金礦成因礦物學與找礦礦物學課件

金礦成因礦物學

與找礦礦物學魯安懷地球科學與信息物理學院金礦成因礦物學

與找礦礦物學1煙灰色石英＋硫化物礦物＋銀金礦——還原介質條件乳白色石英＋石膏＋自然金——氧化介質條件煙灰色石英＋硫化物礦物＋銀金礦2成因礦物學研究內容研究礦物個體和礦物組合的起源及其時間和空間分布規(guī)律研究礦物的發(fā)生和發(fā)展、形成和變化的條件和過程研究礦物的形態(tài)、成分、結構、性質、產狀的內在聯(lián)系及其對介質的依賴關系研究礦物與介質的交互作用與標示介質狀態(tài)和條件的宏觀標志和微觀信息成因礦物學研究內容研究礦物個體和礦物組合的起源及其時間和空間3找礦礦物學礦物是找礦信息的載體找礦礦物學是成因礦物學理論在找礦實踐中的應用找礦礦物學是礦物標型學說在找礦中的應用找礦礦物學礦物是找礦信息的載體4

礦物標型性標型組合標型礦物標型特征礦物標型性標型組合5標型組合是指在特定形成條件下形成的礦物組合，可以標志一定溫度、壓力、介質條件等在每一種地質作用中，由于具體地質介質條件差異，可以形成其特有的礦物組合標型組合是指在特定形成條件下形成的礦物組合，可以標志一定溫度6熱液礦床礦物共生組合高溫熱液，W、Sn、Bi、Mo，黑鎢礦、錫石、輝鉍礦、輝鉬礦中溫熱液，Cu、Pb、Zn，黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦低溫熱液，Sb、Hg、As，輝銻礦、辰砂、雄黃、雌黃熱液礦床礦物共生組合高溫熱液，W、Sn、Bi、Mo，黑鎢礦、7標型礦物是指在特定形成條件下形成的礦物可作為一定溫度、壓力、介質條件的標志主要強調礦物的單成因性斯石英：只產生于隕石沖擊坑中，是高壓沖擊變質成因的標志礦物標型礦物是指在特定形成條件下形成的礦物8礦物標型特征是指在不同地質時期和地質作用條件下，形成在不同地質體中的同一種礦物，其各種性質所表現(xiàn)出的差異強調礦物的復成因性，大多數(shù)礦物屬于貫通性礦物，可形成于多種成因條件，同一種礦物常具有幾種成因類型和產狀由于生成時的物理化學條件的差異，使礦物的許多性質也產生一系列有規(guī)律的變化礦物標型特征是指在不同地質時期和地質作用條件下，形成在不同地9礦物標型特征顏色標型形態(tài)標型成分標型結構標型性質標型礦物標型特征顏色標型10顏色標型特征礦物顏色是礦物中直觀且易于鑒別的一種性質提供成因信息的主要原因是礦物中成分的變化以及晶體結構中的缺陷顏色標型特征礦物顏色是礦物中直觀且易于鑒別的一種性質11形態(tài)標型特征單體形態(tài)標型微形貌標型雙晶標型集合體形態(tài)標型形態(tài)標型特征單體形態(tài)標型12金礦成因礦物學與找礦礦物學課件13金礦成因礦物學與找礦礦物學課件14化學成分標型1.主要成分和微量元素標型（1）成因圖解（2）礦物組分溫壓標志（3）變價元素氧化—還原標志（4）氧逸度（fO2）（5）氧化還原電位（Eh）值與介質pH值2.穩(wěn)定同位素標型3.包裹體成分標型化學成分標型1.主要成分和微量元素標型15變價元素的氧化—還原標志含F(xiàn)e3+、Mn4+、Cu2+、Sn4+、SO42-為氧化條件含F(xiàn)e2+、V3+、Cr3+、Mn2+、S2-為還原條件氧化系數(shù)（Fe2O3/FeO或Fe3+/Fe2+）：Fe3+/Fe2+<<1為還原環(huán)境Fe3+/Fe2+<1弱還原環(huán)境Fe3+/Fe2+>>1弱氧化環(huán)境Fe3+/Fe2+>1氧化環(huán)境變價元素的氧化—還原標志含F(xiàn)e3+、Mn4+、Cu2+、Sn16熱發(fā)光標型由于礦物中含有多種類質同象雜質和結構缺陷，將導致晶體能級結構中存在多種類型的陷阱能級，在外來能量激發(fā)下，可以造成礦物晶體具有發(fā)光性介質環(huán)境對礦物發(fā)光性能具有影響，礦物受熱升溫、遭受輻射，將礦物成分、離子價態(tài)及占位發(fā)生改變，礦物的熱發(fā)光具有反映形成條件的標型意義熱發(fā)光標型由于礦物中含有多種類質同象雜質和結構缺陷，將導致晶17熱電性標型半導體礦物在一定的溫度條件下，可以產生熱電效應導電類型和熱電系數(shù)可以表示礦物的電物理性質同種礦物的導電類型及熱電系數(shù)隨著介質條件的變化而改變礦物的熱電效應能夠靈敏的反映其形成時的地質條件，從而具有標型意義熱電性標型半導體礦物在一定的溫度條件下，可以產生熱電效應18鉻絹云母標型性鉻絹云母標型性19金礦成因礦物學與找礦礦物學課件20金礦成因礦物學與找礦礦物學課件21鉀長石發(fā)生絹云母化蝕變作用：3KAlSi3O8+H2O=KAl2AlSi3O10(OH)2+6SiO2+K2O鉀長石加壓前后紅外光譜圖λ(nm)Absorbance在國際上首次提出長石

