礦床學課件第十二章 膠體化學沉積

1、礦床學第十二章第十二章 膠體化學膠體化學沉積礦床沉積礦床 第十二章第十二章 膠體化學沉積礦床膠體化學沉積礦床v1 概念與特點概念與特點v2 形成條件形成條件v3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征第十二章第十二章 膠體化學沉積礦床膠體化學沉積礦床v1 概念與特點概念與特點 v一、概念一、概念v膠體化學沉積礦床（mineral deposit by colloidal agglutination）：膠體化學沉積礦床（mineral deposit by colloidal agglutination）指地表巖礦石經(jīng)風化作用形成的部分成礦物質以膠體溶液的形式遷移到有利于膠體凝集的環(huán)境中，

2、通過膠體化學分異（聚沉）而使有用物質富集所形成的礦床第十二章第十二章 膠體化學沉積礦床膠體化學沉積礦床1 概念與特點概念與特點v二、特點二、特點 v1 1、礦床產于沉積巖或火山沉積巖系沉積間斷、礦床產于沉積巖或火山沉積巖系沉積間斷面上的面上的海侵巖系海侵巖系中中; ;v2 2、具有、具有特定層位特定層位，如沉積鐵礦主要形成于中，如沉積鐵礦主要形成于中元古代（元古代（ptpt2 2）和泥盆紀（）和泥盆紀（d d）; ;v3 3、具明顯的、具明顯的分帶性分帶性： 平面上，自岸向海為平面上，自岸向海為 alfemn 剖面上，自下而上為剖面上，自下而上為 alfemn第十二章第十二章 膠體化學沉積礦床

3、膠體化學沉積礦床1 概念與特點概念與特點v二、特點二、特點 v4 4、礦體呈層狀、似層狀，與圍巖產狀一致、礦體呈層狀、似層狀，與圍巖產狀一致v5 5、礦石具鮞狀、豆狀、腎狀、條帶狀構造，結、礦石具鮞狀、豆狀、腎狀、條帶狀構造，結核狀、膠體結構核狀、膠體結構v6 6、礦石成分主要為、礦石成分主要為fefe、mnmn、alal的金屬氧化物、的金屬氧化物、氫氧化物、硫酸鹽和硅酸鹽等氫氧化物、硫酸鹽和硅酸鹽等v7 7、主要礦種為鐵、錳、鋁及粘土礦、主要礦種為鐵、錳、鋁及粘土礦第十二章第十二章 膠體化學沉積礦床膠體化學沉積礦床2 形成條件形成條件v一、物源一、物源v二、氣候與地貌二、氣候與地貌v三、地質

4、構造三、地質構造第十二章第十二章 膠體化學沉積礦床膠體化學沉積礦床2 形成條件形成條件 v一、物源一、物源： v1、陸源風化產物最重要； 2、火山物質； 3、陸源海解v二、氣候與地貌二、氣候與地貌 v1、溫帶-熱帶氣候和水盆地匯水范圍內的成年期地貌發(fā)展階段，對成礦特別有利v2、準平原地形有利于較徹底的風化作用v三、地質構造三、地質構造v1、穩(wěn)定的海岸線對礦質的平穩(wěn)持續(xù)沉積有利v2、地臺邊緣或陸緣海盆地有利于成礦3礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征 v一、礦床分類一、礦床分類（按工業(yè)類型）v1 1、沉積鐵礦床、沉積鐵礦床 v2 2、沉積錳礦床、沉積錳礦床v3 3、沉積鋁土礦、沉積鋁土礦

5、 v4 4、沉積粘土礦、沉積粘土礦 第十二章第十二章 膠體化學沉積礦床膠體化學沉積礦床3礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征v二、沉積鐵礦床二、沉積鐵礦床v1、特點、特點v2、成因假說、成因假說第十二章第十二章 膠體化學沉積礦床膠體化學沉積礦床3礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征 v二、沉積鐵礦床二、沉積鐵礦床 （sedimentary iron deposit）v1、特點、特點（除具膠體化學沉積礦床特征外）v1 1）產于海侵巖系中下部）產于海侵巖系中下部v2）具有明顯的鐵礦物分帶性（由岸邊到大洋）v（1 1）鐵的氧化物礦物相帶，屬氧化環(huán)境，形成鐵）鐵的氧化物礦物相帶，屬氧化

6、環(huán)境，形成鐵的高價氧化物和氫氧化物，典型礦物為赤鐵礦、針的高價氧化物和氫氧化物，典型礦物為赤鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦等；鐵礦、褐鐵礦等；v（2 2）硅酸鹽礦物相帶，在弱氧化條件下，形成）硅酸鹽礦物相帶，在弱氧化條件下，形成鐵的硅酸鹽等礦物，如鮞綠泥石，故又稱為鮞綠鐵的硅酸鹽等礦物，如鮞綠泥石，故又稱為鮞綠泥石相帶；泥石相帶；v（3 3）碳酸鹽礦物相帶，在還原條件下形成鐵的碳）碳酸鹽礦物相帶，在還原條件下形成鐵的碳酸鹽和碳酸鈣的混合物，主要為菱鐵礦，故又稱為酸鹽和碳酸鈣的混合物，主要為菱鐵礦，故又稱為菱鐵礦相帶；菱鐵礦相帶；v（4 4）硫化物礦物相帶，在強還原條件下，經(jīng)細）硫化物礦物相帶，在強還原條

