6-礦物的成因及研究方法

1、22:351內(nèi)生作用22:352外生作用22:353風(fēng)化作用硫化物礦體氧化帶露頭22:354變質(zhì)作用22:355變質(zhì)作用22:356變質(zhì)作用22:357第三章 礦物通論礦物及礦物學(xué)的概念礦物的化學(xué)成分礦物的晶體化學(xué)礦物的形態(tài)礦物的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)礦物的成因和成因標(biāo)志礦物的鑒定研究方法（自學(xué)）22:358一、形成礦物的地質(zhì)作用內(nèi)生作用內(nèi)生作用巖漿作用巖漿作用偉晶作用偉晶作用熱液作用熱液作用火山作用火山作用風(fēng)化作用風(fēng)化作用沉積作用沉積作用接觸變質(zhì)接觸變質(zhì)區(qū)域變質(zhì)區(qū)域變質(zhì)機(jī)械沉積機(jī)械沉積化學(xué)沉積化學(xué)沉積生物沉積生物沉積外生作用外生作用變質(zhì)作用變質(zhì)作用P10922:359內(nèi)生作用內(nèi)生作用：主要由地球

2、內(nèi)部熱能引起礦物形成的各種地質(zhì)作用，主要指與巖漿活動(dòng)有關(guān)的作用。分類依據(jù)：分離過程中的物理-化學(xué)系統(tǒng)差異巖漿作用偉晶作用熱液作用火山作用22:3510內(nèi)生作用22:3511內(nèi)生作用巖漿：來自地球深處、高溫、高壓、富含揮發(fā)組分，以硅酸鹽為主要成分的熔融體。地殼中的前八種元素占90%，揮發(fā)分占89%(H2O、CO2、H2S、Cl、F)，另外，含有Cu、Pb、Zn、Cr、Ti、Ag、Hg、Sb等元素。巖漿溫度在800-2000之間，壓力為數(shù)百兆帕，可以流動(dòng)。巖漿具有巨大的地質(zhì)作用力，其作用時(shí)間長(zhǎng)、復(fù)雜、從地殼深處往壓力減小的方向活動(dòng)過程中，有多個(gè)階段。22:3512巖漿作用巖漿作用：巖漿熔融體結(jié)晶形

3、成礦物的作用。巖漿由地殼薄弱地帶上侵時(shí)，由于溫度、壓力的逐漸降低，以及其它物理化學(xué)條件的不斷變化，不同礦物從熔體中依次結(jié)晶出來，形成礦物組合不同的各種侵入巖。22:3513巖漿作用22:3514巖漿作用在巖漿作用中，形成的主要礦物及其晶出的順序依次為： Mg, Fe礦物橄欖石、斜方輝石等； 含Ca 礦物 基性斜長(zhǎng)石、單斜輝石、角閃石等； K , Na 礦物酸性斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、白云母等；過剩的SiO2形成石英 巖漿作用形成的礦物是按一定的結(jié)晶順序析出的，因此，所形成的巖漿巖相應(yīng)有著不同的礦物組合。22:3515偉晶作用偉晶作用：形成偉晶巖及有關(guān)礦物的作用。在巖漿侵入過程中，當(dāng)主要結(jié)晶作用結(jié)束和相

4、應(yīng)的礦物形成后，熔融體中剩余的SiO2、K2O、Na2O，以及揮發(fā)組分（H2O、F、Cl等）和稀有元素（Li、Be、Rb/銣等）相對(duì)富集。這些組分常在深成巖體的頂部或變質(zhì)巖中，在溫度高（800400 ）、外壓力較大的情況下，形成囊狀或脈狀的粗大晶體組成的偉晶巖。22:3516偉晶作用22:3517偉晶作用22:3518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(jià)值的是花崗偉晶巖，其次是堿性偉晶巖。 以礦物晶體粗大為特征，形成溫度400800，形成深度約38km。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, T

