2015地质工程专业矿床学复习.doc

矿床学复习题一、 名词解释矿体，围岩，矿石，脉石，夾石，矿石矿物，脉石矿物，矿石结构和矿石构造，海绵陨铁结构，块状构造，浸染状构造，边界品位，工业品位，成矿期，成矿阶段，同生矿床，后生矿床，叠生矿床，矿床成因类型，矿床工业类型，浓度克拉克值，浓度系数，内生成矿作用，外生成矿作用，岩浆结晶分异作用，岩浆分结矿床，岩浆熔离作用，岩浆熔离矿床，矽卡岩矿床，接触渗滤交代作用，接触扩散交代作用，围岩蚀变，矽卡岩化，云英岩化，青盘岩化，岩浆热液矿床，层控热液矿床，压实热液作用，侧分泌作用，密西西比河谷型（MVT）铅锌矿床，卡林型金矿床，地球化学屏障，机械沉积分异作用，化学沉积分异作用，粘土型风化壳剖面，红土型风化壳剖面，残坡积砂矿，残余粘土矿床二、 填空题1、矿产资源的种类包括：（ ）（ ）（ ）（ ）。2、矿体的形态可分为哪三种类型：（ ）（ ）（ ）。3、矿体的产状包括哪几项内容：（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。4、戈而德施密特的元素地球化学分类包括哪些：（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。5、成矿流体的来源有哪些：（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。6、影响成矿元素沉淀的因素有哪些：（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。7、控制矽卡岩矿床形成的有利构造条件包括：（ ）（ ）（ ）（ ）。8、伟晶岩矿床的主要类型有哪些：（ ）（ ）（ ）（ ）。9、决定矿床工业价值的因素有哪些：（ ）（ ）（ ）。10、VMS矿床的四种形成环境类型有：（ ）（ ）（ ）（ ）。11、元素聚集成矿的方式有哪几种：（ ）（ ）（ ）（ ）。三、简答题1、 20世纪矿床学主要进展（P7）2、 元素在地壳和上地幔中分布的特点（P31）3、 元素在各类岩石中的含量特点（P32）4、 成矿流体的化学特征（P43）5、 成矿元素迁移的形式（P45）6、 矿床成因分类表及典型矿床实例（P53）7、 岩浆矿床的特点（P54）8、 早期岩浆矿床、晚期岩浆矿床的特点（P60）9、 简述岩浆矿床的主要类型并列举三个或三个以上的实例10、 矽卡岩矿床成矿阶段的划分（P104）11、 叙述矽卡岩矿床的分带特征12、 分析影响矽卡岩矿床形成的岩浆岩地质条件13、 叙述热液矿床的主要特点14、 热液矿床成因分类及特点（P124）15、 岩浆热液矿床成矿作用及蚀变类型（P136）16、 岩浆热液矿床的主要类型及特征（p138）17、 复成热液矿床的矿床实例简介（p185）18、 喷流沉积矿床及成因模式（p153-155）19、 VMS型海相火山热液矿床的主要特征和形成背景（p217-218）20、 斑岩型矿床的特点（P206）21、 斑岩铜矿床的蚀变分带及矿床成因22、 红土型镍矿床成因（P235）23、 风化矿床的水文地质条件分带24、 金属硫化物的次生富集作用及形成机理25、 蒸发矿床的形成条件26、 胶体化学沉积矿床的形成条件（p270）27、 海相沉积铁矿床的物相分带特征28、 矿床实习的相关内容答案：(一) 20世纪矿床学主要进展 矿床成因研究及矿床分类的建立 层控矿床研究和矿床多成因理论的兴起 板块构造和区域成矿规律的发现 海底现代成矿作用的发现与研究 矿床模式的研究以及超大型矿床的发现和研究(二) 元素在地壳和上地幔中分布的特点（P31）元素在地壳和上地幔中的分布有如下特点： 各种元素在地壳、上地幔中分布量相差极为悬殊，具有明显不均一性。 