第7.2章沉积矿床-胶体化学

1、沉 积 矿 床 一、机械沉积矿床 二、胶体化学沉积矿床 三、蒸发沉积矿床 四、生物化学沉积矿床第三节 沉 积 矿 床 的 主 要 类 型概述 胶体化学沉积矿床形成条件 胶体化学沉积矿床类型及特征 二、胶 体 化 学 沉 积 矿 床二、胶 体 化 学 沉 积 矿 床（一）、概述 1.胶体溶液概念和特征概念：一种颗粒直径介于1100m的分散体系，其性质介于粗分散系（浊液，颗粒直径100m）与离子分散系（真溶液，颗粒直径0.2氧化物矿物相带pH 7.0Eh 0.2 -0.1pH 9.0Eh -3 .0 -0.5高价铁的氧化物(赤铁矿、褐铁矿) 粗细碎屑岩沉积细粉砂质沉积 铁的硅酸盐(鲕绿泥石 )pH

2、 7.0 Eh -0.3 0.0粘土岩沉积铁的硫化物(黄铁矿、白铁矿) -pH Eh-铁的碳酸盐（菱铁矿） 硅酸盐矿物相带碳酸盐矿物相带硫化物矿物相带类型一：胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床1）氧化矿物相带：氧化界面（即游离氧的下界）直达盆地底部，在水底淤泥层中有大量过剩氧，而成为充分的氧化环境，主要铁是氧化物，如：赤铁矿、褐铁矿、针铁矿等，少量高价的氢氧化物。2）硅酸盐矿物相鲕绿泥石相带：氧化界面在盆地底面附近，但淤泥中已无剩余的游离氧，这样就形成了铁的硅酸盐（鲕绿泥石）等矿物。3）碳酸盐矿物相菱铁矿相带：氧化界面在盆地底面以上，在淤泥中含有机物质，含氧量不足，不能使低铁化合物氧化。在

3、还原条件下，形成菱铁矿和碳酸钙的混合物，而以菱铁矿为主要成分。类型一：胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床4）硫化物相硫化氢相带：氧化界面远在水盆地底面之上，在细菌活动下，使有机物质分解产生大量的硫化氢，并与铁结合，形成黄铁矿、白铁矿、胶黄铁矿等。 上述各相带与海湖盆地深度或距岸远近程度有密切关系。海盆浅部以沉积氧化矿物相为特征，而深部则以硫化矿物相为特征。因此，研究铁的矿物相的变化对于确定海岸线的位置，海盆地的深浅和古地理情况有重要意义.北方的“宣龙式”（Chch）;南方“宁乡式”（D）类型一：胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床图 河北宣龙铁矿床地质剖面图 图 我国南方宁乡式铁矿剖面图

4、 海相沉积铁矿床的成矿机理化学沉积说（1）地壳表层，Fe2+化合物容易形成硫酸盐或重碳酸盐的真溶 液被搬运， Fe3+很难溶解，大部分呈胶体溶液被搬运（2）由于地表水中含大量游离氧，铁的各种溶解的盐类大多被 氧化、水解成Fe(OH)3胶体被地表水搬运（3）一定数量的腐植酸可起到护胶作用，使胶体在水中作长距 离的搬运。腐植酸过量或过少可引起沉淀（4）铁的胶体溶液被搬运至湖、海盆地中时，Fe3+胶体溶液 由于海水中电解质中和或湖水中腐植酸过量而沉淀 鲕状构造成因（1）动荡环境成鲕说 鲕粒粒径大小不一，为水体动荡分选的结果 鲕状铁矿内常有菱铁矿和鲕状赤铁矿的角砾碎片 常见复鲕构造 矿石中可见斜层理（

5、2）成岩作用成鲕说 鲕粒具明显多壳层构造，单层由赤铁矿、菱铁矿、绿泥石、玉髓等组成 鲕粒是在成岩作用时，成矿物质进行剧烈再分配的结果 物质再分配的原因是淤泥和孔隙水物理化学性质的多阶段变化 （3）细菌和生物成鲕说 海相沉积铁矿床的成矿机理 2.陆相沉积铁矿床主要特征（1）形成环境：地表水搬运的铁胶体在湖沼盆地边缘的浅水地带沉积而成，常与煤系地层伴生（2）矿体：呈透镜状、薄层状，规模较小（3）矿石组构：常呈鲕状、结核状构造，（4）矿石矿物：主要为赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿（5）品位：不稳定，杂质含量高，矿石质量差，工业意义不大；矿例：淮南CP煤系地层中的菱铁矿矿床、辽宁抚顺地区第三纪煤系中的菱铁矿矿