5、a, TR, U, Sn, Li, Rb, Cs等）。主要礦物有長(zhǎng)石、石英、云母、鋰輝石、鋯石、鈮鉭 鐵礦、褐釔鈮礦、磷鈰鑭礦等。 22:3519偉晶作用偉晶巖還可形成許多寶石礦物，如金綠寶石、綠柱石、電氣石、黃玉、水晶等。 花崗偉晶巖里的海藍(lán)寶石（含F(xiàn)eO的綠柱石）22:3520熱液作用熱液作用：從氣水溶液到熱水溶液過程中形成礦物的作用。當(dāng)巖漿期后的殘余揮發(fā)組分，在溫度低到水的臨界溫度（374）以下時(shí)，含有大量金屬和非金屬組分的氣體水溶液就冷卻成熱水溶液。熱水溶液、還有變質(zhì)熱液和地下水熱液，沿著裂隙活動(dòng)，溶液的組分可從溶液中結(jié)晶，形成一系列充填于裂隙中的熱液礦物。22:3521熱液作用分類：

6、按溫度氣化-高溫?zé)嵋鹤饔弥袦責(zé)嵋鹤饔玫蜏責(zé)嵋鹤饔?2:3522熱液作用氣化-高溫?zé)嵋鹤饔?00300 主要形成W-Sn-Mo-Bi-Be-Fe型礦物組合及相應(yīng)的礦床。金屬礦物有黑鎢礦、白鎢礦、錫石、輝鉬礦、輝鉍礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦等；非金屬礦物有石英、電氣石、黃玉、綠柱石、云母等。22:3523熱液作用中溫?zé)嵋鹤饔?00200 主要形成Cu-Pb-Zn型礦物組合和相應(yīng)的礦床。金屬礦物有黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等；非金屬礦物有方解石、白云石、重晶石等。方鉛礦，白云石Location: Missouri, USA22:3524熱液作用低溫?zé)嵋鹤饔?0050 主要As-Sb-Hg-Ag型礦物組合及相應(yīng)

7、的礦床。金屬礦物有雄黃、雌黃、輝銻礦、辰砂、自然銀等；非金屬礦物有石英、重晶石、方解石等。雄黃、雌黃和方解石22:3525火山作用火山作用是巖漿作用的一種特殊形式。火山作用：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(duì)應(yīng)的各種噴出巖。22:3526火山作用22:3527火山作用造巖礦物與巖漿作用類似，區(qū)別在于出現(xiàn)高溫相礦物，如透長(zhǎng)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

8、山噴氣凝華的產(chǎn)物有自然硫、雄黃、雌黃、硫化物和石鹽等。22:3528火山作用杏仁體構(gòu)造自然硫22:352922:3530外生作用外生作用：又稱表生作用，在地表或近地表環(huán)境中，主要是在太陽能的影響下，由巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈相互作用而導(dǎo)致礦物形成的各種地質(zhì)作用。外生作用主要包括風(fēng)化作用和沉積作用。22:3531外生作用22:3532風(fēng)化作用風(fēng)化作用：出露于地表或近地表的先期形成的礦物和巖石在常溫常壓條件下，經(jīng)受太陽、大氣、水和生物的長(zhǎng)期作用，發(fā)生機(jī)械破碎和化學(xué)分解的作用。分類：物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物風(fēng)化22:3533風(fēng)化作用云岡石窟球形風(fēng)化22:3534風(fēng)化作用不同礦物抵抗風(fēng)化的能力不同：自

9、然元素礦物最穩(wěn)定；硅酸鹽礦物、氧化物礦物較穩(wěn)定；一般硫化物、碳酸鹽礦物最易風(fēng)化。22:3535風(fēng)化作用22:3536風(fēng)化作用在風(fēng)化過程中，K、Na、Ca等易溶組分形成真溶液被地表水或地下水帶走；Si、Al、Fe、Mn等難溶組分則殘留在原地，或被搬運(yùn)到不遠(yuǎn)的地方堆積，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(shí)，則稱“帽”，如“鐵帽”，“錳帽”等），鋁土礦、高嶺石等次生礦物。22:3537風(fēng)化作用硫化物礦體氧化帶露頭22:3538風(fēng)化作用 舉例：鉀長(zhǎng)石的風(fēng)化 4KAlSi3O8+2CO2+4H2OAl4Si4O10(OH)8+8SiO2+2K2CO3 鉀長(zhǎng)石 高嶺石 Al4S

