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吉林大学地球科学学院2007 2008 学年第一学期试卷答案课程名称： 矿床学a （a卷）考试时间： 150 分钟 考试方式： 闭卷 题 号一二三四五六七八九总分题满分20101010108101012100得 分 一、回答下列概念（本题共20分，每小题 4分，选择5题回答） 1矿产与矿床“矿产”一词实际上是经济学或者是商业上的名词，矿产是指自然界产出的，由地质作用形成的有用矿物资源。矿床系指在地壳中由成矿地质作用形成的，其所含有用矿物资源的质和量符合当前经济和技术条件，并能被开采和利用的地质体。2同生矿床与后生矿床同生矿床（syngenetic ore deposits）是指矿体与围岩在同一地质作用过程中同时或近于同时形成的矿床。后生矿床（epigenetic ore deposits）是指矿体与围岩分别在不同的地质作用过程中形成的，且矿体的形成 明显晚于围岩的矿床.3渗滤交代与扩散交代作用扩散交代作用，交代发生于停滞的溶液内，主要以离子或分子扩散方式进行，即组分的带出和带入是由于浓度梯度所引起；渗滤交代作用，交代作用发生于流动的溶液中，即组分的带出、带入是由流经岩石的溶液来进行的，这种交代作用常常更重要。4岩浆分结矿床与岩浆熔离矿床岩浆冷凝时，随着温度的逐渐下降，各种矿物依次从中晶出，导致岩浆成分不断改变，岩浆成分的改变又促使某些组分的结晶，这种随结晶作用岩浆成分发生改变的过程称之为结晶分异作用。由岩浆结晶分异作用形成的矿床称为岩浆分结矿床，又称岩浆分凝矿床。岩浆熔离作用亦称液态分离作用或不混溶作用，是指成分均匀的岩浆熔融体随着温度和压力的降低，分离成2种成分不同的熔融体的作用。由这种方式所形成的矿床就叫岩浆熔离矿床5变成矿床与受变质矿床若岩石中的某些组分，经变质作用后成为有工业价值的矿床，或由于变质作用改变了工业用途的矿床称为变成矿床。若原来已经是矿床，受到变质作用后，矿石的成分、结构构造以及矿体的形态、产状、品位和规模等方面发生了变化，但其工业用途并未改变的矿床称为受变质矿床学院 专业 学号 姓名 装 订 线 6粘土化作用与红土化作用在温暖潮湿的气候条件下，铝硅酸盐岩石在水、二氧化碳和生物的作用下，可分解出碱金属和碱土金属（去碱作用），它们以各种碳酸盐的形式溶于水中被带走。与此同时，从岩石中分解出来的sio2、a12o3、fe2o3等在水中易于变成胶体物质，由于沉淀的凝胶sio2和al2o3的比例变动很大，于是便形成各种不同的含水硅酸盐矿物，如高岭石、多水高岭石、蒙脱土、白云母等，它们与一些铁的氢氧化物和未分解的矿物（石英、锆英石、金红石等）以及母岩碎块相混合而成为粘土矿床，而形成这类粘土矿床的作用通常被称为粘土化作用在热带和亚热带的气候下，如果地形平坦或坡度不大，从硅酸盐岩石中分解出来的碱和碱土金属（去碱作用），则不易被地表水带出风化场所，因此溶液具碱性反应；sio2溶胶在碱性介质中不凝结，而被潜水带走（去硅作用），而溶胶a12o3mh2o和fe2o3ph2o，则可在原地凝聚。这样，在地表就逐渐地堆积起铝的氢氧化物（三水铝土矿al2o3hzo和一水铝土矿a12o3h2o）与铁的氢氧化物和氧化物（褐铁矿、水针铁矿、水赤铁矿、赤铁矿等），它们一起构成红土。一般把这一作用称为红土化作用。二、简要论述岩浆矿床的形成条件（本题 10分） 1、岩浆矿床成矿元素的地球化学性状与镁铁质、超镁铁质岩浆活动有关的成矿元素位于元素周期表的中部，介于亲氧元素和亲硫元素之间。