矿床学复习题

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风化矿床形成条件 ? 气候条件

? 极地冻土带

? 温带内陆沙漠和热带沙漠 ? 热带、亚热带

? 原岩条件-形成风化矿床的基础

? 超基性岩、基性岩-红土型铁矿、镍矿 ? 霞石正长岩和玄武岩-红土型铝矿 ? 花岗岩类-高岭土矿床

? 地貌条件

? 陡峻高山区-不利风化矿床形成 ? 低山丘陵区-最为有利的环境

? 水文地质条件

? 渗透带-充气带、饱气带、分解带、氧化带 ? 流动带-胶结带,集中成矿物质 ? 停滞水带

? 地质构造条件

? 稳定地台区有利大规模风化矿床的形成

? 造山区和活动区,不利成矿甚至可能破坏原有矿床

? 时间条件

? 较长时期稳定地质环境,风化作用才能彻底

? 前苏联乌拉尔硅酸镍矿-1500万年到2000万年。

风化矿床的分类

? 残积及坡积矿床:未分解的重砂矿物或岩石碎屑,残留在原地或沿斜坡堆积起来形成的矿床

残余矿床:岩石经化学风化后,难溶的表生矿物残留原地而形成的矿床。 1.残余粘土矿床:花岗岩和片麻岩在温暖潮湿的气候条件下,铝硅酸盐矿物在水、二氧化碳和生物的作用下被分解,形成粘土质风化产物形成的矿床。典型矿床:高岭土矿床和蒙脱石矿床。 2.残余红土型铁、铝矿床 形成于热带、亚热带

红土型铁矿-富铁橄榄岩或玄武岩;代表性产地古巴。 红土型铝矿-霞石正长岩、玄武岩、安山岩以及石灰岩

霞石正长岩红土型铝矿-美国阿肯色州;玄武岩红土型铝矿-印度德干高原。 3.离子吸附型稀土元素矿床

原岩为花岗岩、正长岩及火山岩等

岩石中的副矿物如独居石、磷钇矿、钛钇矿等为成矿提供物质基础。 稀土矿物和硅酸盐矿物一起破坏进入到溶液中去,大部分被多水高岭石、高岭石和水云母等粘土矿物吸附而富集成矿。 典型矿床:南岭地区燕山期花岗风化成矿。 淋积矿床:岩石经化学风化,某些易溶物质被水带到风化壳下部的潜水面附近沉淀下来而形成的矿床。 硫化物矿床次生硫化物富集

氧化带淋滤出来的某些金属硫酸盐溶液渗透到潜水面以下,在还原环境中,以交

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代原生硫化物的方式生成次生硫化物。从而增加了原生矿石中某种金属的含量,提高了矿石的工业价值,这种作用称为次生硫化物富集作用。 铝土矿实际上是指工业上能利用三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。 沉积矿床主要特征:

矿床属同生矿床(矿床性质):矿体及其顶底板岩石同属沉积成因,同时连续沉积而成。

具岩性岩相专属性(成矿专属性):河流冲积砂矿多产于河床冲积砾石层中,耐火粘土矿床发育在含煤岩系中,常产于煤层底部。 具特定的地层层位(赋矿层位):我国磷灰岩矿床已知重要层位有震且系的陡山沱组和灯影组,寒武系下统的渔户村组。 矿层与围岩整合(矿体产状):矿体多呈层状、似层状和凸镜状,具明显的层理。矿体与围岩产状一致,并常呈整合接触关系。 一般规模较大(矿床规模):矿层沿走向展布很广,可达数千公里,面积可达几万甚至几十万平方公里。含矿岩系的厚度数米至数百米不等,最厚可达千余米。 物质组成复杂(矿床组成):有氧化物、含水氧化物、含氧盐类、卤化物、自然元素等。

机械沉积分异作用:指碎屑物质在水、风、冰川等营力搬运和沉积过程中,由于运动速度和搬运能力有规律地减弱,便发生按颗粒大小、形状、比重和矿物成分的差异,而依次沉积的作用。