元素和上地幔中分布最多的7种元素（O、Si、Al、Fe、Na、Ca、Mg）占了99%，被称作造岩元素，其余的总共才1%。 上地幔中铁族元素、铂族元素含量高，含量是地壳中几十倍，反之地壳中稀有元素放射性元素含量高。 元素和上地幔中分布最多的7种元素（O、Si、Al、Fe、Na、Ca、Mg）具有很高的丰度值，在国民经济中占有重要地位，其余的元素（作用也很重要）丰度很低。(三) 元素在各类岩石中的含量特点（P32）丰度值最高的元素如O、Si、Al、Ca在各类岩石中含量变化并不大，Na、K在中酸性岩中含量高，Mg更多分布在超基性岩中。超基性岩元素丰度变化规律酸性岩 Fe、Co、Cu、Ni、Pt急剧减少，在超基性岩中丰度最高。U、Th、Li、Be、Nb、Ta、W、Sn逐渐增加，在酸性岩中丰度最高。挥发性组分丰度逐渐增大，而V、Ti、Cu等在基性岩中丰度最高。 沉积岩中C、S、Sn、Pb、Zn、Cu含量较高，其他的介于基性岩和酸性岩含量之间。(四) 成矿流体的化学特征（P43）根据气水热液矿床中主要组分、围岩蚀变、包裹体的研究，普遍认为气水热液成矿作用中，气水热液的化学性质是不断变化的。但大多数在弱碱性-中性-弱酸性条件进行。早期碱性阶段酸性阶段晚期碱性阶段 酸性挥发分组分在离开岩浆源向上逸出后温度压强降低转变为酸性液体，PH下降。 若与围岩反应，(比如花岗岩结晶)，带入碱性物质可发生碱性交代作用，早期碱性阶段的强碱性阳离子活度增高，发生碱性交代作用生成碱性角闪石碱性辉石等。 酸性阶段活化阴离子，淋滤金属发生云英岩化等蚀变作用 温度降低，热液重新变为中碱性，可沉积碳酸盐岩，出现云母和白钨矿。氧化还原环境：Fe2+比Fe3+占优势，硫化物多于碳酸盐，可推断多数为还原环境(五) 成矿元素迁移的形式（P45）（1） 以卤化物的形式迁移金属在热液中可以生成可溶的卤化物，温度低于400度时，可以与H2S反应生成硫化物FeCl2(aq)+H2S T673KFeS2+2Cl-+2H2随着温度降低或者热液进一步上升，硫化物被氧化生成氧化物，碳酸盐，硫酸盐而沉淀（2）以易溶络合物形式迁移金属大多可以形成溶解度高几百万倍的络合物，主要是硫氰化物和硫化物，金属可以以络合物形式长距离迁移。络合物的稳定性取决于电离能力。如果硫离子含量高，主要形成硫氰酸根离子，如果氯离子含量高也可形成ZnCl3等，在硫离子浓度很低的情况下主要以这种形式搬运。（3）以胶体形式搬运在地下浅部甚至深部，矿物可以形成胶体，以胶体形式搬运，在开放系统中形成的溶液具有胶体的性质。胶体溶液中金属硫化物的含量可以比真溶液高100万倍，这种方式是普遍存在的但不可能是主要形式。(六) 矿床成因分类表及典型矿床实例（P53）内生矿床超基性岩-基性岩岩浆矿床四川攀枝花钒钛磁铁矿 甘肃金川铜镍硫化物矿床金伯利岩有关的矿床（岩浆矿床）山东蒙阴金刚石矿床 花岗石矿床伟晶岩矿床福建南平西坑伟晶岩铌钽矿床接触交代（矽卡岩）矿床湖北大冶山铁铜矿床 云南个旧锡硫矿床岩浆热液矿床湖南桃林铅锌矿床，胶东石英脉型及蚀变岩型金矿层控热液矿床喷流沉积铅锌矿金顶式铅锌矿密西西比河型铅锌矿卡林型金矿砂页岩型铜矿床黑色页岩多金属矿床复成热液矿床 奥林匹克坝铜金铀稀土矿床 白云鄂博稀土-铌-铁元素矿床火山成因矿床中的斑岩型铜矿 江西德兴斑岩铜矿(七) 岩浆矿床的特点（P54）1. 