矿相学2011第七章构造

1、第 七 章矿石的构造、结构和矿物晶粒内部结构主 要 内 容第一节概 述一 基本概念二 研究意义三 矿石结构构造分类原则第二节 矿石构造第三节 矿石的结构第四节矿物结晶颗粒的内部结构第一节概 述一、基本概念矿石是由矿石矿物和脉石矿物组成的矿物集合体。由于矿石的形成条件和形成作用的不同，以及矿物本身在结晶过程中各种因素的差异，因而组成矿石的矿物集合体和矿物颗粒的特点也多种多样，致使矿石呈各种各样形态。为便于研究和描述矿石，常用矿石构造和矿石结构等专门术语来概述。矿石构造（ore structure）：系指矿石中矿物集合体的形状、大小及其空间上的相互关系。即矿物集合体的形态特征。矿石结构（ore t

2、exure）：是指矿石中矿物晶粒的形状、大小及其空间上的相互关系。矿物晶粒内部结构：指的是单个矿物结晶颗粒内部所显现的结构形态特征，如双晶、环带、解理、裂理、裂纹和加大边等。铬铁矿二、研究矿石构造与结构的意义1、为矿床成因理论研究提供依据气水热液矿床中，矿石具晶洞、晶簇状、梳状、角砾状等构造成矿作用方式以充填作用为主；矿石存在交代残余和细脉浸染状构造成矿方式以交代作用为主。2、为找矿勘探提供实际资料河北高板河铅锌矿矿石具层纹状、草莓状构造沉积矿床在具有相似或相同的岩相、古地理环境、地层层位中进行勘探。3、为矿石工艺提供必要的资料矿石中的有用矿物；有用矿物的赋存状态、粒度、含量等。确划分并非易事

3、。矿物集合体可由一种或多种矿物组成，相对于结构来讲构造是一个宏观概念。因而矿石构造主要是在肉眼下观察，特别强调在采场、坑道、掌子面、钻孔岩心观察。结构的组成单位是矿物颗粒，矿物颗粒比较细小，肉眼难以辨认（特别是矿物之间的结合关系），因而结构是个微观概念，必须在显微镜下研究。如草莓状构造：是由数量不等的自形黄铁矿颗粒组成的球状矿物集合体，按照定义可归为草莓构造，但由于集合体细小，无法用肉眼观察，只能在显微镜下观察，又习惯称为草莓结构。鲕状构造：是由不同成分的圈层组成的鱼籽状颗粒，按其定义应鲕状构造，也有人习惯称为鲕状结构。三、矿石构造、结构分类原则矿石构造和结构的定义看起来比较明确，但在实际应用

4、时正矿石结构构造划分依据的基础：形态特征成因矿石构造不同的地质成矿作用形成矿石结构不同的物理化学条件形成结合矿物成分对形态特征进行研究我们采用以成矿作用等成因特征为主， 形态特征为辅，结构与构造分类一致的原则。第二节 矿 石 构 造矿石构造的主要形态类型矿物集合体是组成矿石构造的基本单位，自然界的矿石中，矿物集合体的大小不同，形态也千变万化，归纳起来主要有一向或两向延长的，如条带状、脉状、片状或皮壳状；浑圆的如豆状、鲕状和结核状；以及不规则状，如块状、浸染状、角砾状和多孔状等。第二节矿石构造不同类型的构造在于矿物集合体的形态、大小和相互关系上的差别。如：块状构造、浸染状构造、斑点状斑杂状构造脉

