第九章礦物的形成與變化

演示文稿第九章礦物的形成與變化當(dāng)前1頁，總共24頁。第九章礦物的形成與變化ppt課件當(dāng)前2頁，總共24頁。一、形成礦物的地質(zhì)作用內(nèi)生作用巖漿作用偉晶作用接觸交代熱液作用火山作用風(fēng)化作用沉積作用接觸變質(zhì)區(qū)域變質(zhì)機(jī)械沉積化學(xué)沉積膠體沉積生物沉積外生作用變質(zhì)作用當(dāng)前3頁，總共24頁。當(dāng)前4頁，總共24頁。巖漿作用形成的礦物特點(diǎn)在巖漿作用中，形成的主要礦物及其晶出的順序依次為：Mg,Fe硅酸鹽－橄欖石、輝石、角閃石、黑云母；K,Na,Ca硅酸鹽－斜長石、正長石、微斜長石以及石英等造巖礦物。從而在巖漿作用過程中形成不同的礦物組合，構(gòu)成不同的巖石類型巖漿作用可以形成重要的礦床，如超基性巖主要形成鉻、鉑或金剛石礦床；基性巖主要形成銅鎳硫化物礦床當(dāng)前5頁，總共24頁。偉晶作用形成的礦物特點(diǎn)

以礦物晶體粗大為特征，形成溫度400－700℃，形成深度約3－8km。一般分為巖漿偉晶作用和變質(zhì)偉晶作用幾乎所有的侵入巖都有自己相應(yīng)的偉晶巖，如花崗偉晶巖、堿性偉晶巖、基性超基性偉晶巖等。其中分布最廣、最有工業(yè)價值的是花崗偉晶巖，其次是堿性偉晶巖。

偉晶巖中揮發(fā)份大量聚集，富含堿質(zhì)和稀有、放射性元素（Nb,Ta,TR,U,Sn,Li,Rb,Cs等）

主要礦物有長石、石英、云母、鋰輝石、鋯石、鈮鉭鐵礦、褐釔鈮礦、磷鈰鑭礦等。偉晶巖還可形成許多寶石礦物，如綠柱石、電氣石、黃玉、水晶等

當(dāng)前6頁，總共24頁。鎂矽卡巖

圍巖是白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r。主要礦物鎂橄欖石、尖晶石、透輝石、鎂鋁石榴子石、磁鐵礦等接觸交代作用形成的礦物特點(diǎn)鈣矽卡巖

圍巖以石灰?guī)r為主主要礦物鈣鋁石榴子石、鈣鐵石榴子石、透輝石、鈣鐵輝石、硅灰石、方柱石、符山石等發(fā)生在中酸性巖漿侵入體同碳酸鹽類的接觸帶，所形成的巖石稱為矽卡巖。后期有熱液礦化交代作用，形成Fe,Cu,W,Mo,B和多金屬等礦床。矽卡巖是在600－400C左右形成的。金屬礦物在450－200C形成，深度一般在1-4.5km當(dāng)前7頁，總共24頁。高溫?zé)嵋盒纬蓽囟燃s在500－300℃之間

W-Sn-Mo-Bi-Be-Fe的礦物組合及相應(yīng)的礦床

金屬礦物

黑鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦、磁黃鐵礦、毒砂非金屬礦物石英、云母、黃玉、電氣石、綠柱石中溫?zé)嵋盒纬蓽囟仍?00－200℃之間

