结晶学与矿物学 矿物的成因 口形成矿物的地质作用 口矿物形成的方式和条件 口矿物的变化 口矿物形成的时空关系 口反映矿物成因的一些现象
1 矿物的成因 ❑ 形成矿物的地质作用 ❑ 矿物形成的方式和条件 ❑ 矿物的变化 ❑ 矿物形成的时空关系 ❑ 反映矿物成因的一些现象 结晶学与矿物学
结晶学与矿物学 形成矿物的地质作用 矿物是地质作用的产物根据地质作用的性质,将之划分为 内生作用: 口岩浆作用 口伟晶作用 口热液作用 口外生作用 口风化作用 口沉积作用(包括机械沉积化学沉积和生物化学沉积作用) 口变质作用 口接触变质作用(包括热变质作用接触交代作用) 口区域变质作用
2 形成矿物的地质作用 ❑ 矿物是地质作用的产物, 根据地质作用的性质, 将之划分为: ❑ 内生作用: ❑ 岩浆作用 ❑ 伟晶作用 ❑ 热液作用 ❑ 外生作用: ❑ 风化作用 ❑ 沉积作用(包括机械沉积, 化学沉积和生物化学沉积作用) ❑ 变质作用: ❑ 接触变质作用(包括热变质作用, 接触交代作用) ❑ 区域变质作用 结晶学与矿物学
形成可物的地质作用 内生作用 外生作用□变质作用 岩伟接热火 风沉 接区 浆 触液山 化积 触‖域 作作交作作 作作 变变 用用代用用 用用 质质 机化目胶生 械 体‖物 沉沉目沉沉 积积积‖积
3 形成矿物的地质作用 内生作用 岩 浆 作 用 伟 晶 作 用 接 触 交 代 热 液 作 用 火 山 作 用 风 化 作 用 沉 积 作 用 接 触 变 质 区 域 变 质 机 械 沉 积 化 学 沉 积 胶 体 沉 积 生 物 沉 积 外生作用 变质作用
+十 + ∴羋 +十 ∴∵ + ∴ ZAn ++ 00 含金刚石的伟晶岩的带状构造 矽卡岩 热液矿脉 角砾云母橄榄岩
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岩浆作用 在岩浆作用中,形成的主要矿物及其晶出的顺序依次为:Mg,Fe硅酸 盐-橄模石、辉石、角闪石、黑云母;K,Na,Ca硅酸盐斜长石、正 长石、微斜长石以及石英等造岩矿物。从而在岩浆作用过程中形成不同 的矿物组合,构成不同的岩石类型 岩浆作用可以形成重要的矿床,如超基性岩主要形成铬、铂或金刚石 矿床;基性岩主要形成铜镍硫化物矿床 钙碱性岩浆岩的矿物成分 矿物成分Si02 石英碱性长石 岩石 含量 铁镁矿物 (Q) (Af) 主要次要 超基性岩 Cpx (橄榄岩类) 63% (酸性) Hb >20% 主要 P1/Af=1/2
5 岩浆作用 钙碱性岩浆岩的矿物成分 矿物成分 岩石 SiO2 含量 铁镁矿物 石英 （Q） 碱性长石 （Af） 主要 次要 超基性岩 (橄榄岩类) 63% Bi+Pl (酸性) Hb >20% 主要 Pl/Af=1/2 在岩浆作用中，形成的主要矿物及其晶出的顺序依次为：Mg, Fe硅酸 盐－橄榄石、辉石、角闪石、黑云母；K, Na, Ca硅酸盐－斜长石、正 长石、微斜长石以及石英等造岩矿物。从而在岩浆作用过程中形成不同 的矿物组合，构成不同的岩石类型 岩浆作用可以形成重要的矿床，如超基性岩主要形成铬、铂或金刚石 矿床；基性岩主要形成铜镍硫化物矿床
伟晶作用 以矿物晶体粗大为特征,形成温度400-700%,形成 深度约3-8km。一般分为岩浆伟晶作用和变质伟晶作用 几乎所有的侵入岩都有自己相应的伟晶岩,如花岗伟晶岩、 碱性伟晶岩、基性超基性伟晶岩等。其中分布最广、最有 工业价值的是花岗伟晶岩,其次是碱性伟晶岩。 伟晶岩中挥发份大量聚集,富含碱质和稀有、放射性 元素(Nb,Ta,TR,U,Sn,Li,Rb,cs等) 主要矿物有长石、石英、云母、锂辉石、锆石、铌钽 铁矿、褐钇铌矿、磷铈镧矿等 伟晶岩还可形成许多宝石矿物,如绿柱石、电气石、黄 玉、水晶等
