沉積礦床的成因類型

沉積礦床的成因類型第1頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)思路：包括①碎屑沉積礦床：沉積砂礦床（殘積-坡積砂礦，沖積砂礦，海濱砂礦，砂巖型鉀礦床），粘土礦床（高嶺石粘土，蒙脫石粘土，水云母粘土）。②內(nèi)源沉積礦床：鋁土礦床（鋁土礦成因類型，鋁土礦床成礦機(jī)理、成礦模式），沉積鐵礦床（沉積鐵礦成因類型），沉積錳礦床〔沉積錳礦床成因類型，（海相沉積錳礦床，湖沼相沉積錳礦床，現(xiàn)代海洋沉積錳礦床），沉積錳礦床的成因〕，硅澡土礦床（硅藻土礦床成因類型，硅藻土礦床成因），蒸發(fā)鹽巖礦床（蒸發(fā)鹽巖礦床的成因類型，蒸發(fā)礦床的形成條件）。第2頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)重點與難點：重點：①碎屑沉積礦床：沉積砂礦床，粘土礦床。②內(nèi)源沉積礦床：鋁土礦床，沉積鐵礦床，沉積錳礦床，硅澡土礦床，蒸發(fā)鹽巖礦床。難點：內(nèi)源沉積礦床的成礦機(jī)理、成礦模式。思考練習(xí)題（討論題，練習(xí)題，作業(yè)題）：①碎屑沉積礦床：沉積砂礦床，粘土礦床成礦機(jī)理、成礦模式?②內(nèi)源沉積礦床：鋁土礦床，沉積鐵礦床，沉積錳礦床，硅澡土礦床，蒸發(fā)鹽巖礦床的成礦機(jī)理、成礦模式?第3頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第八章沉積礦床的成因類型

及其成礦規(guī)律

第一節(jié)碎屑沉積礦床一、概述目前世界的金礦，最大、最富的金礦產(chǎn)于礫巖中，即所謂“蘭德”式金礦。蘭德式金礦是一種變質(zhì)的含金鈾礫巖。最早發(fā)現(xiàn)于南非的維特瓦特斯蘭德(Witwatersrand)，而后在加拿大和巴西也有發(fā)現(xiàn)，時代均屬前寒武紀(jì)(同位素年齡22—25億年)。含礦礫巖為孔隙型石英質(zhì)礫巖，基質(zhì)為石英質(zhì)或長石質(zhì)砂，含綠泥石和絹云母。一般認(rèn)為屬于變質(zhì)改造成因的砂礦。此外，已在世界上一些地區(qū)的不同時代地層中發(fā)現(xiàn)未變質(zhì)的含金礫巖礦床，如蘇聯(lián)烏拉爾的第三系和二疊系，外貝加爾的侏羅系，西伯利亞的寒武系、澳大利亞的石炭二疊系和第三系等，均屬于古礫巖型砂礦床。第4頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月含礦礫巖形成于高差較大的盆地邊緣或盆地初始沉積期，大量發(fā)育于大規(guī)模的構(gòu)造運動之后，產(chǎn)于構(gòu)造活動性較大的地區(qū)。如磨拉石建造中，礫巖就占相當(dāng)大的比例。第6頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月表7-1砂礦類型及重礦物的共生關(guān)系（據(jù)徐克勤等，1964）第7頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月二、沉積砂礦床在碎屑沉積物的搬運和沉積過程中，有用礦物因沉積分異作用而在某些地段富集到可供工業(yè)利用的程度，即形成砂礦床。固結(jié)成巖后，就成為古砂礦。形成砂礦床的碎屑礦物都是比重較大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、物理性質(zhì)堅硬耐磨的礦物。主要有金、鉑、鈮鉭鐵礦、鋯英石、獨居石、磁鐵礦、鉻鐵礦、錫石、黑鎢礦、金剛石、紅寶石、藍(lán)寶石、黃玉等。這些有用礦物常多種共生，因而有重要的綜合利用價值。常見砂礦床類型及其礦物共生關(guān)系如表7-1所示。第8頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1．殘積-坡積砂礦露頭附近殘積層中，較重和較穩(wěn)定的有用礦物相對富集，形成殘積砂礦。由于重力作用而沿山坡移動。有用礦物在坡積層中的相對集中，即為坡積砂礦。二者空間上毗連，均離母巖或原生礦體不遠(yuǎn)。第9頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

殘坡積極砂礦的有用礦物，可以是母巖中的造巖礦物或副礦物，也可以是有工業(yè)價值或無工業(yè)價值的原生礦體。風(fēng)化、搬運過程中，輕礦物先遷移和不穩(wěn)定礦物被淘汰，而使有用礦物相對富集，使之由貧變富或由非礦而成礦。發(fā)育在含稀有金屬花崗巖和堿性巖體上的殘積砂礦(包括部分沖積砂礦)，往往具有較大的工業(yè)價值。有用礦物來自巖體的副礦物、偉晶巖脈。這類砂礦距蝕源區(qū)近，故成分復(fù)雜。按成分可分為：與錫石、獨居石共生的鈮鉭鐵礦砂礦；獨居石砂礦；斜鋯石砂礦；某些風(fēng)化成因的紅土型鋁土礦中，也可含鈮、鉭、鈦的重砂礦物。第10頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2．沖積砂礦沖積砂礦是河流沉積物中的砂礦床。成礦礦物均屬高比重礦物，如金、鉑、錫石、鎢錳鐵礦、鈣鎢礦、磁鐵礦、鉻鐵礦、鈦鐵礦、鋯英石、獨居石、金紅石、石榴石、金剛石等。沖積砂礦的形成與河流的一定發(fā)充育階段有關(guān)。河流發(fā)育早期以下蝕作用為主：繼而側(cè)向侵蝕加強(qiáng)。此時主要是母巖和原生礦床的破壞，不成砂礦。到了河流發(fā)育的后期，侵蝕作用減弱、沉積作用加強(qiáng)，才是形成砂礦的主要時期。反映在空間上，河流上游以侵蝕作用為主，不是砂礦富集的有利地段：下游緩流區(qū)垂向加強(qiáng)作用太強(qiáng)，也不利于有用礦物的富集。最有利于成礦的是河流的中游地段。其中又以下列地段最為有利；河流變寬處、支流匯合處、河曲內(nèi)側(cè)(點沙壩)、河底凹坑、心灘下游、河底坡度由陡變緩處及河流穿過古砂礦的地方(圖7—2)，沖積砂礦是金、錫石及稀有元素的重要礦床類型。第11頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3．海濱砂礦海濱砂礦平行海岸分布，是海流和岸流作用下有用礦物聚集的結(jié)果。岸流把物質(zhì)帶到海濱，本身就有分異輕、重礦物的作用：海浪又把碎屑物質(zhì)拋回海灘，回流和底流帶走輕的和細(xì)粒物質(zhì)。因此沉積物的分選性極好。大而重的物質(zhì)聚集在海灘上，即形成海濱砂礦?，F(xiàn)代海濱砂礦一般位于潮間帶。較老的砂礦，隨著岸邊部分一同抬升，就形成階地砂礦：若岸邊部分相對下降，即形成被埋藏的砂礦。海濱砂礦富集的有用礦物，主要是一些比重不大(3．2—3．6)、硬度較高(5．5—7．5)、穩(wěn)定耐磨的礦物。如鋯英石、獨居石、鈦鐵礦、金紅石、磁鐵礦、鈦磁鐵礦等。有時有錫石和金剛石。澳大利亞東海岸的海濱砂礦，從紐卡斯?fàn)柕礁チ袆t爾島，南北延伸近千公里，可分海灘砂礦和砂丘礦兩種類型。