矿床学总结.doc

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，在一定的地质环境中相对富集而形成矿床的作用。是一种特殊的地质作用。矿床系指在地壳中由成矿地质作用形成的，其所含有用矿物资源的质和量符合当前经济和技术条件，并能被开采和利用的地质体。同生矿床是指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矿床。后生矿床是指矿体与围岩分别在不同的地质作用过程中形成的，且矿体的形成明显晚于围岩的矿床，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7、脉石矿物与矿石矿物 矿石矿物指可被利用的金属或非金属矿物，也称有用矿物。脉石矿物是矿石中不能被利用的矿物，也称无用矿物。8、同生矿床与后生矿床 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。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，属于典型的后生矿床。脉石和夹石 脉石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。矿石的结构和构造 矿石的结构，矿石中矿物颗粒的特点，即矿物颗粒的形态、相对大小及其相互的结合关系等所反映的形态特征。矿石结构类型主要决定于矿物颗粒的形成条件，它是研究矿物生成顺序的重要标志。矿石的构造，指组成矿石的矿物集合体的特点，即矿物集体的形态、相对大小及其空间相互的结合关系所反映的形态特征。矿石构造类型主要决定各类矿物集合体的形成环境，是确定矿床成矿阶段的重要标志。矿石品位系指矿石中所含有用组分的单位含量边界品位和工业品位 边界品位指用来划分矿与非矿界限的最低品位；工业品位指在当前能供开采和利用的矿体的最低平均品位。矿体的产状矿体产状系指矿体在空间上产出的空间位置和地质环境第三章岩浆分结矿床 由岩浆结晶分异作用形成的矿床称为，又称岩浆分凝矿床。岩浆矿床成矿专属性与基性、超基性岩有关的岩浆矿床成矿元素主要是铁族元素和铂族元素。有明显的亲硫性和亲氧性；按地球化学性质：这些元素在基性、超基性岩中含量较高。此种专属性以成岩矿体岩石的MgO含量和M/F值表现极为清晰。岩浆矿床的主要特征?岩浆矿床的主要特征：1）成矿作用与成岩作用基本上是同时进行的，即岩浆矿床的形成过程和母岩体的冷凝结晶过程，在时间上大体一致；2）矿体主要产在岩浆岩母岩体内；3）侵染状矿体与母岩一般呈渐变或迅速过渡关系，贯入式矿体则清楚；4）围岩蚀变一般不发育，但自变质作用较普遍；5）矿石的矿物组成与母岩的矿物组成基本相同；6）成矿作用是在岩浆熔融体中大体同时发生，多数岩浆矿床的成矿温度较高，达12001500摄氏度；第四章从伟晶岩的边缘到中心，一般可分为如下四个带：1、边缘带：主要矿物为长石和石英，细粒伟晶结构。该带一般不 连续，不含有用矿物。由岩浆结晶形成，成岩温度800-700C。2、外侧带：主要矿物为长石、石英、白云母，细粒-中粒伟晶结构、 文象结构。此带一般不连续，可出现少量绿柱石等矿物但一般不构成矿体。由岩浆结晶形成，成岩温度600-700C。 3、中间带：主要矿物为长石、石英、白云母，可见绿柱石、锂辉石等稀有、稀土矿物，具粗粒伟晶结构、似文象结构及块状结构。 