6 伟晶作用 ➢ 以矿物晶体粗大为特征，形成温度400－700℃，形成 深度约3－8km。一般分为岩浆伟晶作用和变质伟晶作用 ➢ 几乎所有的侵入岩都有自己相应的伟晶岩，如花岗伟晶岩、 碱性伟晶岩、基性超基性伟晶岩等。其中分布最广、最有 工业价值的是花岗伟晶岩，其次是碱性伟晶岩。 ➢ 伟晶岩中挥发份大量聚集，富含碱质和稀有、放射性 元素（Nb, Ta, TR, U, Sn, Li, Rb, Cs等） ➢ 主要矿物有长石、石英、云母、锂辉石、锆石、铌钽 铁矿、褐钇铌矿、磷铈镧矿等。 ➢ 伟晶岩还可形成许多宝石矿物，如绿柱石、电气石、黄 玉、水晶等
热液作用 温热液形成温度约在500-300C之间 W-SnMo-BiBe-Fe的矿物组合及相应的矿床 矿物黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂 非金属矿物石英、云母、黄玉、电气石、绿柱石 温热液形成温度在300200°C之间 Cu-Pb-Zn的矿物组合和相应的矿床 金属矿物黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、自然金等 金属矿物石英、方解石、白云石、菱镁矿、重晶石等 温热液形成于200-50°C之间 岩浆期后热液/变质热液/地下水热液 As-Sb-Hg-Ag的矿物组合及相应的矿床 金属矿物雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、自然银等 非金属矿物石英、方解石、蛋白石、重晶石等
7 高温热液 形成温度约在500－300℃之间 W-Sn-Mo-Bi-Be-Fe的矿物组合及相应的矿床 金属矿物 黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂 非金属矿物 石英、云母、黄玉、电气石、绿柱石 中温热液 形成温度在300－200℃之间 Cu-Pb-Zn的矿物组合和相应的矿床 金属矿物 黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、自然金等 非金属矿物 石英、方解石、白云石、菱镁矿、重晶石等 低温热液 形成于200－50℃之间 As-Sb-Hg-Ag的矿物组合及相应的矿床 金属矿物 雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、自然银等 非金属矿物 石英、方解石、蛋白石、重晶石等 热液作用 岩 浆 期 后 热 液 ／ 变 质 热 液 ／ 地 下 水 热 液
风化作用 包括物理风化、化学风化和生物风化作用过程。原生矿物 经风化后发生分解和破坏,形成在新的条件下稳定的矿物和 岩石。不同矿物抗风化的能力是不同的:硫化物、碳酸盐最 易风化,硅酸盐、氧化物较稳定;自然元素最稳定 在风化作用下,易溶解矿物的部 分组分如K,NaCa等形成真溶 坡积物 氧化带矿石 液,被地表水带走,留下残余空 洞;部分难溶组分如SiA,Fe Mn等则残留在地表,生成氧化 物、氢氧化物,如褐铁矿、硬锰石灰岩 矿、锰土(在较大面积上分布时 则称“帽”,如“铁帽”,“锰 原生矿石 帽”等),铝土矿、高岭石等次 生矿物 硫化物矿体氧化带露头
8 风化作用 包括物理风化、化学风化和生物风化作用过程。原生矿物 经风化后发生分解和破坏，形成在新的条件下稳定的矿物和 岩石。不同矿物抗风化的能力是不同的：硫化物、碳酸盐最 易风化，硅酸盐、氧化物较稳定；自然元素最稳定 在风化作用下，易溶解矿物的部 分组分如K, Na, Ca等形成真溶 液，被地表水带走，留下残余空 洞；部分难溶组分如Si, Al, Fe, Mn等则残留在地表，生成氧化 物、氢氧化物，如褐铁矿、硬锰 矿、锰土（在较大面积上分布时， 则称“帽”，如“铁帽” ， “锰 帽”等），铝土矿、高岭石等次 生矿物
