沉积矿床四 生物化学

1、第九章 沉 积 矿 床,一 机械沉积矿床 二 胶体化学沉积矿床 三 蒸发沉积矿床 四 生物化学沉积矿床,第三节 沉 积 矿 床 的 主 要 类 型,四 生 物 化 学 沉 积 矿 床,（一）概述 （二）生物化学沉积矿床的特点 （三）生物化学沉积矿床的类型及其特征,生 物 化 学 沉 积 矿 床,（一）概述 概念 由沉积作用堆积的生物遗体 经生物活动而导致有用矿物沉积富集 形成的沉积矿床 （1）直接沉积的生物遗迹、生物残骸而成的矿床 （2）生物活动促使成矿物质沉淀富集形成的矿床 工业意义 磷块岩 自然硫 生物灰岩 金属硫化物 硅藻土（单细胞水生植物硅藻的遗骸沉积所形成）等 矿床规模大 分布广 具

2、重要工业意义,（二）主要地质特征,(1)陆棚海环境 炎热潮湿的气候条件 生物繁盛 (2)常产于海相地层中 受一定时代的层位控制 (3)保存有更为丰富的化石 矿层多与富 含有机质的碎屑岩 碳酸盐岩层共生 (4)矿体呈层状 似层状 凸镜状和扁豆状 走向延伸大 倾向延伸小 (5)矿石常呈条带状 致密块状 浸染状矿石构造 矿物组成简单 有机化合物 硫化物 磷酸盐 碳酸盐 自然元素,1 沉积磷块岩矿床 2 沉积硫矿床 3 沉积层状硫化物矿床 4 沉积硅藻土矿床,（三）生物化学沉积矿床的类型及其特征,1、沉积磷块岩矿床 磷在地壳中的含量0.13%，典型的生物元素。动物在其生命循环中都要吸取磷以组成其躯体，

3、如骨骼、牙齿、甲壳等 脊椎动物的骨骼含P2O5 ：53.31%，低等生物贝壳中含P2O5：36.5%，虾类含Ca3(PO4)2 ： 26%,生物化学沉积矿床的类型及其特征,沉积磷矿床中磷主要来自是来自大陆含磷岩石风化后产生的磷酸盐溶液 伏尔加河每年带入黑海的呈溶解状态的磷，达6000多吨，海底火山喷发带出的磷也是重要的来源,生物化学沉积矿床的类型及其特征,磷矿床的形成，除了鸟粪磷矿床和贝壳等生物遗体磷矿床与动物有直接关系外，世界上磷矿床主要为海相沉积的层状或结核状磷块岩矿床,生物化学沉积矿床的类型及其特征,(1) 按矿物成分和结构构造 进一步划分为 层状磷块岩矿床 结核状磷块岩矿床 鸟粪状磷矿

4、床,生物化学沉积矿床的类型及其特征,A、层状磷块岩矿床： 矿体呈层状与硅质岩、碳酸盐岩互层 矿石主要由细晶磷灰石、胶磷灰石组成 胶状 隐晶质 细粒状 生物碎屑结构 呈致密块状 鲕状 条带状 结核状 砾状构造 矿层多 厚度大 矿床规模大 矿石中 P2O5含量高（2534） 含有U、Th、V等元素 典型矿床：云南昆阳磷矿床 湖北襄阳磷矿床 贵州开阳磷矿床,沉积磷块岩矿床的主要类型,生物化学沉积矿床的类型及其特征,云南昆阳磷矿床 该矿区位于康滇古陆东南缘的斜坡上，与浅海相海侵序列有关，矿区出露地层由前震旦系到第三系，矿层位于下寒武统地层中，主要有磷块岩两层，中间夹有白色含磷页岩，上矿层厚215米，层

5、位稳定，形态规则，下矿层形态复杂，主要受底板古侵蚀面起伏的影响，最大厚度可达7米，矿石呈灰和黄褐色，致密坚硬，以氟磷灰石为主，约占85%，其余为方解石、石英和白云石等。P2O5品位较低，一般为20%左右,沉积磷块岩矿床的主要类型,生物化学沉积矿床的类型及其特征,B、结核状磷块岩矿床： 矿体呈层状产于粘土岩、碳酸盐岩、海绿石 砂岩中；矿层由球状、肾状、不规则状磷酸 盐结核组成；矿层薄 不稳定 工业价值较低 矿石呈大小不同肾状、球状、不规则结核状 富含化石；由含水的氟磷灰石组成，P2O5含量 低(12-28）， 典型矿床：我国南方泥盆系、二叠系、寒武 系中的磷矿床属此类型 C、鸟粪状磷矿床： 我国