超微孔道離子篩效應

國際長石專家IanParsons教授評價到：為長石研究開啟了一扇新的窗戶，很有新意。鉀長石發(fā)生絹云母化蝕變作用：鉀長石加壓前后紅外光譜圖λ(nm22鉀長石礦物沿[101]方向孔道結構孔徑大小為0.550×0.385nm

礦物微孔道：0.3–2.0nm，提出礦物超微孔道：＜0.3nmNa+鉀長石鈉長石高溫Pb2+鉛長石鉀長石中溫Cd2+鎘長石鉀長石常溫離子種類Na+Pb2+Cd2+離子半徑(nm)0.1020.1320.097長石礦物離子交換性，具有孔道結構礦物特征。紅化—鉀長石中赤鐵礦化，氧化作用，近礦圍巖鉀長石礦物沿[101]方向孔道結構孔徑大小為0.550×023金礦成因礦物學與找礦礦物學課件24金礦成因礦物學與找礦礦物學課件25白云母、絹云母、含Cr種屬化學成分演化特征白云母、絹云母、含Cr種屬化學成分演化特征26在與焦家式金礦床有關的成巖成礦過程中，鉻鋁云母亞族中礦物出現(xiàn)的先后順序而形成環(huán)境的規(guī)律是：在成巖成礦過渡階段晚期，由于較高的溫度與揮發(fā)分，出現(xiàn)白云母。在成礦階段早期，由于溫度降低，出現(xiàn)絹云母在主成礦階段隨著硅化增強、水熱蝕變程度增高，有利于金與鉻的沉淀，出現(xiàn)含鉻絹云母、含鉻多硅絹云母、鉻多硅絹云母。在與焦家式金礦床有關的成巖成礦過程中，鉻鋁云母亞族中礦物出現(xiàn)27即從成礦前到主成礦階段，從圍巖到礦化，由白云母、絹云母向含鉻絹云母等演化。這一變化過程所反映的形成環(huán)境是，礦化原巖中礦物分解徹底，由氧化到還原，由堿性到近中性，水熱蝕變作用加強，硅化程度增高，標志著金由釋放、運移到沉淀、富集的過程。即從成礦前到主成礦階段，從圍巖到礦化，由白云母、絹云母向含鉻28提出該亞族中含鉻種屬在成巖成礦過程中具有示蹤性作用，將結晶基底變質作用、構造巖漿活動與金礦成礦作用有機地聯(lián)系起來，揭示出三者之間隱蔽繼承關系，追蹤Au在成巖成礦作用中活化、運移、沉淀、富集的機理，應用礦物學為研究礦質來源開辟新途徑。Au0,Cr3+Au1+,3+,Cr6+Au0,Cr3+

