第九章-矿物的形成与变化PPT课件

1、第1页/共30页 岩浆作用形成的矿物特点岩浆作用形成的矿物特点在岩浆作用中，形成的主要矿物及其晶出的顺序依次为：在岩浆作用中，形成的主要矿物及其晶出的顺序依次为：Mg, FeMg, Fe硅酸盐硅酸盐橄榄石、辉石、角闪石、黑云母；橄榄石、辉石、角闪石、黑云母；K, Na, CaK, Na, Ca硅酸盐硅酸盐斜长石、正长石、微斜长石以及石英斜长石、正长石、微斜长石以及石英由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆，在侵入地由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆，在侵入地下或喷出地表冷凝下或喷出地表冷凝_岩浆岩岩浆岩相同条件下结晶的矿物的组合相同条件下结晶的矿物的组合不同类型的岩浆岩不同类型的岩浆岩

2、第2页/共30页第3页/共30页岩浆岩化学成分变化规律第4页/共30页第5页/共30页第6页/共30页纯橄榄岩等粒结构第7页/共30页辉长岩第8页/共30页花岗岩第9页/共30页 伟晶作用形成的矿物特点伟晶作用形成的矿物特点 以矿物晶体粗大为特征，形成温度以矿物晶体粗大为特征，形成温度400400700700，形成，形成 深度约深度约3 38km8km。一般分为岩浆伟晶作用和变质伟晶作用。一般分为岩浆伟晶作用和变质伟晶作用 几乎所有的侵入岩都有自己相应的伟晶岩，如花岗伟晶岩、几乎所有的侵入岩都有自己相应的伟晶岩，如花岗伟晶岩、 碱性伟晶岩、基性超基性伟晶岩等。其中分布最广、最有碱性伟晶岩、基性

3、超基性伟晶岩等。其中分布最广、最有 工业价值的是花岗伟晶岩，其次是碱性伟晶岩。工业价值的是花岗伟晶岩，其次是碱性伟晶岩。 伟晶岩中挥发份大量聚集，富含碱质和稀有、放射性伟晶岩中挥发份大量聚集，富含碱质和稀有、放射性 元素（元素（Nb, Ta, TR, U, Sn, Li, Rb, CsNb, Ta, TR, U, Sn, Li, Rb, Cs等）等） 主要矿物有长石、石英、云母、锂辉石、锆石、铌钽主要矿物有长石、石英、云母、锂辉石、锆石、铌钽 铁矿、褐钇铌矿、磷铈镧矿等铁矿、褐钇铌矿、磷铈镧矿等。 伟晶岩还可形成许多宝石矿物，如绿柱石、电气石、黄伟晶岩还可形成许多宝石矿物，如绿柱石、电气石、黄

4、 玉、水晶等玉、水晶等 第10页/共30页第11页/共30页镁矽卡岩镁矽卡岩 围岩是白云岩或白云质灰岩。围岩是白云岩或白云质灰岩。主要矿物主要矿物 镁橄榄石、尖晶石、透辉石、镁铝石榴子石、镁橄榄石、尖晶石、透辉石、镁铝石榴子石、 磁铁矿等磁铁矿等 接触交代作用形成的矿物特点接触交代作用形成的矿物特点钙矽卡岩钙矽卡岩 围岩以石灰岩为主围岩以石灰岩为主主要矿物主要矿物 钙铝石榴子石、钙铁石榴子石、透辉石、钙铝石榴子石、钙铁石榴子石、透辉石、 钙铁辉石、硅灰石、方柱石、符山石等钙铁辉石、硅灰石、方柱石、符山石等发生在中酸性岩浆侵入体同碳酸盐类的接触带发生在中酸性岩浆侵入体同碳酸盐类的接触带 ，所形成