5、状、网脉状、交错脉状构造鲕状、肾状、豆状、结核状构造多孔状、蜂窝状构造片状、片麻状构造根据矿床的成因类型，按照成矿作用不同，综合考虑矿石的形成条件和形成作用，将矿石构造划分为五个主要成因类型。每个类型又描述了717个形态特征。成因分类构造类型岩浆矿石构造气水热液矿石构造风化矿石构造沉积矿石构造变质矿石构造矿石构造类型块状构造浸染状构造、斑点斑杂状构造、球状豆状构造、条带状构造、角砾状构造、气孔状构造、杏仁状构造、流纹状构造、绳状构造等。脉状交错脉状网脉状构造、晶洞及晶簇状构造、梳状构造、胶状及变胶状构造、浸染状斑点状斑杂状构造、交代残余构造、块状构造、条带状构造等。多孔状构造、蜂窝状构造、粉末

6、状及散粒状构造、肾状构造、葡萄状构造、钟乳状构造、结核状构造、同心圆状及皮壳状构造、晶洞状构造等。层状及层纹状构造、松散状构造、星散状构造、砾状及角砾状构造、鲕状构造、豆状构造、肾状构造、草莓状构造。条带状构造、皱纹状构造、片状及片麻状构造、残余构造等。一、岩浆矿石构造根据不同的岩浆成矿作用分为：岩浆分异的矿石构造（岩浆结晶分异、贯入、熔 离作用）和火山岩浆矿石构造。特点：1、矿石的矿物成分和围岩的矿物成分基本相同，物质成分较简单，金属矿物有铬铁矿、磁铁矿、钛 铁矿、磁黄铁矿等；脉石矿物有橄榄石、辉石、 角闪石、基性斜长石等造岩矿物及蚀变矿物蛇纹石、绿泥石等。2、矿石与母岩（含矿的围岩）在同一

7、地质作用下形成，金属矿物与造岩硅酸盐矿物近于同时形成，二者常渐变过渡 。矿石与母岩的区别仅在于金属矿物局部富集 。主要构造类型1、块状构造：80%2、浸染状构造：30%3、斑点状、斑杂状构造：50%4、球状、豆状构造5、条带状构造磁铁矿块状构造块状构造：金属矿物含量大于80%，呈无空洞致密块状集合体产出。金属矿物颗粒从伟晶、至细粒、极细粒均有出现，颗粒大小较均匀。晚期岩浆分异矿石和熔离矿石中块状构造比较常见，块状构造是富矿石的代表。浸染状构造：指造矿矿物在母岩中分布的稠密程度。造矿矿物按照其自形程度可分为全自形 、自形-半自形半自形-他形三类。金属矿物集合体的粒径2mm。习惯上按金属矿物含量的

8、多少分为：星散浸染状构造金属矿物含量10一20(体积)稀疏浸染状构造 金属矿物含量20一30，均匀地分布于围岩中。中等浸染状构造金属矿物含量30一50，均匀地浸染于脉石矿物。稠密浸染状构造金属矿物含量50一80，呈粒状及聚粒状均匀地浸染于围岩中。铬铁矿（黑海绵陨铁构造状分布于蛇纹岩中色）呈浸染浸染状构造粒径小于2mm斑点状和斑杂状构造：在岩浆结晶分异或熔离过程中，由于重力分异和流动分异的影响，金属矿物聚集的均匀程度是不同的，当岩浆的流速比较稳定，金属矿物聚集体的大小和分布相对比较均匀，集合体近乎等轴状，粒径一般在5mm10mm左右，呈星散状分布于矿石中，其含量大致在50%以下，称为斑点状构造。

9、若金属矿物斑点大小不一，相差悬殊，呈不规则状分布于脉石矿物的基质中，有的部位金属矿物集中成致密状，有的成星散状，分布特点是杂乱无章，既无规律又不均匀，可称斑杂状构造。它是斑点状、浸染状、和块状构造之间的一种过渡类型。斑杂状构造示意图0.51cm豆状和球（瘤）状构造：含矿岩浆在熔融状态下，经熔离作用分离出的团状矿浆，在重力影响下流动下沉 ，逐步汇集结晶成豆状。是铬铁矿矿石特有的构造类型。矿物集合体一般0.5-1cm，豆粒呈浑圆状或椭圆状，表面较光滑，内部无核心，也无同心环带，与橄榄岩之间界线清晰，并且没有溶蚀现象。铬铁矿常呈自形晶。如果矿物集合体直径为1-3cm，则称为球（瘤状）状构造。铬铁矿豆

