沉积矿床机械沉积蒸发沉积课件

沉积矿床机械沉积蒸发沉积沉积矿床概述概念地表岩石（矿石）的风化产物、火山喷发物质、有机物残骸及宇宙尘等，被水、风、冰川、生物等外营力搬运到有利于沉积的环境中，经沉积分异作用而沉积下来，当有用组份达到工业要求时便构成了沉积矿床研究意义（1）蕴藏着十分丰富的矿产资源（2）近年来发现了一些大型的或新类型的沉积矿床沉积矿床概述特点沉积矿床属同生矿床受一定层位控制——成矿专属性华北沉积铁矿床——串岭沟组(宣龙式)华南沉积铁矿床——泥盆系(宁乡式)耐火粘土矿床——含煤岩系的煤层底部生物化学成因的层状铜矿床——黑色页岩矿体呈层状、似层状、透镜状顺层产出，具明显的层理与围岩产状一致沉积矿床概述

特点矿石的矿物组成极其复杂，有氧化物、含氧盐类、卤化物、硫化物、有机物、自然元素等，但一个具体矿床的物质成分相当简单，常具有沉积岩的组构特点

一般规模大，厚度、品位稳定，连续性好经济价值很大盐类矿产、黑色金属原料（铁、锰）、化肥原料（磷、钾）、建筑材料等大部分来自沉积矿床。金和放射性矿产、有色金属（铜、铅、锌等）、稀有金属等，由沉积矿床所提供的储量也占有很大比例。据统计，人类开采的矿产有75-85%来源于沉积矿床

碎屑颗粒：运矿介质流速(搬运能力)碎屑颗粒比重体积等变化

胶体溶液：带有相反电荷离子的两种胶体溶液的混合电解质的加入胶体溶液浓度的变化溶液pH值的变化

真溶液：温度、压力、pH值、Eh值的变化

生物-化学物质：生物活动气候变化水体中含氧量变化、氧化还原条件的改变成矿物质的搬运形式及导致沉淀的因素沉积分异作用——物质的沉淀是依一定的顺序依次先后沉淀（积）下来，物质的这种沉积作用，称为沉积分异作用机械沉积分异作用化学沉积分异作用生物沉积分异作用沉积分异作用机械沉积分异作用碎屑物质在重力分选作用下，按颗粒大小、形状、比重的差异，在不同部位依次沉积，这种作用，称为机械沉积分异作用形成各类砂矿床介质流速逐渐降低↓携带物质的能力减小↓微粒按大小、形状、比重、耐磨性的不同依次沉积↓

富集成矿↓机械沉积矿床(砂矿床)机械沉积分异成矿作用机械沉积成矿作用机械沉积分异作用结果使比重大、体积小的碎屑物质（如自然金）和比重小、体积大的岩石碎屑一起沉积。分异作用进行得越完善，则碎屑物质的分选程度就越高，如含金砾岩，砾石大小可达3-5cm，而金粒却不过几毫米大小。有用矿物如金、铂、锡石、黑钨矿、金刚石、金红石、刚玉、独居石等便可在河床、海滩中及其它有利地段富集形成各种重要的砂矿床