活化運移富集基底變質作用構造巖漿活動金礦成礦作用提出該亞族中含鉻種屬在成巖成礦過程中具有示蹤性作用，29提出“綠化”（含鉻絹云母化）蝕變新概念，將“綠化”蝕變與被廣泛應用的紅化蝕變相結合，作為野外工作蝕變巖型金礦找礦的新方法。綠化—黃鐵絹英巖中鉻絹云母化，還原作用，礦體提出“綠化”（含鉻絹云母化）蝕變新概念，將“綠化”蝕30近礦圍巖中絹云母：KAl2(Si3Al)4O10(OH)2礦體中含鉻絹云母：K0.5(Al,Cr,Mg,Fe,Ni)2(Si3.5Al0.5)4O10(OH)2KKKK31含鉻絹云母粒細片小，干涉色較低，常呈淺黃色。其化學成分中具有高硅低鉀特征，是硅化強烈、水熱蝕變程度高的反映Cr2O3含量多小于1%，雖指示金品位不高，但可能暗示礦化規(guī)模較大其多型以2M1為主，對于含K2O較低即含H2O較高的種屬可能由1M多型較變而來，反映為晶胞參數(shù)a0值較小其差熱分析中去羥基化吸熱谷較寬、有脫層間水及吸附水效應、熱失重較大上述特征都是金礦化的有利標志含鉻絹云母粒細片小，干涉色較低，常呈淺黃色。32膠東焦家式金礦床中產出的鉻鋁云母亞族中含鉻種屬，由于其與金礦化的緊密時空關系，呈鮮艷的綠色。在野外易于識別，可作為野外工作中直接的找礦標志。在金礦近礦圍巖中常出現(xiàn)紅化，即長石、石英中出現(xiàn)金紅石化與赤鐵礦化而被染成紅色，紅化與暗色礦物分解析出三價鐵，二價鐵等，指示較氧化環(huán)境，有利于Au的氧化，是金礦化的前奏。而含鉻絹云母化等即綠化，指示較還原環(huán)境，有利于金的還原沉淀，因此在野外把紅化蝕變與綠化蝕變結合起來考慮，便可快速、簡便、經濟、有效地開展金礦床找礦勘探與評價工作。膠東焦家式金礦床中產出的鉻鋁云母亞族中含鉻種屬，由于其與金礦33黃鐵礦礦物學填圖黃鐵礦礦物學填圖34金礦成因礦物學與找礦礦物學課件35金礦成因礦物學與找礦礦物學課件36金礦成因礦物學與找礦礦物學課件37金礦成因礦物學與找礦礦物學課件38金礦成因礦物學與找礦礦物學課件39謝謝大家謝謝大家40金礦成因礦物學

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與找礦礦物學41煙灰色石英＋硫化物礦物＋銀金礦——還原介質條件乳白色石英＋石膏＋自然金——氧化介質條件煙灰色石英＋硫化物礦物＋銀金礦42成因礦物學研究內容研究礦物個體和礦物組合的起源及其時間和空間分布規(guī)律研究礦物的發(fā)生和發(fā)展、形成和變化的條件和過程研究礦物的形態(tài)、成分、結構、性質、產狀的內在聯(lián)系及其對介質的依賴關系研究礦物與介質的交互作用與標示介質狀態(tài)和條件的宏觀標志和微觀信息成因礦物學研究內容研究礦物個體和礦物組合的起源及其時間和空間43找礦礦物學礦物是找礦信息的載體找礦礦物學是成因礦物學理論在找礦實踐中的應用找礦礦物學是礦物標型學說在找礦中的應用找礦礦物學礦物是找礦信息的載體44