5、的岩石称为矽卡岩，所形成的岩石称为矽卡岩 。后期有热液矿化交代作用，形成后期有热液矿化交代作用，形成Fe, Cu, W, Mo, B和多金属等矿床。矽卡岩和多金属等矿床。矽卡岩是在是在600400 C左右形成的。金属矿物在左右形成的。金属矿物在450200 C形成，深度一般在形成，深度一般在1-4.5km第12页/共30页碳酸盐地层中酸性岩浆第13页/共30页第14页/共30页 热液作用形成的矿物特点热液作用形成的矿物特点岩浆期后热液变质热液地下水热液热液及其来源？热液及其来源？第15页/共30页高温热液高温热液 形成温度约在形成温度约在500300之间之间 W-Sn-Mo-Bi-Be-Fe的

6、矿物组合及相应的矿床的矿物组合及相应的矿床 金属矿物金属矿物 黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂 非金属矿物非金属矿物 石英、云母、黄玉、电气石、绿柱石石英、云母、黄玉、电气石、绿柱石中温热液中温热液 形成温度在形成温度在300200之间之间 Cu-Pb-Zn的矿物组合和相应的矿床的矿物组合和相应的矿床 金属矿物金属矿物 黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、自然金等黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、自然金等 非金属矿物非金属矿物 石英、方解石、白云石、菱镁矿、重晶石等石英、方解石、白云石、菱镁矿、重晶石等低温热液低温热液 形成于形成于20050之间之间 As

7、-Sb-Hg-Ag的矿物组合及相应的矿床的矿物组合及相应的矿床 金属矿物金属矿物 雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、自然银等雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、自然银等 非金属矿物非金属矿物 石英、方解石、蛋白石、重晶石等石英、方解石、蛋白石、重晶石等第16页/共30页造岩矿物与岩浆岩类似，区别在于出现高温相矿物，如透造岩矿物与岩浆岩类似，区别在于出现高温相矿物，如透长石、高温石英等。矿物除形成斑晶外，均成隐晶质。岩长石、高温石英等。矿物除形成斑晶外，均成隐晶质。岩石具有气孔、流纹构造。石具有气孔、流纹构造。火山热液充填于火山岩气孔或交代火山岩，气孔中由于充火山热液充填于火山岩气孔或交代火山岩，气孔中由于充填物

8、而成杏仁体构造。主要矿物有沸石、蛋白石、方解石、填物而成杏仁体构造。主要矿物有沸石、蛋白石、方解石、自然铜等。自然铜等。由火山喷气凝华的产物有自然硫、雄黄、雌黄、硫化物和由火山喷气凝华的产物有自然硫、雄黄、雌黄、硫化物和石盐等。石盐等。火山作用形成矿物的特点火山作用形成矿物的特点火山作用中矿物自岩浆熔体或火山喷气中迅速结晶，或由火山热液充填、交代火山火山作用中矿物自岩浆熔体或火山喷气中迅速结晶，或由火山热液充填、交代火山岩而形成。在地表，岩浆在常压、高温下迅速结晶，形成与岩浆成分相对应的各种岩而形成。在地表，岩浆在常压、高温下迅速结晶，形成与岩浆成分相对应的各种喷出岩喷出岩自然硫第17页/共3

9、0页风化作用条件下形成矿物的特征风化作用条件下形成矿物的特征 包括物理风化、化学风化和生物风化作用过程。原生矿物经风化后发生分解包括物理风化、化学风化和生物风化作用过程。原生矿物经风化后发生分解和破坏，形成在新的条件下稳定的矿物和岩石。不同矿物抗风化的能力是不同的：和破坏，形成在新的条件下稳定的矿物和岩石。不同矿物抗风化的能力是不同的：硫化物、碳酸盐最易风化，硅酸盐、氧化物较稳定；自然元素最稳定硫化物、碳酸盐最易风化，硅酸盐、氧化物较稳定；自然元素最稳定 在风化作用下，易溶解矿物的部分组分如在风化作用下，易溶解矿物的部分组分如K, Na, Ca等形成真溶液，被地表水带走，留下等形成真溶液，被地

