成因矿物学
成因矿物学(矿物的标型性)2
如金刚石原只产于金伯利岩岩筒中，现发现在钾 镁煌斑岩中、基性、超基性岩包体中也有产出，其 中钾镁煌斑岩型金刚石矿床已成为一重要的金刚石 矿床类型。
海绿石：原是海相地层的指示矿物，现在不同 盐度的陆相水体沉积物中也有发现。 3）区域性：有些标型矿物具有全球的适用性， 而有一些只是在某一区域或某一矿床或矿区内适用 ，这是由于当地的构造地质背景决定的。
形成和稳定于某种特定的地质环境，或者只在某一特定的地质作用 中形成的矿物。
特点： 1）矿物的单成因性：
在自然界有些矿物主要趋向于或者只有一种成因。如：铬铁矿主要 产于超基性岩中；斯石英、柯石英专属于高压冲击变质成因（多在陨石坑 和上地幔）；辰砂、辉锑矿是低温热液矿床的标志。
2）标型矿物的相对性：
一些是单成因的矿物，在其它成因中也有发现。
5．分布于不同地质时代和不同矿床类型、不同岩石类型中的 矿物同位素组成不同。
如：沉积碳酸盐：δ13C，接近于0值（PDB； 岩浆成因的碳酸盐矿物：δ13C -5.3～-7.0‰； 有机质堆积物：δ13C -２4～-29‰； 基性超基性岩矿物组合包裹体中金刚石：δ13C -0.25～-03.44‰ 陨石中有金刚石δ13C -0.58～-0.63‰ 冲击岩中的金刚石δ13C -1.32～-1.87‰
黄铁矿中的Co/Ni：
王奎仁（1989）通过我国65个点，共115件黄铁矿样品的 分析研究指出不同成岩成矿条件下形成的黄铁矿其Co/Ni有一定 的标型特征。 同生沉积：显著小于1，范围0.011～ 0.37 沉积改造：随改造强度而增大，从0.16～0.8到接近于1 沉积变质：随变质程度加深而增大，从1.47～5.75
二、离子占位标型
一些结构复杂矿物中离子占位与其形成时的物理化学条件关系密切。 例如辉石的结构类型受化学成分和温度的控制； 辉石晶体的化学式基本上可用M1M2X2O6表示，X位置通常进行类质 配位数为6，M1位置为Ti4+, Al3+, Cr3+, Fe3+, 同 象代替的是Al, Si 它们占据四面体孔隙，配位数为4，M1M2为八面体孔隙， M2位置为Ca2+, Li+, Na+, K+
矿物成因
矿物是自然作用的产物，其形成、稳定和变化都无不受热力学条件所制约，同时环境的物理化学条件的差异又往往导致矿物在成分、结构、形态及物理性质上的细微变化。
因此，矿物成因的研究一直是矿物学中的一个非常重要的课题，并已发展成为现代矿物学中的一个独立的分支学科——成因矿物学。
一、形成矿物的地质作用矿物的成因通常是按地质作用来分类的。
根据作用的性质和能量来源，一般将形成矿物的地质作用分为内生作用、外生作用和变质作用。
1 内生作用内生作用(endogenic process)主要指由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、伟晶作用和热液作用等各种复杂的过程。
(1) 岩浆作用(magmatism)：是指由岩浆冷却结晶而形成矿物的作用。
岩浆是形成于上地幔或地壳深处的、以硅酸盐为主要成分并富含挥发组分的高温的熔融体。
(2) 火山作用(volcanism)：实际上是岩浆作用的一种形式，为地下深处的岩浆沿地壳脆弱带上侵至地面或直接喷出地表，迅速冷凝的全过程。
火山作用形成的矿物以高温、淬火、低压、高氧、缺少挥发分的矿物组合为特征，甚至形成非晶质的火山玻璃。