第12頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月4．砂巖型鉀礦床砂巖型鉀礦床是我國近年來新確定的一種機(jī)械沉積礦床。最早發(fā)現(xiàn)于燕山地區(qū)，爾后在華東、華南一帶相繼發(fā)現(xiàn)。已知層位有震旦系下部(串嶺溝組)、寒武系中上部及上石炭統(tǒng)、下二疊統(tǒng)等。燕山地區(qū)的富鉀巖系產(chǎn)于粗碎屑巖碳酸鹽巖的旋回中部。由下而上為含鐵的長石石英砂巖、富鉀巖石、白云巖。含鉀巖石有兩種基本類型：(1)長石型：含鉀礦物中，鉀長石占60%以上。(2)云母型：富鉀礦物中，黑云母和水白云母占60%以上，分布于含鉀巖系的中上部。第14頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月三、粘土礦床自然界中常見的、工業(yè)意義較大的粘土礦床是高嶺石粘土、蒙脫石粘土和水云母粘土礦床。1．高嶺石粘土主要由高嶺石組成，含量>90％；其次有多水高嶺石及水云母。?；烊朦S鐵礦、菱鐵礦、碎屑石英、長石及重礦物等。凝膠狀結(jié)構(gòu)。氈狀構(gòu)造或定向構(gòu)造。谷稱高嶺土或瓷土。工業(yè)上用作陶瓷原料。高嶺石粘土一般為白色、淺灰色或淺黃色。含雜質(zhì)較多時，呈黃、褐灰或黑色。硬度小(1—2．5)、性脆，具貝殼狀斷口。質(zhì)純者有珍珠光澤，表面有滑感，常為致密塊狀。第15頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月高嶺石是溫濕氣條件下鋁硅鹽礦物(主要是長石)的分解產(chǎn)物。一般需要酸性(pH=5—6)介質(zhì)條件。高嶺石礦床的主要類型有殘積型和沉積型兩種。風(fēng)化殘余的高嶺石粘土系由母巖化學(xué)風(fēng)化產(chǎn)物在原地堆積而成。一般呈坡蓋狀產(chǎn)于母巖表面，因地形起伏而厚度多變。我國東南沿海、江西景德鎮(zhèn)、四川德昌、樂山等地均有高嶺石粘土礦床。母巖風(fēng)化形成的高嶺石經(jīng)搬運、沉積，達(dá)到一定的工業(yè)品位即形成沉積高嶺石粘土礦床。多產(chǎn)于大陸中瀉湖環(huán)境，分布穩(wěn)定，常與煤系共生。如我國華北石炭二疊系、鄂爾多斯侏羅系及茂名第三系等均產(chǎn)煤系沉積型高嶺土。第16頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2．蒙脫石粘土蒙脫石粘土又稱膨潤土、膨潤巖、斑脫巖、漂白土等。主要由蒙脫石組成含少量拜來石、綠脫石、貝得石、水云母等。非粘土礦物有長石、石膏、方解石、石英及分解不徹底的火山灰。一般為粉紅色、白色、淺黃色、淡灰綠色。常呈膠狀結(jié)構(gòu)。硬度小，觸之有滑膩感。吸性極強(qiáng)，浸入水中急劇膨脹?？伤苄圆睢Ｄ突鸲纫驳?。工業(yè)上用作吸附劑和脫色劑。蒙脫石粘土常由火山灰或凝灰?guī)r在海水或地下水的作用下風(fēng)化而成。沉積于中性或堿性(pH：7—8．5)介質(zhì)條件。其成因類型也有殘積和沉積兩種。沉積的蒙脫石粘土可分為海相和陸相兩種。海相蒙脫石粘土一般是由海底火山灰經(jīng)海解作用形成的。常呈穩(wěn)定層狀產(chǎn)出。陸相蒙脫石粘土產(chǎn)于湖泊或沼澤沉積物中，其成因亦與凝灰質(zhì)的次生變化有關(guān)，規(guī)模一般不及海相大。我國東部侏羅、白堊系火山巖中有之。第17頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3．水云母粘土水云母粘土的成分比較復(fù)雜。除水云母外，經(jīng)常還有其它粘土礦物，以及石英、長石、云母等碎屑礦物和重礦物。有時含非粘土自生礦物或有機(jī)質(zhì)。純水云母粘土是罕見的。因為常含有機(jī)質(zhì)不同介態(tài)的鐵化合物，故顏色多變，但以黃、灰、紅色為最常見。多為粉砂泥狀結(jié)構(gòu)。常具水平層理及極細(xì)的波狀層理，鏡下常為氈狀構(gòu)造或定向構(gòu)造。水云母粘土是各種含鋁硅酸鹽礦物的巖石，在化學(xué)風(fēng)化初期的產(chǎn)物。第18頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)內(nèi)源沉積礦床內(nèi)源盆地沉積是指沉積盆地和沉積區(qū)內(nèi)部水溶液中通過化學(xué)作用或生物作用形成的沉積，它們常常是再通過原地機(jī)械作用生成的。內(nèi)源盆地沉積的物質(zhì)來源不是直接依靠大陸母巖的風(fēng)化——剝蝕碎屑產(chǎn)物，而主要是由海洋盆地水體直接提供的沉淀物質(zhì)，其中主要是海洋水的碳酸鹽，硫酸鹽、鹵化物、磷酸鹽、二氧化硅，以及錳、鐵、鋁的化合物等。當(dāng)然包括由陸地所提供的上述物質(zhì)。第19頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月一、鋁土礦床(一)鋁土礦成因類型1．古風(fēng)化殼型(紅土型)鋁土礦古風(fēng)化殼型鋁土礦是鋁硅酸鹽巖石紅土化作用的產(chǎn)物。紅土化作用是化學(xué)風(fēng)化作用的高級階段，一般發(fā)生在熱帶、亞熱帶的溫?zé)釟夂驐l件下。由于粘土礦物進(jìn)一步分解，氧化鋁和氧化硅發(fā)生分離。前者因水化作用而形成氫氧化鋁—三水鋁石；后者則以膠體形式滲入地下水或為地表水帶走(去硅作用)。與此同時，鐵的氫氧化物(褐鐵礦、針鐵礦)大部分轉(zhuǎn)變?yōu)楹樿F礦，使土壤呈赭紅色，因而稱為紅土化作用。紅土的成分與母巖關(guān)系密切。一般由火成巖和變質(zhì)巖風(fēng)化形成的鋁土礦稱為紅土型(1alerile)，其中又以富鋁的砼性巖和基性巖為最有利。由灰?guī)r風(fēng)化形成的鋁土礦稱為鈣紅土型(terra—rossa)。后者常與巖溶地貌有關(guān)。舉世聞名的牙買加鋁土礦、法國、匈牙利及西歐諸國的鋁土礦均屬鈣紅土型。第20頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2．沉積型鋁土礦(1)陸相沉積鋁土礦這類鋁土礦形成于湖泊或沼澤環(huán)境，有時也形成于河谷中。我國華北石炭、鋁土礦即產(chǎn)于近海的湖泊、沼澤中，山東淄博鋁土礦即為一例。該礦產(chǎn)于中奧陶統(tǒng)灰?guī)r的侵蝕面上，二者呈假整合接觸，中間有長期的沉積間斷。主要礦層有二；一層產(chǎn)于中石炭統(tǒng)底部(G層鋁土礦)，一層產(chǎn)于上二疊統(tǒng)含煤地層中(A層鋁土礦)。第21頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)海相沉積鋁土礦這類礦床一般形成于海盆地邊界或瀉湖環(huán)境內(nèi)。物質(zhì)來自毗鄰大陸的紅土型風(fēng)化殼。由于鋁的氫氧化物溶解度小，在護(hù)膠劑保護(hù)下呈膠體入海不久即行沉淀，故搬運距一般不大。