6、床类型一：胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床类型二：胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床概述是世界上主要的锰资源，锰的化学性质与铁相似（锰矿石中常含铁），锰的克拉克值远较铁低（为铁的1/50），内生矿床的几率比铁小得多；表生条件下沉积锰矿分布十分广泛；锰在海盆中的位置比铁距海岸更远些；锰比铁沉积更晚些类型： 湖相沉积型锰矿床海相沉积型锰矿床 现代深海沉积的锰质结核矿床化学沉积型锰矿床的矿物相分带软锰矿-硬锰矿矿石相带（Mn4）,含锰高，杂质少水锰矿矿石相带(Mn4 、Mn2)矿石质量较差碳酸盐矿石相带(Mn2)，含锰量低，杂质含量高沉积锰矿床的相变示意图1、湖相沉积型锰矿床 产于内陆湖盆

7、地沉积岩系中（砂岩、砂页岩、粘土岩） 矿体呈透镜状、扁豆状，厚度变化大 矿石矿物主要是锰菱铁矿 矿床规模小，矿石平均品位低且变化大，工业意义不大 主要成矿时代 Z（Pt）、P、K、E、N 山西省石盒子组（P2s）中的锰矿床胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床 2、海相沉积型锰矿床（1）分布于浅海近岸地带的古陆边缘（2）位于沉积间断之上的海进层序的底部或上部，具固定层位 瓦房子锰矿（Pt3）、湘潭锰矿（Z）、遵义锰矿（P2煤系地层）（3）矿体呈层状、似层状、透镜状、饼状，由单层或多层组成， 空间延伸很远（4）矿石类型有原生氧化物矿石、原生碳酸盐矿石和次生氧化物 矿石。矿石矿物主要为硬锰矿、软锰

8、矿、水锰矿、菱锰矿等 矿石具鲕状或块状构造（5）规模大 品位高 锰资源的主要来源胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床瓦房子锰矿地层柱状图 3、现代深海沉积的锰质结核矿床（1870年首次发现）（1）广泛分布于海洋底部的某些海区，以太平洋最有 工业意义（2）大洋中约有锰结核1.71012t，其中含Mn 41011t，Ni 1.641010t，Cu 88108t， Co 58108t ，以及Fe、Ba、Zn、Mo等20余种有用金属及10余种稀有分散金属及放射性金属 每年约有1108t的锰结核在继续堆积胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床世界洋底锰结核分布图黑十字为岩芯取样位置，黑园点为挖泥船取样

9、位置（3）结核大小0.1-30cm不等，最大850kg；呈不规则球状 或饼状；棕-黑色， 土状多孔，比重2-3（4）结核具凝胶状结构， 同心构造，核为火 山熔岩、碎屑及生 物残骸，外壳主要 为锰、铁矿物、有 机质、粘土矿物等胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床类型三：胶体化学 沉积型铝土矿 矿床概述：在内动力地质作用中，铝硅酸盐矿物在外动力地质作用下，则二者易分离，形成铝的氧化物和氢氧化物；当富含铝的氢氧化物的红土型风化壳受剥蚀时，铝的氢氧化物便成为机械悬浮物或在腐植酸保护下呈胶体状态被搬运至湖海盆地中；沉淀作用：pH值为4.17，Eh较低、有大量电解质存在的地质环境中，呈氢氧化铝（水铝石、

10、一水软铝石、一水硬铝石）沉淀出来，形成沉积铝土矿形成环境：海滨地区为最有利的成矿环境（大量电解质，pH接近于7）沉积型铝土矿矿床的主要类型湖相沉积型铝土矿矿床海相沉积型铝土矿矿床 （1）湖相沉积型铝土矿矿床 产于内陆湖盆地中 与陆相沉积的砂岩、页岩互层，或产于煤系中 ， 延伸一般不稳定 矿石由三水铝石和一水铝石组成 矿床规模小，工业意义较差3、胶体化学 沉积型 铝土矿 矿床（2）海相沉积型铝土矿矿床 比沉积铁矿床更靠岸，产于海盆地边缘，滨海沼泽相下部，下伏岩层常为灰岩 矿体呈厚层状、似层状、透镜状，规模大 矿石矿物主要为一水铝石，具鲕状、豆状、块状构造 我国铝土矿主要形成于C、P（共分七层：A、B、C、D、E、F、G层