由于挥发分的逸出，火山岩中往往产生许多气孔，并常为火山后期热液作用形成的沸石、蛋白石、玛瑙、方解石和自然铜等矿物所充填。
(3) 伟晶作用(pegmatitization)：是指在地表以下较深部位的高温高压条件下所进行的形成伟晶岩及其有关矿物的作用。
伟晶作用中形成的矿物最明显的特点是：晶体粗大，富含SiO2、K2O、Na2O和挥发分(F、Cl、B、OH等)(如石英、长石、白云母、黄玉和电气石等)及稀有、稀土和放射性元素(Li、Be、Cs、Rb、Sn、Nb、Ta、TR、U、Th等)(如锂辉石、绿柱石、天河石和铌钽铁矿等)。
常可富集形成有独特的经济意义的工业矿床。
(4) 热液作用(hydrothermalism)：是指从气水溶液到热水溶液过程中形成矿物的作用。
矿物成因.ppt
三、矿物的世代、组合、共生、伴生
矿物的组合、共生和伴生：
1、矿物的组合：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。
2、共生组合：同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）的矿物组合 称为共生组合。
3、伴生组合：不同成因或不同成矿期（或成矿阶段）的矿物组合 称为伴生组合。
第五章 矿物的成因
一、形成矿物的地质作用 二、矿物的标型特征和标型矿物 三、矿物的世代、组合、共生、伴生
一、形成矿物的地质作用
1、内生作用
岩浆作用 伟晶作用 接触交代作用 热液作用 火山作用
2、外生作用
风化作用 沉积作用
3、变质作用
接触变质作用 区域变质作用
1、内生作用
岩浆作用
伟晶作用
含有大量的碱质和稀有、放射性元素； 主要矿物有：长石、石英、云母和稀有、放射性元素矿物（锂辉石、锆石、
铌铁矿）； 此外还有宝石矿物：绿柱石、电气石、黄玉、水晶等。
1、内生作用——接触交代作用（450-200，
1-4.5km）
发生在酸性岩浆侵入体与碳酸岩的接触带。酸性岩浆侵入体与碳酸 岩产生一系列的交代作用，形成Mg, Fe, Ca的硅酸盐——矽卡岩。 后期的热液矿化交代作用形成Fe, Cu, W, Mo,B和多金属矿床。
化学沉积作用：由溶液中直接结晶。多在炎热干旱气候条件下， 沉积在干涸的内陆湖泊、半封闭的泻湖及海湾中。往往形成巨大 的非金属矿床：石膏、硬石膏、钾盐、光卤石等。
氧化物
硅酸盐
碳酸盐
硫酸盐与卤化物
铁锰硅 铁亚
碳
白硫
氯
氯
氯
的的的 的铁
酸
云酸
化
成因矿物学矿物共生组合
3
角闪石、云母和石榴子石共生
在酸性火成岩中，角闪石、云母和石榴子石常常 共生在一起，形成一种常见的矿物组合。
变质岩中的矿物共生组合
01
绿泥石、黑云母和白云母共生
在变质岩中，绿泥石、黑云母和白云母常常共生在一起，形成一种常见
的矿物组合。
02
石榴子石、透辉石和硅灰石共生
在变质岩中，石榴子石、透辉石和硅灰石常常共生在一起，形成一种常
沉积岩中的矿物共生组合会受到沉积环境的影响，通过分析矿物共生组合，可 以推断出沉积环境的水深、水动力条件、氧化还原状态等信息。
指示成矿作用的意义
指示成矿物质来源
矿物的共生组合可以提供关于成矿物 质来源的信息，例如岩浆熔离成矿、 接触交代成矿等。
指示成矿时间和过程
通过研究矿物共生组合的演变，可以 推断出成矿作用的时间和过程，有助 于确定矿产资源的形成历史和分布规 律。