10、表水带走，留下残余空洞；部分难溶组分如残余空洞；部分难溶组分如Si, Al, Fe, Mn等则残留在地表，生成氧化物、氢氧化物，等则残留在地表，生成氧化物、氢氧化物，如褐铁矿、硬锰矿、锰土（在较大面积上分如褐铁矿、硬锰矿、锰土（在较大面积上分布时，则称布时，则称“帽帽”，如，如“铁帽铁帽”，“锰帽锰帽”等），铝土矿、高岭石等次生矿物等），铝土矿、高岭石等次生矿物第18页/共30页金属硫化物矿床易遭受风化，在良好的风化作用条件下，可以呈现垂直分带，即从金属硫化物矿床易遭受风化，在良好的风化作用条件下，可以呈现垂直分带，即从地表向地下深部分为氧化带、次生硫化物富集带和原生硫化物带。它们的发育程度地

11、表向地下深部分为氧化带、次生硫化物富集带和原生硫化物带。它们的发育程度与地下水有关，其特点为：与地下水有关，其特点为：次生富集带次生富集带 分布地下水流动带。从氧化带淋分布地下水流动带。从氧化带淋滤出来的某些金属硫酸盐溶液渗透到潜水面以滤出来的某些金属硫酸盐溶液渗透到潜水面以下，在还原条件下，与原生硫化物或与化学性下，在还原条件下，与原生硫化物或与化学性质活泼的围岩（如石灰岩）发生化学反应，生质活泼的围岩（如石灰岩）发生化学反应，生成次生硫化物，从而增加了原生矿石中某些金成次生硫化物，从而增加了原生矿石中某些金属的含量，使有用金属富集，故称之为次生富属的含量，使有用金属富集，故称之为次生富集带

12、。集带。 原生带原生带 分布在大致相当于滞留水带。原生分布在大致相当于滞留水带。原生硫化物没有遭受风化。硫化物没有遭受风化。 氧化带氧化带 分布在地表至潜水面之间，大致相当于地下水渗透带。该部位分布在地表至潜水面之间，大致相当于地下水渗透带。该部位水解作用和氧化作用非常强烈，硫化物在氧化过程中大部分金属形成可溶水解作用和氧化作用非常强烈，硫化物在氧化过程中大部分金属形成可溶性盐类而被淋滤；一些铁和锰的硫化物很容易被氧化，形成氧化物和氢氧性盐类而被淋滤；一些铁和锰的硫化物很容易被氧化，形成氧化物和氢氧化物，构成铁（锰）帽化物，构成铁（锰）帽第19页/共30页 CuFeS2(黄铜矿)+O2CuSO

13、4+FeSO4 2CuSO4+CO2+H2OCu2CO3(OH)2（孔雀石） +2H2SO4 FeSO4+2H2SO4+O22Fe2SO43+2H2O Fe2SO43+4H2O2FeO(OH)(针铁矿)+2H2SO4 2CuSO4+CaCO3+H2OCu2CO3(OH)2（孔雀石） +2CaSO4(硬石膏)+CO2 3CuSO4+2CO2+4H2OCu3CO32(OH)2（蓝铜矿） +3H2SO4 14CuSO4+5FeS2（黄铁矿）+12H2O7Cu2S(辉铜矿) +5FeSO4+12H2SO4 CuSO4+ZnS(闪锌矿)CuS(铜蓝)+ZnSO4黄铜矿在地表的风化过程黄铜矿在地表的风化过

14、程第20页/共30页机械沉积机械沉积 当风化产物被水当风化产物被水流冲刷和再沉积流冲刷和再沉积时，物理和化学时，物理和化学性质稳定的矿物，性质稳定的矿物，就形成机械沉积。就形成机械沉积。如长石、石英砂如长石、石英砂及少量的重矿物，及少量的重矿物，构成砂岩等沉积构成砂岩等沉积岩。比重较大的岩。比重较大的有工业意义的重有工业意义的重砂矿物，在河谷砂矿物，在河谷或其它有利地段或其它有利地段集中堆积，形成集中堆积，形成漂漂砂矿床砂矿床。Au Pt化学沉积化学沉积 由溶液直接结由溶液直接结晶。多在干旱晶。多在干旱炎热气候条件炎热气候条件下，在干涸的下，在干涸的内陆湖泊、半内陆湖泊、半封闭的泻湖及封闭的泻

