礦物的成因概述第二十四分析方法

關于礦物的成因概述第二十四分析方法第一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二一、地球、宇宙中礦物的分布地球從地核→地慢→地殼，礦物種屬及數(shù)量亦趨向

增多巖漿期演化早期礦物種數(shù)較少，后期其礦物種數(shù)量明

顯增多。第二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二鮑文反應原理示意圖第三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二（大陸）地殼組成：

自上而下依次為三層:

沉積巖層

↓變質巖+花崗巖層

↓變質巖+玄武巖層上地幔頂部的巖石圈地幔的組成：

鎂鐵質和超鎂鐵質成分的橄欖巖類巖石組成。第四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二關于隕石礦物：

按隕石的礦物組成，可分為：

石隕石

鐵隕石

石－鐵隕石隕石中以石隕石最多，約占隕石總量90％左右鐵隕石和石－鐵隕石分別約占8％或6％左右第五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二石隕石主要由Mg、Fe、Ca的硅酸鹽礦物組成

如：鎂橄欖石、貴橄欖石、透鐵橄欖石、頑火輝石、斜長石等……

鐵隕石幾乎全由鎳鐵合金組成

如：鐵紋石、鎳紋石、隕硫鐵等……

石－鐵隕石主要由硅酸鹽礦物及鎳－鐵合金礦物組成如：金屬鎳－鐵礦物、橄欖石等……隕石礦物約130種左右

其中大多數(shù)與地球礦物相似。第六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二二、礦物的形成與演化（一）礦物形成作用類型（二）礦物標型與標型礦物（三）各種地質作用的礦物標型組合（四）礦物的變化第七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二（一）礦物形成作用類型內生作用：指由地球內部熱能導致形成礦物的各種地質作用，主要包括巖漿作用、偉晶作用和熱液作用第八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二（一）礦物形成作用類型外生作用(表生作用)：指太陽能作用下，地球表層系統(tǒng)的巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈相互作用過程中形成礦物的各種地質作用，主要有風化作用和沉積作用第九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二（一）礦物形成作用類型變質作用：指已有礦物受到溫壓條件等的影響，其成分與結構發(fā)生變化而生成新礦物的各種地質作用，包括接觸變質作用和區(qū)域變質作用第十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二（二）礦物標型、標型礦物

及標型礦物組合礦物標型——能反映一定形成條件的礦物學現(xiàn)象(特征)。包括：標型種屬；標型特征；標型組合。第十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二標型礦物：是指只在某種特定的地質作用中形成和穩(wěn)定的礦物。標型礦物共生組合：指只在某種特定的地質作用中形成和穩(wěn)定的礦物組合。例如：斯石英專屬于高壓沖擊變質成因，產于隕石沖擊坑；多硅白云母為低溫高壓變質帶的標型礦物；辰砂、輝銻礦則為低溫熱液礦床的典型礦物。第十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二（三）各種地質作用的礦物標型組合１－巖漿作用的礦物標型組合

——硅酸鹽類、氧化物類、硫化物類、自然金屬和非金屬類（碳酸鹽巖漿作用之碳酸鹽類）

——以硅酸鹽為特征。隨著巖漿演化:

首先晶出高熔點礦物;析出礦物順序為橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、斜長石、正長石、微斜長石、白云母、石英;第十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二２－偉晶作用的礦物標型組合

——硅酸鹽類、氧化物類

——以富含Si、K、Na和揮發(fā)份(F、Cl、B、

OH)為特征。

——晶粒粗大。3-火山作用的礦物標型組合

——硅酸鹽類、氧化物類，

——多為隱晶質或玻璃質，少量斑晶。

——凝華物質（自然硫、雌黃、雄黃、銻華等）第十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二4－熱液作用的礦物標型組合高溫熱液（500-300℃）:——W,Sn,Mo,Bi、Nb、Ta、Be、Fe的礦物為特征。中溫熱液（300-200℃）:——Cu,Pb,Zn的礦物為特征。低溫熱液（200-50℃）:——As,Sb,Hg,Ag的礦物為特征。第十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二