礦層幾乎都產(chǎn)在碳酸鹽巖的沉積間斷面上。礦體一般呈層狀，延伸可達(dá)數(shù)公里，厚數(shù)十米。礦石的礦物成分較單純。由一水型鋁土礦(硬水鋁石和勃姆石)組成。伴生礦物有針鐵礦、含水針鐵礦及鱗綠泥石等。常為鱺狀或豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。我國貴州某地的石炭--疊紀(jì)鋁土礦即屬此類。礦層覆蓋在寒武紀(jì)石灰?guī)r之上(圖7—4，7-5)。層位穩(wěn)定。第22頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)鋁土礦床成礦機(jī)理、成礦模式1．成礦機(jī)理根據(jù)許多證據(jù)和特征(諸如氧同位素分析結(jié)果、層礦中高嶺石結(jié)晶度指數(shù)、礦層及礦石碎屑物質(zhì)特征等)證明鋁土礦層是基底風(fēng)化、含鋁物質(zhì)原地或異地堆積，而后經(jīng)過埋藏和表生富集而最終形成。根據(jù)廖士范等(1989)的研究，這個過程經(jīng)歷了三個階段：(1)風(fēng)化陸生階段(2)水體淹沒和埋藏階段(3)表生富集階段第23頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月二、沉積鐵礦床(一)沉積鐵礦成因類型1．前震旦紀(jì)地槽型沉積變質(zhì)鐵礦床這是鐵礦中最重要的一種類型。其儲量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它各類鐵礦儲量的總和。均產(chǎn)在前震旦紀(jì)變質(zhì)巖系中，年齡為17—25億年。中國、北美、巴西、印度、南非、澳大利亞、蘇聯(lián)、斯堪的納維亞等地均有大礦。我國的“鞍山式”鐵礦即屬此類。從現(xiàn)有資料來看，其成因是復(fù)雜的。有的明顯地與火山序列有關(guān)，有的則毫無火山活動的標(biāo)志；有的屬海相，有的則可能為河口或淡水環(huán)境。因此，前震旦紀(jì)的沉積變質(zhì)鐵礦，應(yīng)當(dāng)是一個相當(dāng)長的地質(zhì)歷史肘期內(nèi)，多種沉積礦床的變質(zhì)產(chǎn)物。第25頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2．海相沉積鐵礦床海相沉積鐵礦床是僅次于前震旦紀(jì)沉積變質(zhì)鐵礦床的重要類型。其中又可分為兩種，一種產(chǎn)生在近岸海相序列中漢稱“明尼特型”或“洛林型”)；另一種與火山沉積有關(guān)漢稱“拉思—狄爾型”)。我國目前發(fā)現(xiàn)的海相沉積鐵礦床，主要產(chǎn)在近岸海相序列中。這種礦床分布穩(wěn)定，度較大，具有重要的工業(yè)價值。主要成礦時代，北方為震旦紀(jì)，南方為泥盆紀(jì)。華北宣龍式鐵礦產(chǎn)于震旦系串嶺溝組中。礦區(qū)位于燕遼沉降帶西段北鄰內(nèi)蒙古陸?；?、龍關(guān)、赤城、井陘等地均有礦，以宣龍一帶為最佳。礦體產(chǎn)于砂、頁巖組成的海侵序列下部(圖7-6)。我國南方泥盆紀(jì)沉積鐵礦統(tǒng)稱“寧鄉(xiāng)式”鐵礦，形成和分布與古陸邊緣淺海有關(guān)。黔、桂、滇一帶海侵較早，故主要成礦期為中泥盆世，而湘、鄂二省海侵較晚，成礦在晚泥盆世。寧鄉(xiāng)式鐵礦層位具良好的穩(wěn)定性，大范圍可以對比(圖7-7)。第27頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3．湖沼相沉積鐵礦床形成于湖泊或沼澤環(huán)境。礦石成分主要為針鐵礦、菱鐵礦，有時為鐵的磷酸鹽(藍(lán)鐵礦)。常含nn0：及其它微量元素。礦石呈鮞狀、結(jié)核狀或疏松土狀。礦體為透鏡狀。規(guī)模一般較小，品位變化大。常與煤系地層共生，我國石炭二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)、第三紀(jì)均有。第29頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)沉積鐵礦的成因沉積鐵礦床礦物質(zhì)的來源有三：一是大陸侵蝕：二是火山活動：三是洋底、湖底含鐵物質(zhì)的成巖分異作用。風(fēng)化作用使母巖中的含鐵礦物分解。這些鐵質(zhì)必須通過介質(zhì)搬運到海盆地內(nèi)才能沉積成礦。第30頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月三、沉積錳礦床(一)沉積錳礦床成因類型l．海相沉積錳礦床這類礦床形成于淺海的近岸地帶，沿古陸邊緣呈帶狀分布。礦層往往位于沉積間斷面上的海侵層序底部，具有穩(wěn)定的層序，與粉砂巖、泥質(zhì)巖、硅質(zhì)巖共生。礦體呈層狀或透鏡狀，儲量巨大。由岸線向海盆地深處，常有軟錳礦一硬錳礦礦石相一水錳礦礦石相一碳酸鹽礦石相的相變序列。但相帶的寬窄因地而異，取決于盆地的沉降速度和海底坡度。世界上著名的大型錳礦床和我國的一些錳礦床均屬此類。第31頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)與石英掙砂巖一海綠石一粘土共生的錳礦床這類沉積錳礦床是目前最重要的類型，其儲量達(dá)7．94億噸，約占世界錳礦的70％。名的礦床有蘇聯(lián)的尼柯波爾、波爾謝、托克曼克斯克、拉賓斯克、奇阿杜拉、曼捷斯拉克、波倫諾奇諾、馬爾西茨柯夫(時代均為第三紀(jì))：地中海北緣以色列、土耳其、保加利亞等地的錳礦床(時代為第三紀(jì))、澳大利亞葛羅特、伊拉特下白堊系地層中錳礦床等。此類礦床一般產(chǎn)于構(gòu)造上較穩(wěn)定的地區(qū)?；滓郧昂浼o(jì)或古代地層為多。礦體或直接覆于不整合面之上，或為相當(dāng)厚的沉積物所隔開。成礦的古地理環(huán)境為淺海或海灣。共生的巖石為砂巖、粉砂巖、粘土、海綠石層、泥灰?guī)r、灰?guī)r、礫巖、炭質(zhì)頁巖，有時含煤層。這類礦床的礦石類型以氧化礦石為主，也有碳酸鹽礦石。它們之間有明顯的相變關(guān)系(圖7-8)。在尼柯波爾，岸邊為氧化礦石帶，由硬錳礦和軟錳礦組成，與泥灰?guī)r、泥質(zhì)巖、砂巖共生；向盆地內(nèi)部漸變?yōu)檠趸?、碳酸鹽混積帶，主要含錳礦物硬錳礦、水錳礦、錳方解石、菱錳礦；第三帶為碳酸鹽帶，主要是含鈣的菱錳礦和錳方解石，有較多的海綠石和硅質(zhì)混入物。再往深處，礦體尖滅于藍(lán)綠色泥質(zhì)巖中，后者常含錳方解石的小結(jié)核。奇阿杜拉也有類似的分帶現(xiàn)象。這類礦石的化學(xué)成分頗有特色。Mn/Fe比達(dá)8-10。15-20者亦常見。這與湖相礦石(Mn/Fe=0.1-2.5)、大洋錳結(jié)核(Mn/Fe=1．0—3．0)有很大的差別。