k04-形成矿物的地质作用.ppt

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1、第第4章章 形成矿物的地质作用形成矿物的地质作用矿物的形形成成、稳稳定定和变变化化均受到热热力力学学条条件件所制约，同时环环境境的物物理理化化学学条条件件的差差异异又导致矿物在成成分分、结结构构、形形态态及物物理理性性质质上的细细微微变化变化。 主要内容主要内容q地壳的化学组成地壳的化学组成q形成矿物的地质作用形成矿物的地质作用q反映矿物成因的一些现象反映矿物成因的一些现象1 地壳的化学组成地壳的化学组成一、克拉克值元素周期表中除原子序数大于92的超铀元素以外，其余的元素在地壳中均有分布，但它们的含量却极不均匀。元素在地壳中含量的多少用克拉克值来表示。克拉克值（clarke）：各种化学元素在地

2、壳中的平均含量(即元素在地壳中的丰度(abundance)之百分数。质量百分比（weightpercent），或称为质量克拉克值；原子百分数（atompercent）原子克拉克值从克拉克值来看，地壳中主要以O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等8种元素为主，它们占地壳总重量的98.59，其余80多种元素的含量是微不足道的，仅占地壳总重量的不足1.41。其中氧占46.6，几乎占地壳总重量的一半；硅占27.72，占地壳总重量的1/4还要多。矿物的化学组成矿物的化学组成地壳中元素的丰度与矿物化学组成地壳中元素的丰度与矿物化学组成地壳中元素的丰度与矿物化学组成地壳中元素的丰度与矿物化学组成硅酸盐

3、硅酸盐: 75%, 氧化物氧化物: 17%二、克拉克值的矿物学意义元素在地壳中的分布除与克拉克值有关外，尚与元素本身性质有关。（元素的地球化学性质）有些元素虽然卡拉克值很低，但在地质作用过程中趋向于集中，可以形成独立的矿物种，并可富集成有工业意义的矿床，这类元素称为聚集元素。例如Sb0.210-4、Bi0.210-4、Hg0.0810-4、Au0.00410-4、Ag0.0710-4等。这些元素的克拉克值很低，但是在地质作用过程中常趋向于集中。另外一些元素的克拉克值虽然较高，但在地质作用过程中常趋向于分散，一般不能形成独立的矿物种，而常以微量混入物的形式存在于其它矿物的晶格中，把具有这种性质的

4、元素叫做分散元素。如Rb9010-4、Cs310-4、Ga1510-4、In0.110-4等元素。矿物是地质作用的产物矿物是地质作用的产物, 根据地质作用的性质根据地质作用的性质, 将之将之划分为划分为:q内生作用内生作用:q岩浆作用岩浆作用q伟晶作用伟晶作用q火山作用火山作用q热液作用热液作用(包括高温、中温和低温热液作用包括高温、中温和低温热液作用)q外生作用外生作用:q风化作用风化作用q沉积作用沉积作用(包括机械、化学和生物化学沉积作用包括机械、化学和生物化学沉积作用)q变质作用变质作用:q接触变质作用接触变质作用(包括热变质作用包括热变质作用, 接触交代作用接触交代作用)q区域变质作用

5、区域变质作用2形成矿物的地质作用形成矿物的地质作用形成矿物的地质作用形成矿物的地质作用内生作用内生作用岩浆作用伟晶作用接触交代热液作用火山作用风化作用沉积作用接触变质区域变质机械沉积化学沉积胶体沉积生物沉积外生作用外生作用变质作用变质作用1. 内生作用内生作用 内生作用内生作用：主要由地球内部热能地球内部热能所导致矿物形成的各种地质作用。 包括岩浆作用、火山作用、伟晶作用和热液岩浆作用、火山作用、伟晶作用和热液作用作用等各种复杂的过程。岩浆作用岩浆作用在岩浆作用中，形成的主要矿物及其晶出的顺在岩浆作用中，形成的主要矿物及其晶出的顺序依次为：序依次为：Mg, FeMg, Fe硅酸盐硅酸盐橄榄石、

