沉積礦床-膠體化學(xué)

1、v 機械沉積礦床機械沉積礦床v 膠體化學(xué)沉積礦床膠體化學(xué)沉積礦床v 蒸發(fā)沉積礦床蒸發(fā)沉積礦床v 生物化學(xué)沉積礦床生物化學(xué)沉積礦床v概述概述v 膠體化學(xué)沉積礦床形成條件膠體化學(xué)沉積礦床形成條件 v 膠體化學(xué)沉積礦床類型及特征膠體化學(xué)沉積礦床類型及特征 膠膠 體體 化化 學(xué)學(xué) 沉沉 積積 礦礦 床床概述概述 膠體溶液膠體溶液 一種顆粒直徑介于一種顆粒直徑介于11001100mm的分散體的分散體系，其性質(zhì)介于粗分散系（濁液，顆粒直徑系，其性質(zhì)介于粗分散系（濁液，顆粒直徑100100mm）與離子分散系（真溶液，顆粒直徑與離子分散系（真溶液，顆粒直徑10.2氧化物礦物相帶氧化物礦物相帶pH 7.07.0

2、Eh 0.2 -0.1pH 9.0Eh -3 .0 -0.5高價鐵的氧化物高價鐵的氧化物( (赤鐵礦、褐鐵礦赤鐵礦、褐鐵礦) ) 粗細碎屑巖沉積粗細碎屑巖沉積細粉砂質(zhì)沉積細粉砂質(zhì)沉積 鐵的硅酸鹽鐵的硅酸鹽( (鮞綠泥石鮞綠泥石 )pH 7.0 7.0 Eh -0.3 0.0粘土巖沉積粘土巖沉積鐵的硫化物鐵的硫化物( (黃黃鐵礦、白鐵礦鐵礦、白鐵礦) ) -pH Eh-鐵的碳酸鹽鐵的碳酸鹽（菱鐵礦）（菱鐵礦） 硅酸鹽礦物相帶硅酸鹽礦物相帶碳酸鹽礦物相帶碳酸鹽礦物相帶硫化物礦物相帶硫化物礦物相帶膠膠 體體 化化 學(xué)學(xué) 沉沉 積積 型型 鐵鐵 礦礦 床床分布于地臺區(qū)和長期遭受剝蝕的造山區(qū)分布于地臺區(qū)

3、和長期遭受剝蝕的造山區(qū)礦床產(chǎn)于海侵巖系的底部，含礦巖系主要為砂頁巖系，礦床產(chǎn)于海侵巖系的底部，含礦巖系主要為砂頁巖系，規(guī)模大，層位穩(wěn)定，延長達幾十至幾百規(guī)模大，層位穩(wěn)定，延長達幾十至幾百kmkm礦體呈層狀賦存于含礦巖系中，厚幾至幾十米不等礦體呈層狀賦存于含礦巖系中，厚幾至幾十米不等礦石主要由赤鐵礦組成，伴生鮞綠泥石、菱鐵礦、石礦石主要由赤鐵礦組成，伴生鮞綠泥石、菱鐵礦、石英、方解石、黃鐵礦等，礦石品位高、英、方解石、黃鐵礦等，礦石品位高、P P雜質(zhì)含雜質(zhì)含量低、質(zhì)量好量低、質(zhì)量好礦石呈鮞狀、腎狀和塊狀構(gòu)造礦石呈鮞狀、腎狀和塊狀構(gòu)造 北方的北方的“宣龍式宣龍式”（ChchChch）; ;南方南方

4、“寧鄉(xiāng)式寧鄉(xiāng)式”（D D）膠膠 體體 化化 學(xué)學(xué) 沉沉 積積 型型 鐵鐵 礦礦 床床黑色頁巖含礫砂巖黑色頁巖夾薄層砂巖鮞狀赤鐵礦頂部菱鐵礦石英巖夾頁巖鮞狀赤鐵礦砂巖夾頁巖腎狀赤鐵礦白色石英巖頁巖夾砂巖下部石英巖鐵礦層礦下砂頁巖礦上砂頁巖含礦層上部石灰?guī)r黑色頁巖含礦層下部石灰?guī)r砂頁巖變質(zhì)巖系 圖 河北宣龍鐵礦床地質(zhì)剖面圖 黃色鈣質(zhì)頁巖貧礦55cm黃色頁巖15m貧礦35cm黃綠色頁巖夾條帶砂巖及貧鐵礦2.5m粗砂巖沿層面有鐵染01020304050cm 圖 我國南方寧鄉(xiāng)式鐵礦剖面圖 海相沉積鐵礦床的成礦機理v 沉積鐵礦床的化學(xué)沉積說沉積鐵礦床的化學(xué)沉積說（1 1）地殼表層，）地殼表層，F(xiàn)eFe2+