10、i4O10(OH)8+2H2O 4Al(OH)3+4SiO2(膠體) 高嶺石 三水鋁石 蛋白石22:3539風(fēng)化作用生物風(fēng)化作用：根劈作用22:3540風(fēng)化作用風(fēng)化作用的產(chǎn)物：各種碎屑物質(zhì)，主要是石英等抗風(fēng)化能力極強(qiáng)的礦物和巖石碎屑；礦物分解后新生成的難溶物質(zhì)，主要是硅、鋁、鐵的氧化物及氫氧化物、粘土礦物等；新生成的易溶物質(zhì)，如堿金屬和堿土金屬（K、Na、Ca、Mg）的氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽等。22:3541沉積作用沉積作用：礦物和巖石在風(fēng)化作用過程中所形成的風(fēng)化產(chǎn)物，經(jīng)水流、風(fēng)、空氣等介質(zhì)搬運(yùn)，并在地表適當(dāng)條件下發(fā)生堆積的作用。分類依據(jù)：沉積方式機(jī)械沉積化學(xué)沉積生物化學(xué)沉積22:3542沉積

11、作用機(jī)械沉積：風(fēng)化條件下物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)物，被風(fēng)、水流等搬運(yùn)到河谷或水盆地中后，因介質(zhì)搬運(yùn)力降低而發(fā)生機(jī)械沉積。主要是原有礦物的堆積，一般無新礦物的生成。機(jī)械沉積的主要礦物：石英、長(zhǎng)石等造巖礦物。自然金、金剛石、錫石、鋯石等相對(duì)密度較大、化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的礦物可在適當(dāng)場(chǎng)合富集，形成各種砂礦。22:3543沉積作用碎屑物質(zhì)的機(jī)碎屑物質(zhì)的機(jī)械沉積分異圖械沉積分異圖22:3544沉積作用化學(xué)沉積：礦物巖石在風(fēng)化作用下遭受分解，其成分中可溶組分溶解于水形成真溶液，或沿?cái)嗔褞仙纳畈葵u水等進(jìn)入內(nèi)陸湖泊、封閉或半封閉的瀉湖或海灣。在蒸發(fā)條件下，溶液濃度不斷提高，當(dāng)達(dá)到過飽和時(shí)，即發(fā)生結(jié)晶作用。形成磷

12、酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽、硝酸鹽及鹵化物等一系列易溶鹽類礦物。22:3545沉積作用溶解物質(zhì)的化學(xué)沉積分異圖溶解物質(zhì)的化學(xué)沉積分異圖22:3546沉積作用風(fēng)化作用中產(chǎn)生的膠體溶液進(jìn)入海、湖盆地后，因與電解質(zhì)作用而發(fā)生絮凝、沉淀、可形成Fe、Mn、Al等的氧化物和氫氧化物，如赤鐵礦、軟錳礦、硬錳礦等。-膠體沉積腎狀赤鐵礦腎狀赤鐵礦鮞狀赤鐵礦鮞狀赤鐵礦22:3547沉積作用生物沉積作用：生物有機(jī)體沉積而成，常由生物的骨骼和遺骸堆積而成。生物灰?guī)r、礁灰?guī)r、磷塊巖、硅藻土、白堊等的形成由生物遺體直接參加；石油、油頁巖、天然氣和煤等都是由生物遺體中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化而成。22:3548變質(zhì)作用在地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿運(yùn)動(dòng)