6、辉石、角橄榄石、辉石、角闪石、黑云母闪石、黑云母；K, Na, CaK, Na, Ca硅酸盐硅酸盐斜长石、正斜长石、正长石、微斜长石以及石英长石、微斜长石以及石英等造岩矿物。从而在等造岩矿物。从而在岩浆作用过程中形成不同的矿物组合，构成不岩浆作用过程中形成不同的矿物组合，构成不同的岩石类型同的岩石类型 岩浆作用岩浆作用岩浆作用可以形成重要的矿床，如超基性岩主要形成铬、岩浆作用可以形成重要的矿床，如超基性岩主要形成铬、铂或金刚石矿床；基性岩主要形成铜镍硫化物矿床铂或金刚石矿床；基性岩主要形成铜镍硫化物矿床 伟晶作用伟晶作用 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400400

7、700700，形成深度，形成深度约约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、最有工碱性伟晶岩、基性超基性伟晶岩等。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。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（NbNb, Ta, TR, U, , Ta, TR, U, SnSn, Li,

8、 , Li, RbRb, Cs, Cs等）等） 主要矿物有主要矿物有长石、石英、云母、锂辉石、锆石、铌钽长石、石英、云母、锂辉石、锆石、铌钽 铁矿、褐钇铌矿、磷铈镧矿铁矿、褐钇铌矿、磷铈镧矿等。等。 伟晶岩还可形成许多宝石矿物，如伟晶岩还可形成许多宝石矿物，如绿柱石、电气石、黄绿柱石、电气石、黄 玉、水晶玉、水晶等等 高温热液高温热液 形成温度约在形成温度约在500500300300之间。之间。W-W-SnSn-Mo-Bi-Mo-Bi-Be-FeBe-Fe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 黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、毒砂

9、 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300300200200之间之间Cu-Cu-PbPb-Zn-Zn的矿的矿物组合和相应的矿床物组合和相应的矿床 金属矿物金属矿物 黄铜矿、闪锌矿、方铅矿黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、自然金等、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2002005050之间之间As-As-SbSb-Hg-Ag-Hg-Ag的矿的矿物组合及相应的矿床物组合及相应的矿床 金属矿物金属矿物

10、雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、自然银等、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、重晶石等热液作用热液作用岩岩浆浆期期后后热热液液变变质质热热液液地地下下水水热热液液造岩矿物与岩浆岩类似，区别在于出现高造岩矿物与岩浆岩类似，区别在于出现高温相矿物，如温相矿物，如透长石透长石、高温石英高温石英等。矿物等。矿物除形成斑晶外，均成隐晶质。岩石具有气除形成斑晶外，均成隐晶质。岩石具有气孔、流纹构造。孔、流纹构造。火山热液充填于火山岩气孔或交代火山岩，火山热液充填于火山岩气孔或交代火山岩，气孔中由于充填物而成杏仁体构造。主要气孔中由于充填物而

11、成杏仁体构造。主要矿物有矿物有沸石、蛋白石、方解石、自然铜沸石、蛋白石、方解石、自然铜等。等。由火山喷气凝华的产物有由火山喷气凝华的产物有自然硫、雄黄、自然硫、雄黄、雌黄、硫化物和石盐雌黄、硫化物和石盐等。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喷出岩温下迅速结晶，形成与岩浆成分相对应的各种喷出岩自然硫2. 外生作用外生作用外生作用外生作用：

12、在地表地表或近地表较低的温近地表较低的温度和压力度和压力下，由于太阳能太阳能、水水、大气大气和生物生物等因素因素的参与而形成矿物矿物的各种地质作各种地质作用用。风化作用风化作用 包括包括物理风化、化学风化和生物风化作用物理风化、化学风化和生物风化作用过程。原生矿物过程。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：硫化物、碳酸盐最岩石。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