指导找矿勘探
矿物共生组合可以指示矿产资源的分布和储量，为找矿勘探提供重 要的依据。
在矿产资源评价和预测中的应用前景
评估矿产资源量和品质
通过研究矿物共生组合，可以评估矿产资源的数量和品质，为资源开发提供科学依据。
预测矿产资源的可利用性和经济价值
根据矿物共生组合的特点，可以预测矿产资源的可利用性和经济价值，为投资决策提供支 持。
野外地质观察
通过实地考察，了解矿物的分布、产状、共生关系等，为室 内研究提供基础数据。
室内实验研究
通过物理、化学实验，模拟矿物的形成过程，探究矿物共生 组合的成因机制。
矿物学与岩石学、地球化学等学科的综合研究
01
02
03
矿物学
研究矿物的化学成分、晶 体结构、物理性质等，揭 示矿物的本质特征。
成因矿物学1
方向及其核心部分的标型学说。
20世纪初，Ф.拜克提出了标型矿物的概念，
为 GM 奠定了矿物标型学说的基础； А.Е.费尔斯曼(А.Е.Ферсман)(1940) 完成对矿物标型学说的全面阐述。
拉姆多尔将矿物标型学说引入矿床学，提出
矿石的标型矿物、标型组合及标型结构构造。
则按照这种规律(即矿物成因标征参数的
变化规律)可以论证所研究矿物和矿物共生组合
的成因。
具体研究时，
一般多采用矿物本身的某几个变量 来反映某些热力学参数（e.g.：T / P）。 e.g.： Hb在薄片中的颜色大致反映tf的高低； OPx的Ca含量反映结晶t的高低； mica的不同多型与结晶t有一定的相关性；
判据： 若Gar 的 MgO wt％： ＞7﹪， 有希望找到Dm；
＜7﹪，
没希望找到Dm
若CPx的
➊ Na2O wt％ ＝ 1﹪时，
则 Gar 的 MgO wt％
须＞16﹪， ＜16﹪， 有希望找Dm； 无希望找Dm。
➋ Na2O wt％ ＝ 10﹪时，
则须 Gar 的 MgO wt％ ＞ 9﹪， 有希望找到Dm。
GM研究，必须注意的问题：
➊ 假设性
➋ 复杂性
➌ 多解性
➍ 片面性 ➎ 表面性 ➏ 地区性
五、研究意义
研究GM的目的：
➊ 为人们寻找矿产资源指出方向； ➋ 为国家急需的矿物原料提出人工合成
的理论依据和有效途径； ➌ 为深入开展地幔研究提供基础资料和 可靠的信息；
➍ 为开拓古气候及古温度变化研究新领地； ➎ 为深入研究地球演化、天体演化
Sph中的FeS组分含量反映结晶时的T、P
对于一个地区或一个矿床进行GM研究 的一般工作步骤：
地质学中的矿物学研究
地质学中的矿物学研究矿物是地球表面最基本的物质，也是人类历史上最重要的原材料之一。
地质学中的矿物学研究，是探索地球内部构造和矿产资源的重要方式。
本文将从以下几个方面探讨地质学中的矿物学研究。
一、矿物学的研究内容矿物学是研究矿物的组成成分、结构、物理性质、化学性质、形态特征及其成因、分布、利用等问题的科学。
它是地质学、化学、物理学、工程学、材料学和地球化学等学科的重要基础。
矿物学的研究内容，主要包括以下几个方面：1. 矿物的成因和变质作用矿物的成因是揭示地球内部构造和成矿规律的重要途径。
通过分析矿物的形成环境、物理和化学特征等信息，可以判断矿床的类型和成矿过程。
同时，研究矿物的变质作用，可以了解地壳演化历程及其对矿床的影响。
2. 矿物的晶体学和结构矿物的晶体学与结构是研究矿物基本性质的重要方面。