此带一般较连续，是赋矿的有利部位。由超临界流体结晶形成,温度600-400C。4、内核：主要矿物是石英、长石（及锂辉石），块状及巨晶结构， 可见晶洞，是水晶及宝石矿物的重要成矿部位。此带可不存在,断续分布。形成于超临界及次临界状态流体。5、交代带：交代作用形成的矿物带，多分布于中间带及其内核的过渡部位，是白云母及锂辉石、锂云母等稀有金属的重要成矿带。第五章充填矿床的特征： 1.梳状构造2.晶簇状构造 3.对称带状构造 4.角砾状构造 5.同心圆状或帽章状构造6.矿体与围岩接触关系明显 7.矿体边缘平直 8.矿体常呈脉状充填矿床：当含矿热液在化学性质不活泼的围岩中流动时，因物理化学条件的改变，使热液中成矿物质沉淀于已有的各种裂隙和孔隙中，这种作用称为充填作用，以这种方式形成的矿床即为充填式矿床。在充填式矿床形成过程中，成矿溶液与围岩间化学反应较弱，形成深度一般较浅。矿床中常出现一些特征的矿石构造，最常见的是脉状-条带状构造，还发现其他一些构造如梳状构造、晶簇状构造、皮壳状构造、角砾状构造、鸡冠状构造、同心圆状构造等（图5-5），还有一些特征的结构，如胶状结构、变胶状结构等。矿体与围岩的接触界线规则、突变，矿脉两壁平直或相互吻合，不存在明显的交代作用现象。交代作用系指改变岩石化学成分的各种置换作用，由此作用生成的矿床称交代式矿床。交代作用特点是原有组分的溶解、带出与新组分的替代同时进行。在交代过程中被交代部分的体积基本上不发生变化，但是这种关系不是绝对的。如果带入量大于带出量时，则新形成的交代矿物体积可大于原来体积，反之体积变小。交代作用生成的矿物可保持原有被交代矿物的形态和岩石结构构造的细节特征。决定交代作用特征的主要因素是被交代岩石和矿物的化学成分、热液体系的物理化学性质，以及热液的流体动力学特征等。扩散交代作用，交代发生于停滞的溶液内，主要以离子或分子扩散方式进行，即组分的带出和带入是由于浓度梯度所引起；渗滤交代作用，交代作用发生于流动的溶液中，即组分的带出、带入是由流经岩石的溶液来进行的，这种交代作用常常更重要。渗滤交代作用是由于溶液中组分与围岩中组分发生了化学反应，并且由于热液不断的运移，使热液-围岩处于不平衡状态所引起。围岩蚀变和蚀变围岩 由于气水热液矿床矿体四周的围岩，在成矿作用过程中经常发生蚀变作用，因此称为围岩蚀变，遭受了蚀变的围岩称为蚀变围岩。围岩蚀变研究意义实际意义：蚀变围岩可作为热液矿床的重要找矿标志。可以通过确定围岩蚀变的类型来判别可能找到的某种类型的矿床通过围岩蚀变的组合及分布特征，可以帮助识别成矿过程中热液运移通道，进而指导找矿勘探理论意义：首先，温度和其他物理化学条件对热液蚀变的类型有重要影响，因此通过围岩蚀变的研究可以帮助恢复成矿的物理化学条件。其次，根据蚀变围岩和原岩间的成分差异，可推断热液的化学成分和元素的转移特征矿化期（metallogenic epoch）代表一个较长的成矿作用过程，它是根据成矿体系物理化学条件的显著变化来确定的，也就是说，不同成矿期形成的热液矿物，其形成的物理化学条件有明显差别，矿化阶段（metallogenic stage）为成矿期内进一步划分的较短的成矿作用过程，它常紧密地与热液的演化、构造裂隙的阶段性脉动，以及与此有联系的间歇性热液活动有关。