13、的在风化作用下，易溶解矿物的部分组分如部分组分如K, Na, CaK, Na, Ca等形成真等形成真溶液，被地表水带走，留下残余溶液，被地表水带走，留下残余空洞；部分难溶组分如空洞；部分难溶组分如SiSi, Al, , Al, Fe, Fe, MnMn等则残留在地表，生成氧等则残留在地表，生成氧化物、氢氧化物，如褐铁矿、硬化物、氢氧化物，如褐铁矿、硬锰矿、锰土（在较大面积上分布锰矿、锰土（在较大面积上分布时，则称时，则称“帽帽”，如，如“铁帽铁帽”，“锰锰帽帽”等），铝土矿、高岭石等次等），铝土矿、高岭石等次生矿物生矿物金金属属硫硫化化物物矿矿床床易易遭遭受受风风化化，在在良良好好的的风风化化

14、作作用用条条件件下下，可可以以呈呈现现垂垂直直分分带带，即即从从地地表表向向地地下下深深部部分分为为氧氧化化带带、次次生生硫硫化化物物富富集集带带和和原原生生硫硫化化物物带带。它它们们的的发发育育程程度度与与地地下下水水有有关关，其特点为：其特点为：次次生生富富集集带带 分分布布地地下下水水流流动动带带。从从氧氧化化带带淋淋滤滤出出来来的的某某些些金金属属硫硫酸酸盐盐溶溶液液渗渗透透到到潜潜水水面面以以下下，在在还还原原条条件件下下，与与原原生生硫硫化化物物或或与与化化学学性性质质活活泼泼的的围围岩岩（如如石石灰灰岩岩）发发生生化化学学反反应应，生生成成次次生生硫硫化化物物，从从而而增增加加了

15、了原原生生矿矿石石中中某某些些金金属属的的含含量量，使使有有用用金金属属富富集集，故故称之为次生富集带。称之为次生富集带。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

16、物和氢氧化物，构成铁（锰）帽物和氢氧化物，构成铁（锰）帽机械沉积机械沉积 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，形成漂砂矿床。漂砂矿床。Au PtAu 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

17、的内陆湖泊、半内陆湖泊、半封闭的泻湖及封闭的泻湖及海湾中，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、光卤石等光卤石等 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, Fe, MnMn, , Al, Al, SiSi的氧化物的氧化物和氢氧化物，如和氢氧化物，如赤铁矿、铝土矿、赤铁矿、铝土矿、软锰矿、硬锰矿软锰矿、硬锰矿等。胶休矿物常等。胶休矿物常形成致密块状、形成致密块状、鲕

18、状、豆状、肾鲕状、豆状、肾状等形态状等形态 生物沉积生物沉积 生物有机生物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 沉积作用沉积作用3. 变质作用变质作用 变质作用变质作用：在地表以下较深部位较深部位，已形成的岩石，由于地壳构造变动地壳构造变动、岩浆活动岩浆活动及地热流变地热流变化化的影响，其所处的地质地质及物理化学条件物理化学条件发生改改变变，致使岩石在基本保持固态固态的情况下发生成分成分、结构结构上的变化变化，而生成一系列变质矿物变质矿物，形成新新的岩石的

19、岩石的作用。接触热变质作用接触热变质作用由于岩浆侵入使围岩受到热的影响而引起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，也可形成新变质作用。引起围岩的重结晶，也可形成新的矿物。的矿物。由于围岩的化学成分及变质条件的不同，将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。以泥质岩为例，泥质产生不同的变质矿物。以泥质岩为例，泥质岩在热变质条件下形成各种角岩：岩在热变质条件下形成各种角岩：低级变质低级变质( (温度不高温度不高) )时生成斑点状时生成斑点状红柱石红柱石；中级变质时中级变质时( (温度中等温度中等) )，主要生成，主要生成堇青石、堇青石、石榴子石、白云

20、母石榴子石、白云母；高级变质高级变质( (高温高温) )下，生成下，生成矽线石、正长石、矽线石、正长石、刚玉、石墨刚玉、石墨等等 接触热变质 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OHOH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 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区域变质作用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（