第32頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)與灰?guī)r—白云巖共生的錳礦床這類礦床的形成與海相碳酸鹽的沉積作用有關(guān)。主要產(chǎn)于地臺區(qū)的凹陷帶內(nèi)，形成于淺海或陸緣海環(huán)境。錳礦層大多位于海進(jìn)層序的中上部，即陸源碎屑沉積物減少，碳酸鹽巖沉積為主的地帶，少數(shù)位于海退層序的中下部，含錳碳酸鹽巖與泥質(zhì)巖密切共生。我國該類礦床位于蒸遼沉降帶偏北部，含礦巖系為震旦系鐵嶺組，原生礦石有氧化錳和碳酸錳兩種。如瓦房子錳礦形成于震旦紀(jì)末期的古海盆地(圖7-9)，東南部海水較淺，為近岸地帶；向西北海水漸深，過渡為還原環(huán)埂。從而導(dǎo)致礦相的變化。第33頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)與火山沉積有關(guān)的錳礦床北美、烏拉爾、澳大利亞等地均有此類礦床。莎茨基(，1964)，又將它分為兩種建造類型，一種是綠巖型火山建造，有關(guān)的火山巖為玄武巖、細(xì)碧巖、角斑巖、安山巖及安山凝灰?guī)r，屬基性中基性火山巖組合，與碧玉、硅質(zhì)頁巖相共生。另一種是斑巖型火山建造，意義不大。2．湖沼相沉積錳礦床這類礦床雖然在第三紀(jì)和更老的地層中也有發(fā)現(xiàn)，但主要是在第四紀(jì)，尤其是北半球加拿大、斯堪的納維亞和蘇聯(lián)的冰川苔原區(qū)。較大的一個實例是加拿大新布倫斯維克的湖相錳礦，分布面積約10英畝，礦層最厚達(dá)15英尺，其成因與熱泉有關(guān)。湖相錳礦常呈結(jié)核狀產(chǎn)出，具鮞狀或被殼狀結(jié)構(gòu)。主要為氧化礦石。鐵、錳密切共生。含錳5—20％，含鐵25—40％。這類礦床規(guī)模小、質(zhì)量低，工業(yè)價值不大。第35頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3．現(xiàn)代海洋沉積錳礦床一百多年前即已發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代大洋中有錳結(jié)核。最先是在4—45kin的深水區(qū)，而后在瑞典西海岸克列德河口的淺水區(qū)亦有發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)已證實，大洋底部有著儲量極大的錳結(jié)核。錳結(jié)核的分布有三種情況：(1)分布于只有陸源碎屑沉積物的海區(qū)。如北冰洋、波羅的海、白海、巴倫支海、卡拉海。這些地區(qū)無近代火山活動。(2)分布于既有陸源物質(zhì)、又有火山物質(zhì)的大型海盆。如大西洋、印度洋和太平洋。(3)分布于具有海底熱液活動的局限?；蜷_闊海。東太平洋山脈附近的海底，錳結(jié)核的分布明顯地與海底熱梯度較大的地帶有關(guān)。第36頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月這三種地區(qū)的錳結(jié)核極為相似。含錳礦物主要為錳的氧化物和氫氧化物。結(jié)核大小1．0—30．Ocm，平均為3．Ocm。最大的有850公斤。形態(tài)呈不規(guī)則的球形或餅狀。后者的直徑可超過1m。結(jié)核色棕—黑。土狀。因孔隙度很高，比重只有2—3。內(nèi)部為凝膠狀結(jié)構(gòu)，具同心構(gòu)造，核心為碎屑(常為火山碎屑)或介殼(如coccoliths)。同心層有不等量的混入物，其成分為粘土礦物、介殼碳酸鈣、火山碎屑、重晶石以及極細(xì)的石英、長石、磷灰石、金紅石等。含多種微量元素，尤以Co、Ni、Cu、Cd、Mo為多。不同大洋所產(chǎn)結(jié)核的微量元素有差別。分布深度大多為3600—6000m，個別海區(qū)可達(dá)10，000m的深海底。第37頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)沉積錳礦床的成因關(guān)于沉積錳礦的成因有多種不同認(rèn)識，僅就目前主要的觀點概括為以下幾點：1、沉積錳礦的錳質(zhì)主要來源于海底熱水溶液：2、根據(jù)不同時代沉積錳礦的和值的分布規(guī)律認(rèn)為，錳礦的沉積形成同藻類生物作用關(guān)系密切，也反映了同淡水化作用環(huán)境有一定關(guān)系。3、沉積錳礦床分布于古陸邊緣的近岸淺海地帶斷陷或裂谷而形成的深水臺溝與其附近，后者隨海底熱液活動事件，而出現(xiàn)熱液化學(xué)錳礦沉積。4、沉積錳礦形成與生物作用有密切關(guān)系，特別是藻類生物活動。第38頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月四、硅澡土礦床(一)硅藻土礦床成因類型1．陸緣海相硅藻土礦床主要產(chǎn)于第三紀(jì)地層中，其次是第四系，局部地區(qū)中生代地層中也有分布。這種類型礦床主要形成于海灣、瀉湖及濱海環(huán)境中，礦床規(guī)模一般都比較大，如形成于第三紀(jì)的美國加利福尼亞州的隆波克硅藻土礦床是世界上最完整的硅藻土礦床。該礦床具有礦石質(zhì)量好，礦床規(guī)模大的特點，有經(jīng)濟(jì)意義的工業(yè)礦層厚達(dá)300m，此外，丹麥、西德、阿爾及利亞和我國南海海岸等地也有陸緣海相硅藻土礦床。第39頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2．陸內(nèi)沼相硅藻土礦床該類型礦床在世界上的分布非常廣泛，我國的硅藻土礦床主要屬于這一類型，主要分布于吉林、云南、浙江和山東四省。其中，以吉林長白、云南滕沖，山東臨朐的硅藻土為優(yōu)。吉林長白硅藻土礦床形成于淡水湖泊中，礦區(qū)分布面積達(dá)150km2。目前仍保存著原來湖泊的構(gòu)造形態(tài)，礦體厚度大，品質(zhì)優(yōu)良，它可以同隆波克硅藻土相比，是生產(chǎn)助濾劑的理想原料。3．現(xiàn)代湖泊，沼澤中沉積的硅藻土礦床這類礦床一般不具備工業(yè)開采價值，其代表礦床(點)有美國佛羅里達(dá)州新約克郡的現(xiàn)代湖泊、沼澤、泥塘中含硅藻沉積物。第40頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