化学沉积分异作用:指能溶解于水中的物质,在沉积过程中,由于受其化学特性的制约,发生的分异作用。 沉积矿床分类

根据成矿物质物理化学特点、成矿物质来源和成矿作用的地质特征,可以分为以下四种:

一、机械沉积矿床 二、蒸发沉积矿床 三、化学沉积矿床

四、生物-化学沉积矿床 冲积砂矿富矿地段

河流由窄变宽处;河流坡度由陡变缓处;支流主流交汇处;河曲内侧;河流穿过古砂矿处;河底凹凸不平处;石灰岩河底;坚硬程度不同的岩性所组成的互层 胶体化学沉积矿床特点:

成矿物质来源于构造比较稳定经长期风化的准平原区,矿体赋存于沉积间断面之上的海侵岩系中。

矿床产于一定地质时代的沉积岩系和火山沉积岩系内,层位稳定,产状与沉积岩层一致。

矿体呈层状或凸镜状,沿海湾边缘或湖盆边缘展布。

矿石成分主要为金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐和硅酸盐等,常常具有鲕状、豆状和肾状构造,显示胶体沉积特点。

矿床规模巨大,分布普遍,具很大的经济意义。 胶体化学沉积矿床形成条件 成矿物质:风化作用的产物最为重要,海底火山喷出物和海底岩石的分解物都可能成为成矿物质的来源。

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气候地貌:热带-温带气候和水盆地汇水范围内的成年期地貌发展阶段对成矿有利。

地质构造:稳定的海岸线对矿质的沉积有利,矿床常产于地台边缘或陆缘海盆地中。

胶体化学沉积矿床主要类型

胶体化学沉积铁矿床;胶体化学沉积锰矿床;胶体化学沉积铝矿床;胶体化学沉积粘土矿床

浅海相沉积铁矿

形成于浅海边缘,含矿岩系常为砂岩和页岩。延展可达几十到几百公里,层位稳定,常位于海浸层序的下部。

矿石主要由赤铁矿、鲕绿泥石、菱铁矿、石英、方解石及少量黄铁矿等组成。 在我国有两个重要层位,

华北一带分布在震旦系串岭沟组中的“宣龙式”铁矿 华南地区分布的泥盆系上部的“宁乡式”铁矿 海相沉积锰矿床:形成于古陆边缘浅海区,常位于沉积间断面之上的海进层序的底部或上部。含矿岩系常为粉砂岩、粘土岩或硅质岩。矿体呈层状、凸镜状、延伸甚远,由单层或多层矿组成。矿石类型有原生沉积氧化物矿石和碳酸盐矿石,也有次生氧化物矿石。伴生矿物有蛋白石、绿泥石、海绿石等。矿石具鲕状或块状构造。规模大,品位高,为锰矿主要类型。 沉积铝土矿床

我国铝土矿主要形成于石炭纪和二叠纪。

华北中石炭统底部的G层铝土矿皆覆于奥陶系灰岩的侵蚀面上;

黔中一带分别位于中石炭统黄龙灰岩下部及下二叠统栖霞灰岩底部的两层铝土矿,均直接覆盖在寒武系灰岩的侵蚀面上;

滇中石炭系的铝土矿则覆盖在泥盆系或石炭系灰岩的侵蚀面上。 生物-化学沉积矿床是指由沉积作用堆积起来的生物遗体、或经过生物有机体的分解而导致有用矿物沉淀形成的矿床。 聚煤条件:

1.植物条件 煤是植物遗体变成的,有了植物才有成煤的可能。古生代早期的石煤,是菌藻类低等植物繁殖的结果,在石炭、二叠、侏罗、白垩和第三纪,陆生植物大量繁殖,先后出现大量的蕨类、裸子和被子植物,所以这五个纪也就成了主要的聚煤期。

2.气候条件 温度和湿度对植物的繁殖速度和植物种属的分布影响极大。 3.地形条件 要有很好的地形条件,植物遗体才能聚集并逐步转化为泥炭。沼泽是理想的环境。沼泽可以在滨海的平原地区,也可在内陆的低洼地凹地区形成。 4.构造条件 要形成较厚的煤层,沼泽的底一定要有较长时期地缓慢下降,这样植物可以不断堆积,沼泽环境得以维持,从而才能形成相当厚的泥炭层。构造运动使泥炭层被泥砂等沉积物覆盖,埋藏越来越深,泥炭就逐步变成褐煤,烟煤和无烟煤。