7、件下，經(jīng)細菌分解有機質產生大量硫化氫，形成硫化物如菌分解有機質產生大量硫化氫，形成硫化物如黃鐵礦、白鐵礦、膠黃鐵礦等。黃鐵礦、白鐵礦、膠黃鐵礦等。v2.2.特點特點v3 3）礦體呈層狀、似層狀，與圍巖產狀一致）礦體呈層狀、似層狀，與圍巖產狀一致v4 4）礦石具鮞狀、豆狀、腎狀、條帶狀構造，）礦石具鮞狀、豆狀、腎狀、條帶狀構造，膠體結構膠體結構v5 5）礦石成分主要為鐵的氧化物、碳酸鹽礦物，）礦石成分主要為鐵的氧化物、碳酸鹽礦物，次為鐵的硅酸鹽、硫化物次為鐵的硅酸鹽、硫化物3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征二、沉積鐵礦床二、沉積鐵礦床3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床

8、特征二、沉積鐵礦床二、沉積鐵礦床v礦床實例礦床實例： v宣龍式鐵礦宣龍式鐵礦：產于中元古界長城系串嶺溝組底部的沉積鐵礦床，以宣龍龐家堡為代表； v寧鄉(xiāng)式鐵礦寧鄉(xiāng)式鐵礦：產于泥盆系中上統(tǒng)砂頁巖中的沉積鐵礦床，以鄂西寧鄉(xiāng)鐵礦床為代表。v綦江式鐵礦綦江式鐵礦：產于侏羅紀煤系砂頁巖中的鐵礦床，以重慶綦江鐵礦床為代表。3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征二、沉積鐵礦床二、沉積鐵礦床v2、成因假說、成因假說v1 1）化學沉積說）化學沉積說v2 2）機械懸浮物沉積說）機械懸浮物沉積說v3 3）陸緣汲取說）陸緣汲取說v4 4）生物成礦說）生物成礦說3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦

9、床特征二、沉積鐵礦床二、沉積鐵礦床v1）化學沉積說）化學沉積說v要點：v（1）含鐵硅酸鹽類礦物經(jīng)強烈的風化作用，一部分形成鐵的膠體溶液，一部分形成各種易溶的含鐵重碳酸鹽、硫酸鹽或氧化物，但在富含氧的地表中最終氧化、水解成氫氧化鐵膠體。v（2）這些膠體在適量腐殖酸保護下被流水帶到沉積盆地。v（3）當遇到鹽類礦物質或腐殖酸過量與太少，或由于細菌作用而發(fā)生膠體聚沉使成礦物質富集。因盆地中ph、eh不同而形成不同的鐵礦物相分帶。3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征二、沉積鐵礦床二、沉積鐵礦床v2）機械懸浮物沉積說）機械懸浮物沉積說v考慮（1）地表富氧環(huán)境中鐵的膠體不能長距離遷移；（2）

10、腐殖酸易氧化；（3）庫斑河調查90%以上是懸浮物；（4）乍得湖中發(fā)現(xiàn)鐵以粉鐵的形式搬運越細鐵越高，且多位于粉砂巖向泥灰?guī)r的過渡部位。v因此，斯特拉霍夫等認為，鐵主要被粘土礦物或粉砂表面吸附呈懸浮物態(tài)由地表水搬運到摻合作用較弱的海湖盆地邊緣沉積，使氫氧化鐵和其它含鐵物質富集，并在成巖中形成含鐵礦物相的分帶。3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征二、沉積鐵礦床二、沉積鐵礦床v3）陸緣汲取說）陸緣汲取說v我國葉連俊先生（1959）通過研究后提出了鐵、錳、鋁、磷的“陸緣汲取說”。其要點是：海侵之前，陸源區(qū)已被侵蝕夷平成準平原狀態(tài)，地面上廣泛分布著風化殼及沉積層。因海水侵漫陸地而大使海解，

11、并從中溶蝕、汲取出各種元素及化合物的補給，使瀉湖、沼澤區(qū)的海水富含成礦物質。當這些物質、沉積下來時便形成工業(yè)礦床。3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征二、沉積鐵礦床二、沉積鐵礦床v4）生物成礦說）生物成礦說v近年來，加強了有關生物成礦的研究。長春地院對河北龐家堡鐵礦的室內外研究認為，河北龐家堡鐵礦中的腎狀赤鐵礦經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)其腎狀為疊層藻；國外鐵礦研究中亦發(fā)現(xiàn)靜磁細菌，故認為這類鐵礦可能是由菌藻活動形成的。第十二章第十二章 膠體化學沉積礦床膠體化學沉積礦床3礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征v三、沉積錳礦床三、沉積錳礦床 （sedimentary manganese de