通过对矿物的结晶形态、晶胞参数、黏性特征等进行研究，可以了解矿物的性质和属性，为其利用提供基础数据。
3. 矿物的物理性质矿物的物理性质主要包括硬度、比重、断口、磁性、光学、电性等方面。
对于不同类型的矿床，其矿石的物理性质也有所不同，因此在矿物学研究中，对矿物的物理性质进行分析和定量化，对分析矿床中矿物的组成和含量具有重要的意义。
4. 矿物的化学性质矿物的化学性质是研究矿物物相变化和成分变化的重要依据。
通过对矿物的化学成分、元素分布等进行研究，可以判断其成因和环境特征，为找寻矿床提供科学依据。
二、矿物学的实践应用地质学中的矿物学研究，不仅是理论探索，更是现代工业的基础。
在不同的应用领域中，矿物学都有着广泛的应用。
1. 矿物的勘探与开发矿物学的研究成果可以为矿床的勘探和开发提供基础数据和科学依据。
矿物学的成因研究可以揭示矿床的形成过程和成矿规律；矿物的物理和化学特征可以为矿石选别和选矿技术提供指导；矿物学的分析方法可以为矿产资源的评价和开发提供科学依据。
2. 建筑材料的生产和利用矿物学的研究可以为建筑材料的生产和利用提供科学依据。
有关矿物标型和标型矿物方面的研究及应用
有关矿物标型和标型矿物方面的研究及应用1 成因矿物学的研究方法成因矿物学最主要的研究方法是统计归纳的方法。
是对矿物和矿物共生组合的特征，以及它们同天然的物理化学条件之间的关系，进行统计、对比和归纳。
统计归纳的基本根据是：(1)天然矿物不是理想化学纯的物质，也不是理想晶体结构的物质，故也不是物理性质和化学性质不变的物质；换句话讲，天然矿物的化学成分、晶体结构．物理性质和化学性质在一定范围内是变化的。
这是对矿物成因作统计归纳的根本基础。
(2)自然界的矿物和矿物共生组合，是天然的物理化学体系的产物。
它们的存在、变化和特点，必然受自然界物理化学规律的制约。
因此，对矿物及其组合的特点作统计归纳，就能获得一定的成因信息。
在矿物地质温压计和矿物成因分类的研究中，统计分析方法的重要性是不言而喻的。
许多地质温压计的公式都是运用统计方法总结出来的。
矿物成因分类的研究，如果不作统计，就无从入手。
至于矿物共生分析的结果，能否合理和切合实际，其中—个关键就在于矩阵中矿物组分摩尔数的确定。
组分摩尔数的正确判定，就需要一定的统计。
对于一个地区或一个矿床作成因矿物学研究时，一般的工作步骤是：（1)调查和了解工作区的地质背景。
(2)收集工作区前人的岩石、矿石和矿物资料。
(3)采集系统的和有代表性的标本，进行鉴定和测试分析。
(4)广泛收集有关矿物的文献资料，作统计分析，找出成因标志。
(5)推断工作区矿物的成因，追溯矿物平衡的条件，探索矿物及其共生组合演变的规律。
(6)利用成因矿物学研究结果，结合地质背景，对工作地区或矿床进行地质分析。
如果我们能够敏锐地抓住一个地区的关键性矿物，进行成因矿物学的研究，那么结合其他学科的研究，便能解决一些重要的地质问题。
但是，对于矿物的成因信息，还需要作客观的分析，区分哪些是有普遍意义的，哪些只有局部意义的。
只有对比的前提明确，才能得出合理的结论。
2 矿物的标型性20世纪矿物学发展的重要成就之一，就是通过大量实际资料的分析和系统总结，确定了矿物的特性与其形成条件有一定的依赖关系，并且发现了能够反映岩石和矿床成因的矿物学标志。
金矿成因矿物学与找矿矿物学
金矿成因矿物学与找矿矿物学引言金矿是一种重要的矿产资源，其存在与地球深部地壳变动有密切关系。