10、状构造蛇纹石化橄榄岩中的球状铬铁矿条带状构造：由结晶分异和熔离作用形成的金属组分熔体，受重力分异和流动分异的影响，使它们在下沉过程中呈延长状聚集，分布于脉石矿物中，与脉石矿物集合体成条带相间出现，构成条带状构造。金属矿物的条带有一定的连续性，常相互平行，宽窄不一。 浸染条带状构造铬铁矿在蛇纹石化橄榄岩中条带状分布铬铁矿浸染条带状构造球状构造脉状构造：岩浆分异的晚期，由于挥发份较集中，降低了结晶温度，晚期结晶分异和熔离作用形成的金属组分，由于内应力较大，可沿围岩的节理或裂隙贯入固结成脉状构造。一般脉的两壁界线清晰，溶蚀现象不显著。岩浆矿石构造特点：（a）矿物集合体为晶质的，一般无溶蚀接触边缘。矿

11、石成分与母岩成分基本相同。（b）以块状、浸染状、斑点状和斑杂状构造为常见类型，豆状构造为熔离矿石的典型构造。火山岩浆矿石构造指与火山岩浆喷溢作用以及矿浆贯入作用有关的矿石构造，形成深度较浅小于1.5km。在较深部火山岩浆房中，经岩浆结晶分异和熔离作用形成的矿浆，上侵到火山机构中，或喷溢出地表，经冷凝富集而成。由于矿浆中含有大量的挥发份，内应力较大，成矿深度浅，可形成特殊的构造：气孔（杏仁）状构造角砾状构造特点：矿物集合体为晶质的，也有隐晶质和少量非晶质二、热液矿石构造指含矿汽水热液 沿围岩裂隙流动过程中，由于温度压力等条件改变，含矿热液充填结晶以及对已形成的矿物或围岩交代置换后沉淀而形成的矿石

12、构造。金属矿物种类很多：金属硫化物及硫盐、碲化物、金属氧化物及含氧盐，还有自然Au、Ag、Cu等。脉石矿物相对简单，主要有石英、萤石、方解石、重晶石和绿泥石等。主要类型：1、脉状构造、交错脉状及网脉状构造2、晶洞及晶簇状构造、梳状构造3、胶状及变胶状构造4、浸染状、斑点状和斑杂状构造5、交代残余构造方铅矿块状构造成矿物质丰富，由于围岩的化学性质活泼，孔隙裂隙发育或矿液的化学活动性大，以及温度较高且缓慢下降等，交代作用比较强烈，常构成块状构造。黄铜矿(铜黄色)石英脉沿围岩裂隙充填成脉状构造脉状构造：含矿气水溶液沿围岩或早期矿石的裂隙充填或交代，成矿物质沉淀则形成脉状构造。黄铜矿（铜黄色）和少量辉

13、铜矿（黑色）沿白云岩裂隙交代呈细脉状构造。细脉边部灰黑灰绿色者为蚀变矿物细脉状构造黄铁矿(浅铜黄色)沿两组解理穿切磁黄铁矿(浅褐色)交错脉状构造黄铁矿细脉（浅铜黄色）充填于硅化灰岩（黑褐色）中呈网脉状构造网脉状构造由于构造的多次活动，使围岩和早形成的矿石 产生构造裂隙和错动，矿液沿不规则的裂隙或网脉状裂隙充填或交代即构成网脉状构造。辰砂（紫红色）于白云石（白色）和石英（无色透明）组成的晶簇晶洞中晶洞状构造：矿液沿空洞充填，由于自由空间充分，有利于矿物沿洞壁向空间生长成完整的晶体。若保留一定的空间，可构成晶洞状构造。辉锑矿晶簇状构造晶簇状构造：含矿热液在晶洞内生长成的自形或半自形的晶体群即为晶簇