岩浆矿床是同生矿床，成矿作用与母岩成岩作用基本上是同时进行的，成矿作用随母岩的固结而结束。2. 一般产于母岩体内有时候甚至就是岩体本身，浸染状矿体与母岩多为渐变关系、过度关系，贯入式矿体和母岩分界线常常比较分明。3. 矿石的矿物成分和母岩的基本相同，主要的脉石矿物就是母岩的造岩矿物。4. 成矿温度一般在岩浆的结晶温度范围内，不同矿床温度变化很大。5. 早期形成的矿床一般不伴随围岩蚀变，晚期形成的伴随围岩蚀变作用。(八) 早期岩浆矿床、晚期岩浆矿床的特点（P60）早期岩浆矿床晚期岩浆矿床结晶时间矿石矿物早于或同时脉石矿物矿石矿物晚于脉石矿物典型矿石结构自形晶结构，浸染状构造他形晶结构，海绵陨铁结构矿物成分与母岩的基本一致成分会有不同，伴有围岩蚀变矿体围岩分界线渐变或者迅变贯入式清晰，浸染式界线过渡状态产出状态层状带状透镜状，主要在下部层状透镜状，各个部位都有矿体密度一般比岩浆密度大无明显差异，还可有小于岩浆密度的(九) 简述岩浆矿床的主要类型并列举三个或三个以上的实例岩浆矿床一共四个类型：岩浆分结矿床，岩浆熔离矿床，岩浆爆发矿床，岩浆凝结矿床实例：四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床 甘肃金川铜镍硫化物矿床 莱索托卡奥金刚石矿床(十) 矽卡岩矿床成矿阶段的划分（P104）可分为2个成矿期和5个成矿阶段。（一） 矽卡岩期 早期矽卡岩阶段（干矽卡岩阶段）：钙镁铝矿物与二氧化硅反应，主要形成对应硅酸盐产物。这一时期的主要产物是硅灰石，透辉石，钙铁榴石等岛状和无水硅酸盐矿物。 晚期矽卡岩阶段（湿矽卡岩阶段）：早期形成的硅酸盐矿物发生交代作用，生成透闪石阳起石绿帘石等复杂的带状链状含水硅酸盐类矿物。 氧化物阶段（过渡时期）：这一阶段形成长石类云母类矿物后期还有硫化物。（二） 石英-硫化物期：二氧化硅不再交代形成矽卡岩矿物，而是独立析出大量石英。这一时期还产生了绿泥石，同时，形成大量金属硫化物。 早期硫化物阶段（铁铜硫化物阶段）：脉石矿物主要为绿泥石，绢云母，萤石和石英等；矿石矿物主要为高温条件下形成的铜铁钼铋砷的硫化物。 晚期硫化物阶段（铅锌硫化物阶段）：碳酸盐类矿物明显增多，形成的金属矿物主要是方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等。(十一) 叙述矽卡岩矿床的分带特征接触交代矿床矿体具有分带性，岩浆岩一侧形成内矽卡岩，主要由较高温矿物组成，称为内带。靠近围岩一侧形成外矽卡岩，主要由较低温矿物组成，称作外带。从岩浆岩-内矽卡岩-外矽卡岩-围岩，氧化硅和氧化铝含量降低，氧化钙含量增加。左图为“矽卡岩矿床在侵入体接触带上不同距离上的分配示意图”(十二) 分析影响矽卡岩矿床形成的岩浆岩地质条件（1） 岩浆岩条件 岩浆岩演化过程中析出的含矿热液是形成矽卡岩矿床先决条件。从岩体性质看，不同酸度的岩浆岩侵入体伴生的矿化组合不一样，从岩体产状看，中深-浅成环境岩体最有利于接触交代作用的产生。从岩体规模看，中小型侵入体多见。从岩体的形成年代看，我国东部燕山期为主，西部海西期为主。（2） 围岩条件 围岩决定了矽卡岩形成的成矿作用方式、规模和成分。