15、湖及海湾中，各种海湾中，各种盐类溶液因过盐类溶液因过饱和而结晶。饱和而结晶。如在盐湖中，如在盐湖中，结晶的矿物有结晶的矿物有石膏、硬石膏、石膏、硬石膏、石盐、钾盐、石盐、钾盐、光卤石光卤石等等 胶体沉淀胶体沉淀 胶体溶液被带入胶体溶液被带入湖、海盆内，受湖、海盆内，受到电介质的作用到电介质的作用发生凝聚而沉淀，发生凝聚而沉淀，形成形成Fe, Mn, Al, Si的氧化物和氢的氧化物和氢氧化物，如氧化物，如赤铁赤铁矿、铝土矿、软矿、铝土矿、软锰矿、硬锰矿锰矿、硬锰矿等。等。胶休矿物常形成胶休矿物常形成致密块状、鲕状、致密块状、鲕状、豆状、肾状豆状、肾状等形等形态态 生物沉积生物沉积 生物有机生物

16、有机体沉积而体沉积而成。常由成。常由生物的骨生物的骨骼和遗骸骼和遗骸堆积而成。堆积而成。如石灰岩、如石灰岩、硅藻土、硅藻土、磷块岩、磷块岩、煤、油页煤、油页岩、石油岩、石油等等 沉积作用条件下形成矿物的特征沉积作用条件下形成矿物的特征第21页/共30页接触热变质作用条件下形成矿物的特点接触热变质作用条件下形成矿物的特点 由于岩浆侵入使围岩受到热的影响而引起的变质作用。引起围岩的由于岩浆侵入使围岩受到热的影响而引起的变质作用。引起围岩的重结晶，也可形成新的矿物。重结晶，也可形成新的矿物。由于围岩的化学成分及变质条件的不同，将产生不同的变质矿物。由于围岩的化学成分及变质条件的不同，将产生不同的变质

17、矿物。以泥质岩为例，泥质岩在热变质热变质条件下形成各种角岩：以泥质岩为例，泥质岩在热变质热变质条件下形成各种角岩： 低级变质（温度不高）时生成斑点状红柱石；低级变质（温度不高）时生成斑点状红柱石； 中级变质时（温度中等），主要生成堇青石、中级变质时（温度中等），主要生成堇青石、 石榴子石、白云母；石榴子石、白云母； 高级变质（高温）下，生成矽线石、正长石、高级变质（高温）下，生成矽线石、正长石、 刚玉、石墨等刚玉、石墨等 接触热变质第22页/共30页 与原岩的成分和变质与原岩的成分和变质程度程度 向生成不含向生成不含OH的方向的方向发展发展 向体积小、比重大的向体积小、比重大的矿物转化矿物转化

18、 定向压力下，柱状和定向压力下，柱状和片状矿物呈定向排列，片状矿物呈定向排列，使使 岩石具有片理和片麻岩石具有片理和片麻理构造理构造区域变质作用条件下形成矿物的特征区域变质作用条件下形成矿物的特征特点特点 伴随区域构造运动而发生的大面积的变质作用。引起岩石（或矿床）发生伴随区域构造运动而发生的大面积的变质作用。引起岩石（或矿床）发生变化的直接因素是高温、高压和以变化的直接因素是高温、高压和以H2O、CO2为主要活动性组分的流体，使原为主要活动性组分的流体，使原岩矿物重结晶，并常常伴有一定程度的交代作用，结果形成新的矿物组合岩矿物重结晶，并常常伴有一定程度的交代作用，结果形成新的矿物组合 分类分