14、状构造。黑钨矿（黑色）长板状和石英（灰白色)）垂直于脉壁生长，形成梳状构造梳状构造矿物晶体群垂直于延长的裂隙壁，由裂隙壁向中心生长，构成梳状构造。闪锌矿（黑褐色黄褐色）呈胶状构造胶状构造矿液充填在浅成的一些空洞中，由于压力和温度急剧降低，导致矿液强烈过饱和而成为胶体状态，由凝胶沉淀则构成胶状构造。因凝胶的表面张力大，易形成球状或半球状沉淀，其断面呈同步弯曲状或同心的环带，并在脱水老化时，由于凝缩而形成星状孔隙和干裂纹。在一定条件下，收到重结晶作用，常保留胶状构造的某些特点就称为变胶状构造。含方铅矿的闪锌矿角砾(棕褐色)被碳酸盐(白色)胶结角砾状构造矿液充填于破碎带中，胶结破碎带的岩石或早期矿石

15、的破碎角砾形成角砾状构造。角砾的棱角较清楚，溶蚀现象不甚明显。有时角砾和胶结物的某些成分相同。磁铁矿角砾（黑色）被黄铁矿（浅铜黄色）胶结角砾状构造黄铁矿（浅铜黄色）和白云石（白色）围绕白云岩角砾（灰色）构成环状构造环状构造以破碎的角砾为中心，晚期矿化阶段的产物呈环状包围，依次沉淀可形成环状构造。这类矿石构造可帮助判断矿化阶段黄铁矿（浅铜黄色）与闪锌矿（黑色）交互组成条带状构造条带状构造矿液沿围岩中一些近于平行的裂隙、孔隙、微层理等进行交代，或由于岩石的化学成分、孔隙度和渗透性有差别，矿液进行选择性交代时，可形成条带状构造。条带一般较连续，但条带间的界线不甚清晰。对于岩性有差异的灰岩和矽卡岩以及

16、蚀变强度不同的一些岩石，矿液的选择交代作用比较明显，易形成此种构造。浸染状构造辉钼矿（铅灰色）在石榴石矽卡岩（浅褐红色）中呈浸染状构造辉钼矿（铅灰色）呈斑点状分布于石榴石矽卡岩中（浅褐红色）斑点状构造黄铁矿和磁黄铁矿（灰白色）、黄铜矿（铜黄色）和磁铁矿（黑色）大小不一，组成斑杂状构造斑杂状构造充填矿石构造与交代矿石构造的区别：1、充填矿石构造主要受构造裂隙控制，交代矿石构造多发育在化学性质活泼或孔隙度较大的岩石中，受岩性控制明显。2、充填矿石与围岩界限清晰、平直，角砾的棱角清楚；交代成因矿石与围岩界限模糊不清，边界曲折，常呈犬牙交错状，角砾或残留体棱角成浑圆状。3、充填矿石构造中，金属矿物与脉

17、石矿物同源同生，交代矿石中的金属矿物晚于脉石矿物。三、风化矿石构造是地表风化作用的产物。主要是原生矿石和岩石在地表条件下（水、氧、二氧化碳、生物和温度等），经受机械破碎、剧烈氧化、溶解、淋滤和次生富集等作用，使其物质成分和组构等受到明显的变化和改造，形成的各种矿石构造。金属矿物常见的有：褐铁矿、软锰矿、硬锰矿、孔雀石、菱锌矿等。非金属矿物主要是二氧化硅和碳酸盐等类矿物。典型的矿石构造1、多孔状及蜂窝状构造2、胶状构造及变胶状构造（1）肾状构造（2）钟乳状构造（3）结核状构造（4）同心圆状、皮壳状构造闪锌矿矿石经风化，锌被淋滤，铁残留形成褐铁矿（褚色红褐色）并留下众多小孔多孔状构造在硫化物矿床的