其中cu、ni易形成硫化物，而cr、v、ti、fe主要为氧化物，并且有较强的形成金属键的能力，可以形成多种自然金属和金属互化物。2、控制岩浆矿床形成的岩浆岩条件1）岩浆岩成矿专属性：与镁铁质、超镁铁质侵入岩有关的矿床有铜-镍硫化物矿床和钒钛磁铁矿矿床，与正长岩、霞石正长岩和碳酸岩杂岩体有关的矿床有霞石-烧绿石-稀土元素矿床。2）岩浆中挥发性组分的作用岩浆中挥发性组分的种类和数量对岩浆的结晶分异及成矿组分的运移、富集也有一定影响，因而也称为矿化剂。3）岩浆同化作用对岩浆矿床成矿的影响岩浆在其形成和向上运移过程中，往往会熔化或溶解一些外来物质（如围岩碎块），从而使岩浆成分发生改变的作用，即同化作用。在岩浆侵位过程中，对围岩的同化作用在一定程度上影响岩浆的成分，也影响着其中的成矿组分的分异和聚集能力。4）岩浆的多期次侵入作用对成矿的控制大量的资料表明，含矿岩体往往具有如下特征：从区域上看，它们常常是同一构造运动形成的岩浆岩带中的较晚期产物；从一个矿区看，矿化主要与复式岩体的晚期岩相关系密切，3、控制岩浆矿床形成的大地构造条件 大地构造对岩浆矿床的类型、分布等有重要影响。地壳中不同构造单元的结合带以及同一构造单元中次级构造单元的交接处，常常是深大断裂的所在部位，它们常控制着镁铁质、超镁铁质岩浆岩及其中的岩浆矿床的空间分布。 按板块构造学说，两个板块的交接带，是地壳的强烈活动部分，它提供了地幔物质熔化、分异所需的物理化学条件和上升通道，因此它是镁铁-超镁铁质岩的侵入地带。学院 专业 学号 姓名 装 订 线 三、简述热液矿床成矿热液的来源（本题10分）1. 岩浆成因热液指在岩浆结晶过程中从岩浆中释放出来的热水溶液，最初是岩浆体系的组成部分。2. 变质成因热液指岩石在进化变质作用过程中所释放出来的热水溶液。岩石遭受进化变质作用时，总伴随着矿物的脱水反应，而且脱水同变质的强度成正比。3. 建造水指沉积物沉积时含在沉积物中的水，因此又称封存水。4. 大气水热液包括雨水、湖水、海水、河水、冰川水和浅部地下水。加热的大气水广泛参与热液成矿作用，是20世纪60年代以来在热液矿床研究中取得的一项重要成果。5. 幔源初生水热液指幔源挥发分流体，其最初来源可以是核幔脱气，也可以是大洋岩石圈俯冲到上地幔中脱气，是在地幔中形成的一种高密度的超临界流体，多数研究者认为属c-h-o体系，幔源流体在向地壳运移过程中，可以参与热液成矿作用。四、对比苏比利尔型和阿尔戈马型铁矿特征（本题10分）bif产于世界各地前寒武纪地盾区和地台区。矿床的形成与前寒武纪地壳演化密切相关，根据矿床的形成时代及含矿建造的不同，可分为阿尔戈马（algoma）型和苏必利尔（superior）型。类型algoma typesuperior type形成时代25亿年（ar）18-25亿年（pt1）形成环境与绿岩带有关（优地槽）与火山活动无关（冒地槽）伴生岩石基性变质火山岩夹少量中酸性火山岩、沉积岩陆源碎屑岩为主（石英岩、页岩、板岩），火山岩少见矿物相氧化物相为主，有时出现较多碳酸盐、硫化物相氧化物相为主，少量硅酸盐、碳酸盐混合相，缺少硫化物规模长几km，厚几十厘米-几百米长达几十至几百公里，厚几至几百米矿例加拿大algoma矿床、我国鞍本、冀东地区 美国superior地区五、简述斑岩型铜矿床的围岩蚀变特征（本题10分）斑岩型铜、钼矿床的蚀变带模式，自岩体中心向外依次出现4个蚀变带： （1）钾质蚀变带：蚀变矿物主要为黑云母和钾长石；（2）似千枚岩化蚀变带（石英-绢云母化带）：蚀变矿物主要为石英和绢云母；（3）泥质蚀变带：蚀变矿物主要为高岭石、蒙脱石、石英；（4）青盘岩化带：蚀变矿物主要为绿泥石、绿帘石、方解石。