碳酸盐岩有利于形成矽卡岩矿床，其中，薄层的成分不纯的更有利于成矿，此外，孔隙度高的岩石比低渗透率的岩石更易于生成矽卡岩。膏岩层对于形成矽卡岩起促进作用。(十三) 叙述热液矿床的主要特点（1） 含矿热液来源多 由于成分不同，形成的矿床地质特征自然也不同。（2） 含矿热液成分复杂 以水为主，并且含挥发性组分，成分复杂形成矿床多。（3） 形成温度低、深度浅 一般在400度以下，最深一般不超过4.5km。（4） 成矿时间一般晚于围岩 除SEDEX矿床外，其余一般属于后生矿床（5） 构造控制作用极为显著 各种构造对矿床起到了重要控制作用。（6） 成矿方式以充填作用和交代作用为主（7） 矿石物质成分复杂（8） 矿床形成过程的多期多阶段性（9） 矿床的围岩蚀变发育有明显分带性 (十四) 热液矿床成因分类及特点（P124）按照形成温度可分为：高温、中温、低温热液矿床高温热液矿床中温热液矿床低温热液矿床形成温度300到600度200度到300度50度到200度形成压力（Pa）(2 to 10)X107(1to5)X107小于107形成深度1km 4.5km2-0.5km几百米到地表主要矿物成分氧化物含氧盐硫化物成分复杂低温矿物矿石结构及粒度粗粒，带状构造中粒，带状及角砾细粒，角砾状构造(十五) 岩浆热液矿床成矿作用及蚀变类型（P136）岩浆热液矿床成矿作用：由岩浆结晶分异过程中分出的气水溶液，在侵入体内部及附近围岩的有利构造中，通过充填和交代的方式形成的矿床，称为岩浆热液矿床。过充填和交代的方式形成的矿床，称为岩浆热液矿床。1、岩浆热液的产生与运移在深部高温高压条件下（温压条件为600300、84km），由于岩浆的演化，导致超临界流体的分离，当冷却至临界点之下就变成热液。当内压大于外压时，它们就从岩浆房分出。由于大量挥发份的存在，提高了金属在溶液中的溶解度。金属离子在溶液中主要呈硫化物、氧化物、氟化物、氯化物等形式被搬运。2岩浆热液的早期成矿作用在岩浆气液作用早期，由于F-、Cl-阴离子大量存在，溶液pH值低，多呈酸性、弱酸性。若围岩是非钙质岩石酸性岩浆岩或硅铝质岩石的情况下，当溶液分出后，未经长距离的搬运即在酸性岩体的顶部或其上覆围岩中沉淀成矿。由于所在较深的环境下，降温缓慢，其它物理化条件的变化也不显著，酸性溶液不易被中和，因而有利于高温矿物的沉淀；蚀变是长石水解为粗中粒的石英和白云母典型的云英岩化，伴随大量的W、Sn等矿物结晶、富集形成高温热液脉状矿床，即云英岩型钨、锡石英脉矿床。3 岩浆热液的中期成矿作用即在中温（200300）、中深（13km）的条件下，由于热液的温度降低，金属硫化物开始相对聚集，在向构造裂隙或减压部位运移过程中，特别是流经灰岩、泥灰岩和其它碳酸盐岩石时，溶液很快被中和，使原来酸性一弱酸性含矿溶液变为中性溶液，甚至呈弱硷性的，不能在酸性溶液中沉淀的硫化物开始沉淀；如矿液具有足够的温度和相当的活泼性，溶液和围岩则可发生交代作用，形成交代矿床。伴随绿泥石化、绢云母化、黄铁绢英岩化、硅化、碳酸盐化以及蛇纹石化，形成以硫化物、复硫盐类为主的多金属矿床。它们虽然与侵人体关系较密切，但在空间上仍有一定距离。4、晚期岩浆热液作用热液温度在20050，成矿压力小于1107Pa，（0-0.5km），含矿溶液多变成弱酸性为主，某些金属则以碳酸盐形式从热液中沉淀出来，形成菱铁矿、菱锰矿、菱镁矿等矿床。此外，还可形成滑石、纤维蛇纹石石棉等非金属矿床。