化学沉积分异作用当成矿物质以胶体溶液或真溶液形式进行迁移时，由于不同元素在同一搬运介质中溶解度各不相同，从而在沉淀过程中产生成矿物质的分异作用真溶液化学沉积分异作用——蒸发沉积矿床又叫盐类矿床。胶体化学沉积分异作用——胶体化学矿床通常盐类矿物在溶液中析出与沉淀顺序与其溶解度大小相反，而溶解度的大小和该物质的浓度积（离子浓度之积，为一常数）有关，当某溶液中某物质的离子积达到该物质的浓度积时，该物质即可析出。顺序：碳酸盐（如方解石和白云石）→钙、钠的硫酸盐和复盐（如石膏、芒硝等）→石盐→钾、镁盐类及复盐（如钾石盐、光卤石等）沉淀反复进行导致韵律反复出现。真溶液化学沉积分异作用地表，难溶物质如铁、锰、铝等往往呈胶体形式被大量搬运胶体溶液是一种颗粒直径介于1~100μm的分散体系，其性质介于粗分散系（浊液，颗粒直径>100μm）与离子分散系（真溶液，颗粒直径<1μm）之间。胶体有2种特性带电性（正胶体和负胶体）吸附性（因为比表体积巨大）胶体化学沉积分异作用胶体化学沉积分异作用胶体物质的搬运——地表径流+护胶剂（如腐植酸）胶体物质的聚沉和凝胶——电解质及正负胶体相遇由生物或生物化学作用促使有机的或/和无机的成矿物质沉积分异的过程统称生物化学沉积分异作用。简言之，就是有生物参与的沉积分异作用。生物直接参与成矿-成矿物质来自生物有机体生物间接参与成矿—在生物参与或生物活动产物的影响下，通过化学作用促使成矿物质聚集形成生物化学沉积矿床、可燃有机矿床生物沉积分异作用一、机械沉积矿床二、蒸发沉积矿床三、胶体化学沉积矿床四、生物化学沉积矿床沉积矿床的主要类型砂矿床的分类及主要矿床类型形成时间：现代砂矿(晚于N)

和古砂矿床搬运介质：风成砂矿、冰川砂矿和水成砂矿水成砂矿：河流冲积砂矿、洪积砂矿、湖泊砂矿和海滨砂矿等以河流冲积砂矿和海滨砂矿最重要机械沉积矿床河流冲积砂矿床含重砂矿物的原岩或矿石经风化，被河流搬运到适当地方，经机械沉积分异作用而形成，称为冲积砂矿床河流流速变化是造成有用矿物富集的重要原因一般有明显的层序，自上而下为：

①土壤层：富含腐殖质和生物残骸②泥碳层：砂、粘土和有机质的沉积物③小砾石层：有时有重砂矿物

④粗砾石层：主要含矿层（矿体常呈似层状、透镜状或条带状）⑤基岩：基底岩石冲积砂矿的富集部位和沉积规律，有以下特点１．流速快的河流的急骤拐弯处的内侧；２．河流支流汇入主流处３．河流由窄变宽处；４．河流底板(基岩)起伏处５．河流突遇障碍处河流冲积砂矿床

有利于砂矿沉积的河流地段河流冲积砂矿床

有利于砂矿沉积的河流地段河流冲积砂矿床河床底凹凸不同地段按在河谷中的分布情况和地貌类型，可分为：

①河床砂矿②河谷砂矿（河漫滩砂矿），一般比河床砂矿大得多③阶地砂矿――赋存于阶地中的砂矿河流冲积砂矿床河流冲积砂矿床①砂金矿床：如吉林省珲春、黑龙江桦南、团结沟等地砂金矿床②金刚石砂矿床：如湖南沅水金刚石砂矿床③砂铂矿床④砂锡矿床：马来西亚Kinta矿田占10%产量⑤刚玉砂矿床指由拍岸浪和岸流作用，使不易风化的重砂矿物在海滨的浪击带或潮间带中分选聚集而成的砂矿床。高潮和碎波把重砂矿物冲上海岸回流把比重小、粒度细的物质带回大海主要矿种：磁铁矿、金红石、钛铁矿、锆石、独居石、石英砂等海滨砂矿澳大利亚东海岸金红石和锆石砂矿：长300km，宽13km，厚30~40m少雨的沙漠地区，风化作用使岩石中的矿物脱落，在风的搬运过程中轻矿物被风吹走，重矿物留下来，经较长时间的富集，能形成风成砂矿风成砂矿

冰碛砂矿是由冰川携带的风化、剥蚀物质在冰川移动途中或终碛附近形成的砂矿冰川鼻终碛冰碛砂矿

松散的砂矿被掩埋后，经过成岩作用，则成为石化砂矿主要是砂金矿床，但多已变质南非维特瓦特斯兰德式变质金铀砾岩型（WitwatersrandGoldDeposit)