金矿成因矿物学是研究金矿产生的地质过程及相应的矿物组成的学科，而找矿矿物学是以矿物为指示标志来寻找金矿化点的方法。
本文将从金矿成因矿物学和找矿矿物学两个方面来探讨金矿与矿物学的关系及应用。
金矿成因矿物学金矿成因矿物学是研究金矿形成过程的科学，它通过分析和研究金矿矿物的形成机制和特征，揭示金矿形成的地质条件和演化历史。
1. 主要金矿矿物在金矿中存在着一些主要的矿物，如黄金（Au）、石英（SiO2）等。
黄金是金矿的主要矿石，其化学元素符号为Au，属于贵金属。
黄金以其独特的黄色、不锈蚀、延展性和韧性等特点而被广泛应用于珠宝、电子等领域。
石英是一种常见的硅酸盐矿物，其化学成分为SiO2。
在金矿中，石英往往与黄金共生，因为石英具有良好的稳定性和受热性，能够在地壳变动的过程中保存黄金。
2. 金矿形成机制金矿的形成与多种地质作用有关，主要包括构造变化、岩浆活动、热液流体作用等。
构造变化是指地壳中发生的断裂、褶皱等变形，这些变形会导致地壳中的岩石和矿物重新分布。
金矿往往形成于构造变形的断裂和褶皱带附近。
岩浆活动是指地壳中的岩浆运动，通过岩浆的上升和冷却结晶，金矿可以在岩浆中形成或沉淀。
热液流体作用是指地壳中的热水或热气体与矿石接触或通过地下渗透而产生化学反应，形成金矿。
热液流体作用是金矿生成的主要方式之一。
找矿矿物学找矿矿物学是利用矿物学的知识和方法来寻找金矿化点的科学。
通过观察和分析矿物的特征，可以推断出潜在的金矿化区域。
1. 与金矿成因矿物学的关系找矿矿物学与金矿成因矿物学密切相关。
通过对金矿成因矿物学的研究，找矿矿物学可以了解金矿在地质过程中的形成机制和矿物组成，从而指导找矿工作。
2. 金矿指示矿物的特征金矿化过程中存在一些与金矿相关的指示矿物，如黄铁矿、黄铜矿、菱铁矿等。
这些矿物往往与金矿共生或伴生，通过观察这些指示矿物的存在和分布，可以推测出潜在的金矿化点。
成因矿物学
1.深成岩和岩浆矿床的矿物共生组合 2.伟晶岩和伟晶矿床的矿物共生组合 例：花岗伟晶岩，云母、绿柱石
正长伟晶岩，稀土、稀有元素矿物
岩浆岩及岩浆矿床的矿物共生组合
方解石 + 透闪石 + 透辉石 + 钙铝榴石 + 绿帘石 + 斜长石（石 灰 岩、中压）
方解石 + 普通角闪石 + 单斜辉石 + 斜长石 ± 绿帘石（石灰岩、 低压）
变质相 特征矿物
典型矿物组合
夕线石
夕线石 + 铁铝榴石 + 黑云母 + 钾长石 + 石英 ± 斜长石（泥质 岩、中压）
高
夕线石 + 堇青石 + 黑云母 + 钾长石 + 石英 ± 斜长石（泥质岩、
低温热液，Sb、Hg、As，辉锑矿、辰砂、 雄黄、雌黄
化学沉积作用的矿物共生组合
原生岩石的化学风化产物，在水体系中沉 积和成岩过程中的“化学分异”，其化学成分 中的Al、Si、Fe、Mn、P、Ca、Na、K、Mg、 等主要化学元素，在迁移过程中发生分离，并 在水体低部的不同地点分别沉积。这与水动力 学环境、生物作用和化学作用（pH、Eh、胶体 吸附等）相关。
二.晶体化学式的内涵（书写方法）
①阳离子写在化学式的开始，在复盐中阳离子 按碱性强弱顺序排列。
②阴离子写在阳离子的后边，络阴离子则用方 括号[ ]括起来。
③附加阴离子写在主要阴离子或络阴离子之后。
④含水化合物的水分子写在最后，并用圆点 “·”相隔，当含水量不定时，用H2O表示。例：蛋 白石 SiO2·nH2O 或 SiO2·aq (aqua含水缩写)