19、类(1) 低级区域变质作用：一般为白云母、低级区域变质作用：一般为白云母、绿帘石、阳起石、蛇纹石、滑石、绿绿帘石、阳起石、蛇纹石、滑石、绿泥石和黑云母等含泥石和黑云母等含OH的硅酸盐；的硅酸盐；(2) 中级区域变质作用：有角闪石、斜长中级区域变质作用：有角闪石、斜长石、石英、石榴子石、透辉石、绿帘石、石英、石榴子石、透辉石、绿帘石、云母等；石、云母等；(3) 高级区域变质作用：生成不含高级区域变质作用：生成不含OH、在、在高温高压下稳定的矿物，如正长石、高温高压下稳定的矿物，如正长石、斜长石、堇青石、矽线石、辉石、橄斜长石、堇青石、矽线石、辉石、橄榄石、刚玉和尖晶石等榄石、刚玉和尖晶石等 第2

20、3页/共30页二二 、反映矿物形成条件的标志、反映矿物形成条件的标志1 1、矿物的标型特征不同成因的同种矿物不同成因的同种矿物成分标型成分标型微量元素类质同像混入物、不同种类水的含量微量元素类质同像混入物、不同种类水的含量结构标型结构标型多型、有序度、阳离子配位、键长、晶胞体积等多型、有序度、阳离子配位、键长、晶胞体积等形态标型形态标型晶体的形状、习性、大小、双晶邻界面、集合体晶体的形状、习性、大小、双晶邻界面、集合体 特点特点物性标型物性标型颜色、条痕、光泽、硬度、相对密度、发光颜色、条痕、光泽、硬度、相对密度、发光 性、磁化率、热电系数等性、磁化率、热电系数等不同成因的同种矿物其成分、结构

21、、形态、特性等因生不同成因的同种矿物其成分、结构、形态、特性等因生成条件不同而有差异，这些能反映生成条件的特征称为成条件不同而有差异，这些能反映生成条件的特征称为矿物的标型特征矿物的标型特征第24页/共30页2、标型矿物 只限于某种特定的成岩、成矿作用中才能形成的只限于某种特定的成岩、成矿作用中才能形成的矿物，亦即单成因矿物。矿物，亦即单成因矿物。 如：如： 只产于碱性火山岩和次火山岩中的白榴石只产于碱性火山岩和次火山岩中的白榴石 只生成在低温热液矿床中的辰砂、辉锑矿只生成在低温热液矿床中的辰砂、辉锑矿 只产于变质岩中的十字石，标志中级变质作用环境只产于变质岩中的十字石，标志中级变质作用环境

22、蓝闪石是低温高压变质带产物的特征蓝闪石是低温高压变质带产物的特征 柯石英超高压变质（柯石英超高压变质（2.8GPa)的产物的产物 标型矿物可以表征特定的地质作用条件。因此，标型矿标型矿物可以表征特定的地质作用条件。因此，标型矿物本身就是成因上的标志物本身就是成因上的标志 第25页/共30页3 3、矿物的生成顺序和世代同种矿物也有生成早晚的不同。凡经过一定时间间隔，介质和生成条件发生改变或同种矿物也有生成早晚的不同。凡经过一定时间间隔，介质和生成条件发生改变或生长经过中断时，其前后所生成的同种矿物，属于两个世代生长经过中断时，其前后所生成的同种矿物，属于两个世代 第26页/共30页共生组合共生组

23、合 同一成因、同一成矿期同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）的矿物组合（或成矿阶段）的矿物组合伴生组合伴生组合 不同成因或成矿期不同成因或成矿期（或成矿阶段）的（或成矿阶段）的矿物组合矿物组合4 4、矿物的组合、共生和伴生矿物组合矿物组合 不管生成时间先后，只要在空间上共同存在不管生成时间先后，只要在空间上共同存在 的不同矿物就称为一个矿物组合的不同矿物就称为一个矿物组合第27页/共30页三三 、矿物的变化、矿物的变化1 1、矿物成分和结构的变化、矿物成分和结构的变化矿物形成之后，在后续的地质作用过程中，由于物理化学条件的改变，使矿物的成矿物形成之后，在后续的地质作用过程中，由于物理化学条件的改变，使矿物的成分和结构变化而形成新的矿物。例如，在风化作用中，钾长石变为高岭石：分和结构变化而形成新的矿物。例如，在风化作用中，钾长石变为高岭石：4KAlSi3O8+4H2O+2CO2Al4Si4O10(OH)8+8Si