6、南方岛屿，含P2O527.6% K2O 2-3% NO210.4%,(2)沉积磷矿床的成因,生物成因说： 磷是典型的生物元素 生物大量死亡后堆积成矿 海水温度、盐度和流速变化起主要作用 南非好旺角-极地冷流与赤地暖流汇合 生物-化学成因说： 在炎热浅海，生物吸收磷，死亡后下沉到海底淤泥中，通过细菌化学分解生成磷，形成富含磷的淤泥水，挤压导致淤泥水扩散作用，围绕碎屑形成磷核,化学成因说（洋流上升成矿说）（卡查科夫，1937）,P2O5溶解度与水中CO2含量呈正相关 （1）海水表层（60m以上）大量浮游生物吸收磷 (2) 水深60至300-400m地带，为死亡生物通过带，生物死亡后向海底下沉，将表

7、层水中磷带到较深 水层，有机质分解出CO2，随深度增加，CO2含量不断增高，分压力提高了，海水溶解磷的能力增大 （3）浮游生物死亡后带P到深水中（300/400-1000m）腐烂分解产生大量CO2，磷在水中的溶解度增大，海水中富磷和二氧化碳 (4) 大洋环流垂直循环，深部富磷和CO2海水上升，压力降低（CO2逸出）及光合作用（吸收CO2），导致CO2分压下降 磷的溶解度降低 导致磷灰岩形成（深度为50200m的陆棚区）,当深处寒流向上回流时磷灰岩在陆缘带生成简图（据卡查科夫）,2、硅藻土矿床,硅藻虫和微小生物吸收二氧化硅后死亡，遗体的硅质部分堆积形成硅藻淤泥 经成岩作用 硅藻土矿床 产出围岩主

8、要为砂岩、页岩、泥岩、含磷沉积岩及火山岩类；二氧化硅主要由火山活动提供 化学性质稳定，不溶于一般酸类，生物体细小，疏松多孔，具吸附性、过滤性、漂白性，不吸热、隔音、熔点高等特点 分布广泛 主要成矿时代第三纪和第四纪 次为中生代,硅藻土矿床的主要类型： A、海相硅藻土矿床 质量好 规模大 经济意义大 B、湖相硅藻土矿床我国的主要类型 分布于浙江、吉林、河北、山东 常产于火山沉积盆地，第三纪产物,3、层状硫化物矿床,（1）概述 同生富集形成的或同生有机硫与后生金属元素相互作用形成的沉积金属硫化物矿床 形成于还原环境，产于富含有机质的碳质页岩、砂岩、碳酸盐岩中，与生物作用密切相关： a、黑海底部的腐

9、泥中Zn、Cu、Mn含量高， 现代含Cu沼泽中有机质含量可达60%， Cu3-4% b、在层状硫化物矿床中含硫化物显微球粒 （草莓结构） c、矿石的34S 显示生物硫特点,黄铜矿草莓状构造,d 矿体呈层状，与围岩整合，厚度小，但矿床分布面积大，规模较大 e 主要矿产有Cu（与砂页岩有关）、Pb和Zn（与碳酸盐岩有关）、Ni和Mo（与含磷黑色页岩有关）,(2)分类 黑色岩系中的镍、钼多金属矿床,产于碳质页岩或含磷酸盐页岩中，矿体呈层状 矿石呈极细层纹状、浸染状，矿物颗粒极细极小 成分复杂，含多种元素的硫化物。除镍和钼外，U、V、 Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sb、铂族等的含量也相当高 我国中南

10、、西南、华东等地广泛分布有下寒武统黑色 岩系中发现了一批重要矿床 矿床形成于还原静水环境，成矿物质主要来自粘土质， 被有机质吸附于黑色页岩中,砂页岩系及碳酸盐岩中的铜矿床,在表生条件下，铜一般呈CuSO4溶液从风化壳中被搬运出去，当其汇聚到盆地中的还原环境中时，由于H2S的存在，铜易发生沉淀和集中，由这种方式沉淀的矿质多与砂、泥质物伴生，成岩后为含铜砂页岩矿床或砂页岩型铜矿床。,这类矿床的含矿岩系的颜色很杂，一般由紫红层和灰色层组成，故常称其为杂色岩系。杂色岩系中又以红色层占主导，因而俗称“红层”。但是，铜矿床均产在灰色层中。,著名的矿床有德国的曼斯费尔德（含铜砂页型），赞比亚铜矿带（含铜砂岩型）、云南东川、鄂西三叠系巴东组的粉砂质灰岩、泥灰岩中的铜矿床,（3）层状硫化物矿床生物在成矿中