第十二章 膠體化學沉積

第十二章膠體化學沉積第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三第十二章膠體化學沉積礦床§1概念與特點§2形成條件§3礦床分類及主要礦床特征第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三第十二章膠體化學沉積礦床§1概念與特點一、概念膠體化學沉積礦床（MineralDepositbyColloidalAgglutination）：膠體化學沉積礦床（MineralDepositbyColloidalAgglutination）指地表巖礦石經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，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3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三第十二章膠體化學沉積礦床

§1概念與特點二、特點

1、礦床產于沉積巖或火山沉積巖系沉積間斷面上的海侵巖系中;2、具有特定層位，如沉積鐵礦主要形成于中元古代（Pt2）和泥盆紀（D）;3、具明顯的分帶性：

平面上，自岸向海為

Al——Fe——Mn

剖面上，自下而上為Al——Fe——Mn第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三第十二章膠體化學沉積礦床

§1概念與特點二、特點

4、礦體呈層狀、似層狀，與圍巖產狀一致5、礦石具鮞狀、豆狀、腎狀、條帶狀構造，結核狀、膠體結構6、礦石成分主要為Fe、Mn、Al的金屬氧化物、氫氧化物、硫酸鹽和硅酸鹽等7、主要礦種為鐵、錳、鋁及粘土礦第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三第十二章膠體化學沉積礦床

§2形成條件一、物源二、氣候與地貌三、地質構造第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三第十二章膠體化學沉積礦床

§2形成條件

一、物源：1、陸源風化產物——最重要；2、火山物質；3、陸源海解二、氣候與地貌

1、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2、準平原地形有利于較徹底的風化作用三、地質構造1、穩(wěn)定的海岸線對礦質的平穩(wěn)持續(xù)沉積有利2、地臺邊緣或陸緣海盆地有利于成礦第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

一、礦床分類（按工業(yè)類型）1、沉積鐵礦床2、沉積錳礦床3、沉積鋁土礦4、沉積粘土礦

第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三第十二章膠體化學沉積礦床

§3礦床分類及主要礦床特征二、沉積鐵礦床1、特點2、成因假說第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三第十二章膠體化學沉積礦床

§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積鐵礦床（SedimentaryIronDeposit）1、特點（除具膠體化學沉積礦床特征外）1）產于海侵巖系中下部第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三2）具有明顯的鐵礦物分帶性（由岸邊到大洋）（1）鐵的氧化物礦物相帶，屬氧化環(huán)境，形成鐵的高價氧化物和氫氧化物，典型礦物為赤鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦等；第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三（2）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，故又稱為鮞綠泥石相帶；第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三（3）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，故又稱為菱鐵礦相帶；第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三（4）硫化物礦物相帶，在強還原條件下，經細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。第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三2.特點3）礦體呈層狀、似層狀，與圍巖產狀一致4）礦石具鮞狀、豆狀、腎狀、條帶狀構造，膠體結構5）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§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積鐵礦床第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積鐵礦床礦床實例：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；

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。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。第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積鐵礦床2、成因假說1）化學沉積說2）機械懸浮物沉積說3）陸緣汲取說4）生物成礦說第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積鐵礦床1）化學沉積說要點：（1）含鐵硅酸鹽類礦物經強烈的風化作用，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。（2）這些膠體在適量腐殖酸保護下被流水帶到沉積盆地。（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。第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積鐵礦床2）機械懸浮物沉積說考慮（1）地表富氧環(huán)境中鐵的膠體不能長距離遷移；（2）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。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。第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積鐵礦床3）陸緣汲取說我國葉連俊先生（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，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。第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積鐵礦床4）生物成礦說近年來，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研究發(fā)現其腎狀為疊層藻；國外鐵礦研究中亦發(fā)現靜磁細菌，故認為這類鐵礦可能是由菌藻活動形成的。第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三第十二章膠體化學沉積礦床

§3礦床分類及主要礦床特征三、沉積錳礦床（SedimentaryManganeseDeposit）1、特點

除具沉積礦床共性外1）產于沉積間斷面之上海侵巖系中上部第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三（1）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；2）具有明顯的礦石相分帶（А.Г.別杰赫琴）：從海岸向大洋第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三（2）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；第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三（3）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。第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積錳礦床3）礦體呈層狀、透鏡狀及典型的“礦餅群”4）礦石具鮞狀、結核狀、條帶狀構造5）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）第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積錳礦床礦床實例遼寧瓦房子錳礦床（產于中元古界薊縣系）湖南湘潭錳礦床（震旦系）貴州遵義錳礦床（二疊紀樂平煤系底部）云南斗南錳礦床（三疊系中統(tǒng)）第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積錳礦床2、現代沉積錳結核1870年Chellengen挑戰(zhàn)者號探險隊首次在太平洋底發(fā)現含Fe、Mn氧化物，并定為錳結核。現已證實，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。其特點是:第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積錳礦床1）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?；蜷_闊海（如東太平洋山脈附近的海底）；2）礦體呈不規(guī)則球形或餅狀，儲量巨大約17000億噸，其中含Mn4000億噸，Ni164億噸，Cu為88億噸、Co為58億噸。第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三3）礦石具土狀、結核狀、同心狀構造，內部為凝膠狀結構4）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Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Pb、Zn、Ba、Mo、V、Cr、Ti等20多種，且平均品位高。第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積錳礦床3、成因假說1）膠體化學沉積說2）機械懸浮沉積說3）火山噴流沉積說4）生物成礦說第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積錳礦床2）機械懸浮沉積說：黑海盆地從河流帶出的Mn多半（72.7-99.0%）呈懸浮物被搬運的第32頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積錳礦床3）火山噴流沉積說含錳巖系中發(fā)現有火山物質，其中大多是蛋白質、碧玉、燧石等硅質巖（火山噴發(fā)的來源）第33頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三§3礦床分類及主要礦床特征

二、沉積錳礦床4）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。錳結核的成因有三種假說：（1）同生說：Mn轉變?yōu)镸n，在氧化鐵催化劑作用下促進了Fe-Mn礦物的形成；（2）成巖說：來自陸源的錳濃度很低，沉積物中很分散，只有當沉積物中有機質含量較高時才能使高價錳還原，發(fā)生遷移、富集，并