21、或矿床）发生变化的直接因素是高温、高压和以H H2 2O O、COCO2 2为主要活动性组分的流体，使原岩矿物重结晶，并常常伴有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一定程度的交代作用，结果形成新的矿物组合 分类分类(1)(1)低级区域变质作用：一般为低级区域变质作用：一般为白云母、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、绿泥石和黑云母泥石和黑云母等含等含OHOH的硅酸盐；的硅酸盐；(2)(2)中级区域变质作用：有中级区域变质作用：有角闪石、斜长角闪石、斜长石、石英、石榴子石、透辉石、绿帘石、石英、石榴子石、透

22、辉石、绿帘石、云母石、云母等；等；(3)(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OHOH、在在高温高压下稳定的矿物，如高温高压下稳定的矿物，如正长石、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、刚玉和尖晶石榄石、刚玉和尖晶石等等 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、 磁铁矿磁铁矿等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

23、、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、符山石钙铁辉石、硅灰石、方柱石、符山石等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，所形成的岩石称为矽卡岩的岩石称为矽卡岩 。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, Fe, Cu, W, Mo, BCu, W, Mo, B和多金属等矿床。矽卡岩是在和多金属等矿床。矽卡岩是在600600400400 C C左左右形成的。金属矿物在右形成的。金属矿物在450450200200 C C形成，深度一般在形成，深度一般在1-1-4.5km4.

24、5kmq矿物的形成顺序矿物的形成顺序:q矿物边界的接触关系矿物边界的接触关系q矿物晶体的自形程度矿物晶体的自形程度q矿物之间的交代关系矿物之间的交代关系q矿物的世代矿物的世代:q同种矿物形成的时间差异性同种矿物形成的时间差异性q矿物的共生和伴生矿物的共生和伴生:q共生共生: 同一成矿阶段不同种矿物同时出现的现象。同一成矿阶段不同种矿物同时出现的现象。 矿物矿物的共生组合反映了化学组成的特点和形成条件的共生组合反映了化学组成的特点和形成条件q伴生伴生: 不同成因或不同阶段的矿物在空间上共存的现象不同成因或不同阶段的矿物在空间上共存的现象3 矿物的时空关系矿物的时空关系1. 矿物的生成顺序和矿物世

25、代矿物的生成顺序和矿物世代1.1矿物的生成顺序矿物的生成顺序自然界地质体中地质体中的各种矿物各种矿物在形成时间上形成时间上的先先后关系后关系。矿物通常是按晶格能降低晶格能降低的顺序而次第析出次第析出的，共生共生的矿物矿物的晶格能大体相近晶格能大体相近。确定矿物确定矿物生成顺序生成顺序的标志标志：矿物的矿物的空间位置关系空间位置关系：地质体地质体中心部位中心部位的矿物形成形成晚晚。当一矿物穿插穿插或包围包围或充填充填其他矿物时，被穿插被穿插或被包围被包围或被被充填充填的矿物生成较生成较早早。矿物的矿物的自形程度自形程度：相相互互接接触触的矿物晶体，自自形形程程度度（晶晶形形的完完整整程程度度）高

26、高者一般生生成成较较早早。但应注注意意矿物的结结晶晶能力能力的影响影响。矿物的矿物的交代关系交代关系：矿物的交代作用交代作用首先沿颗粒颗粒的边缘边缘或裂隙裂隙进行，被交代被交代的矿物形成较形成较早早。 2.2 矿物矿物世代世代在一个矿床中，同同种种矿矿物物在形形成成时间上的先先后后关关系系。与一定的成矿阶段成矿阶段相对应。矿物的生成顺序和世代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，属于两个世代种矿物，