13、等地球內(nèi)部營(yíng)力作用影響下，在地表以下一定深度內(nèi)已經(jīng)存在的礦物和巖石在基本保持固定的情況下，發(fā)生結(jié)構(gòu)、構(gòu)造或礦物成分的改變，這一變化過程稱為變質(zhì)作用。分類：接觸變質(zhì)區(qū)域變質(zhì)22:3549變質(zhì)作用22:3550變質(zhì)作用接觸變質(zhì)作用形成于中等深度（地表下23Km）的巖漿與圍巖的接觸帶上，包括接觸熱變質(zhì)作用和接觸交代變質(zhì)作用。接觸熱變質(zhì)作用只受巖漿高溫的影響，巖漿與圍巖之間基本不發(fā)生成分的交換。圍巖中的礦物發(fā)生重結(jié)晶或生成與圍巖成分有關(guān)的一些礦物。22:3551變質(zhì)作用實(shí)例：石灰?guī)r經(jīng)重結(jié)晶變成大理巖泥質(zhì)巖石形成紅柱石、堇青石等富鋁礦物硅質(zhì)石灰?guī)r形成硅灰石、透閃石等22:3552變質(zhì)作用22:3553變

14、質(zhì)作用由于圍巖的化學(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)條件下形成各種角巖：低級(jí)變質(zhì)（溫度不高）時(shí)，生成斑點(diǎn)狀紅柱石；中級(jí)變質(zhì)（溫度中等）時(shí)，主要生成堇青石、石榴子石、白云母；高級(jí)變質(zhì)（高溫）下，生成矽線石、正長(zhǎng)石、 剛玉、石墨等 22:3554變質(zhì)作用接觸交代變質(zhì)作用：侵入的巖漿中的某些組分與圍巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致礦物的形成。如中酸性侵入體與石灰?guī)r的接觸交代作用，可形成鈣鋁榴石、透輝石、方柱石、硅灰石等礦物，組成所謂的“矽卡巖”。在后期，由于熱液的礦化作用，可形成磁鐵礦、白鎢礦、輝鉬礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等礦物的富集，往往構(gòu)成有工業(yè)價(jià)值的矽卡巖礦床

15、。22:3555變質(zhì)作用鎂矽卡巖：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22:3556變質(zhì)作用22:3557變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用：由于強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)所產(chǎn)生的各種因素（溫度、壓力、化學(xué)活動(dòng)性流體），使廣大區(qū)域內(nèi)的原巖的結(jié)構(gòu)組分和礦物成分發(fā)生變化，形成一系列變質(zhì)礦物的作用。常形成各種板巖、千枚巖、片巖、片麻巖等。所形成的礦物及其共生組合，決定于原巖的成分和區(qū)域變質(zhì)的程度。22:3558變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用22:3559變質(zhì)作

16、用分類：按區(qū)域變質(zhì)的程度低級(jí)區(qū)域變質(zhì)礦物一般為白云母、綠簾石、陽起石、蛇紋石、滑石、綠泥石等含OH的硅酸鹽；中級(jí)區(qū)域變質(zhì)礦物主要有角閃石、斜長(zhǎng)石、石英、石榴石、透輝石、綠簾石、云母等；高級(jí)區(qū)域變質(zhì)生成不含OH，體積小、比重大，在高溫高壓下穩(wěn)定的礦物，如正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、堇青石、橄欖石、剛玉、尖晶石等。同一種原巖，當(dāng)變質(zhì)程度不同時(shí)，形成的變質(zhì)礦物及其生組合也不相同。22:3560變質(zhì)作用特點(diǎn)：與原巖的成分和變質(zhì)程度密切相關(guān)； 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。22:3561變質(zhì)作用22:356222:3563二、礦物的成因標(biāo)志礦物的共生組合：指同一成因、同一成礦階段所形成的一系列不同礦物，共同生長(zhǎng)組合在一起的現(xiàn)象。特點(diǎn)：共生的礦物不僅在空間上緊密相鄰，還往往是同一成因同時(shí)形成的，或是同一次來源的成礦溶液依次連續(xù)形成的。共生組合關(guān)系既是礦物鑒別與成因分析的重要標(biāo)志，又是礦產(chǎn)預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。22:3564礦物的共生組合和伴生組合礦物的伴生組合：不同成因或不同成礦階段形成的一系列礦物，相伴生長(zhǎng)組合在一起的現(xiàn)象。特點(diǎn)：伴生的礦物僅僅是空間上