占世界金产量的四分之一每年产量100-700t品位可高达200g/t,金储量44040t。元古代湖相沉积砂矿床，金来自含金－铀盆地边缘富金绿岩带中，富含U、Cr、Cu、Mo、Ni等石化砂矿(古砂矿)在2500km2兰德盆地内分布有9个金矿田、100多个金矿床，其中已累计生产黄金900t以上的矿山有10个金矿床的形成分为四个阶段：(1)2848-2720Ma，沉积形成含金沉积砾岩-砂矿阶段(2)2500Ma，热液作用形成黄铁矿和金矿化-热液阶段(3)2300Ma，与有机质活动有关的脉状铀矿化(4)2000Ma，与BushevldComplex侵入有关的金矿化澳大利亚东部石炭－二叠纪的含金砾岩原苏联西伯利亚地区的含金砾岩南非维特瓦特斯兰德式变质金铀砾岩型1盎司（oz）=28.350g南非Witwatersrand前寒武纪的石化砂金矿，含金砾岩层延长25公里，沿倾斜的开采深度已达3公里。其金产量占世界的四分之一。

机械沉积矿床胶体化学沉积矿床

蒸发沉积矿床生物化学沉积矿床沉积矿床的主要类型

概述蒸发沉积矿床的特点蒸发沉积矿床形成和保存条件蒸发沉积矿床的成因假说蒸发沉积矿床的类型及特征

蒸发沉积矿床

概念是指地面水以真溶液状态携带某些溶解度较大的无机盐类，在比较静止的水盆地中，通过蒸发作用发生各种有用盐类矿物的浓缩、沉淀而形成的沉积矿床由于有用组份是各种盐类，因而也称为盐类矿床

经济意义石盐钾盐（硬）石膏（无水）芒硝水碱天然碱硼砂（B）卤族元素（Br、I）稀有元素（Li、Rb、Cs）

蒸发沉积矿床盐类的矿物成分是钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硼酸盐、硝酸盐以及其复盐。多达100余种，最主要的有：氯化物类——石盐、钾盐、水氯镁石、光卤石等；硫酸盐类——石膏、硬石膏、芒硝、无水芒硝等；碳酸盐类——天然碱、水碱等；硼酸盐类——硼砂、鹏钾镁石、硬硼钙石等；硝酸盐类——钠硝石、钾硝石等；复盐类：钾盐镁矾、杂卤石等

一般为无色或白色、杂质染色（灰、红、褐）比重小于3硬度小于4易溶于水有味感：咸（NaCl）、微甜（CaSO4·2H2O）苦(MgCl2）、辣（KCl）、涩（Na2CO3）蒸发沉积矿床的特点含盐岩系的岩相岩性组合基本上有2种石灰岩、白云岩组成的海相（泻湖相）碳酸盐岩红色碎屑岩系组成的内陆盐湖相岩石矿体常呈层状、扁豆状产出，亦有呈液态存在的卤水层者盐层具明显的沉积韵律结构一般表现为从碳酸盐、石膏或硬石膏、石盐到钾盐的沉积韵律。完整无缺的韵律一般较少见，因为大多数情况下达不到钾、镁盐类沉淀所需的条件在许多矿床中还可以清楚地看到更小的沉积韵律，表现为粘土层和各种盐层的互层，这些大的韵律中发育的小的韵律，通常认为它们是季节性变化造成的蒸发沉积矿床的特点蒸发沉积矿床的特点蒸发沉积矿床的形成和保存条件充足的物质来源

大陆风化剥蚀火山喷发物古盐层溶解最后汇聚到海洋和内陆湖泊中气候和地理条件

持续的干旱气候蒸发量大于降水量闭塞的盆地（泻湖、海湾、内陆海）在每一次地壳运动的末期都有一个干旱时期；世界范围内钾盐和石盐成矿时代D、P、E、N蒸发沉积矿床的形成和保存条件保存条件

不透水层覆盖：如粘土层、页岩、风成砂岩相条件咸化泻湖相的白云岩-石灰岩-泥灰岩系（碳酸盐相）内陆盐湖相的红色碎屑岩系目前钾的主要来源泻湖相和封闭海湾沉积盐层与碳酸盐岩（灰岩和白云岩）共生盐类矿物：硬石膏石盐钾石盐光卤石杂卤石伴生矿物：白云石菱镁矿萤石天青石成盐时代：DPE－N加拿大的萨斯卡彻温钾盐矿床海相沉积盐类矿床该矿床发现于1943年，已探明储量达数百亿吨，是世界上最大的钾盐矿床。在前寒武纪基底之上发育新的沉积盖层，其中泥盆系较厚，含盐层赋存于中泥盆统埃尔克点组中盐盆地长1500km，宽300km，其中又分为三个小盆地埃尔克点组中部的草原蒸发岩厚0-230m，主要由钾盐、石盐、硬石膏和少量白云岩组成，钾盐位于盐层上部，与不含钾盐或含钾盐很少的石盐互层，一般厚0.8-4.6m