(十六) 岩浆热液矿床的主要类型及特征（p138）岩浆热液矿床的主要类型有：钠长岩型稀有、稀土元素矿床 发生了钠长石化的花岗岩有关的Li、Nb、Ta、Rb、Cs等稀有元素的各类矿床，主要由蚀变钠长石组成，位于酸性花岗岩上部蚀变体内，矿石浸染状分布，具有明显分带性，可见有成矿元素贫化或者富集，分布不均。云英岩型钨锡等矿床 以发生了云英岩化为特征，主要发生在酸性侵入体尖端突出部位，含钨、锡石英脉矿床是最主要的云英岩型矿床，也是钨矿的最主要矿床类型。此类矿床以产钨为主，伴生锡、钼，可综合利用，有些还伴有铍、铜、铅、锌等。我国钨矿极其丰富，储量和产量都占世界首位，它们大多属于云英岩型矿床。矿床规模一般为中小型，少数规模很大，为重要的矿床类型，如钨矿的储量可以达到几几十万吨。脉型以及构造蚀变岩钨锡矿 这类矿床的地质特征主要表现为：（1）这类矿床多与中酸性岩浆岩有一定的空间和成因联系，矿区附近一般都有花岗岩、花岗闪长岩等中深成岩浆岩出露，岩体以中小型规模居多，常成岩株状产出，出露面积多为数十平方公里，少数成巨大的岩基状产出。矿脉很少直接产于岩浆岩体内，大多分布在岩浆岩附近的围岩中。（2）含矿围岩主要为化学性质比较稳定的铝硅酸盐岩石，如板岩、千枚岩、片岩、页岩、石英砂岩等，当围岩是碳酸盐岩时，脉状多金属矿床往往和接触交代矿床伴生。（3）断裂构造对这类矿床的产出位置、矿脉的形态、规模有重要影响，矿脉可分三种类型：单脉：主要受张扭性的断裂控制，成矿作用方式以充填为主。与围岩界线清晰，围岩破碎不明显，厚度一般可达十几米至数十米；长数百米至上千米不等，矿化带的整体形态规则而简单；薄脉带：受平行断裂组控制，矿化带内的矿体形态复杂多变，有呈分枝、复合的脉状，也有不很规则的透镜状，在断裂带中或断续出现或斜列分布，每一单脉厚度不超过1-2米；网脉带：主要受压扭性的断裂破碎带控制，由数条至数十条相互交织的单脉构成。除脉状外，有时尚有似层状、透镜状、柱状矿体。（4）矿床的围岩蚀变多样，常见硅化、绢云母化、绢英岩化、黄铁绢英岩化、钾化、碳酸盐化、绿泥石化等。由于构造断裂的多期活动和矿化的多期作用，矿石构造比较复杂，在一个矿床中经常同时出现多种矿石构造类型，常见的有块状构造、角砾状构造、脉状构造，网脉状构造、条带状构造和晶洞状构造。般认为脉状多金属硫化物矿床的成矿物质主要来自岩浆或深部岩石，与围岩的成分无多大关系，矿床是区内花岗岩类演化、分异的产物，属于岩浆中温热液矿床。(十七) 复成热液矿床的矿床实例简介（p185）复成热液矿床是由不同期次、不同成因的含矿热液复合叠加形成的矿床，成矿作用复杂，特点是矿床规模巨大、含有多期次形成的矿物，多矿种共生可形成特大型矿床。典型矿床类型：白云鄂博稀土铌铁矿床、奥林匹克坝式铜金铀稀土矿床奥林匹克坝式铜金铀稀土矿床奥林匹克坝式铜金铀稀土矿床是典型的IOCG型矿床，总价值1400亿美元，各种元素都可构成超大矿床，矿床所属南澳斯图尔特陆棚区，东侧通过托伦斯断层与阿德莱德地槽分开。矿体赋存在巨大的奥林匹克坝角砾杂岩体中，中心为漏斗状角砾岩，大多数矿物浸染状存在于富赤铁矿的角砾岩基质中，铜矿有黄铜矿，斑铜矿和辉铜矿，铀矿有晶质铀矿、铀石和钛铀矿，金为自然金。岩石普遍遭受绢云母化赤铁矿化等。矿石储量至少20亿吨，平均含铜1.6%，还含有大量铁、银、钴可综合回收。(十八) 喷流沉积矿床及成因模式（p153-155）以沉积岩为容矿岩石的块状硫化物矿床称为喷流沉积型铅锌矿床。该类矿床分布广泛，成分上呈现出复含Pb、Zn（品位是VMS型矿床的数倍），伴生Ag但贫Cu为特征。