玉岩化)和泥化(粘土化)。
6)矿体多呈似层状、透镜状和脉状,形态产状受高角度断层及其旁侧褶皱构造控制。 7)矿石物质组成以一套中低温热液矿物组合为(含砷黄铁矿、黄铁矿、毒砂、雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂;石英、玉髓、方解石、白云石、绢云母、重晶石等)特征。矿石构造以浸染状、细脉状、网脉状和角砾状为主。
8)矿石中金品位一般低而分散,矿石储量通常变化于100万t-1亿吨,品位1-15 g/t。金储量一般为几吨至几十吨,个别达100t以上。
9)成矿流体具中低温(150-250℃,大多为190-225℃)、低盐度(<1-6 wt% NaCl)特征,含较高的CO2和一定量的H2S。成矿深度一般为1-3 km。 成因:1)含矿流体的来源
—水主要来自于下渗的大气降水,部分来自沉积物成岩压实过程中释放出的同生水(孔隙水、结晶水、结构水。
—金属组分和硫主要来自于沉积地层。 2)含矿流体的迁移
—含矿热液主要在重力(密度差)和构造应力等驱动下发生对流循环,并沿高角度断层向上运移,到达浅部后沿孔隙度和渗透率高的有利岩性层位渗透交代-充填成矿。 —金主要以硫氢化物络合物形式搬运:[Au(HS)2]- 3)矿质沉淀机制
—成矿流体由于温度降低、流体成分改变以及与近地表含氧酸性溶液的混合而使金络合物分解,导致金沉淀富集。
9.火山成因块状硫化物(VMS)矿床的概念、特点及成因。 概念:系指赋存于海相火山岩系中的,通过海底热液喷流作用(“黑烟囱”活动)形成的,主要由块状的黄铁矿和贱金属(Cu、Pb、Zn)硫化物组成的一类矿床。
特点:1)矿床大多产在板块增生(大洋中脊、陆缘裂谷)或俯冲(大洋岛弧、弧前盆地、弧后盆地)的构造环境中。
2)在火山岩分布区,矿床常成群成带集中产出,构成巨大的成矿区。成矿时代广泛,从太古宙(~3500 Ma)到现代大洋中脊正在活动的“黑烟囱”,均有VMS型矿床的形成。 3)含矿岩系为一套基性至中酸性的火山熔岩、火山碎屑岩、凝灰质岩和火山沉积岩(页岩、杂砂岩)。但赋矿层位只占含矿岩系的一小部分。
—垂向上:矿体多赋存于火山喷发晚期或间隙期的中酸性火山岩和凝灰质岩石中。 —横向上:矿体向两侧过渡为“化学”沉积物(喷流岩,exhalites),如条带状含铁建造(BIF)、含锰硅质岩(燧石岩)、重晶石岩、电英岩、毒重岩和碳酸盐岩等。这种喷流岩有时富含金。 4)矿床具典型的“上层下脉”的结构特点,即上部(喷口以上)由块状硫化物透镜体构成,下部(喷口以下)为不整合的热液蚀变岩筒,由硫化物的网脉和细脉构成。一个矿床内常出现几个这样的双层组合。
5)矿体围岩具程度不同(不对称)的热液蚀变。喷口以下热液通道周围蚀变强烈,由核心的强绿泥石化过渡到边部的弱绢云母化;喷口以上块状硫化物矿体的围岩蚀变一般仅限于下盘。
6)矿石中占优势的硫化物是黄铁矿(因而也称为“黄铁矿型矿床”),其次是黄铜矿、方铅矿、闪锌矿和磁黄铁矿,有少量的黝铜矿、砷黝铜矿和斑铜矿。非金属矿物有石英(燧石)、
绿泥石、绢云母、重晶石、石膏和碳酸盐等。 7)矿体不同部位的矿石具不同的组构特征。
—透镜状矿体中以块状、条带状、层纹状、角砾状构造为主,矿石结构多为细粒镶嵌结构、草莓状(生物假象)结构、胶状结构等。显示化学沉积的组构特点。
—蚀变岩筒中矿石多呈网脉状、细脉浸染状、细脉状、角砾状构造,结构为不同自形程度的结晶结构。显示热液充填-交代的矿化特征。 8)典型的VMS矿床往往由多个块状硫化物透镜体或网脉带组成,矿石量100-1000万t(最大>1亿吨),Cu+Zn+Pb平均品位为2-10%。有时伴生有Au、Ag矿化。 成因:1)含矿流体的来源
—水主要来自于下渗循环的海水,仅有少量(<20%)来源于上升的岩浆水。 —金属组分主要通过下渗海水在火山岩系和沉积岩中萃取获得,部分由上升的岩浆热液携带而来。
—含矿流体的温度范围为100-350℃。
2)含矿流体的迁移—含矿流体主要在重力(密度差)驱动下沿同生断裂和火山机构上升,在海底喷发形成“黑烟囱”。—金属以氯化物络合物或硫氢化物络合物形式搬运。
3)矿质沉淀机制—到达海底的喷发流体与冷海水混合,由于温度和压力的迅速降低、pH值以及流体成分的改变而沉淀出金属硫化物和脉石矿物。 10.沉积喷流型(SEDEX)矿床的概念、特点及成因。
概念:系指通过海底热液喷流作用形成的,主要呈整合的层状赋存于正常沉积岩系(主要为细碎屑岩和炭质页岩,次为碳酸盐岩)中的,以发育条带状和层纹状富硫化物矿石为特征的一类矿床。
特点:1)矿床多产在大陆边缘或克拉通内部的裂陷盆地中,如陆内或陆缘(克拉通内部)裂谷盆地、弧后裂谷盆地等。
2)在时间上,矿床集中分布在中元古代和早-中古生代(
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