(二)硅藻土礦床成因硅藻土的成因來自于硅藻骨骸的堆積。在適宜的沉積環(huán)境和地質(zhì)條件下，湖泊和海洋中的硅藻均可堆積成巨厚的硅藻土層，硅藻生長須具備下列條件：(1)大型淺水盆地(2)有豐富的可溶性SiO2供應(yīng)(3)有豐富的養(yǎng)料供應(yīng)(4)碎屑物質(zhì)的供應(yīng)量少此外，溫度、光、壓力以及其它因素也影響硅藻的生長。第41頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月五、蒸發(fā)鹽巖礦床(一)蒸發(fā)鹽巖礦床的成因類型1．現(xiàn)代鹽湖鹽湖是指鹽度達(dá)到或超過35‰的閉塞水體?，F(xiàn)代鹽湖都分布在干旱或半干旱氣候帶。大致位于南、北緯10°-15°和40°-50°之間，構(gòu)成所所謂“鹽帶”。我國現(xiàn)代鹽湖分布于內(nèi)蒙、新疆、西藏、青海、甘肅等高原或沙漠地區(qū)。它們的成因，或為河流侵蝕洼地或風(fēng)蝕洼地：或為河床堵塞、干涸而成。構(gòu)造上常受新的坳陷或斷陷所控制。大陸鹽湖的大小變化很大。面積從幾平方公里到幾百平方公里以上。柴達(dá)木盆地的霍布遜、達(dá)布遜、東西臺爾湖等，面積都達(dá)到數(shù)百平方公里。深度一般很小，幾十厘米到幾米。如內(nèi)蒙等地的一些鹽湖，表層鹵水深度數(shù)厘米至50厘米，少數(shù)深達(dá)1—3m。有的甚至大部分時間鹵水位低于鹽層面。形成的礦床一般規(guī)模較大。第42頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月鹽類沉積的底部常有淤泥層。湖周無常年溪流，主要由大氣降水和地下潛水補(bǔ)給。鹵水白勺成分復(fù)雜，除Ca、Mg、Na、K外，還有B、Li、Br、I、Rb、Cs等稀有元素。根據(jù)湖水的地球化學(xué)特征可分為碳酸鹽型、硫酸鹽型、氯化物型三類鹽湖，其特征見表7—2。現(xiàn)代鹽湖的沉積分異現(xiàn)象多數(shù)不明顯。但也有的如寧夏吉蘭太鹽湖的蒸發(fā)巖，自下上為石膏、芒硝和石鹽沉積，有清楚的分異現(xiàn)象(圖7-10)。第43頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代鹽湖是尋找堿、芒硝及石鹽的主要對象。一般不是尋找鉀鹽和硼鹽的主要對象。天然堿一般呈米黃、棕褐色。結(jié)晶粒狀或柱狀結(jié)構(gòu)。常混入方解石、巖鹽和有機(jī)質(zhì)。塊狀構(gòu)造或條帶構(gòu)造。屬于鹽化程度較低的內(nèi)陸鹽湖的產(chǎn)物。近年來在豫南新生代內(nèi)陸盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)了天然堿礦床。礦層位于五里堆組下段，與油頁巖密集地段基本吻合。礦層最多可達(dá)30余層。一般按泥巖或粉砂巖一油頁巖一天然堿的順序呈韻律交替。從盆地的邊部向中心，從剖面的下部至上部，有CaCO3→Na2CO3→NaHC03→NaCl的帶狀分布，反映了盆地濃縮過程。工業(yè)價值較大的石膏—硬石膏礦床一般產(chǎn)于瀉湖相沉積物中，與海相石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖共生。色淺，常為淡青灰色、白色、淡紅色等。礦物成分單一，?；煊邪自剖?、石鹽、天青石、黃鐵礦、白鐵礦及粘土礦物等。礦體呈層狀或大透鏡狀，延伸數(shù)十米至數(shù)百米，厚數(shù)米至數(shù)十米。第44頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月石膏和硬石膏可以相互轉(zhuǎn)變。在溫度、壓力的作用下，石膏可以脫水變?yōu)橛彩?；反之，硬石也可以水化形成石膏。有人把石膏的原生沉積稱為礦床都是同生礦床：而由原生硬石膏水化形成的石膏礦床稱為后生礦床。世界上最大的石膏礦床都是后生礦床。根據(jù)世界上許多礦床的觀察，硬石膏的水化深度一般不超過150m，最深可達(dá)400m。4．巖鹽礦床這類礦床分瀉湖相和陸相鹽湖兩類。海相的特征與石膏硬石膏礦床相似。但以巖鹽為主要礦層。有時夾鉀鹽薄層，但多不具工業(yè)意義。陸相巖鹽礦床一般產(chǎn)于紅層中。含鹽巖系由細(xì)粒陸源碎屑巖組成。礦體呈透鏡狀或薄層狀。成鹽礦物除巖鹽外，還有石膏、硬石膏或芒硝、鈣芒硝。據(jù)此可以分為石膏—硬石膏—巖鹽礦床和芒硝—巖鹽礦床等類型。這類鹽礦在我國分布廣泛。如江西周田、云南元永并及衡陽盆地等。這類古鹽礦床，其成分在縱向上常有一定的先后順序和交互重復(fù)現(xiàn)象，表現(xiàn)出多旋回的特征。常見的順序為：下部石膏、硬石膏，上部巖鹽。周田鹽礦也是這樣，中上部NaCl高，石膏、鈣芒硝等與NaCl呈反比關(guān)系。第46頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月5．鉀鎂鹽礦床6．天然鹵水及鹽泉礦床7．硼戌碘的蒸發(fā)礦床

(二)蒸發(fā)礦床的形成條件通過上述可以看出蒸發(fā)礦床的形成機(jī)制是復(fù)雜的，很可能是多種多樣的．但是不管何種形成機(jī)制，都需要一些條件。這些條件是：(1)蒸發(fā)量大于降水量的干燥或半干旱氣候條件，地球表面氣候帶的形成，主要取決于地球與太陽的相對位置和太陽輻射等因素。(2)提供鹽源的水文條件，成鹽水文條件可分為閉流的內(nèi)陸湖盆和沿海盆地兩類。

(3)保證鹽水濃集封閉條件，要使鹽水濃集，單有氣候條件是不夠的，還必須有必要的封閉條件使鹽水不斷向濃縮的方向發(fā)展。(4)為保存鹽礦所必須的后生條件即鹽層沉積后要有適當(dāng)?shù)纳w層，防止鹽層為后進(jìn)入的海水再度溶解。(5)構(gòu)造條件，許多鹽礦厚度巨大，達(dá)數(shù)百米及至數(shù)千米，并有明顯的韻律性。只有上述條件適當(dāng)?shù)呐浜显谝黄穑拍苄纬晒I(yè)蒸發(fā)礦床。第47頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月課后小結(jié)：重點：①碎屑沉積礦床：沉積砂礦床，粘土礦床。②內(nèi)源沉積礦床：鋁土礦床，沉積鐵礦床，沉積錳礦床，硅澡土礦床，蒸發(fā)鹽巖礦床。難點：內(nèi)源沉積礦床的成礦機(jī)理、成礦模式。第48頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)可燃有機(jī)礦床基本內(nèi)容：包括①煤礦床:煤的成因類型,成煤階段,煤礦床形成的地質(zhì)條件.②油氣藏的形成.③成礦地質(zhì)條件：地層條件，巖性條件，礦體及礦石特征，沉積古地理環(huán)境，風(fēng)化和地貌條件，構(gòu)造條件，成巖變質(zhì)條件。④成礦規(guī)律：成礦時間的分布規(guī)律，成礦的空間分布規(guī)律，礦床成因分析和成礦模式建立。第49頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)思路：包括①煤礦床:煤的成因類型,成煤階段,煤礦床形成的地質(zhì)條件.②油氣藏的形成.③成礦地質(zhì)條件：地層條件，巖性條件，礦體及礦石特征，沉積古地理環(huán)境，風(fēng)化和地貌條件，構(gòu)造條件，成巖變質(zhì)條件。④成礦規(guī)律：成礦時間的分布規(guī)律，成礦的空間分布規(guī)律，礦床成因分析和成礦模式建立。第50頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)重點與難點：重點：包括①煤礦床.②油氣藏的形成.