属硫化物矿床易遭受风化,在良好的风化作用条件下,可以 呈现垂直分带,即从地表向地下深部分为氧化带、次生硫化物 带和原生硫化物带。它们的发育程度与地下水有关,其特 为: 氧化带分布在地表至潜水面之间,大致相当于地下水渗透带。该部位水 解作用和氧化作用非常强烈,硫化物在氧化过程中大部分金属形成可溶性 盐类而被淋滤;一些铁和锰的硫化物很容易被氧化,形成氧化物和氢氧化 物,构成铁(锰)帽 生富集带分布地下水流动带。从氧化带淋 氧化带 濾出来的某些金属硫酸盐溶液滲透到潜水面以 渗透带 下,在还原条件下,与原生硫化物或与化学性河流/通气带影 质活泼的围岩(如石灰岩)发生化学反应,生 次生 成次生硫化物,从而增加了原生矿石中某些金 富集带 属的含量,使有用金属富集,故称之为次生富[潜水面地下水流动带 滞留水带原生带 原生带分布在大致相当于滞留水带。原生硫 化物没有遭受风化 化物矿体次生变化与 下水循环关系示意图
9 金属硫化物矿床易遭受风化，在良好的风化作用条件下，可以 呈现垂直分带，即从地表向地下深部分为氧化带、次生硫化物 富集带和原生硫化物带。它们的发育程度与地下水有关，其特 点为： 次生富集带 分布地下水流动带。从氧化带淋 滤出来的某些金属硫酸盐溶液渗透到潜水面以 下，在还原条件下，与原生硫化物或与化学性 质活泼的围岩（如石灰岩）发生化学反应，生 成次生硫化物，从而增加了原生矿石中某些金 属的含量，使有用金属富集，故称之为次生富 集带。 原生带 分布在大致相当于滞留水带。原生硫 化物没有遭受风化。 氧化带 分布在地表至潜水面之间，大致相当于地下水渗透带。该部位水 解作用和氧化作用非常强烈，硫化物在氧化过程中大部分金属形成可溶性 盐类而被淋滤；一些铁和锰的硫化物很容易被氧化，形成氧化物和氢氧化 物，构成铁（锰）帽
沉积作用 机械沉积 化学沉积 胶体沉淀 生物沉积 当风化产物被水由溶液直接结胶体溶液被带入生物有机 流冲刷和再沉积晶。多在干旱湖、海盆内,受体沉积而 时,物理和化学炎热气候条件到电介质的作用成。常由 性质稳定的矿物,下,在干涸的发生凝聚而沉淀,生物的骨 就形成机械沉积。内陆湖泊、半形成Fe,Mn,A,°和遗骸 如长石、石英砂封闭的泻湖及S的氧化物和氢堆积而成 构成砂岩等沉积盐类溶液因过矿、铝士矿、软硅 及少量的重矿物,海湾中,各种氧化物,如赤铁如石灰 岩。比重较大的饱和而结晶。锰矿、硬锰矿等。磷块岩、 有工业意义的重如在盐湖中,胶休矿物常形成煤、油页 砂矿物,在河谷结晶的矿物有致密块状、鲕状、岩、石油 或其它有利地段石膏、硬石膏、豆状、肾状等形等 集中堆积,形成石盐、钾盐、态 漂砂矿床。AuPt光卤石等
10 机械沉积 当风化产物被水 流冲刷和再沉积 时，物理和化学 性质稳定的矿物， 就形成机械沉积。 如长石、石英砂 及少量的重矿物， 构成砂岩等沉积 岩。比重较大的 有工业意义的重 砂矿物，在河谷 或其它有利地段 集中堆积，形成 漂砂矿床。Au Pt 化学沉积 由溶液直接结 晶。多在干旱 炎热气候条件 下，在干涸的 内陆湖泊、半 封闭的泻湖及 海湾中，各种 盐类溶液因过 饱和而结晶。 如在盐湖中， 结晶的矿物有 石膏、硬石膏、 石盐、钾盐、 光卤石等 胶体沉淀 胶体溶液被带入 湖、海盆内，受 到电介质的作用 发生凝聚而沉淀， 形成Fe, Mn, Al, Si的氧化物和氢 氧化物，如赤铁 矿、铝土矿、软 锰矿、硬锰矿等。 胶休矿物常形成 致密块状、鲕状、 豆状、肾状等形 态 生物沉积 生物有机 体沉积而 成。常由 生物的骨 骼和遗骸 堆积而成。 如石灰岩、 硅藻土、 磷块岩、 煤、油页 岩、石油 等 沉积作用