通常形成于拉张构造带或者断裂谷控制的克拉通沉降盆地等。关于其成因，目前有两种说法：盆地压实卤水模式和海底热液对流模式。前者认为成矿流体和金属矿物是盆地压实过程中从厚层沉积岩中释放出来的。后者认为发生了海底塌陷作用，海底产生大量微裂隙，低温流体发生了对流循环。(十九) VMS型海相火山热液矿床的主要特征和形成背景（p217-218）形成过程：（1）成矿前阶段。 高温酸性纯气液作用使得围岩矿物组分发生强烈的重新组合。（2）硫离子和铁离子的过饱和溶液在海底形成丰富的二硫化铁沉淀，含矿溶液温度上升。（3）热水溶液作用：热水溶液中硫离子一般不饱和，常常含有氯化物或者络合物形式存在的铜铅锌等，这些金属可以取代二硫化铁中的铁元素形成含矿矿石。基本特征：（1）与同时代的镁铁质和长英质火山岩、火山碎屑岩关系密切，形成于火山活动间歇期（2）矿体有整合和不整合两类，整合型矿体呈层状、似层状产出，与上盘岩石界限清楚，而与下盘岩石渐变过渡，矿石具块状构造。在整合矿体下，存在由浸染状、细网脉状矿石组成的不整合型矿体；（3）从下向上、从内到外存在Cu（黄铜矿）Zn（闪锌矿）Pb（方铅矿）矿化分带，黄铁矿出现在所有的带中；（4）富铁（有时富锰）的硅质岩形成于海底热水活动的减弱阶段。 （5）除别子型矿床外，其他类型的VMS矿床中，整合型矿体的下盘岩石中存在绿泥石和绢云母的蚀变，形成陡立的管（筒）状蚀变带，通常从内向外具明显的水平分带。(二十) 斑岩型矿床的特点（P206）1) 以铜矿、钼矿为主，也有钨矿。2) 与矿床有关的主要是浅成-超浅成闪长斑岩、花岗斑岩等次火山岩，含矿热液主要来自次火山岩体泠凝过程中挥发性组分的蒸馏和气化作用。3) 矿床主要产生于次火山或者其围岩接触带内，以及各种喷出岩中。4) 斑岩型矿床与火山活动息息相关，受深大断裂控制，常呈现带状分布。5) 由于成矿温度下降较快，造成复杂多样的矿石组合和结构构造。6) 矿床规模大，埋藏浅，品位低，但容易开采，且可供综合利用的矿产多。(二十一) 斑岩铜矿床的蚀变分带及矿床成因斑岩型铜矿床具有四个特点：一大二贫三易选四露采矿床围岩蚀变极为发育，具有明显的垂直分带现象。自岩体中心向外可以划分为4个带：钾化带(黑云母-钾长石带) 绢英带(绢云母-石英带) 泥化带青磐岩带。成因：矿床的成因经历了从高温到低温的过程，与矿化有关的斑岩与火山岩浆同源，一般是斑位于板块边缘，也可产于内陆造山带。从已有的资料来看，控制斑岩铜矿就位的主要地质因素是断裂岩浆作用。也就是说，斑岩铜矿是在张性构造环境下，成矿岩浆沿断裂通道上升形成的。并且含矿岩体一般赋存在深断裂带的次级断裂或背(向)斜之中。(二十二) 红土型镍矿床成因（P235）成因是含镍的超基性岩发生了风化作用，含镍的硅酸盐矿物分解，镍从原生矿物的晶格中解脱出来，离子状态进入溶液被溶液中粘土矿物和针铁矿吸附，或者直接从胶体中沉淀，形成两类主要的含镍矿物：一类是硅酸盐和铝酸盐，另外一类是针铁矿和锰的氧化物。红土型镍矿床从顶部到底部一般有五个分带：褐铁矿带，粘土带，残余土带，母岩氧化带，未风化带。(二十三) 风化矿床的水文地质条件分带地下水具有垂直分带性，风化矿床也因此具有垂直分带的特点。根据地下水循环的特点，自上向下分为三个带： -地表-渗透带 含有有机酸、硫酸盐、细菌等，季节性差异大，风化作用最强烈-地下水面- 流动带 地下水侧向缓慢流动，季节性变化不太明显，主要是淋滤发生还原、胶结作用-停滞水面-停滞水带 基本处