③成礦地質(zhì)條件，④成礦規(guī)律。難點：成礦地質(zhì)條件，成礦規(guī)律。思考練習(xí)題（討論題，練習(xí)題，作業(yè)題）：①煤的成因類型,成煤階段,煤礦床形成的地質(zhì)條件是什么?②成礦地質(zhì)條件：地層條件，巖性條件，礦體及礦石特征，沉積古地理環(huán)境，風(fēng)化和地貌條件，構(gòu)造條件，成巖變質(zhì)條件是什么?③成礦規(guī)律：成礦時間的分布規(guī)律，成礦的空間分布規(guī)律，礦床成因分析和成礦模式建立是什么?第51頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)可燃有機(jī)礦床煤和油頁巖是固態(tài)的可燃有機(jī)巖。它們的物質(zhì)組成和物理性質(zhì)都是不均一的。組成煤的有機(jī)組分主要由植物而來；無機(jī)組分則來自原始物質(zhì)堆積時混入的礦物質(zhì)、植物體內(nèi)原有的無機(jī)成分等。煤燃燒后，有機(jī)組分燒掉或揮發(fā)，剩下的固體殘渣稱為灰分。灰分愈高，煤質(zhì)愈差。一般，當(dāng)灰分>45%時，就不成其為煤了，而稱為炭質(zhì)頁巖(對腐植煤而言)。但是，這一指標(biāo)并不是絕對的。我國南方諸省所用的“石煤”，灰分就高于45％，只要合理使用，一樣可用作燃料和工業(yè)能源。煤的化學(xué)成分主要是C、H、O。其含量隨著變質(zhì)程度的不同而變化?？偟内厔菔荂的含量增高，H、0的含量減少。從巖石學(xué)的觀點，可以把煤的主要組成物質(zhì)分為四種煤巖成分，即鏡煤、暗煤，亮煤和絲炭。這四種煤巖成分交互成層，組成煤層。鏡煤和絲炭在煤層中所占的比例不大，很少單獨成層。暗煤和亮煤是煤層的主要成分，有時可單獨成層。第52頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1．煤的成因類型煤的成因類型主要是根據(jù)成煤的原始物質(zhì)及其變化環(huán)境。一般按成因?qū)⒚悍譃閮深悾阂活愂怯筛叩戎参镄纬傻母裁侯?；另一類是由低等植物形成的腐泥煤類。前者又分腐植煤和殘植煤：后者又分為狹義的腐泥煤和膠泥煤(表7—3)。腐植煤是自然界中分布最廣、規(guī)模最大、工業(yè)價值最高的煤種。腐泥煤比較少見，因而不占重要地位。但當(dāng)其規(guī)模較大時，則有很大的實際意義。殘植煤是由植物遺體在暢通的活水條件下，經(jīng)受長期的氧化分解作用，使腐植酸和瀝青質(zhì)遭受氧化或沖刷，植物穩(wěn)定組分在沼澤底部逐漸富集而形成的。也可以通過其它方式，如已形成的泥炭層由于潛水面降低而露出水面遭受氧化分解，使植物的穩(wěn)定組分相對集中，或由于已形成的泥炭被搬動到異地堆積的過程中穩(wěn)定組分相對富集而成。第53頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月腐植煤是自然界中分布最廣、規(guī)模最大、工業(yè)價值最高的煤種。腐泥煤比較少見，因而不占重要地位。但當(dāng)其規(guī)模較大時，則有很大的實際意義。殘植煤是由植物遺體在暢通的活水條件下，經(jīng)受長期的氧化分解作用，使腐植酸和瀝青質(zhì)遭受氧化或沖刷，植物穩(wěn)定組分在沼澤底部逐漸富集而形成的。也可以通過其它方式，如已形成的泥炭層由于潛水面降低而露出水面遭受氧化分解，使植物的穩(wěn)定組分相對集中，或由于已形成的泥炭被搬動到異地堆積的過程中穩(wěn)定組分相對富集而成。殘植煤可以根據(jù)穩(wěn)定組分的類型分為孢子殘植煤、角質(zhì)層殘植煤、樹脂殘植煤或樹皮殘植煤等四種。腐泥煤可分為藻煤、燭煤等。第54頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2．成煤階段煤的形成過程大致可以分為兩個階段。第一階段是泥炭化(或腐泥化)階段。這個過程是在沼澤(泥炭化)或(湖泊(腐泥化)中進(jìn)行的。包括植物的繁殖，以及在微生物的參與下，植物遺體不斷分解、合成和堆積。經(jīng)過生物化學(xué)作用，使植物轉(zhuǎn)化為泥炭(高等植物)和腐泥（低等植物），這些都是煤的前身。當(dāng)泥炭或腐泥堆積于湖底并為上覆沉積物掩埋時，成煤作用就進(jìn)入第二階段即煤化作用階段，亦即煤的成巖作用和變質(zhì)作用階段。在上覆沉積物的靜壓力下，首先使泥炭壓縮，大量失水，揮發(fā)分減少，含炭量相對增加，并逐漸固結(jié)，轉(zhuǎn)化為褐煤。褐煤外表為褐色、棕褐色或深褐色。條痕為褐色、淺褐色。一般無光澤，比重較小(0．8—1．25)而性脆。與KOH作用能析出游離的腐植酸而使溶液呈褐色，在HNO3中呈淺黃到褐色。從泥炭到褐煤的轉(zhuǎn)變，屬于煤的成巖作用階段。第55頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)盆地繼續(xù)下沉，上覆沉積物不斷加厚，褐煤逐漸沒入較深的部位。在較高的溫度壓力下，褐煤進(jìn)一步發(fā)生變化：結(jié)構(gòu)更加緊密，比重加大(1．26—1．35)，產(chǎn)生了粘結(jié)性，出現(xiàn)光澤，于是轉(zhuǎn)化為煙煤。煙煤的外表呈黑色，條痕為黑色，總體光澤較弱，常具明顯的層狀構(gòu)造。質(zhì)地致密，硬度較高，性脆而易碎。由于失去了腐植酸，故在KOH和HNOa中不染色。從褐煤轉(zhuǎn)化為煙煤，屬于煤的變質(zhì)作用階段。對煤來說是一個十分明顯的轉(zhuǎn)變。但處于相同條件下的圍巖來說，并無顯著變質(zhì)現(xiàn)象。這是因為有機(jī)沉積物對條件的變化更為敏感的緣故。而所謂煤的變質(zhì)作用亦僅就此而言，與巖石的變質(zhì)作用不可同日而語。煙煤進(jìn)一步變化就成為無煙煤，無煙煤的質(zhì)地更加致密，外表無層狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)漸趨均一。硬度大，比重高(>1．36)。黑色而具金屬光澤，具導(dǎo)電性。在KOH和HN03中不染色。這時煤的變質(zhì)作用已進(jìn)入更高一級階段，但圍巖依然有明顯的變化。如果繼續(xù)處于高溫高壓條件下，無煙煤就會進(jìn)而變成石墨，圍巖也發(fā)生變質(zhì)。石墨是碳原子按一定格架排列而成的單元素礦物，已經(jīng)失去煤的一切特征。從無煙煤到石墨，是成煤物質(zhì)運動的一個質(zhì)的飛躍。至此，成煤過程也就宣告終結(jié)。第56頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3．煤礦床形成的地質(zhì)條件(1)源源不斷的植物供應(yīng)，以提供充分的物質(zhì)來源，是成煤的首要條件。(2)溫暖而潮濕的氣候，有利于植物的發(fā)育，也有利于植物轉(zhuǎn)化為煤的生物化學(xué)過程。干燥寒冷氣候顯然對成煤是不利的。(3)靜水或死水盆地，有利于植物遺體的堆積。