5、2+化合物容易形成硫酸鹽或重碳酸鹽的真溶化合物容易形成硫酸鹽或重碳酸鹽的真溶 液被搬運，液被搬運， FeFe3+3+很難溶解，大部分呈膠體溶液被搬運很難溶解，大部分呈膠體溶液被搬運（2 2）由于地表水中含大量游離氧，鐵的各種溶解的鹽類大多被）由于地表水中含大量游離氧，鐵的各種溶解的鹽類大多被 氧化、水解成氧化、水解成Fe(OH)Fe(OH)3 3膠體被地表水搬運膠體被地表水搬運（3 3）一定數(shù)量的）一定數(shù)量的腐植酸腐植酸可起到護膠作用，使膠體在水中作長距可起到護膠作用，使膠體在水中作長距 離的搬運。腐植酸過量或過少可引起沉淀離的搬運。腐植酸過量或過少可引起沉淀（4 4）鐵的膠體溶液被搬運至湖、

6、海盆地中時，）鐵的膠體溶液被搬運至湖、海盆地中時，F(xiàn)eFe3+3+膠體溶液膠體溶液 由于海水中電解質(zhì)中和或湖水中腐植酸過量而沉淀由于海水中電解質(zhì)中和或湖水中腐植酸過量而沉淀v 鮞狀構(gòu)造成因鮞狀構(gòu)造成因（1 1）動蕩環(huán)境成鮞說）動蕩環(huán)境成鮞說 鮞粒粒徑大小不一，為水體動蕩分選的結(jié)果 鮞狀鐵礦內(nèi)常有菱鐵礦和鮞狀赤鐵礦的角礫碎片 常見復(fù)鮞構(gòu)造 礦石中可見斜層理（2 2）成巖作用成鮞說）成巖作用成鮞說 鮞粒具明顯多殼層構(gòu)造，單層由赤鐵礦、菱鐵礦、綠泥石、玉髓等組成 鮞粒是在成巖作用時，成礦物質(zhì)進行劇烈再分配的結(jié)果 物質(zhì)再分配的原因是淤泥和孔隙水物理化學(xué)性質(zhì)的多階段變化 （3 3）細菌和生物成鮞說）細菌

7、和生物成鮞說 海相沉積鐵礦床的成礦機理膠膠 體體 化化 學(xué)學(xué) 沉沉 積積 型型 鐵鐵 礦礦 床床地表水搬運的鐵膠體在湖沼盆地邊緣淺水地帶沉積地表水搬運的鐵膠體在湖沼盆地邊緣淺水地帶沉積 常與煤系地層伴生常與煤系地層伴生礦體呈透鏡狀、薄層狀礦體呈透鏡狀、薄層狀 規(guī)模較小規(guī)模較小礦石常呈鮞狀、結(jié)核狀構(gòu)造礦石常呈鮞狀、結(jié)核狀構(gòu)造 礦石礦物主要為赤鐵礦、礦石礦物主要為赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦褐鐵礦、菱鐵礦品位不穩(wěn)定品位不穩(wěn)定 雜質(zhì)含量高雜質(zhì)含量高 礦石質(zhì)量差礦石質(zhì)量差 工業(yè)意義不大工業(yè)意義不大淮南淮南C CP P煤系地層中的菱鐵礦礦床煤系地層中的菱鐵礦礦床 遼寧撫順地區(qū)第三紀煤系中的菱鐵礦礦床遼寧撫順地

8、區(qū)第三紀煤系中的菱鐵礦礦床膠膠 體體 化化 學(xué)學(xué) 沉沉 積積 型型 錳錳 礦礦 床床是世界上主要的錳資源是世界上主要的錳資源錳的化學(xué)性質(zhì)與鐵相似（錳礦石中常含鐵）錳的化學(xué)性質(zhì)與鐵相似（錳礦石中常含鐵）錳的克拉克值遠較鐵低（為鐵的錳的克拉克值遠較鐵低（為鐵的1/501/50），內(nèi)），內(nèi)生礦床的幾率比鐵小得多；表生條件下沉積錳生礦床的幾率比鐵小得多；表生條件下沉積錳礦分布十分廣泛礦分布十分廣泛錳在海盆中的位置比鐵距海岸更遠些；錳比鐵錳在海盆中的位置比鐵距海岸更遠些；錳比鐵沉積更晚些沉積更晚些化學(xué)沉積型錳礦床的礦物相分帶軟錳礦軟錳礦-硬錳礦礦石相帶硬錳礦礦石相帶（Mn4）,含錳高，雜質(zhì)少含錳高，雜質(zhì)

9、少水錳礦礦石相帶水錳礦礦石相帶(Mn4 、Mn2)礦石質(zhì)量較差礦石質(zhì)量較差碳酸鹽礦石相帶碳酸鹽礦石相帶(Mn2)，含錳量低，含錳量低，雜質(zhì)含量高雜質(zhì)含量高v 沉積型錳礦床的主要類型沉積型錳礦床的主要類型 1、湖相沉積型錳礦床 產(chǎn)于內(nèi)陸湖盆地沉積巖系中（砂巖、砂頁巖、粘土巖）產(chǎn)于內(nèi)陸湖盆地沉積巖系中（砂巖、砂頁巖、粘土巖） 礦體呈透鏡狀、扁豆狀，厚度變化大礦體呈透鏡狀、扁豆狀，厚度變化大 礦石礦物主要是錳菱鐵礦礦石礦物主要是錳菱鐵礦 礦床規(guī)模小，礦石平均品位低且變化大，工業(yè)意義不大礦床規(guī)模小，礦石平均品位低且變化大，工業(yè)意義不大 主要成礦時代主要成礦時代 Z Z（PtPt）、）、P P、K K、