27、属于两个世代 2. 矿物的共生和伴生矿物的共生和伴生2.1矿物的共生矿物的共生 同同一一成成因因、同同一一成成矿矿期期（或成成矿矿阶阶段段）所形成的不同矿物共存于同一空间不同矿物共存于同一空间的现象。 共共生生矿矿物物：彼此共共生生的矿物。可能是同同时时形形成成，或是从同一来源同一来源的成矿溶液成矿溶液中依次析出依次析出的。矿物的矿物的共生组合共生组合：各各共生矿物共生矿物构成的组合组合。 例如，花岗岩中的长石、石英、黑云母都是在岩浆作用例如，花岗岩中的长石、石英、黑云母都是在岩浆作用中生成的，这一矿物组合就是共生组合中生成的，这一矿物组合就是共生组合。2.2矿物的伴生矿物的伴生 不不同同成成

28、因因或不不同同成成矿矿阶阶段段的各各种种矿矿物物共共同同出现在同一空间范围内同一空间范围内的现象。 例如黄铜矿例如黄铜矿CuFeS2常与孔雀石常与孔雀石Cu2CO3(OH)2和褐铁矿和褐铁矿Fe2O3nH2O伴生，后面两种矿物的主要成分伴生，后面两种矿物的主要成分Cu和和Fe就是就是黄铜矿分解后析出来的。黄铜矿分解后析出来的。共生组合共生组合 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矿物的组合、共生和伴生矿物的组合、共生和伴生矿物组合矿物组合 不管生

29、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矿物的标型性标型性：能够反映矿物反映矿物或地质体地质体的一定一定成因特征成因特征的矿物学标志矿物学标志。（1）标型矿物标型矿物主要包括：（2）标型矿物共生组合标型矿物共生组合（3）矿物标型特征矿物标型特征 4 矿物的标型性矿物的标型性1.1.标型矿物和标型矿物共生组合标型矿物和标型矿物共生组合q标型矿物标型矿物:指只限于某种特定的成岩、成矿作用中形成的矿指只限于某种特定的成岩、成矿作用中形成的矿物。标型矿物是物。标型矿物是单成因单成因的的, 因此因此, 标型矿物本身就

30、标型矿物本身就是成因上的标志。是成因上的标志。q标型矿物共生组合：标型矿物共生组合：只在某种特定的地质作用中形成和稳定的特征性只在某种特定的地质作用中形成和稳定的特征性矿物组合矿物组合。标型矿物标型矿物 只限于某种特定的成岩、成矿作用中才能形成的矿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。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 蓝闪石是低温高压变

31、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)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矿物本身就是成因上的标志 2.2.矿物的标型特征矿物的标型特征q矿物的标型特征矿物的标型特征:指不同成因的同种矿物，由于其形成时的物理化学条指不同成因的同种矿物，由于其形成时的物理化学条件有所不同，而在其成分、微观结构、晶形、物理性质件有所不同，而在其成分、微观结构、晶形、物理性质上反映出一定的差异，且此种差异可作为成因上的标志上反映出一定的差异，且此种差

32、异可作为成因上的标志者。（者。（能反映反映矿物的形成形成和稳定条件稳定条件的矿物学特征矿物学特征。简称矿物标型矿物标型。）包括：化学组成标型化学组成标型结构标型结构标型形态标型形态标型物理性质标型物理性质标型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、晶胞体积多型、有序度、阳离子配位、键长、晶胞体积等等形态标型形态标型晶体的形状、习性、大小、双晶邻界面、集合晶体的形状、习性、大小、双晶邻界面、集合体特点体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、

33、发光 性、磁化率、热电系数等性、磁化率、热电系数等注意注意：1）并并非非所所有有矿矿物物都具标标型型特特征征，仅某某些些矿物矿物的某些性质某些性质才具标型意义标型意义。2）全全球球性性标标型型较少，而地地区区性性标标型型相对较多。矿物地地质质温温度度计计（GT）、地地质质压压力力计计GB）和地质温压计地质温压计（GTB）：利用矿矿物物学学特特征征定定量量或半半定定量量地测测量量矿矿物物平平衡衡温度温度和压力压力的地质地质数学模型数学模型。 意义意义： 矿物矿物的标型标型已广泛用于：1）了解地壳了解地壳、地幔地幔和宇宙宇宙；2）探索矿物探索矿物及地质体地质体的成因成因；3）指导找矿勘探指导找矿勘