礦物標型性標型組合標型礦物標型特征礦物標型性標型組合45標型組合是指在特定形成條件下形成的礦物組合，可以標志一定溫度、壓力、介質條件等在每一種地質作用中，由于具體地質介質條件差異，可以形成其特有的礦物組合標型組合是指在特定形成條件下形成的礦物組合，可以標志一定溫度46熱液礦床礦物共生組合高溫熱液，W、Sn、Bi、Mo，黑鎢礦、錫石、輝鉍礦、輝鉬礦中溫熱液，Cu、Pb、Zn，黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦低溫熱液，Sb、Hg、As，輝銻礦、辰砂、雄黃、雌黃熱液礦床礦物共生組合高溫熱液，W、Sn、Bi、Mo，黑鎢礦、47標型礦物是指在特定形成條件下形成的礦物可作為一定溫度、壓力、介質條件的標志主要強調礦物的單成因性斯石英：只產生于隕石沖擊坑中，是高壓沖擊變質成因的標志礦物標型礦物是指在特定形成條件下形成的礦物48礦物標型特征是指在不同地質時期和地質作用條件下，形成在不同地質體中的同一種礦物，其各種性質所表現(xiàn)出的差異強調礦物的復成因性，大多數(shù)礦物屬于貫通性礦物，可形成于多種成因條件，同一種礦物常具有幾種成因類型和產狀由于生成時的物理化學條件的差異，使礦物的許多性質也產生一系列有規(guī)律的變化礦物標型特征是指在不同地質時期和地質作用條件下，形成在不同地49礦物標型特征顏色標型形態(tài)標型成分標型結構標型性質標型礦物標型特征顏色標型50顏色標型特征礦物顏色是礦物中直觀且易于鑒別的一種性質提供成因信息的主要原因是礦物中成分的變化以及晶體結構中的缺陷顏色標型特征礦物顏色是礦物中直觀且易于鑒別的一種性質51形態(tài)標型特征單體形態(tài)標型微形貌標型雙晶標型集合體形態(tài)標型形態(tài)標型特征單體形態(tài)標型52金礦成因礦物學與找礦礦物學課件53金礦成因礦物學與找礦礦物學課件54化學成分標型1.主要成分和微量元素標型（1）成因圖解（2）礦物組分溫壓標志（3）變價元素氧化—還原標志（4）氧逸度（fO2）（5）氧化還原電位（Eh）值與介質pH值2.穩(wěn)定同位素標型3.包裹體成分標型化學成分標型1.主要成分和微量元素標型55變價元素的氧化—還原標志含F(xiàn)e3+、Mn4+、Cu2+、Sn4+、SO42-為氧化條件含F(xiàn)e2+、V3+、Cr3+、Mn2+、S2-為還原條件氧化系數(shù)（Fe2O3/FeO或Fe3+/Fe2+）：Fe3+/Fe2+<<1為還原環(huán)境Fe3+/Fe2+<1弱還原環(huán)境Fe3+/Fe2+>>1弱氧化環(huán)境Fe3+/Fe2+>1氧化環(huán)境變價元素的氧化—還原標志含F(xiàn)e3+、Mn4+、Cu2+、Sn56熱發(fā)光標型由于礦物中含有多種類質同象雜質和結構缺陷，將導致晶體能級結構中存在多種類型的陷阱能級，在外來能量激發(fā)下，可以造成礦物晶體具有發(fā)光性介質環(huán)境對礦物發(fā)光性能具有影響，礦物受熱升溫、遭受輻射，將礦物成分、離子價態(tài)及占位發(fā)生改變，礦物的熱發(fā)光具有反映形成條件的標型意義熱發(fā)光標型由于礦物中含有多種類質同象雜質和結構缺陷，將導致晶57熱電性標型半導體礦物在一定的溫度條件下，可以產生熱電效應導電類型和熱電系數(shù)可以表示礦物的電物理性質同種礦物的導電類型及熱電系數(shù)隨著介質條件的變化而改變礦物的熱電效應能夠靈敏的反映其形成時的地質條件，從而具有標型意義熱電性標型半導體礦物在一定的溫度條件下，可以產生熱電效應58鉻絹云母標型性鉻絹云母標型性59金礦成因礦物學與找礦礦物學課件60金礦成因礦物學與找礦礦物學課件61鉀長石發(fā)生絹云母化蝕變作用：3KAlSi3O8+H2O=KAl2AlSi3O10(OH)2+6SiO2+K2O鉀長石加壓前后紅外光譜圖λ(nm)Absorbance在國際上首次提出長石