——氧化物類、氫氧化物類、層狀硅酸鹽類、碳酸鹽類、硫酸鹽類、磷酸鹽類、氯化物類

——以高氧逸度條件為特征。

——生物成因礦物，

——可溶性巖類礦物

——膠態(tài)集合體形態(tài)；5－外生作用的礦物標型組合第十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二6－變質作用的礦物標型組合

——硅酸鹽類、氧化物類、硫化物類

——以島狀、鏈狀硅酸鹽為特征。

——重結晶現(xiàn)象；

——對溫壓敏感的特征礦物組合。第十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二（四）礦物的變化1、化學成分變化

——交代作用：橄欖石→蛇紋石交代假象：黃鐵礦褐鐵礦

——水化作用：硬石膏→石膏

——脫水作用：芒硝→無水芒硝

——吸附作用：粘土礦物

——風化作用：長石→高嶺石第十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二2、晶體結構變化

——同質多象相變（副象）

——多型相變3、非晶質變?yōu)榫з|體第十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二（五）礦物存在的時空關系１－礦物的生成順序：各種礦物形成時間上的先后關系稱為礦物的生成順序。

A)侵入巖地質體中心部位的礦物比其外圍的礦物晚形成。

B)礦物有穿插、包圍或充填關系時，被穿插或被包圍或被充填的礦物生成早。

C)自形程度礦物的高者一般生成較早。

D)被交代的礦物形成較早。第二十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二晶洞中礦物生成順序自形程度不同的礦物生成順序磷灰石（Ap）→黑云母（Bi）→角閃石（Am）→斜長石（Pl）→正長石（Or）→石英（Q）第二十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二早形成的榍石因后期溶蝕交代變成殘核狀礦物生成順序的穿插關系（脈狀礦物形成晚）第二十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二早期形成的普通輝石（Aug）被晚期普通角閃石（Hb）和黑云母（Bi）所包圍第二十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二（六）礦物的世代、共生和伴生世代：在一定空間內，同種礦物先后多次形成，可以將礦物區(qū)分為第一世代、第二世代等等。對于多階段成礦的地質體，由于各階段成礦介質和物理化學條件的不同，所形成的同種礦物的形態(tài)、物性及成分等方面會有某些差異。第二十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二３－共生：同一成因、同一成礦期(或成礦階段)所形成的不同礦物共存于同一空間的現(xiàn)象稱為礦物的共生(paragensis)。共生礦物：彼此共生的礦物稱為共生礦物。例如，中溫熱液成礦階段常見的礦物共生組合為：方鉛礦—閃鋅礦—黃銅礦—石英—螢石等。４－伴生：不同成因或者不同成礦階段的各種礦物共同出現(xiàn)在同一空間范圍內的現(xiàn)象稱為礦物的伴生。

例如，含銅硫化物礦床的氧化帶中，常見黃銅礦與孔雀石、藍銅礦在一起，由于黃銅礦通常系熱液作用形成，而孔雀石和藍銅礦則為表生成因，故它們?yōu)榘樯P系。第二十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二關于礦物中的包裹體(inclusion)1、礦物中的包裹體：是礦物生長過程中或形成之后被捕獲包裹于礦物晶體缺陷(如晶格空位、位錯、空洞和裂隙等)中的、至今尚完好封存在主礦物中并與主礦物有著相界線的那一部分物質。2、礦物中包裹體的相態(tài)：可以是氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)。3、包裹體類型：

原生包裹體：是礦物結晶過程中被捕獲封存的成巖成礦物質。次生包裹體：是礦物形成以后，后期熱液沿礦物的微裂隙貫入，引起礦物局部溶解或重結晶，因而形成的定向排列的包裹體。假次生包裹體：是礦物生長過程中，由于構造應力作用，使礦物晶體產生局部破裂或蝕坑，成礦流體進入其中，因而形成的包裹體。第二十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二石英富氣、純氣包裹體石英中成群分布含CO2三相包裹體第二十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二螢石中成帶分布包裹體第二十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二透輝石中孤立分布包裹體透輝石中成群呈帶分布含子礦物三相包裹體第二十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二第十三章

礦物分析測試與研究的現(xiàn)代方法簡介礦物的研究方法很多.簡便而基礎的方法是肉眼鑒定；深入分析則需要采用儀器。這里僅介紹礦物鑒定和研究的一般方法。第三十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二