34、探；4）评价地质体评价地质体的含矿性含矿性。1. 概念概念矿物中的包裹体包裹体：矿物生长过程中或形成之中被捕获包裹于矿矿物晶体缺陷物晶体缺陷（如晶格空位晶格空位、位错位错、空洞空洞和裂隙裂隙等）中的，至今尚完好封存在主矿物中完好封存在主矿物中并与主矿物与主矿物有着相界线相界线的那一部分物质物质。5 矿物中的包裹体矿物中的包裹体特点特点：1）普遍存在普遍存在于矿物中，数量数量相当多多；2）形形状状各各异异，成成分分复复杂杂，可以是气气态态、液液态态或固态固态；3）大小不一大小不一，气液包裹体大多气液包裹体大多10 m。2. 类型类型按成因成因分原生原生、次生次生和假次生包裹体假次生包裹体。 1.

35、原生包裹体原生包裹体（P）矿矿物物结结晶晶过过程程中中被捕获封存的成成岩岩成成矿矿介介质质（含气液气液的流体流体或硅酸盐熔融体硅酸盐熔融体）。与主矿物同时形成与主矿物同时形成。特特点点：常沿主主矿矿物物的某某些些特特定定结结晶晶方方向向，特别是沿沿主主矿矿物物的晶面成群晶面成群或成条带状条带状、环带状环带状分布。 2. 次生包裹体次生包裹体 （ S ）矿物形形成成后后，后后期期热热液液沿矿物的微微裂裂隙隙贯入，引起矿物局局部部溶溶解解并发生重重结结晶晶，之后又为为主主矿矿物物所圈闭所圈闭而形成的定向排列定向排列的包裹体包裹体。特点特点：常沿切穿矿物颗粒切穿矿物颗粒的裂隙分布裂隙分布。3. 假次

36、生包裹体假次生包裹体 （ PS ）矿矿物物生生长长过过程程中中，由于构构造造应应力力作作用用，使矿矿物物晶晶体体产生局局部部破破裂裂或蚀蚀坑坑，成成矿矿流流体体进入其中，并使这些部位发生重重结结晶晶而被继续生长的晶体封存晶体封存所形成的包裹体包裹体。 特点特点：沿愈合裂隙分布愈合裂隙分布，但裂隙裂隙只局限于主主矿物内部矿物内部，并不切穿矿物晶体颗粒不切穿矿物晶体颗粒。3. 意义意义1）P和PS是代表形成主主矿矿物物的原原始始成成岩岩成成矿矿流流体体的样品，其成成分分和热热力力学学参参数数（温温度度、压压力力、pH值值、Eh值值和盐盐度度等）反映了主主矿矿物物形成时的化化学学环环境境和物物理理化

37、化学学条条件件，可作为译译解解成成矿矿作作用用特别是内内生生成成矿矿作作用用的密码密码；2）S反映成成矿矿期期后后热热液液活活动动的物物理理化化学学作作用用的温温度度、压力压力、介质成分介质成分和性质性质。1. 矿物的稳定性矿物的稳定性自然界中所有的自自发发过过程程，必然伴随着一个0的熵熵的变变化化，朝着自自由由能能减减小小的方向进行，其物物质质的转转移移是向着化化学学位位降降低低的方向进行。体系趋向于自由能最低自由能最低的状态。6 矿物的变化矿物的变化2. 矿物的变化矿物的变化矿物形成之后，在后来的地质作用中，当物理化学条件矿物形成之后，在后来的地质作用中，当物理化学条件的改变超出矿物的稳定