确定矿物生成顺序的主要标志有：穿插，一矿物穿插另一矿物或矿物组合，被穿插者生成较早；交代，先成的矿物被后成的矿物所交代，常显交代残余结构；包围，先成矿物的全部或一部分被后成矿物所包围； 粒间位置，后成矿物生成于先成矿物的颗粒之间；假象，先成矿物被后成矿物交代后，尚保留其原来晶形。如磁铁矿变成假象赤铁矿后仍保留其等轴晶系的晶形；构造，在对称带状构造中，外层矿物早于内层矿物，晶洞构造中的矿物一般晚于洞壁的矿物。将热液矿床分成4类：岩浆热液矿床；火山喷气热液矿床；变质热液矿床；地下水热液矿床。虽然从矿床成因的角度来看，这种分类较为符合实际，但是要确定成矿热液的来源以及矿床的形成作用，是十分复杂的工作，在许多情况下，不易达到预期的目的。第六章矽卡岩两个矿化期，五个矿化阶段矽卡岩期主要形成各种钙、铁、镁、铝的硅酸盐矿物，无石英形成。该成矿期又可分为以下3个成矿阶段（1）矽卡岩化期：早期矽卡岩化阶段（无水矽卡岩阶段）；晚期矽卡岩化阶段（交代早期矽卡岩，形成含水硅酸盐矿物；此阶段有大量磁铁矿出现，又称为“磁铁矿化阶段”）；氧化物阶段（形成层状和架状硅酸盐和大量矿石矿物）石英-硫化物期：在这一成矿期中，SiO2一般不再和Ca、Mg、Fe、Al组成矽卡岩矿物，而是独立形成大量石英，并有典型的热液矿物如绿泥石、方解石等和大量金属硫化物形成。该成矿期又可分为2个阶段（2）石英硫化物期：早期硫化物阶段（形成脉石矿物和矿石矿物）；晚期硫化物阶段（又称Pb、Zn硫化物阶段）这类矿床各阶段矿物相互叠加的现象十分普遍斑岩矿床自岩体中心向外依次出现4个蚀变带 （1）钾质蚀变带：蚀变矿物主要为黑云母和钾长石；（2）似千枚岩化蚀变带（石英-绢云母化带）：蚀变矿物主要为石英和绢云母；（3）泥质蚀变带：蚀变矿物主要为高岭石、蒙脱石、石英；（4）青盘岩化带：蚀变矿物主要为绿泥石、绿帘石、方解石。斑岩铜矿围岩蚀变：斑岩铜矿的面型蚀变往往具有一定的规律性，自内而外钾质蚀变、绢英岩化和黄铁绢英岩化、泥化、青盘岩化3. 矿化岩体的岩性是影响蚀变分带的重要因素：与一般蚀变 分带模式符合程度最好的岩体属花岗闪长岩类卡林型金矿：典型矿例:美国卡林1.赋矿围岩特征：主要为不纯碳酸盐岩(灰岩,白云岩等);次为碎屑岩, 如粉砂岩,泥岩等;时代跨度较大：主要为晚古生代(450Ma)到第三纪(2Ma)；大多含有机质；矿石与围岩往往难以区别2.区域背景和控矿构造特征：大地构造上位于大陆板块或古大陆的边缘或裂谷盆地;矿体受到构造(如剪切带, 构造角砾岩带, 张性断裂, 层间破碎带, 不整合面等)的控制; 多与高角度正断裂或走滑断裂有关；常与褶皱有关, 特别是区域性背斜的顶部；3.围岩蚀变特征：碳酸岩化、硅化（石英化和碧玉化)、粘土化、明矾石化，矿化一般与蚀变强度成正比4.矿物学特征：中低温矿物组合为主: 矿石矿物: 黄铁矿+辉锑矿+辰砂+雄黄+白铁矿+自然金+毒砂+赤铁矿+雌黄+贱金属硫化物等; 脉石矿物: 石英+重晶石+白云石+粘土矿物等;自然金；多期黄铁矿, 但金主要分布于边部; 围岩不同, 矿物组合亦有所不同5.元素组合特征：中低温元素组合: Au+As+Hg+Sb+Ba+Ag+Tl +Se+Te; 常与汞矿共生;Au/Ag较高, 一般5;特征性元素Tl含量较高, 4550ppm；Tl的赋存状态: 1.黄铁矿表面; 2.硫化物中(如闪锌矿);3.独立矿物6.