Cu-Pb-Zn的礦物組合和相應(yīng)的礦床

金屬礦物黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、自然金等

非金屬礦物石英、方解石、白云石、菱鎂礦、重晶石等低溫?zé)嵋盒纬捎?00－50℃之間

As-Sb-Hg-Ag的礦物組合及相應(yīng)的礦床

金屬礦物雄黃、雌黃、輝銻礦、辰砂、自然銀等

非金屬礦物石英、方解石、蛋白石、重晶石等熱液作用形成的礦物特點(diǎn)巖漿期后熱液／變質(zhì)熱液／地下水熱液當(dāng)前8頁，總共24頁。造巖礦物與巖漿巖類似，區(qū)別在于出現(xiàn)高溫相礦物，如透長石、高溫石英等。礦物除形成斑晶外，均成隱晶質(zhì)。巖石具有氣孔、流紋構(gòu)造?；鹕綗嵋撼涮钣诨鹕綆r氣孔或交代火山巖，氣孔中由于充填物而成杏仁體構(gòu)造。主要礦物有沸石、蛋白石、方解石、自然銅等。由火山噴氣凝華的產(chǎn)物有自然硫、雄黃、雌黃、硫化物和石鹽等。火山作用形成礦物的特點(diǎn)火山作用中礦物自巖漿熔體或火山噴氣中迅速結(jié)晶，或由火山熱液充填、交代火山巖而形成。在地表，巖漿在常壓、高溫下迅速結(jié)晶，形成與巖漿成分相對應(yīng)的各種噴出巖自然硫當(dāng)前9頁，總共24頁。風(fēng)化作用條件下形成礦物的特征

包括物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用過程。原生礦物經(jīng)風(fēng)化后發(fā)生分解和破壞，形成在新的條件下穩(wěn)定的礦物和巖石。不同礦物抗風(fēng)化的能力是不同的：硫化物、碳酸鹽最易風(fēng)化，硅酸鹽、氧化物較穩(wěn)定；自然元素最穩(wěn)定在風(fēng)化作用下，易溶解礦物的部分組分如K,Na,Ca等形成真溶液，被地表水帶走，留下殘余空洞；部分難溶組分如Si,Al,Fe,Mn等則殘留在地表，生成氧化物、氫氧化物，如褐鐵礦、硬錳礦、錳土（在較大面積上分布時，則稱“帽”，如“鐵帽”，“錳帽”等），鋁土礦、高嶺石等次生礦物當(dāng)前10頁，總共24頁。金屬硫化物礦床易遭受風(fēng)化，在良好的風(fēng)化作用條件下，可以呈現(xiàn)垂直分帶，即從地表向地下深部分為氧化帶、次生硫化物富集帶和原生硫化物帶。它們的發(fā)育程度與地下水有關(guān)，其特點(diǎn)為：次生富集帶

分布地下水流動帶。從氧化帶淋濾出來的某些金屬硫酸鹽溶液滲透到潛水面以下，在還原條件下，與原生硫化物或與化學(xué)性質(zhì)活潑的圍巖（如石灰?guī)r）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成次生硫化物，從而增加了原生礦石中某些金屬的含量，使有用金屬富集，故稱之為次生富集帶。原生帶

分布在大致相當(dāng)于滯留水帶。原生硫化物沒有遭受風(fēng)化。

氧化帶

分布在地表至潛水面之間，大致相當(dāng)于地下水滲透帶。該部位水解作用和氧化作用非常強(qiáng)烈，硫化物在氧化過程中大部分金屬形成可溶性鹽類而被淋濾；一些鐵和錳的硫化物很容易被氧化，形成氧化物和氫氧化物，構(gòu)成鐵（錳）帽當(dāng)前11頁，總共24頁。機(jī)械沉積

當(dāng)風(fēng)化產(chǎn)物被水流沖刷和再沉積時，物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的礦物，就形成機(jī)械沉積。如長石、石英砂及少量的重礦物，構(gòu)成砂巖等沉積巖。比重較大的有工業(yè)意義的重砂礦物，在河谷或其它有利地段集中堆積，形成漂砂礦床。AuPt化學(xué)沉積由溶液直接結(jié)晶。多在干旱炎熱氣候條件下，在干涸的內(nèi)陸湖泊、半封閉的瀉湖及海灣中，各種鹽類溶液因過飽和而結(jié)晶。如在鹽湖中，結(jié)晶的礦物有石膏、硬石膏、石鹽、鉀鹽、光鹵石等膠體沉淀