矿物学中的矿物形态与矿物成因分析
矿物学中的矿物形态与矿物成因分析矿物形态是指矿物在自然界中的外部形状和结构。
它与矿物的晶体结构、物理性质、化学成分以及生长环境密切相关。
矿物形态的研究是矿物学的一个重要分支，对于矿物的鉴定和矿物成因的解析具有重要意义。
一、矿物形态的分类与特点矿物形态按照外部形状和内部结构的特点可以分为以下几类：1. 结晶形态：矿物在生长过程中形成的晶体形状，通常由其晶体结构和生长环境共同决定。
结晶形态可以是具有对称性的完美晶体，也可以是不规则的晶体团块，甚至是无法分辨的微晶体。
2. 非晶态：一些矿物由于其结构的不规则性，无法形成明显的晶体结构，表现为非晶态。
典型的非晶态矿物包括玻璃、凝胶和胶态矿物等。
它们没有规则的外部形状，通常呈均匀的胶状或块状。
3. 斑岩体：一些矿物以岩石的形式存在，称为斑岩体。
斑岩体由于由多个矿物组成，其外部形态复杂，常呈不规则的块状或带状分布。
斑岩体的形成与深部岩浆的侵入和冷却有关。
二、矿物形态的成因解析矿物形态的成因与矿物的结晶机制、成岩作用以及地质环境等因素密切相关。
下面以几种常见矿物为例，进行矿物形态与成因的解析。
1. 方解石：方解石是一种常见的矿物，其晶体形态多为六面体或菱面体。
方解石的形成与碳酸岩溶解和沉积有关。
在碳酸岩地区，方解石常以伴生晶体的形式存在，受地下水循环的影响，形成了不同的方解石晶体形态。
2. 方铅矿：方铅矿的晶体形态多为立方体，对称性明显。
方铅矿主要形成于矿床中的高温高压环境，其成矿过程与火成作用和热液作用有关。
在这些矿床中，方铅矿由于结晶速度较快，形成了规则的立方体晶体。
3. 磷灰石：磷灰石是一种磷酸盐矿物，其晶体形态多为柱状或板状。
磷灰石的形成与沉积作用和变质作用有关。
在沉积岩中，磷灰石常以颗粒或粘结物的形式出现；而在变质岩中，磷灰石则呈片状或柱状分布。
总之，矿物形态的分析能够帮助我们了解矿物的晶体结构、成岩作用以及地质环境，在矿产资源勘探和开发中具有重要意义。
矿物的晶体结构和成因
矿物的晶体结构和成因矿物是自然界中固态的物质，通常具有特定的化学组成和晶体结构。
矿物的晶体结构和成因是研究矿物学的重要内容，对了解矿物的物理性质和地质意义具有重要意义。
一、矿物的晶体结构矿物的晶体结构指的是矿物的原子排列方式和晶体的几何形态。
矿物的晶体结构决定了矿物的物理和化学性质，并对其在地球中的分布和形成起到重要影响。
矿物的晶体结构是由原子通过原子键连接而成的，原子键可以是共价键、离子键或金属键。
矿物中最常见的是离子键，即不同电荷的离子通过电磁作用力相互吸引而形成的键。
离子键的特点是结构稳定，熔点高，具有良好的电导性和光学性质。
矿物的晶体结构可以通过X射线衍射等方法来确定。
X射线衍射通过测定矿物晶体中X射线的散射情况，可以确定晶体中原子的位置和排列方式。
通过研究晶体结构，可以推测矿物的性质和成因。
二、矿物的成因矿物的成因指的是矿物形成的物理和化学过程。
矿物的成因有很多种，常见的包括热液矿床、岩浆矿床、沉积矿床等。
1. 热液矿床热液矿床是由地壳中的热液作用形成的矿床。
热液是地壳中的水或气体在高温高压条件下形成的流体，其中含有大量的溶解物质。
当热液在地壳中流动时，会与周围的岩石和矿物发生反应，形成新的矿物。