成矿流体特征：中（低）温流体，压力为400800bars；中低盐度；以大气降水或建造水为主；高硫逸度；Au的主要搬运形式为Au(HS)2-，而Ag为AgCl2-;普遍出现流体沸腾现象7.成矿时代: 美国卡林金矿:158Ma;中国“金三角”地区: 100Ma;中国秦岭地区: 15300Ma成因模式：1.压力和流体混合模式 2.地下水受热驱动模式 MVT铅、锌矿床矿床地质特征矿床产于地台边缘的沉积盆地中，含矿岩系成带状沿盆地边缘分布，一般都含海相蒸发岩，盆地中央有时产有石油。矿床产于一定层位地层中。就世界范围而言，含矿层位多，成矿时间长。就一个矿床而言，成矿时间短而集中，矿化限于12个层位。容矿岩层为未变质的沉积岩，以厚层白云岩为主，次为石灰岩，矿体常产于岩层界面附近。容矿碳酸盐岩层中常夹有礁灰岩，显示为滨海或浅海相沉积。MVT矿床受主岩的渗透性控制(为成矿流体运移及成矿物质沉淀提供有利空间部位)。矿区范围内一般不出露火成岩，少数矿区发现有火成岩，经证实也和成矿无关。MVT矿体大多以开放空隙充填方式形成，具后生成矿特征。矿体有似整合和不整合两类。似整合矿体为层状、似层状，与地层产状一致；不整合矿体呈脉状、网脉状，受断裂和裂隙控制。 金属矿物主要为闪锌矿(含铁较低)、方铅矿、黄铁矿(时有白铁矿)、及少量黄铜矿，矿石矿物多呈浸染状沿岩层微层理分布。矿石品位低，但储量大。MVT矿床从富铅到富锌皆有，绝大多数的锌高于铅。大部分MVT矿床具银异常，许多还具经济意义，如密西西比河谷地区。矿石矿物多成浸染状沿岩层微层理分布。围岩蚀变以硅化、白云岩化为主。成矿流体源自沉积建造水，成矿过程中演化为含矿热卤水，成矿温度50150（18% 的岩石。铝土矿是指Al2O3 含量 A2O380% 或 90% 的残余土壤或沉积物。7. 关于鞍山式铁矿中富矿体的成因主要有同生沉积 ，风化淋滤和 混合岩化热液改造 等三种观点。8. 岩浆成矿作用的类型主要有 、 和 三类。9铜矿床的主要类型有 、 、 、 和 等。10典型的高温热液蚀变有 、 、 、 、 、 7等。11 成矿流体来源有 、 、 、 和 。12热液成矿作用方式有 和 两类。二、 词解释（每题3分，共30分） 萨布哈：指干旱气侯下的盐碱滩 盐丘和冠岩：盐类沉积物在高温高压下因塑性流动而沿断裂构造底辟上升所形成的丘状突起。 层控矿床；层控矿床是受一定地层层位控制的矿床，是该层位有利岩性，特别是矿胚层促使后期流体带来的成矿物质在其中选择性沉淀的产物。它不包括典型的沉积矿床、岩浆矿床和岩浆热液矿床。 铁帽：是指硫化物或菱铁矿矿床在地表受到风化以后所形成的一种富铁残留体。 活化转移；物质从非矿岩石转移出来，然后在有利条件下聚集成矿，叫作活化转移 围岩蚀变； 热液矿床； 金伯利岩； 矽卡岩 伟晶岩矿床三、 阐述题（选3题，每题10分，共30分）7. 阐述硫化物矿物在氧化带的主要化学变化和硫化物矿床次生富集带的形成机制。答：a) 在氧化带中，硫化物总的反应趋势是：硫化物 硫酸盐溶液 硫酸盐、碳酸盐和氧化物次生矿物。如铜的硫化物Cu2S CuSO4溶液 氧化物（赤铜矿Cu2O和黑铜矿CuO）、碳酸盐(孔雀石、蓝铜矿)和硅酸盐（硅孔雀石）。b) 次生富集作用是指金属硫化物在地表被氧化而形成的硫酸盐，随溶液下渗至潜水面以下后，以交代原生硫化物的方式生成次生硫化物，使矿石品位增加。譬如，下渗的硫酸铜交代黄铁矿可形成次生的黄铜矿、斑铜矿和辉铜