18、氧化带中，铜锌等硫化物氧化后成易溶的硫酸盐被地下水带走，硫酸铁经水解后成难溶的胶体物质在原地沉淀下来，凝聚后可形成稳定的褐铁矿、针铁矿或赤铁矿等，组成铁帽常呈多孔状构造。如果空洞宽大，由难溶的矿物构成隔板可交织成为骨架状构造。由菱锌矿（由闪锌矿矿石经风化而成）构成的蜂窝状构造造。蜂窝状构造含有成矿物质的岩石或原生矿石，经风化后使矿物发生氧化分解，其中某些易溶组分可溶解流失，而难溶不易分解的组分和成矿物质残留下来，使矿石具有许多不规则的空洞，形似蜂窝，称为蜂窝状构变胶状构造针铁矿呈放射状集合体，仍残留有胶体同心圆状构造胶状构造由风化作用形成的胶体溶液沉淀后即成为胶状构造。经重结晶作用仍残留有胶状

19、构造的某些特征，即成为变胶状构造。一般多发育在残余的或淋积的铁锰矿床及硫化物矿床氧化带的各类矿石中。葡萄状构造硬锰矿呈葡萄状构造由风化作用形成的胶体溶液，沿空洞裂隙逐步沉淀、堆积，因具有一定的空间，同时由于胶体的表面张力大，凝胶沉淀物凝缩，即形成不规则半球形或半椭球形的表面，称肾状构造；如果成较规则的圆球形集合体，球径小于1cm者，则称葡萄状构造肾状及葡萄状构造肾状构造由菱锌矿构成肾状构造硬锰矿呈钟乳状构造含矿胶体溶液沿较大的空洞顶壁裂隙缓慢下滴，逐渐形成钟乳石状构造。我国湖南上五都、辽宁瓦房子、广西等锰矿床均可见到这种构造。钟乳状构造水锌矿(白色)复盖在褐铁矿(土红色)表面呈皮壳状同心圆状、

20、皮壳状及条带状构造当含矿胶体溶液围绕某一岩石或矿石碎块，逐圈沉淀成颜色或成分上略有变化者即为同心圆状构造。若含矿胶体溶液逐层沉淀而形成较宽阔的曲面或不规则的壳层时，即为皮壳状构造。当含矿胶体溶液凝聚沉淀，形成彼此大致平行的条带时，即构成条带状构造。这三种矿石构造时常相伴出现。孔雀石包裹磁铁矿、褐铁矿等角砾呈皮壳状磁铁矿角砾（黑灰色）被泥质（土黄色）胶结成角砾状构造胶结，呈松散堆积，则称碎块状构造。角砾状构造系原生矿石经风化破碎后，被粘土等表生矿物胶结起来，或破碎的岩块被次生的金属矿物（如硬锰矿、软锰矿、褐铁矿等）集合体胶结而成。倘若破碎的角砾，在原地未经胶结物风化矿石构造特点：A 矿石由常温常

21、压下稳定的各种表生矿物组成；B 矿物集合体的形态复杂，有晶质的和胶状的；C 矿石构造以疏松多孔及胶体沉淀为特征；D 特殊的矿物组合及构造形态，可作为找矿标志。四、沉积矿石构造沉积矿石与沉积岩在形成方式与形成过程上几乎完全一致，因此其构造特点与沉积岩的构造特点相当。组成矿物主要是铁、锰、铝的氧化物，碳酸盐、磷酸盐及铅、锌、铜的硫化物等。磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿、菱铁矿、硬锰矿、软锰矿等。典型构造1、层状构造2、鲕状构造3、肾状构造4、结核状构造5、草莓状构造层纹状构造黄铁矿、方铅矿、闪锌矿组成的细层纹（浅黄色等细纹）于白云岩（黑色）中层状及层纹状构造由不同颜色、成分和结构的矿物集合体，分别平行于层