這種盆地或位于近海地帶(近海湖泊)，或位于大陸內(nèi)部(內(nèi)陸湖沼)。近海盆地構(gòu)成的煤系常由海陸交互相組成。(4)構(gòu)造運動條件。成煤盆地的升降運動，決定了煤層的厚度和組成。第57頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月石油和天然氣石油是一種可燃的流體礦產(chǎn)，是生成于地層中的碳?xì)浠衔锏膹?fù)雜混合物。天然石油也稱為原油，是綠色、棕色、黑色或黃色的油脂狀液體。氣態(tài)的輕質(zhì)碳酸氫化合物就是天然氣。石油碳?xì)浠衔镏饕赏闊N()、環(huán)烷烴()、芳香烴()組成。非碳?xì)浠衔锎嬖谟?50℃仍不蒸發(fā)的重組分中。其中包括酸類、酚、硫化物、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和灰分。石油的平均化學(xué)成分約為C83—87%，Hll一15％；其它元素(0、N、S)約占1％，很少達(dá)到2—3%，碳?xì)浔冉橛?．7—8．5之間。石油和天然氣大多埋藏在地下深處的地層中，油氣在單一圈閉內(nèi)的基本聚集稱為油氣藏。而油氣田則是同一生泊盆地內(nèi)形成的、在地域上不可分割的油氣藏的自然組合。油氣藏的形成是一個復(fù)雜的地質(zhì)過程，將油氣藏的形成條件概括為“生、儲、蓋、圈、運、?！绷鶄€字。說明生油層、儲油層、圈閉、運移，保存這六個條件對油氣藏的形成都是不可缺少的。第58頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)成礦地質(zhì)條件及成礦規(guī)律成礦規(guī)律研究首先要從分析控制和影響礦床形成的各種地質(zhì)因素著手，通過它將各個基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)科的理論，廣泛應(yīng)用于礦床預(yù)測評價的實踐。第59頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第60頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月一、成礦地質(zhì)條件(一)地層條件

1．沉積礦床富集的時代及層位沉積礦床的形成、富集在時間上具不均勻性，例如鐵、錳、鋁、磷、煤及鹽類礦床等都具一定的時代和地層層位，葉連俊教授總結(jié)了我國沉積礦床的成礦時代(圖7-13)。地層分析對于預(yù)測和發(fā)現(xiàn)沉積礦床極為重要。2．沉積礦床的成礦系列在盆地演化歷史過程中，沉積礦床具明顯的成礦期(圖7-14)，在每個成礦期，主要沉積礦床形成有規(guī)律的成礦序列。自老到新大致以鐵—錳—磷一鋁—煤一銅一鹽類的順序出現(xiàn)。這種成礦序列反映了古氣候、海侵、海退等變化規(guī)律，通過拔礦序列分析，結(jié)合沉積古地理研究，利用礦產(chǎn)共生組合和序列演變的規(guī)律，能夠預(yù)測可能的新礦床。第61頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)巖性條件沉積礦床通常與一定的巖石組合共生，這是由于二者具共同的物質(zhì)來源及沉積環(huán)境。例如，沉積鐵礦可以分布在四個不同相帶中。各自具不同的礦石和巖性組合，品位高、礦質(zhì)好的鐵礦往往是沉積赤鐵礦床，它賦存于砂巖、頁巖組合中。風(fēng)化礦物床和砂礦床的形成，都必須在能提供礦質(zhì)來源的一定巖石類型的基礎(chǔ)上，由于有利的氣候和地貌條件，才使有用礦物和元素富集。另外，巖性條件由于能反映沉積環(huán)境和確定巖石的孔隙度、滲透性、碎屑物膠結(jié)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)等特征，因此，能提供層控礦床的礦液遷移和富集以及油氣儲層質(zhì)量的認(rèn)識和評價。第62頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)礦體及礦石特征礦體的形態(tài)、厚度，產(chǎn)狀及其空間分布變化等特征，主要決定于礦床的成因和成礦地質(zhì)條件，也決定于成礦后的改造與破壞。因此，礦體的宏觀特征及其控制礦體變化因素的研究有利于查明礦床的成因類型，更好地掌握其變化規(guī)律，為礦床預(yù)測可提供依據(jù)。礦石的物質(zhì)組成及其礦床礦物學(xué)、成因礦物學(xué)研究和元素分析、同位素分析等提供礦質(zhì)來源，流體性質(zhì)、成礦溫度、成礦介質(zhì)地球化學(xué)等信息，可提供成礦作用的依據(jù)。第63頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

(四)沉積古地理環(huán)境在同一地層中礦床富集的具體空間部位，又受一定的巖相古地理條件所控制。通過地層對比和巖相分析，可以恢復(fù)和識別各部位的古地理環(huán)境，從而指導(dǎo)礦產(chǎn)預(yù)測。所以地層、巖相、古地理之間是密切聯(lián)系不可分割的?；竟ぷ鞣椒ㄊ沁M(jìn)行詳細(xì)的地層對比和巖相分析，在此基礎(chǔ)上做出盡可能詳細(xì)的巖相古地理圖，以此為底圖編制成礦規(guī)律圖和成礦預(yù)測圖。古地理環(huán)境的分析是以巖相研究為基礎(chǔ)進(jìn)行的。從不同的巖相分布和變化，綜合分析當(dāng)時的海陸分布、海水深淺、海水進(jìn)退方向、海水的含鹽度變化以及古氣候的變化和沉積物的來源等?；謴?fù)古地理環(huán)境；在礦床預(yù)測中有重要的實際意義。古氣候因素是另一重要的控制礦因素。不同的古氣候條件制約著不同的沉積環(huán)境。在確定古氣候時，主要以沉積巖相和古生物資料為依據(jù)。同位素和古地磁資料用于確定古緯度，成為古地理圖編制的重要依據(jù)。第64頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月巖相古地理環(huán)境對各種沉積礦床的控制，其基本規(guī)律表現(xiàn)在以下幾個方面；

1、主要外生礦產(chǎn)均分布在沉積區(qū)與剝蝕區(qū)的中間地帶，如古陸的邊緣、濱海、淺海、湖、三角洲等地。震旦紀(jì)下部的宣龍式沉積鐵礦和瓦房子錳礦分布在內(nèi)蒙地軸的南緣．我國中南地區(qū)泥盆系的寧鄉(xiāng)沉積鐵礦主要產(chǎn)于江南古陸的邊緣(圖7—14，15)。我國西南地區(qū)的鐵、銅、鋁等，主要產(chǎn)于康滇地軸的東緣，這與物質(zhì)來源和沉積分異作用于有關(guān)。第65頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第66頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第67頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2、按氣候條件主要可以分為溫濕和干旱兩大類，前者以Fe、Mn、序列為代表；各種膏鹽礦為干旱氣候的代表。兩者中間為過渡類型，A1和煤成礦。

