合肥工业大学资源与环境工程学院矿床学课件第三章 成矿作用总论

第三章

成矿作用总论

(OutlineonMineralization)

Contents第一节地球的内部构造及其与成矿作用的关系

第二节元素在地壳及上地幔中的分布量及其成矿意义

第三节元素的共生规律及地球化学分类

第四节元素的迁移和富集

第五节成矿作用

第六节矿床的成因分类

自习1-4节--问题1、概念：克拉克值；亲硫元素；造岩元素；浓度克拉克值；浓集系数。2、元素在地壳和上地幔中有何分布规律？3、元素的共生（分配）规律指什么？4、戈尔德施密特分类和查瓦里茨基分类的要点是什么？5、元素迁移和富集的作用主要有哪些？

复习（1）克拉克值：元素在地壳中的丰度值。复习（2）元素在地壳和上地幔中的分布规律：⑴不同元素在地壳和上地幔中的分布量差异悬殊，分布量最大的是氧，占地壳46%，上地幔43%；最少的为氦，地壳中1.6*10-9%,上地幔中1.9*10-10%。上地幔中铁族元素(Fe、Cr、Co、Ni),铂族元素(Pt、Ru、Rb、Pd、Os、Ir)和Mg的分布量比地壳大几倍—十几倍；地壳中稀有元素(Li、Be、Nb、Ta)、稀有元素及放射性元素（U、Th、Ra）比上地幔中的分布量大几倍—几十倍；挥发性组分（S、P、F、U、B等）地壳中分布量大于地幔中分布量（2—4倍）。

⑵地壳和上地幔中分布量最多的7种元素O、Si、Al、Fe、Ca、Na、Mg占地壳的99.4%,占上地幔的99.11%,其余85种元素分布量总<1%；仅Fe、O、Mg、Si4种元素就占地球总重量的90%。⑶7种造岩元素的克拉克值高，在地壳中容易富集成矿，形成数量多、分布广、规模大的矿床，如铁矿、铝土矿、石灰岩、盐矿等；其余80多种元素克拉克值低，富集成矿较为困难，矿床规模较小，但元素富集成矿的可能性并不完全取决于克拉克值，还决定于元素的地球化学性质以及成矿的地质条件和成矿作用。（Au:4*10-7%）

复习（3）：元素的地球化学分类I-戈尔德施密特分类：1）亲铁元素；2）亲硫元素；3）亲石元素；4）亲气元素；5）亲生物元素。

II-查瓦里茨基分类:

1．氢族:H；2．惰性气体族:He→Rn；3．造岩元素族：Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Rb、Sr、Cs、Ba；4．岩浆射气元素族:B、C、N、O、F、S、P、U；5．铁族元素：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni；6．稀有元素族：Sc、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、TR、Hf、Ta、W、Re；7．放射性元素族：U、Th、Ra；8．亲硫元素族：Cu、Zn、Gd、Ge、Ag、Cd、In、Sn、Au、Hg、H、Pb；9．铂族元素族：Rn、Rh、Pd、Os、Ir、Pt；10．半金属和金属矿化剂族：As、Sb、B、Se、Te和Po；11．重卤素族：Br、I、At。

成矿作用

(Metallogenicprocess)

成矿作用:

是在地球的演化过程中，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。

成矿作用分类

（按性质和能量来源）内生成矿作用(Endogenetic-);外生成矿作用(Exogenetic-);变质成矿作用(metamorphogenetic-).