22、理方向成层分布，有时可出现斜层理或交错层理，单层有厚有薄，层间有时有围岩或其它成分的夹层，矿石有明显的层理，单层厚度在0.5mm以上者，称层状构造。若单层厚度在0.5mm以下者，则为层纹状构造。单层厚度及延长较稳定。硬锰矿（黑色）与页岩交互成层状构造层状构造鲕状构造赤铁矿呈鲕状构造鲕状构造在动荡的浅海盆地，以岩屑或晶屑、砂粒、化石碎片或凝胶体质点等为核心，由于海水动荡，鲕核不断滚动，金属矿物质胶凝体围绕鲕核呈同心环状沉淀，形成浑圆状鲕粒，当鲕粒达到一定大小便沉淀下来。直径为12mm，状如鱼子故称鲕状构造。若粒径在25mm者，则称豆状构造。鲕状构造赤铁矿呈鲕状构造结核状构造由硬锰矿组成的结核状构

23、造多数形成于较鲕粒、肾体更深的海或湖盆地中，含矿胶体溶液围绕碎屑凝聚成大小不等的球形、椭球形及不规则状的独立结核体。构成结核体壳层的胶体成分有黄铁矿、白铁矿、菱铁矿、硬锰矿及软锰矿等。结核状构造草莓状构造成因多认为是生物化学作用形成的，但也有人认为胶体和无机化学作用也可形成。是由沉积作用形成的典型矿石构造。即使经受后期的改造作用（如浅变质和热液叠加作用），仍能被保存下来；草莓状构造在我国云南、四川、湖南等地的层状铜矿床和河北高板河多金属硫化物矿床及美国密西西比铅锌矿床中均有发现。由自形晶黄铁矿和更细小的黄铁矿莓粒（黄白色）组成的草莓状构造光片1050（）赤铁矿（红褐色）呈叠层状构造叠层状构造生

24、物构造的一种，当发生同生沉积时发育有大量的藻类，如各种形态的藻席、藻丘、藻礁等呈叠层状被埋藏，金属硫化物保存原来叠层状藻类的遗体叠层石的特点。赤铁矿形成的肾状构造肾状构造以砂粒、鲕粒或化石碎屑为基底，含矿胶体溶液以凝胶的方式，以凸曲面朝上的半圆形同心圆状向上逐渐叠生形成肾体，很象倒扣的碗罗（叠层石状）。顶面多呈不规则圆形、椭圆形，直径常为12cm，“肾体”间的胶结物通常是与肾体成分相同，此外，还可有鲕粒、化石及化学沉积的围岩成分。其形成环境与鲕状构造相似，但水体相对稳定些。黄铁矿（浅铜黄色）呈胶状构造光片105（）胶状构造五、变质矿石构造原生岩石和矿石受温度、压力及气水溶液等物理化学条件的影响

25、经变质作用后改造而成的。指区域变质、动力变质及接触变质等成矿作用所形成的矿石构造。变质作用中，由于高温高压可使含水的原岩和矿石经脱水作用产生不含水的矿物,如褐铁矿和铁的氢氧化物变为赤铁矿或磁铁矿，从而发生矿物成分和化学成分的变化。同时高温高压下矿物的重结晶作用也比较普遍，导致矿物集合体由隐晶质或非晶质变为晶质，由细粒变为粗粒，直接影响矿石组构特点的变化。组成矿物主要为铁、钛、锰等氧化物，铁、铜、铅、锌等硫化物和自然金以及石英、方解石、硅酸盐矿物。主要形成以下构造：皱纹状构造片状及片麻状构造条带状、脉状构造变余（残余）构造由磁铁矿（黑色）与石英（白色）交互组成条带状构造由于温度压力的影响，金属矿物集合体与脉石矿物集合体拉长或呈延长状相间排列，构成条带状构造。