一礦物樣品的采集野外采集樣品應注意目的性、典型性、代表性和系統(tǒng)性。對晶形完整和特殊的樣品，采用特殊采集方法，并妥善保管。

二礦物的分選單礦物的鑒定和分析研究，常需要進行單礦物分離。步驟如下：1、磨制光、薄片，確定待測礦物的平均粒徑和最小粒徑。2、破碎。包括粗碎（錘砸、鄂式破碎），細碎（研缽、球磨），直到達到要求粒度。3、篩分，清洗。4、分離。肉眼挑選；雙目鏡下挑選；物理方法分選富集（重選、磁選、電選和浮選）。5、檢查。分離的樣品在測試前要進行雙目鏡檢查，確認其純度。第三十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二

三肉眼鑒定

依據(jù)肉眼（或借助放大鏡）直接觀察礦物形態(tài)，觀察和簡單測試（借助小刀、瓷板等）物理性質，對礦物作出判別。

必要時輔以簡易化學試驗。有時需要參考野外產出狀態(tài)。最后給出礦物初步定名。

第三十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二

四鑒定和研究的其它方法

1、化學分析

特點：準確度高，靈敏度差，分析周期長，不經濟。適合于常量元素定量和定性。只能分析化學組成，不能獲得結構信息。

要求：大于500mg樣品。

X射線熒光分析：(x射線轟擊樣品產生次級x射線，即x熒光。每種物質有不同的標準譜線，對照即可)。第三十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二2、光譜分析原理：采用某種試劑或能量（熱、電、粒子等）對樣品施以作用，使樣品發(fā)生反應，產生顏色變化，或發(fā)出光、電、粒子等，然后用敏感元件接收信號，并放大、輸出、顯示，與標準對比，作出判定。特點：準確度差，靈敏度高，快速，經濟。適合于微量元素定性和半定量。只能分析化學組成，不能獲得結構信息。要求：數(shù)毫克至數(shù)十毫克樣品即可。包括原子吸收光譜、X射線熒光光譜、等離子發(fā)射光譜、激光顯微光譜、質譜等。第三十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二3、光學顯微鏡觀察

——磨制光、薄片，

——在透反光鏡下放大觀察形態(tài)，光學特征（多色性、糙面、干涉色、貝殼線、消光特征等）第三十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二4、電子顯微鏡觀察電子顯微鏡包括透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡。都是利用電子束激發(fā)樣品的微區(qū)而產生各種信息，然后加以收集、處理、放大，并轉換成圖像，從而直接觀察樣品的形貌，分析成分和結構。透射電子顯微鏡：以高能電子束與試樣物質相互作用產生透射電子，進行高分辨形貌觀察。用電子衍射花樣進行晶體結構分析，用能譜儀（或波譜儀）進行成分分析。特點是，能夠在同一試樣上完成形貌觀察、結構分析和成分分析。要求樣品制成極?。?00－200nm）透明樣品。掃描電子顯微鏡：用聚焦電子束在試樣表面掃描時，激發(fā)產生的二次電子被收集、處理，放大成二次電子像，從而獲得樣品的表面三維立體圖像。特點是，高分辨三維立體形貌觀察，并可以進行微區(qū)多元素定性和定量分析。導電樣品可直接觀察，不導電樣品需在表面噴涂5－20nm導電膜（金或碳）。第三十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二5、電子探針原理：通過聚焦很細的高能量電子束轟擊樣品，用X射線分光譜儀測量其產生的特征X射線的波長和強度，然后讀出。特點：靈敏度高，檢測下限低（可達10-16g），分辨率高（7nm），快速直觀，不破壞樣品?？蛇M行掃描，測定成分面分布規(guī)律。值得注意：電子探針屬微區(qū)分析，不能代表整個礦物的成分。電子探針要求所分析的樣品是導電體，否則，需要將樣品置于噴涂裝置上覆蓋薄層導電物質。第三十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二6、X射線衍射分析（1）X射線的產生：金屬管中置兩個金屬電極，陰極為鎢絲，通電流使其產生自由電子，通過陰陽極高壓使自由電子高速射向陽極金屬靶，陽極金屬受到高速電子轟擊，產生X射線，也稱原始X射線。（2）原始X射線射入晶體，導致晶體中原子的電子振動