煤系 含有煤层的一套沉积岩层叫含煤的岩系,简称煤系,也有人叫含煤建造。含煤岩系有几个主要特点:

(i)是一套灰色、灰黑色的沉积岩层;

(ii)煤的沉积环境主要是沼泽,因而煤系中一般都含有沼泽相沉积层; (iii)常有旋迴性,岩层按一定规律交替出现;

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(iv)植物化石多。

生油岩-富含有机质的沉积岩,在还原环境中沉积的结构细腻的暗色岩石(泥质岩类和碳酸岩类)。

储集岩(储油岩)-指能够储存石油和天然气,又能够输出油气的岩石。 油页岩:是一类含有机物质的岩石,这些有机物大部分不溶于有机溶剂,但可用加热的办法(蒸馏)从中提取出来。有机物质主要是油母(不溶于CCl4),也有一些沥青(溶于CCl4)。

层控矿床(Stratabound Deposits):受地层层位、岩性、岩相控制的矿床,其成矿物质来源一般是多源的,矿体可以斜交或穿插层理。 层状矿床(Strataform Deposits):产于一定层位,受一定的岩性控制,矿体与地层基本是整合产出的矿床,可以是内生矿床,也可以是外生矿床。 两者区别与联系:

A、产状:层控矿床可以呈层状产出,但不是所有层状产出的矿床都属于层控矿床。例:层状产出的风化矿床、沉积矿床,以及产于层状侵入体内的岩浆矿床等,则不属于层控矿床。

B、与围岩关系:层状矿床与围岩基本整合产出,而层控矿床虽受地层层位、岩性、岩相控制,但可以穿过围岩层理,不穿过层系。

C、成因:层控矿床往往是多成因的,是既具有同生成矿作用的标志,又具有后生成矿作用标志的复成因矿床,其成矿物质是多来源的。 与层控矿床成矿作用有关的几个概念:

A、矿源层:富含成矿元素,并能在热液作用下活化、迁移,为矿床的形成提供矿质来源的地层。矿源层是层控矿床成矿的物质基础。位置:矿体下部(上部少见),远离矿体。

B、萨布哈成矿作用:在萨布哈环境(潮上带的盐碱滩)中,由于地下水、海水的循环,蒸发导致金属元素沉淀形成矿床(化)的作用。

C、热卤水成矿作用:热卤水在循环过程中,强烈淋取沉积物中的金属,形成富含金属的热卤水溶液。当其运移到有利的成矿环境时,金属沉淀形成矿床的作用。 D、侧分泌成矿说:早期成矿学说之一,认为成矿热水溶液来源于大气降水,成矿物质来源于矿体两侧的围岩。

E、新侧分泌学说:成矿学说之一,认为成矿溶液有多种来源,包括大气降水、岩浆水和变质水,成矿物质可能来自于矿床围岩或其他岩石。 层控矿床的特点:

1、兼具同生和后生矿床的某些成矿特征。反映出其成矿过程的多阶段性和复杂性。

2、具有矿源层。矿源层与层控矿床可以是同一层位,也可以是不同层位。 3、矿床受某一特定的沉积建造控制。如:

黑色硅、泥质岩建造-Ni、Mo、U、Cu,常与煤、磷块岩等矿床共生。 红色碎屑岩建造-Cu、V、K、U、Pb、Zn、Sr,常与石膏、岩盐共生

碳酸盐岩建造-Cu、Pb、Zn、Fe、Mn、Au、Ag、Hg、Sb、W、Sn,以及硫铁矿矿床 火山-沉积建造-Cu、Au、Zn、Fe、Mn,以及硫铁矿矿床。

4、时控性。即矿床产于一定的地层层位中,如:湘南、桂北PbZn矿,主要产于泥盆纪碳酸盐岩建造中。 5、矿带展布受?层、相、位?控制。如:同上。

6、矿体形态:层状、似层状、透镜状,或脉状(矿化范围受一定地层层位控制)

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