10、E E、N N 山西省石盒子組（山西省石盒子組（P P2 2s s）中的錳礦床中的錳礦床膠膠 體體 化化 學(xué)學(xué) 沉沉 積積 型型 錳錳 礦礦 床床v 海相沉積型錳礦床（1）分布于淺海近岸地帶的古陸邊緣分布于淺海近岸地帶的古陸邊緣（2 2）位于沉積間斷之上的海進層序的底部或上部，具固定層位）位于沉積間斷之上的海進層序的底部或上部，具固定層位 瓦房子錳礦（瓦房子錳礦（PtPt3 3）、）、湘潭錳礦（湘潭錳礦（Z Z）、）、遵義錳礦（遵義錳礦（P P2 2煤系地層）煤系地層）（3 3）礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀、餅狀，由單層或多層組成，）礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀、餅狀，由單層或多層組成， 空間延伸

11、很遠空間延伸很遠（4 4）礦石類型有原生氧化物礦石、原生碳酸鹽礦石和次生氧化物）礦石類型有原生氧化物礦石、原生碳酸鹽礦石和次生氧化物 礦石。礦石礦物主要為硬錳礦、軟錳礦、水錳礦、菱錳礦等礦石。礦石礦物主要為硬錳礦、軟錳礦、水錳礦、菱錳礦等 礦石具鮞狀或塊狀構(gòu)造礦石具鮞狀或塊狀構(gòu)造（5 5）規(guī)模大）規(guī)模大 品位高品位高 錳資源的主要來源錳資源的主要來源膠膠 體體 化化 學(xué)學(xué) 沉沉 積積 型型 錳錳 礦礦 床床瓦瓦房房子子錳錳礦礦地地層層柱柱狀狀圖圖v 現(xiàn)代深海沉積的錳質(zhì)結(jié)核礦床（1870年首次發(fā)現(xiàn)）（1）廣泛分布于海洋底部的某些海區(qū)，以太平洋最有分布于海洋底部的某些海區(qū)，以太平洋最有 工業(yè)意義工

12、業(yè)意義（2 2）大洋中約有錳結(jié)核）大洋中約有錳結(jié)核1.71.710101212t t，其中含其中含MnMn 4 410101111t t， Ni 1.64 Ni 1.6410101010t t，Cu 88Cu 8810108 8t t， Co 58 Co 5810108 8t t ， 以及以及FeFe、BaBa、ZnZn、MoMo等等2020余種有用金屬及余種有用金屬及1010余種余種 稀有分散金屬及放射性金屬稀有分散金屬及放射性金屬 每年約有每年約有1 110108 8t t的錳結(jié)核在繼續(xù)堆積的錳結(jié)核在繼續(xù)堆積 膠膠 體體 化化 學(xué)學(xué) 沉沉 積積 型型 錳錳 礦礦 床床世界洋底錳結(jié)核分布圖黑

13、十字為巖芯取樣位置，黑園點為挖泥船取樣位置（3 3）結(jié)核大?。┙Y(jié)核大小0.1-300.1-30cmcm不等，最大不等，最大850850kgkg；呈不規(guī)則球狀呈不規(guī)則球狀 或餅狀；棕或餅狀；棕- -黑色，黑色， 土狀多孔，比重土狀多孔，比重2-32-3（4 4）結(jié)核具凝膠狀結(jié)構(gòu)，）結(jié)核具凝膠狀結(jié)構(gòu)， 同心構(gòu)造，核為火同心構(gòu)造，核為火 山熔巖、碎屑及生山熔巖、碎屑及生 物殘骸，外殼主要物殘骸，外殼主要 為錳、鐵礦物、有為錳、鐵礦物、有 機質(zhì)、粘土礦物等機質(zhì)、粘土礦物等膠膠 體體 化化 學(xué)學(xué) 沉沉 積積 型型 錳錳 礦礦 床床 在內(nèi)動力地質(zhì)作用中，Al2O3和SiO2易于結(jié)合成鋁硅酸鹽礦物；在外動力地質(zhì)作用下，則二者易分離，形成鋁的氧化物和氫氧化物 富含鋁的氫氧化物的紅土型風(fēng)化殼受剝蝕時，鋁的氫氧化物便成為機械懸浮物或在腐植酸保護下呈膠體狀態(tài)被搬運至湖海盆地中 pH值為4.17，Eh較低以及有大量電解質(zhì)存在的地質(zhì)環(huán)境中，呈氫氧化鋁（水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石）沉淀出來，形成沉積鋁土礦 海濱地區(qū)為最有利的成礦環(huán)境（