对应的矿床分类内生矿床(Endogeneticoredeposits);外生矿床(Exogeneticoredeposits);变质矿床

(Metamorphicoredeposits)5.1内生成矿作用

由地球内部热能的影响导致形成矿床的各种地质作用。热能来源包括：放射性元素的蜕变热；地幔及岩浆的热能；在地球重力场中物质调整过程中的释放的能；物质的转化能。

内生成矿作用的特点：⑴、内生成矿作用是在地壳不同深度、不同压力、不同温度和不同地质构造条件下进行的。⑵、内生成矿作用是十分复杂和多样的。既有深部上地幔源，也有地壳浅部源。

内生成矿作用的类型：按作用方式和物理化学条件，将内生成矿作用进一步划分为：岩浆成矿作用；伟晶成矿作用；接触交代成矿作用；热液成矿作用。

5.2外生成矿作用

主要是指在太阳能、其次在生物能和化学能的影响下，在岩石圈上部、水圈、气圈和生物圈的相互作用过程中，导致在地壳表层形成矿床的各种地质作用。

外生成矿作用的特点：（1）成矿作用基本上是在温度、压力比较低（常温、常压）的条件下进行的；（2）成矿作用主要发生于岩石圈表部。

外生成矿作用的类型：1-风化成矿作用；2-沉积成矿作用：1）机械沉积成矿作用；2）蒸发沉积成矿作用；3）化学—生物成矿作用；4）生物成矿作用。

5.3变质成矿作用

变质成矿作用实质上是一种内生成矿作用。是在特定的地质和物理化学条件下，使由内生作用或外生作用形成的岩石和矿床产生成分或结构构造的变化，并导致成矿物质的迁移和富集，这就是变质成矿作用，由其形成的矿床，称为变质矿床。

根据地质环境，变质成矿作用可分为三类：接触变质成矿作用；区域变质成矿作用；混合岩化成矿作用。

5.4叠生成矿作用

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，称为叠生成矿作用。它是一种复合的成矿作用。叠生成矿作用，不但对原来矿床或含矿建造有所改造，并有新的成矿物质的加入。如“层控矿床”。

六矿床的成因分类

6.1．意义：矿床的成因分类反映人类对矿床成因和成矿过程的认识程度，也是人类对矿床研究成果的高度概括；正确制定矿床成因分类对了解成矿作用的本质，指导生产实践都有重要意义。

6.2．影响矿床形成的因素：1）成矿物质及其来源；是成矿的基础和前提。2）成矿环境；是成矿的外部条件（T、P、Ph、Eh等）及地层、构造、岩浆岩、古气候、古地磁、古地理等。3）成矿作用；是成矿物质在一定条件下富集成矿的机制和过程。4）成矿后改造。

6.3．矿床成因分类的原则：完整的矿床成因分类应包括上述四个因素，其中成矿作用是矿床或因分类的主要依据，同时应适当考虑地质环境，并尽可能反映成矿物质来源。

一级分类与几种主要地质作用相对应，分为内生矿床、外生矿床、变质矿床和叠生矿床四大类；

二级分类按照一定地质环境下的主要成矿作用系列来划分，如岩浆矿床、热液矿床等等；

三级分类根据各类矿床形成的复杂性和成矿方式的多样性来划分。

6.4矿床成因分类

I．内生矿床一．岩浆矿床㈠岩浆分结矿床㈡岩浆熔离矿床㈢岩浆瀑发矿床

二、伟晶岩矿床

三、接触交代（矽卡岩）矿床

四、热液矿床㈠岩浆气液矿床㈡非岩浆热矿床

五、火山成因矿床㈠火山岩浆矿床㈡火山—次火山气液矿床㈢火山—沉积矿床

II、外生矿床

六、风化矿床七、沉积矿床（机械沉积、蒸发沉积、胶体化学沉积和生物—化学沉积）

八、可燃有机矿床

III、变质矿床

九、接触变质矿床

十、区域变质矿床

十一、混合岩化矿床

IV、叠生矿床

十二、层控矿床矿床成因分类-国内TheClassificationofOreDepositsbyCharlesF.Park(1975)

1.MagmaticSegregationDeposits(岩浆分结矿床)；2.Pegmatites

(伟晶岩矿床)；3.IgneousMetamorphicDeposits(火成变质矿床)；4.HypothermalDeposits(高温热液矿床)；5.MesothermalDeposits(中温矿床)；6.EpithermalDeposits(低温矿床)；7.TelethermalDeposits(远程矿床)；8.XenothermalDeposits(浅成高温矿床)；9.VolcanogenicDeposits(火山矿床)；10.SedimentaryDeposit