膠體溶液被帶入湖、海盆內(nèi)，受到電介質(zhì)的作用發(fā)生凝聚而沉淀，形成Fe,Mn,Al,Si的氧化物和氫氧化物，如赤鐵礦、鋁土礦、軟錳礦、硬錳礦等。膠休礦物常形成致密塊狀、鮞狀、豆?fàn)睢⒛I狀等形態(tài)生物沉積生物有機(jī)體沉積而成。常由生物的骨骼和遺骸堆積而成。如石灰?guī)r、硅藻土、磷塊巖、煤、油頁巖、石油等沉積作用條件下形成礦物的特征當(dāng)前12頁，總共24頁。接觸熱變質(zhì)作用條件下形成礦物的特點(diǎn)由于巖漿侵入使圍巖受到熱的影響而引起的變質(zhì)作用。引起圍巖的重結(jié)晶，也可形成新的礦物。由于圍巖的化學(xué)成分及變質(zhì)條件的不同，將產(chǎn)生不同的變質(zhì)礦物。以泥質(zhì)巖為例，泥質(zhì)巖在熱變質(zhì)熱變質(zhì)條件下形成各種角巖：低級變質(zhì)（溫度不高）時生成斑點(diǎn)狀紅柱石；中級變質(zhì)時（溫度中等），主要生成堇青石、石榴子石、白云母；高級變質(zhì)（高溫）下，生成矽線石、正長石、剛玉、石墨等接觸熱變質(zhì)當(dāng)前13頁，總共24頁。與原巖的成分和變質(zhì)程度向生成不含OH的方向發(fā)展向體積小、比重大的礦物轉(zhuǎn)化定向壓力下，柱狀和片狀礦物呈定向排列，使巖石具有片理和片麻理構(gòu)造區(qū)域變質(zhì)作用條件下形成礦物的特征特點(diǎn)

伴隨區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動而發(fā)生的大面積的變質(zhì)作用。引起巖石（或礦床）發(fā)生變化的直接因素是高溫、高壓和以H2O、CO2為主要活動性組分的流體，使原巖礦物重結(jié)晶，并常常伴有一定程度的交代作用，結(jié)果形成新的礦物組合

分類低級區(qū)域變質(zhì)作用：一般為白云母、綠簾石、陽起石、蛇紋石、滑石、綠泥石和黑云母等含OH的硅酸鹽；中級區(qū)域變質(zhì)作用：有角閃石、斜長石、石英、石榴子石、透輝石、綠簾石、云母等；高級區(qū)域變質(zhì)作用：生成不含OH、在高溫高壓下穩(wěn)定的礦物，如正長石、斜長石、堇青石、矽線石、輝石、橄欖石、剛玉和尖晶石等當(dāng)前14頁，總共24頁。二、反映礦物形成條件的標(biāo)志1、礦物的標(biāo)型特征—不同成因的同種礦物成分標(biāo)型－微量元素類質(zhì)同像混入物、不同種類水的含量結(jié)構(gòu)標(biāo)型－多型、有序度、陽離子配位、鍵長、晶胞體積等形態(tài)標(biāo)型－晶體的形狀、習(xí)性、大小、雙晶鄰界面、集合體特點(diǎn)物性標(biāo)型－顏色、條痕、光澤、硬度、相對密度、發(fā)光性、磁化率、熱電系數(shù)等不同成因的同種礦物其成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、特性等因生成條件不同而有差異，這些能反映生成條件的特征稱為礦物的標(biāo)型特征當(dāng)前15頁，總共24頁。2、標(biāo)型礦物

—只限于某種特定的成巖、成礦作用中才能形成的礦物，亦即單成因礦物。如：

只產(chǎn)于堿性火山巖和次火山巖中的白榴石只生成在低溫?zé)嵋旱V床中的辰砂、輝銻礦只產(chǎn)于變質(zhì)巖中的十字石，標(biāo)志中級變質(zhì)作用環(huán)境藍(lán)閃石是低溫高壓變質(zhì)帶產(chǎn)物的特征柯石英超高壓變質(zhì)（>2.8GPa)的產(chǎn)物

標(biāo)型礦物可以表征特定的地質(zhì)作用條件。因此，標(biāo)型礦物本身就是成因上的標(biāo)志

當(dāng)前16頁，總共24頁。3、礦物的生成順序和世代同種礦物也有生成早晚的不同。凡經(jīng)過一定時間間隔，介質(zhì)和生成條件發(fā)生改變或生長經(jīng)過中斷時，其前后所生成的同種礦物，屬于兩個世代