加拿大的萨斯卡彻温（SASKATCHEWAN）钾盐矿床成盐盆地原系一个海湾，出口处有沙洲或沙坝与大洋隔开，大洋的水通过狭窄的海峡经常地或周期性地流入海湾气候干旱而蒸发强烈海湾水的盐份不断

增高，成为卤水卤水继续蒸发，盐类矿物依次沉淀，就形成了海相盐类矿床。海相盐矿床的形成作用——“沙洲说”

（1877，德国奥克谢尼乌斯Ochsenius）蒸发作用：海湾中的水的浓度增加到海水的平均浓度的五倍时（15-17％），开始沉淀出石膏。如沉积条件变化，沉淀中止—石膏矿床石膏沉淀后，沉积条件不变，卤水浓度进一步提高到海水的平均浓度的11倍时（36％），开始沉淀出石盐和少量石膏、碳酸钙。在剩下的母液中，钾和镁的含量已大为提高。若成矿至此—石膏一石盐矿床海湾底部被逐步填高，母液水面相应地上升，大洋水与母液相混合，降低了母液的含盐度。但由于饱和硫酸镁的溶液中硫酸钙不溶解，大洋水带入的硫酸钙便沉淀形成石膏(硬石膏)堆积在底部石盐层之上；若这种作用周期性地发生，便可产生石膏和石盐的互层。形成石膏－硬石膏－石盐建造矿床如果沙洲继续升高并露出水面，使海湾与大洋完全隔绝，这时母液中的钾、镁盐类将达到过饱和而沉淀出钾石盐、光卤石、杂卤石、硫酸镁石等，最终形成—钾盐矿床

“沙洲说”不能解释巨厚盐层的形成，许多矿床不是海湾泻湖环境形成，且沙洲说的成盐条件与现在不同“浅水深盆地干涸说”－1972年，许靖华“深大断裂成盐说”——如东非大裂谷内“萨布哈成盐说”——蒸发作用使地下水盐度增加，其中镁离子交代石灰岩中的钙，形成白云岩，而被置换出来的一部分钙和SO42-离子结合形成石膏和硬石膏沙洲说——成盐的经典理论不含钾的海相盐类矿床我国山西的石膏－硬石膏矿床山西汾河地堑以西山区，中奥陶统地层出露地区，广泛分布有石膏矿床。据目前资料已知有四个含矿段，矿石质量甚佳，储量丰富，矿层直接出露地表，开采方便。太原西山和灵石等地开采历史悠久，为我国最重要的石膏产地

海相沉积盐类矿床钾盐矿床的“干盐湖”假说自然界中许多规模巨大的盐类矿床中，并无钾盐层的分布有足够钾质来源、持续干旱的气候、局部坳陷的构造条件下，成盐盆地逐渐缩小面积，使富钾的残余卤水汇集于“成钾盆地”中，再经强烈蒸发而沉淀海水蒸发到钾盐沉积阶段，残余卤水体积与固相盐（石盐、石膏）大体相当，卤水全部转入晶间而成干盐湖，形成浸染状钾盐矿物钾盐开始沉积时，由于地壳运动使盐类堆积的某些局部地区产生不均衡坳陷，形成钾盐盆地，固体盐晶粒间饱和富钾的卤水流入新盆地，进一步蒸发形成钾盐矿床分类现代湖相盐类矿床古代湖相盐类矿床地下盐卤和盐丘矿床

分布——干旱和沙漠地区内陆湖盆中主要矿物：石盐和石膏、钙芒硝、无水芒硝、天然碱除个别达到工业价值的钾盐矿床外，产钾盐较少青海盐湖硼矿床、湖北应城膏盐矿床湖相沉积盐类矿床