3、主要外生沉積礦床的形成，從地殼構(gòu)造運動，可以分為海侵與海退兩個不同的序列。海侵階段形成的礦床包括Fe、Un、P等，多分布在海侵巖系的底部。而海退階段形成的礦床Cu、膏鹽類礦床等Al、煤為其間過程渡階段的產(chǎn)物。相對穩(wěn)定階段則有灰?guī)r、硅藻土等非金屬礦床形成。第68頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

4、各種外生礦床受特定的古地理環(huán)境控制。①溫濕氣候條件下的內(nèi)陸盆地和濱海沼澤是煤礦形成的有利環(huán)境：②Fe、Mn、P、A1主要形成在溫濕氣候條件下的古陸邊緣、濱海淺海地帶和淡水湖盆地中；③干旱氣候條件下古內(nèi)陸鹽湖、瀉湖，是各類膏鹽礦床形成的有利地帶。包括石膏、巖鹽、鉀鹽、硼砂、天然堿等礦床；④三角洲、內(nèi)陸大型盆地是油氣和含銅砂頁巖形成的有利環(huán)境；⑤古河谷、階地、海濱、部分坡積層和沖積層是各類砂礦形成的有利地方，重要的礦床有Au、Pt、Zr、Nb、Ta、Tr、W、Sn、Ti、金剛石等；⑥炎熱潮濕氣候條件下，地形平緩，是風(fēng)化淋濾礦床和風(fēng)化殼礦床形成的有利環(huán)境；⑦冰川、巖溶亦可以形成工業(yè)意義的Au、A1等工業(yè)礦床。第69頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月5、重要的沉積礦床受特定的巖相控制，并存在一定的相變規(guī)律，形成特有的沉積礦床分帶；這不僅反映了成因特征，而且指出了空間分布規(guī)律，對預(yù)測找礦有重要意義。如各種沉積鐵礦，可以具有四個不同的礦物相帶(圖7—16)：氧化礦物相帶：形成于充分氧化環(huán)境，以鐵的氧化物和氫氧化物為主，如赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦等：硅酸鹽礦物相帶(鱺綠泥石相)：以鮞綠泥石等硅酸鹽礦物為主；碳酸鹽礦物相帶(菱鐵礦相)：由于有機(jī)質(zhì)的存在，處于較還原條件下，形成菱鐵礦和含鐵碳酸鹽的混合物：硫化物相帶(硫化氫相)：由于處于較深水的環(huán)境中的細(xì)菌活動和有機(jī)質(zhì)的分解，產(chǎn)生大量的H2S并與鐵結(jié)合，形成黃鐵礦、白鐵礦等，以含黃鐵礦的頁巖和煤系為代表。第70頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第71頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月四個相帶與湖、海盆地的深度或距岸遠(yuǎn)近等有密切的關(guān)系。海盆淺部以沉積氧化物相為特征，而深部以硫化物相為特征，相變本身反映了形成古地理環(huán)境的變化。錳礦亦有利類似的相變規(guī)律。A．別捷赫琴按距離岸線遠(yuǎn)近將沉積錳礦分為三個相帶(如圖7—16b)。錳礦在海盆內(nèi)不同深度的各個相及其厚度變化，取決于盆地底部的傾斜情況。在傾斜平緩的盆底地形上，上述各相可展布數(shù)公里，各相帶逐漸過渡；而在陡傾斜的情況下，僅能延伸數(shù)百米，各相帶迅速變化。磷塊巖的沉積礦床按麥凱爾維(1959)和謝爾登(1968)的洋流上升學(xué)說，含磷的沉積相變化，從深海處向海岸方向，由暗色炭質(zhì)頁巖、依次為磷塊巖、燧石巖和碳酸鹽相沉積。鹽類礦床的沉積，先是石膏進(jìn)而巖鹽，最后是鉀鹽沉積，湖盆面積逐步變小，三者可以形成似同心圓狀的相變規(guī)律。上述相變分帶，在礦產(chǎn)預(yù)測中極為重要。當(dāng)首先發(fā)現(xiàn)了某一相帶時，應(yīng)該考慮到其它相帶可能出現(xiàn)的方向和位置。有時開始發(fā)現(xiàn)的可能不一定具有多少工業(yè)意義，但卻可導(dǎo)致其后更重要的發(fā)現(xiàn)。第72頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(五)風(fēng)化和地貌條件風(fēng)化礦床和砂礦床的形成與分布與風(fēng)化作用與地貌特征有密切關(guān)系。風(fēng)化礦床一般是原巖或礦源層和礦床經(jīng)強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用和生物內(nèi)化作用，在熱帶、亞熱帶，潮溫氣候條件下，某些有用元素遷移和聚集的結(jié)果。為要研究某一地區(qū)化學(xué)風(fēng)化程度必須詳細(xì)觀察風(fēng)化殼的垂向剖面。其目的一方面可以查明風(fēng)化作用強(qiáng)烈程度，當(dāng)風(fēng)化剖面發(fā)育較深，有粘土礦物出現(xiàn)，或所有硅酸鹽(包括鋁硅酸鹽)皆已破壞，出現(xiàn)簡單鐵和鋁的氫氧化物時(如針鐵礦、赤鐵礦及水鋁礦等)。才可能有鐵、錳、鎳、鋁、鈷等風(fēng)化礦床產(chǎn)生。另一方面，還要研究風(fēng)化剖面的保存程度，如果地形起伏較大，深風(fēng)化剖面可能被侵蝕，這時應(yīng)注意地形起伏小的地區(qū)仍可能有深風(fēng)化剖面的保存。因此，風(fēng)化礦床的存在和發(fā)育規(guī)模，除與上述氣候條件和原巖規(guī)模有關(guān)之外，地貌上緩慢上升的隆起區(qū)，地形相對高差小，剝蝕作用微弱，但又有幅度不大的正向差異運動，促使化學(xué)風(fēng)化逐漸向基巖深部發(fā)展。在這樣的地區(qū)內(nèi)是有利于規(guī)模大的風(fēng)化礦床的形成。在風(fēng)化期后，風(fēng)化礦床若能得以保藏則必須具有快速沉降和沉積物覆蓋的條件。所以對現(xiàn)代和古代的氣候、地理、地貌以及地殼升降運動歷史的分析和研究對尋找風(fēng)化礦床是極其重要的。第73頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

砂礦床的形成與分布同樣與風(fēng)化作用的地貌條件有關(guān)。強(qiáng)烈的物理風(fēng)化以及化學(xué)風(fēng)化可以使礦物分離，在機(jī)械分選化學(xué)分異作用下，有穩(wěn)定的單礦物在各種不同的有利的地貌條件下，在河谷發(fā)育的壯年階段和有利于河谷砂礦的形成。在河谷階地發(fā)育時，要詳細(xì)的研究階地的發(fā)育歷史和規(guī)模，研究古河谷的發(fā)育情況，這樣可以尋找古河谷砂礦，并據(jù)此可以追索原生礦床。目前不少砂礦床、風(fēng)化礦床形成于大型巖溶頂盤巖石下崩地帶或深洞中。因此，研究巖溶地貌特征，結(jié)合上述氣候和其它地貌條件的分析，必然能對巖溶地區(qū)尋找砂礦床、風(fēng)化礦床有所效益。