當(dāng)前17頁，總共24頁。共生組合

同一成因、同一成礦期（或成礦階段）的礦物組合伴生組合

不同成因或成礦期（或成礦階段）的礦物組合4、礦物的組合、共生和伴生礦物組合

不管生成時間先后，只要在空間上共同存在的不同礦物就稱為一個礦物組合當(dāng)前18頁，總共24頁。三、礦物的變化1、礦物成分和結(jié)構(gòu)的變化礦物形成之后，在后續(xù)的地質(zhì)作用過程中，由于物理化學(xué)條件的改變，使礦物的成分和結(jié)構(gòu)變化而形成新的礦物。例如，在風(fēng)化作用中，鉀長石變?yōu)楦邘X石：4K[AlSi3O8]+4H2O+2CO2Al4[Si4O10](OH)8+8SiO2+2K2CO32、假像和副像交代作用通常沿礦物的邊緣、裂隙、解理開始進(jìn)行，若交代強(qiáng)烈時，原來的礦物可全部被新形成的礦物所代替。當(dāng)交代后礦物成分已完全轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌牡V物，但仍保留原礦物的外形，此現(xiàn)象稱為假像。屬于交代成因的稱為交代假像，如褐鐵礦呈黃鐵礦假像或稱假像褐鐵礦；礦物發(fā)生同質(zhì)多像轉(zhuǎn)變后，新的礦物仍保留原礦物的外形，稱為副像

當(dāng)前19頁，總共24頁。3、晶質(zhì)化與非晶質(zhì)化一些非晶質(zhì)礦物在漫長的地質(zhì)年代中逐漸變?yōu)榻Y(jié)晶質(zhì)，稱為晶質(zhì)化或脫?；?。如蛋白石轉(zhuǎn)變?yōu)槭⒒鹕讲ＡУ拿摬；纬墒?、長石晶雛等與晶質(zhì)化現(xiàn)象相反，一些晶質(zhì)礦物因獲得某種能量而使晶格發(fā)生破壞，轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷з|(zhì)礦物，稱為非晶質(zhì)化或玻璃化。非晶質(zhì)化的礦物稱為變生礦物。如晶質(zhì)的鋯石因含放射性元素，由于放射性元素蛻變，放出能量（射線）而非晶質(zhì)化變?yōu)樽兩V物水鋯石,進(jìn)一步變成曲晶石，與此同時礦物的一系列物理性質(zhì)也隨之變化當(dāng)前20頁，總共24頁。礦物的分類分類問題是自然科學(xué)中及其重要的研究課題之一，它反映了人們對某種事物認(rèn)識的深刻程度。分類的合理與否，是隨著研究程度而定的。當(dāng)一個正確的能反映客觀事物內(nèi)部聯(lián)系的分類被制定之后，它又能進(jìn)一步推動研究工作的發(fā)展。礦物的分類體系大類—

類—

（亞類）—

族—

種—（亞種）不同分類方案中大類、類、亞類的劃分基本相同，分歧主要在族的定義上：化學(xué)分類晶體化學(xué)分類、地球化學(xué)分類、礦物成因分類第十章礦物的分類與命名當(dāng)前21頁，總共24頁。礦物的晶體化學(xué)分類類別劃分依據(jù)舉例大類化合物類型含氧鹽礦物大類類陰離子或絡(luò)陰離子種類硅酸鹽礦物（亞類）絡(luò)陰離子結(jié)構(gòu)類型族晶體結(jié)構(gòu)型式(化學(xué)組成類似結(jié)構(gòu)類型相同)（亞族）陽離子種類種一定的晶體結(jié)構(gòu)和一定的化學(xué)成分

鈉長石（亞種）化學(xué)組成／物性／形態(tài)等方面的差異

礦物的晶體化學(xué)分類原則架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽長石族斜長石亞族肖鈉長石當(dāng)前22頁，總共24頁。礦物種礦物種—礦物分類的基本單位，具有一定的晶體結(jié)構(gòu)和一定的化學(xué)成分的礦物，成為一個礦物種。強(qiáng)調(diào)

化學(xué)成分不同即為不同礦物種化學(xué)成分相同，晶體結(jié)構(gòu)不同，亦為不同礦物種

類質(zhì)同象：端員礦物為獨(dú)立礦物種，中間作為亞種處理

同質(zhì)