38、范围时，矿物就会发生变化。的改变超出矿物的稳定范围时，矿物就会发生变化。q化学成分的变化化学成分的变化:交代作用交代作用: 已经形成的矿物与熔体、气液或溶液的相已经形成的矿物与熔体、气液或溶液的相互作用而发生组份上的交换，使原矿物转变为其它矿互作用而发生组份上的交换，使原矿物转变为其它矿物。物。失水作用和水化作用失水作用和水化作用: 石膏和硬石膏之间的转化石膏和硬石膏之间的转化q矿物结构的变化矿物结构的变化:相转变相转变(如同质多象转变如同质多象转变)玻璃化作用和变生矿物玻璃化作用和变生矿物胶体结晶作用胶体结晶作用(如蛋白石如蛋白石-石英石英)和胶体矿物和胶体矿物q矿物外表和形态上的变化矿物外

39、表和形态上的变化:2.1化学成分的变化化学成分的变化自然界的化化学学作作用用决定于环环境境。在开开放放体体系系，体体系系与环环境境存在着物物质质的交交换换，活活性性组组分分总是向着化化学学位位低低的方向迁移，组组分分重重新新组组合合，形成新的矿物，从而使体系总自由能最低体系总自由能最低。1)交代作用交代作用在地地质质作作用用过程中，已形成的矿矿物物与熔熔体体、溶溶液液或气气液液的相相互互作作用用而发生组组分分上的交交换换，使原矿物转变原矿物转变为其他矿物其他矿物的作用。 假假像像：交交代代强强烈烈时，原原矿矿物物可全全部部为新新形成的矿物矿物所替代替代，但仍保持原矿物保持原矿物的晶形晶形。 矿

40、矿物物形形成成之之后后，在在后后续续的的地地质质作作用用过过程程中中，由由于于物物理理化化学学条条件件的的改改变变，使使矿矿物物的的成成分分和和结结构构变变化化而而形形成成新新的的矿矿物物。例例如如，在在风风化化作作用用中中，钾钾长长石变为高岭石：石变为高岭石：4KAlSi4KAlSi3 3O O8 8+4H+4H2 2O+2COO+2CO2 2AlAl4 4SiSi4 4O O1010(OH)(OH)8 8+8SiO+8SiO2 2+2K+2K2 2COCO3 32) 水化作用水化作用无无水水矿矿物物因一定比例的水水加加入入到矿物晶晶格格中而变成含含结晶水结晶水的矿物的作用。3) 脱水作用脱

41、水作用含水矿物含水矿物因失去失去其所含结晶水结晶水而变成另一种矿物的作用。2.2 晶体结构的变化晶体结构的变化在封封闭闭体体系系中，体体系系与环环境境之间只有能能量量的交交换换，而无无物物质质上的交交换换，物物理理化化学学条条件件的改改变变促使矿物发生晶晶体体结结构构的转转变变而化化学学成成分分保持不变不变。晶晶体体结结构构的变变化化主要包括同同质质多多像像相相变变和多多型型相变相变等。1)重建式相变重建式相变晶体结构晶体结构发生了彻底改组彻底改组，包括键性键性、配位态配位态及堆积方式堆积方式等的变化变化，再重新建立重新建立起新变体新变体的结结构构。转变需要外界提供相当高外界提供相当高的活化能

42、活化能方可得以发生。 同同质质多多像像相相变变：当外外界界条条件件改改变变到一定程度时，同同质质多多像像各各变变体体之间在固固态态条条件件下发生结结构构的转变转变。2)移位式相变移位式相变 无需破坏原有无需破坏原有的键键，仅结构中原子原子或离子稍作离子稍作位移位移即实现了相转变相转变，也称畸变式相变畸变式相变。此类相相变变通常迅速迅速而可逆可逆。3)有序有序 无序相变无序相变同同种种物物质质晶晶体体结结构构的无无序序态态与有有序序态态之间的转变转变。（1）有序化有序化是必然趋势。（2）有有序序 无无序序相相变变往往是在达到一定的临临界界温温度度后，通过结结构构有有序序度度的连连续续变变化化而在