超微孔道離子篩效應

國際長石專家IanParsons教授評價到：為長石研究開啟了一扇新的窗戶，很有新意。鉀長石發(fā)生絹云母化蝕變作用：鉀長石加壓前后紅外光譜圖λ(nm62鉀長石礦物沿[101]方向孔道結構孔徑大小為0.550×0.385nm

礦物微孔道：0.3–2.0nm，提出礦物超微孔道：＜0.3nmNa+鉀長石鈉長石高溫Pb2+鉛長石鉀長石中溫Cd2+鎘長石鉀長石常溫離子種類Na+Pb2+Cd2+離子半徑(nm)0.1020.1320.097長石礦物離子交換性，具有孔道結構礦物特征。紅化—鉀長石中赤鐵礦化，氧化作用，近礦圍巖鉀長石礦物沿[101]方向孔道結構孔徑大小為0.550×063金礦成因礦物學與找礦礦物學課件64金礦成因礦物學與找礦礦物學課件65白云母、絹云母、含Cr種屬化學成分演化特征白云母、絹云母、含Cr種屬化學成分演化特征66在與焦家式金礦床有關的成巖成礦過程中，鉻鋁云母亞族中礦物出現(xiàn)的先后順序而形成環(huán)境的規(guī)律是：在成巖成礦過渡階段晚期，由于較高的溫度與揮發(fā)分，出現(xiàn)白云母。在成礦階段早期，由于溫度降低，出現(xiàn)絹云母在主成礦階段隨著硅化增強、水熱蝕變程度增高，有利于金與鉻的沉淀，出現(xiàn)含鉻絹云母、含鉻多硅絹云母、鉻多硅絹云母。在與焦家式金礦床有關的成巖成礦過程中，鉻鋁云母亞族中礦物出現(xiàn)67即從成礦前到主成礦階段，從圍巖到礦化，由白云母、絹云母向含鉻絹云母等演化。這一變化過程所反映的形成環(huán)境是，礦化原巖中礦物分解徹底，由氧化到還原，由堿性到近中性，水熱蝕變作用加強，硅化程度增高，標志著金由釋放、運移到沉淀、富集的過程。即從成礦前到主成礦階段，從圍巖到礦化，由白云母、絹云母向含鉻68提出該亞族中含鉻種屬在成巖成礦過程中具有示蹤性作用，將結晶基底變質作用、構造巖漿活動與金礦成礦作用有機地聯(lián)系起來，揭示出三者之間隱蔽繼承關系，追蹤Au在成巖成礦作用中活化、運移、沉淀、富集的機理，應用礦物學為研究礦質來源開辟新途徑。Au0,Cr3+Au1+,3+,Cr6+Au0,Cr3+

活化運移富集基底變質作用構造巖漿活動金礦成礦作用提出該亞族中含鉻種屬在成巖成礦過程中具有示蹤性作用，69提出“綠化”（含鉻絹云母化）蝕變新概念，將“綠化”蝕變與被廣泛應用的紅化蝕變相結合，作為野外工作蝕變巖型金礦找礦的新方法。綠化—黃鐵絹英巖中鉻絹云母化，還原作用，