12、posit）v1、特點、特點 除具沉積礦床共性外v1）產于沉積間斷面之上海侵巖系中上部（1）軟錳礦礦石相帶軟錳礦礦石相帶：常見在沿岸附近的氧化環(huán)境中形成四價錳的氧化物如軟錳礦、硬錳礦等；v2）具有明顯的礦石相分帶（.別杰赫琴）：從海岸向大洋從海岸向大洋（2）水錳礦礦石相帶水錳礦礦石相帶：在離岸稍遠、海水較深的弱氧化-較還原的條件下，主要形成三價錳和四價錳的氧化物，如水錳礦等，常與蛋白石共生；（3）碳酸鹽礦石相帶碳酸鹽礦石相帶：在離岸較遠、海水較深的還原環(huán)境中，主要形成二價錳的化合物，如菱錳礦、錳黃鐵礦和錳方解石等，常與蛋白石、黃鐵礦、白鐵礦等共生。3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦

13、床特征二、沉積錳礦床二、沉積錳礦床v3 3）礦體呈層狀、透鏡狀及典型的）礦體呈層狀、透鏡狀及典型的“礦餅群礦餅群”v4 4）礦石具鮞狀、結核狀、條帶狀構造）礦石具鮞狀、結核狀、條帶狀構造v5 5）礦石主要為錳的氧化物（以軟錳礦最重要）礦石主要為錳的氧化物（以軟錳礦最重要）及碳酸錳礦物（菱鎂礦和錳方解石）及碳酸錳礦物（菱鎂礦和錳方解石）3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征二、沉積錳礦床二、沉積錳礦床v礦床實例礦床實例v遼寧瓦房子錳礦床遼寧瓦房子錳礦床（產于中元古界薊縣系（產于中元古界薊縣系）v湖南湘潭錳礦床湖南湘潭錳礦床（震旦系）（震旦系）v貴州遵義錳礦床貴州遵義錳礦床（二疊紀樂

14、平煤系底部）（二疊紀樂平煤系底部）v云南斗南錳礦床云南斗南錳礦床（三疊系中統(tǒng)）（三疊系中統(tǒng)）3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征二、沉積錳礦床二、沉積錳礦床v2、現(xiàn)代沉積錳結核、現(xiàn)代沉積錳結核v18701870年年chellengenchellengen挑戰(zhàn)者號探險隊首次在太挑戰(zhàn)者號探險隊首次在太平洋底發(fā)現(xiàn)含平洋底發(fā)現(xiàn)含fefe、mnmn氧化物，并定為錳結核。氧化物，并定為錳結核。現(xiàn)已證實，大洋底部有著儲量巨大的錳結核，現(xiàn)已證實，大洋底部有著儲量巨大的錳結核，是極為重要的有待開發(fā)的海洋礦產資源是極為重要的有待開發(fā)的海洋礦產資源。其特點是:3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及

15、主要礦床特征二、沉積錳礦床二、沉積錳礦床v1）主要分布于深度為3600-6000m的海域（個別海區(qū)可達10000m的深海區(qū)）中，主要分布于只有陸源碎屑沉積物的海區(qū)（如北冰洋、波羅的海）、既有陸源物質又有火山物質的大型海盆（大西洋、印度洋和太平洋）和具有海底熱液活動的局限海或開闊海（如東太平洋山脈附近的海底）；v2）礦體呈不規(guī)則球形或餅狀，儲量巨大約17000億億噸噸，其中含mn4000億噸，ni164億噸，cu為88億噸、co為58億噸。 v3）礦石具土狀、結核狀、同心狀構造，內部為凝膠狀結構v4）主要礦物為錳的氧化物、氫氧化物（托錳礦、水鈉錳礦、硬錳礦、軟錳礦和針鐵礦等），富含多種有益元素如

16、mn、fe、ni、co、cu、pb、zn、ba、mo、v、cr、ti等20多種，且平均品位高。3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征二、沉積錳礦床二、沉積錳礦床v3、成因假說、成因假說v1 1）膠體化學沉積說）膠體化學沉積說v2 2）機械懸浮沉積說）機械懸浮沉積說v3 3）火山噴流沉積說）火山噴流沉積說v4 4）生物成礦說）生物成礦說3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征二、沉積錳礦床二、沉積錳礦床v2）機械懸浮沉積說）機械懸浮沉積說：v黑海盆地從河流帶出的mn多半（72.7-99.0%）呈懸浮物被搬運的3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征二、沉積錳礦床二、沉積錳礦床v3）火山噴流沉積說）火山噴流沉積說v含錳巖系中發(fā)現(xiàn)有火山物質，其中大多是蛋白質、碧玉、燧石等硅質巖（火山噴發(fā)的來源）3 3 礦床分類及主要礦床特征礦床分類及主要礦床特征二、沉積錳礦床二、沉積錳礦床v4）生物成礦說）生物成礦說： 錳結核與疊層石相似，同心紋為藻疊層石、錳細菌。v錳結核的成因有三種假說： v（1 1）同生說）同生說：mn轉變?yōu)閙n，在氧化鐵催化劑作用下促進了fe-mn礦物的形成；v（2 2）成巖說）成