学院 专业 学号 姓名 装 订 线 六、简述卡查可夫的成磷假说 （本题8分）卡查科夫（1937）提出的“生物化学成因说”被视为解释磷矿床形成的经典理论。他将海水划分成4层，并系统地阐明了磷的生物化学沉积过程。（1）第一层，从水面至60m深的上部海水层，是浮游生物的活动地带，称为光合作用带。在大约60m深度的范围内几乎不含磷，因海水中的磷已被生物大量吸取。（2）第二层，水深60m至300400m地带，为死亡生物通过带，当生物死亡后向海底下沉，也将表层水中磷带到较深水层。（3）第三层，水深3001000m，为死亡生物大量分解带。此层海水co2的分压力增加到1210-4大气压左右，生物遗体至此处完全分解，使磷大量溶解在海水中。（4）第四层，水深10001500m以下的地带，磷的含量重新降低。卡查科夫（1937）认为，当上升洋流把富含磷和co2的深部寒冷海水带至近岸陆缘地带时，由于水温越来越高、深度越来越小，co2不断向浮游植物光合作带扩散，或形成碳酸钙的沉积。在此情况下，水中co2分压力减少，磷酸盐在水中的溶解度也随之下降，所以磷酸钙就以磷灰石的一种变种（氟磷灰石）沉淀下来，在陆缘带的上部和中部（海水深50150m），生成具鲕状构造的层状磷块岩。七、简述块状硫化物矿床的类型及特征（本题10分）块状硫化物矿床分为vms型和sms型两类。类型亚类容矿岩石大地构造环境成矿时代（ga）hutchison的分类vms诺兰达型分异完全的玄武岩到流纹安山岩岩套，火成碎屑岩，杂砂岩消亡板块边缘上的俯冲带太古代（2.5）早元古代（1.8）前寒武纪-泥盆纪原始型zn-cu (ag-au)黑矿型双峰（？）拉斑玄武岩，钙碱性熔岩套，火山碎屑岩会聚板块边缘的岛弧火山带和弧后盆地早元古代（1.8）奥陶纪中生代第三纪多金属型pb-zn-cu (ag-au)塞浦路斯型蛇绿岩套，拉斑玄武岩扩张洋中脊，和蛇绿岩套有关寒武-奥陶纪中生代含铜黄铁矿型cu，au别子型基性岩，拉斑玄武岩（？），杂砂岩，页岩（？）弧前海沟晚元古代1.20.8古生代铜-锌黄铁矿型cu-zn (au)sms沙利文型页岩（泥岩）、浊积岩大陆裂谷中元古代1.71.0寒武纪-泥盆纪以碎屑岩为容矿围岩的类型zn-pb (ag)银矿山型灰岩、白云岩为主，砂岩、页岩陆架，同生断裂控制的盆地晚元古代1.0密西西比期以碳酸盐岩为容矿围岩的类型zn-pb (ag)八、浅成低温热液贵金属矿床的类型及特征（本题10分）hendenquist（1994）根据矿床特征和成矿流体的特点也将浅成低温热液型矿床分成2个亚类：一类是高硫化型（hs），相当于 heald等（1987）划分的明矾石-高岭石型；另一类为低硫化型（ls），相当于上述的冰长石-绢云母型。主要特征低硫化型（ls型）高硫化型（hs型）矿体形态明显的脉状为主（石英脉），有网脉状不规则体型（残余多孔状硅核）矿石构造脉状、网脉状构造为主，可见孔洞充填状（条带、胶状、晶簇状）和角砾状构造浸染状构造为主、可见角砾状、脉状构造，少见网脉状矿石矿物黄铁矿、银金矿、自然金、闪锌矿、方铅矿、毒砂等黄铁矿、硫砷铜矿、黄铜矿、砷黝铜矿、铜蓝、自然金、碲化物等脉石矿物石英、玉髓、方解石、冰长石、伊利石、碳酸盐等石英、明矾石、重晶石、高岭石、叶蜡石等围岩蚀变在靠近矿脉壁的围岩中发育冰长石、硅化（石英和玉髓）和绿泥石化；向外为绢云母化、伊利石化，再向外为泥化蚀变矿物（高岭石和蒙脱石），最外带为青磐岩化核部为强硅化的残余多孔状硅核、其外为高级泥化带