例如，金矿、铜矿等许多金属矿床就是由热液作用形成的。
2. 岩浆矿床岩浆矿床是由岩浆中的溶解物质在岩浆冷却过程中析出形成的矿床。
岩浆是地壳中的熔融岩石，具有高温高压的特点。
当岩浆冷却时，其中的溶解物质会逐渐凝固并形成矿物。
例如，石英、长石等许多硅酸盐矿物就是由岩浆形成的。
3. 沉积矿床沉积矿床是由沉积作用形成的矿床。
沉积作用是地壳中碎屑颗粒和溶解物质在水或风等介质的作用下沉积并形成沉积岩的过程。
在沉积岩中，常常含有一些矿物颗粒或晶体。
例如，煤矿、石灰石等就是由沉积作用形成的。
不同的矿物具有不同的形成条件和成因。
矿物学家通过研究矿物成因可以了解地球内部和地壳演化的过程，揭示矿床形成的规律，对矿产资源的勘查和开发具有重要价值。
成因矿物学—矿物标型学
金伯利岩(Kimberlite)的标型组合：
镁橄榄石（假象）Forsterite : Mg2[SiO4] 金云母 Phlogopite: KMg3[AlSi3O10](F,OH)2 铬镁铝榴石 Cr-Pyrope: Mg3(Al,Cr)2[SiO4]3 铬透辉石 Cr-Diopsite: Ca(Mg,Cr)[Si2O6] 铬尖晶石 Picotite: MgCr2O4 镁钛铁矿 Picrocrichtonite: (Fe,Mg)TiO3 钙钛矿 Perovskite: CaTiO3 锐钛矿 Anatase: TiO2 金红石 Rutile: TiO2 磷灰石 Apatite: Ca5[PO4]3(F,Cl,OH) 碳硅石 Silicon carbide?: SiC? 金刚石 Diamond: C
黑云母成分
Mg/Fe Al2O3 K/Na CaO BaO Cl F
非矿斑岩
＜0.5 ＞15% ＜8 0.88-1.89% ＜0.02-0.03% ＜2000ppm 700-2000ppm
成分标型：
判断含矿性
黄铁矿： （85个数据） 判断含Cu斑岩： 含矿岩体的黄铁矿含Cu一般超过1000ppm。
标型特征
成分标型：稳定同位素
δ18O（SMOW） δ（样品）=1000（R样品/R标样-1）
——随结晶温度升高而减小。 例：钾钠长石
自生钾钠长石 变质钾钠长石 花岗岩、伟晶岩 钾钠长石
6
12
16 18
28
豫西南铅锌矿
207Pb/204Pb-206Pb/204Pb相关图 15.65 15.6
207Pb/204Pb
标型特征
成分标型：元素对比值
黄铁矿（王奎仁，1989） S/Se：
成因矿物学矿物共生组合
6.3.3 低温热液矿床矿物共生组合
? 1 ）矿石矿物：主要为辰砂、辉锑矿、雄黄、 雌黄，明矾；其次为银的硫盐、自然铜、冰 洲石（无色透明的方解石）等。
? 2 ）脉石矿物：石英、石髓、蛋白石、菱锰矿、 沸石等。
? 围岩蚀变：泥质岩或碳酸盐常有绢云母化、 白云石化；围岩为酸性喷出岩时，则有明矾 石化和高岭土化；
? 钾长石：反映变质温度较高
6.1 岩浆成因矿物共生组合
? 岩浆作用的各个阶段具有不同特点的矿 物共生组合；
? 各个阶段不能截然分开，致使各阶段形 成的不同类型矿物共生组合之间在空间 和时间上具有连续性，即不同阶段的矿 物共生组合可以伴生在一起，从而为矿 物共生组合的研究带来了复杂性和困难。
6.1.1 深成岩浆岩和岩浆矿物 的矿物共生组合
? 超基性、基性岩的风化壳： ? Ca Mg －菱镁矿、白云石、方解石、
? 6.2.1 化学成分特点