43、或或长长 或短或短的时间内逐步完成时间内逐步完成的。（3）温温度度升升高高，促使晶晶体体结结构构从有有序序无无序序，晶体对对称称程程度度增增高高；而温温度度缓缓慢慢降降低低，则有利于无无序序结构结构的有序化有序化，晶体的对称性对称性降低降低。副像副像：矿物发生同质多像相变同质多像相变时，其晶体结构晶体结构及物理性质物理性质均发生明显的变化变化，但原变体原变体的晶形晶形却为新变体所继承继承下来。多型相变多型相变：同种物质同种物质的不同不同多型多型之间的转变转变。假像和副像假像和副像交交代代作作用用通通常常沿沿矿矿物物的的边边缘缘、裂裂隙隙、解解理理开开始始进进行行，若若交交代代强强烈烈时时，原原

44、来来的的矿矿物物可可全全部部被被新新形形成成的的矿矿物物所所代代替替。当当交交代代后后矿矿物物成成分分已已完完全全转转变变为为新新的的矿矿物物，但但仍仍保保留留原原矿矿物物的的外外形形，此此现现象象称称为为假假像像。属属于于交交代代成成因因的的称称为为交交代代假假像像，如如褐褐铁铁矿矿呈呈黄黄铁铁矿矿假假像像或或称称假假像像褐褐铁铁矿矿；矿矿物物发发生生同同质质多多像像转转变变后后，新新的的矿矿物物仍仍保保留留原原矿矿物物的外形，称为的外形，称为副像副像 意义意义：矿物晶体相变矿物晶体相变的研究，在探讨探讨矿物的成因成因，了解了解矿物矿物及其所在地质体地质体的形成条件形成条件和演化历史演化历史

45、，指导指导找矿找矿，及人工合成晶体材料人工合成晶体材料等均具有重要意义。2.3 非晶化与晶化非晶化与晶化晶晶化化：一一些些非非晶晶质质矿矿物物在在漫漫长长的的地地质质年年代代中中逐逐渐渐变变为为结晶质，称为结晶质，称为晶质化或脱玻化晶质化或脱玻化。 如如蛋白石转变为石英蛋白石转变为石英 火山玻璃的脱玻化形成石英、长石晶雏火山玻璃的脱玻化形成石英、长石晶雏等等非非晶晶化化：与与晶晶质质化化现现象象相相反反，一一些些晶晶质质矿矿物物因因获获得得某某种种能能量量而而使使晶晶格格发发生生破破坏坏，转转变变为为非非晶晶质质矿矿物物，称称为为非晶质化或玻璃化非晶质化或玻璃化。非晶质化的矿物称为变生矿物。非

46、晶质化的矿物称为变生矿物。 如如含含U、Th等放放射射性性元元素素的晶晶质质矿矿物物，在放放射射性性元元素素蜕蜕变变时放出的 射射线线的作用下，其晶晶格格遭遭受受破破坏坏，转变为非晶质矿物非晶质矿物。 如如晶晶质质的的锆锆石石因因含含放放射射性性元元素素，由由于于放放射射性性元元素素蜕蜕变变，放放出出能能量量（射射线线）而而非非晶晶质质化化变变为为变变生生矿矿物物水水锆锆石石, ,进进一一步步变变成成曲曲晶晶石石，与与此此同同时时矿矿物物的的一一系系列列物物理理性性质质也也随之变化随之变化2.4 晶形的变化晶形的变化矿矿物物形形成成之之后后，受受后后来来的的溶溶液液的的溶溶蚀蚀，晶晶体体几几何何凸凸多多面面体体的的角角顶顶、晶晶棱棱变变圆圆滑滑，逐逐渐渐向向球球状状晶形过渡，形成凸晶。晶形过渡，形成凸晶。 本章结束请同学们课下认真复习！内内生生作作用用返回返回外生作用外生作用下下一一页页外生作用外生作用返返回回变质作用变质作用下一页变变质质作作用用返回返回 矿物的空间位置关系矿物的空间位置关系返回返回返返回回矿物的自形程度矿物的自形程度矿物的交代关系矿物的交代关系返回返回矿物世代矿物世代返回返回共生矿物共生矿物返回返回T ()矿物标型矿物标型假假次次生生包包裹裹体体假像假像有序化趋势有序化趋势副像副像移移位位式式相相变变