（主要为明矾石和高岭石、还有迪开石、叶蜡石等）、再向外为泥化带（伊利石化、蒙脱石，少量绢云母化）；最外带为青磐岩化成矿元素组合以au、ag、zn、pb为主，cu、sb、as，hg、se为辅以cu、au、ag、as为主，pb、hg、sb、te、sn、mo、bi为辅成矿流体特征成矿流体以大气降水为主，含有来自岩浆的挥发分s和c，属还原、近中性流体，盐度小于3.5wt%nacl成矿流体以岩浆水为主，性质为氧化、酸性流体，ph值0.2），在此地带形成由高价铁组成的氧化物和氢氧化物，如褐铁矿、赤铁矿等。（2）硅酸盐相：分布于远离海岸地带，海水变深，海水中氧的含量逐渐减少，eh值较低（多为0.20.1），处于氧化还原界面附近的过渡带，形成铁的硅酸盐矿物，如海绿石、鲕绿泥石等矿物。（3）碳酸盐相：分布于离海岸更远的部位，处于弱还原带，eh值为0.0-0.3左右，ph值为7.07.8之间。在此地带，由于有机质分解产生大量的co2气体，使环境富含hco3-，铁则以低价铁的形式与co32-（由hco3-分解）相结合，形成为低铁盐，如菱铁矿等矿物。 （4）硫化物相：位于海湾盆地的更深地带，海水是停滞的，处于强还原环境，eh在-0.3-0.5之间，ph值在7.29.0之间。由于缺氧和细菌分解有机质产生大量的h2s等，从而使铁以硫化铁形式，如黄铁矿、白铁矿等沉淀下来。2. 胶体化学沉积铁矿矿物相（1）软锰矿-硬锰矿相：由四价锰的化合物，如软锰矿和硬锰矿组成，分布在eh值较高的近岸地带。此矿物相的矿石品位高、质优，含硫、磷杂质少。（2）水锰矿相：由二价锰和四价锰的化合物，如水锰矿mno2mn(oh)2等组成，常与蛋白石共生，分布在氧化带之下，离海岸较远处的海水较深部位。此矿物相的矿石质量较软锰矿-硬锰矿相的矿石差。（3）碳酸锰矿相：由两价锰的化合物，如菱锰矿、锰方解石等组成。五、矽卡岩矿床特征及形成条件（本题15分）1.矽卡岩矿床特征：矽卡岩型矿床大多产于中酸性岩浆岩与碳酸盐类岩石的接触带上，并多产于外接触带。矿石特征：矿石物质成分复杂，非金属矿物主要有石榴子石、辉石及其他钙、镁，铁，铝的硅酸盐矿物。金属矿物以氧化物和硫化物为主。成矿阶段：矽卡岩期：早期矽卡岩阶段、晚期矽卡岩阶段、氧化物阶段。石英-硫化物期：早期硫化物阶段、晚期硫化物阶段。矽卡岩型矿床是由热液交代作用形成的，主要包括渗滤交代作用和扩散交代作用。矿床成因：一般都将它归为热液矿床。2.矽卡岩型矿床的形成条件物理化学条件：矽卡岩型矿床的形成温度范围由900200左右。形成压力为31073108pa。因此，矽卡岩型矿床可形成于从浅成到中深成的环境。岩浆岩条件：由于矽卡岩型矿床是岩浆气水热液交代围岩的结果，所以岩浆岩的成分、形成深度、形态、规模等对矽卡岩型矿床的形成有决定性的影响。侵入岩的类型对矽卡岩型矿床具明显的成矿专属性。和矽卡岩型矿床有关的侵入体大多属于中深成相到中浅成相。成矿侵入体的规模以小型为主。围岩条件：围岩岩性对矽卡岩型矿床的形成有重要影响，最有利的围岩是碳酸盐类岩石。构造条件：构造对矽卡岩型矿床的形成有重要的控制作用。对矿体形态、分布和规模有影响的地质构造主要有下列几类：接触带构造、围岩层理和层间破碎带、断裂和裂隙、褶皱构造、围岩捕虏体学院 专业 学号 姓名 装 订 线 六、块状硫化物矿床的类型及特征 （本题10分）块状硫化物矿床分为vms型和sms型两类。类型亚类容矿岩石大地构造环境成矿时代（ga）hutchison的分类vms诺兰达型分异完全的玄武岩到流纹安山岩岩套，火成碎屑岩，杂砂岩消亡板块边缘上的俯冲带太古代（2.5）早元古代（1.8）前寒武纪-泥盆纪原始型zn-cu (ag-au)黑矿型双峰（？）拉斑玄武岩，钙碱性熔岩套，火山碎屑岩会聚板块边缘的岛弧火山带和弧后盆地早元古代（1.8）奥陶纪中生代第三纪多金属型pb-zn-cu (ag-au)塞浦路斯型蛇绿岩套，拉斑玄武岩扩张洋中脊，和蛇绿岩套有关寒武-奥陶纪中生代含铜黄铁矿型cu，au别子型基性岩，拉斑玄武岩（？），杂砂岩，页岩（？）弧前海沟晚元古代1.20.8古生代铜-锌黄铁矿型cu-zn (au)sms沙利文型页岩（泥岩）、浊积岩大陆裂谷中元古代1.71.0寒武纪-泥盆纪以碎屑岩为容矿围岩的类型zn-pb (ag)银矿山型灰岩、白云岩为主，砂岩、页岩陆架，同生断裂控制的盆地晚元古代1.0密西西比期以碳酸盐岩为容矿围岩的类型zn-pb (ag)七、浅成低温热液贵金属矿床的类型及特征（本题10分）hendenquist（1994）根据矿床特征和成矿流体的特点也将浅成低温热液型矿床分成2个亚类：一类是高硫化型（hs），相当于 heald等（1987）划分的明矾石-高岭石型；另一类为低硫化型（ls），相当于上述的冰长石-绢云母型。主要特征低硫化型（ls型）高硫化型（hs型）矿体形态明显的脉状为主（石英脉），有网脉状不规则体型（残余多孔状硅核）矿石构造脉状、网脉状构造为主，可见孔洞充填状（条带、胶状、晶簇状）和角砾状构造浸染状构造为主、可见角砾状、脉状构造，少见网脉状矿石矿物黄铁矿、银金矿、自然金、闪锌矿、方铅矿、毒砂等黄铁矿、硫砷铜矿、黄铜矿、砷黝铜矿、铜蓝、自然金、碲化物等脉石矿物石英、玉髓、方解石、冰长石、伊利石、碳酸盐等石英、明矾石、重晶石、高岭石、叶蜡石等围岩蚀变在靠近矿脉壁的围岩中发育冰长石、硅化（石英和玉髓）和绿泥石化；向外为绢云母化、伊利石化，再向外为泥化蚀变矿物（高岭石和蒙脱石），最外带为青磐岩化核部为强硅化的残余多孔状硅核、其外为高级泥化带（主要为明矾石和高岭石、还有迪开石、叶蜡石等）、再向外为泥化带（伊利石化、蒙脱石，少量绢云母化）；最外带为青磐岩化成矿元素组合以au、ag、zn、pb为主，cu、sb、as，hg、se为辅以cu、au、ag、as为主，pb、hg、sb、te、sn、mo、bi为辅成矿流体特征成矿流体以大气降水为主，含有来自岩浆的挥发分s和c，属还原、近中性流体，盐度小于3.5wt%nacl成矿流体以岩浆水为主，性质为氧化、酸性流体，ph值0.2），在此地带形成由高价铁组成的氧化物和氢氧化物，如褐铁矿、赤铁矿等。（2）硅酸盐相：分布于远离海岸地带，海水变深，海水中氧的含量逐渐减少，eh值较低（多为0.20.1），处于氧化还原界面附近的过渡带，形成铁的硅酸盐矿物，如海绿石、鲕绿泥石等矿物。（3）碳酸盐相：分布于离海岸更远的部位，处于弱还原带，eh值为0.0-0.3左右，ph值为7.07.8之间。在此地带，由于有机质分解产生大量的co2气体，使环境富含hco3-，铁则以低价铁的形式与co32-（由hco3-分解）相结合，形成为低铁盐，如菱铁矿等矿物。 （4）硫化物相：位于海湾盆地的更深地带，海水是停滞的，处于强还原环境，eh在-0.3-0.5之间，ph值在7.29.0之间。由于缺氧和细菌分解有机质产生大量的h2s等，从而使铁以硫化铁形式，如黄铁矿、白铁矿等沉淀下来。2. 胶体化学沉积铁矿矿物相（1）软锰矿-硬锰矿相：由四价锰的化合物，如软锰矿和硬锰矿组成，分布在eh值较高的近岸地带。此矿物相的矿石品位高、质优，含硫、磷杂质少。（2）水锰矿相：由二价锰和四价锰的化合物，如水锰矿mno2mn(o