? 富集碱金属、部分碱土金属、稀有和 稀土元素、B 、C 、O 、F 、P 、S 、 Cl 等。
? 挥发份多、稀有和稀土元素多；主要 造岩元素Si K Na 在花岗伟晶岩中也 较花岗岩富集。
6.2.2 矿物成分特点
? 花岗伟晶岩中约有800 多种矿物，其中硅 酸盐（以层状和架状硅酸盐为主，少量岛 状和链状）与氧化物占大多数，其次为磷 酸盐和稀有稀土元素矿物。
? 非金属矿物：绿柱石、黄玉、电气石、磷灰 石、金云母
? 脉石矿物：石英、长石、白云母、 锂云母、石榴石、萤石：气成矿物和高温矿物较多。
6.3.2 中温热液矿床矿物共生 组合
? 1 ）矿石矿物：
? 金属矿物：主要黄铜矿、方铅矿、 闪锌矿；其次有斑铜矿、黝铜矿、 沥青铀矿等。有时也出现黝锡矿、 辉砷钴矿、赤铁矿、黄铁矿、菱铁 矿、自然金、自然银等非中温热液 矿床所专有的矿物。
第15章 矿物的成因
四、矿物的标型性：
2、矿物的标型特征 矿物的标型特征：能反映矿物的形成和稳定 条件的矿物学特征。简称矿物标型。 矿物的空间分布、多成因性及多世代性，决 定了同种矿物在晶形、物性、成分、结构等方面存 在着明显的差异。 形态标型 物理性质标型 化学标型 结构标型
矿物标型包括：
四、矿物的标型性：
例如：等轴晶系矿物(如金刚石、黄铁矿、萤石等)的晶 体形态具标型意义：立方体｛100｝指示形成于低温条件下， 八面体｛111｝则为高温条件下形成； 电气石黑色者指示形成温度高于300℃，绿色者系在约 290 ℃条件下结晶而成的，而红色者的结晶温度约在150 ℃ ； 黄铁矿(理想化学式为FeS2)的Fe/(S+As)非化学计量具标 型意义：若Fe/(S+As)值明显大于0.5，指示其属浅部形成， 而当Fe/(S+As)值小于或略大于0.5时，则反映它是深部产物； 变质白云母的晶胞参数b0值随压力的升高而增大，等等。
一、形成矿物的地质作用
2、外生作用：地表或近地表处由于太阳能、水、
大气和生物等作用参与的形成矿物 的地质作用。 包括：风化作用、沉积作用。 （1）风化作用：原先形成的矿物、岩石在太阳能、 水、大气和生物等作用下发生机械破碎、化学分 解，被溶解、粉碎的成分被流水带走，留下的成 分重新组合、改造成新的矿物、岩石。 不同矿物抗风化能力不同：硫化物最易被风化，氧化 物、硅酸盐较稳定。
形成矿物的地质作用
矿物的形成与体系化学组分的活动性
矿物的时空关系
矿物的标型性 矿物的包裹体 矿物的变化
一、形成矿物的地质作用
一、形成矿物的地质作用
1、内生作用：
地球内部热能所导致的各种地质作用，包括： 岩浆作用、伟晶作用、热液作用、火山作用等。
成因矿物学-1
二.标型矿物
标型矿物是指在特定的形成条件下形 成的矿物。这种矿物可以作为一定温度、 压力、介质条件的标志。以往人们通常把 标型矿物理解为只生成于成岩成矿作用， 即只能有一种成因产状。标型矿物的这一 内涵主要强调矿物的单成因性。
例如：斯石英，它只产生于陨石冲击 坑中，是高压冲击变质成因的标志矿物。
但是，随着科学技术的发展，人们对自然界认识 的逐步深入，矿物新的成因不断被发现，使标型矿物 从单成因的指示矿物逐步趋向于标志一定的物理化学 环境的变化趋势，促进了矿物标型学说的发展。
陈光远教授（1981）强调，矿物标型特 征是矿物的成因特征和成因信息在矿物产状、 形态、成分、结构和性质上的全面反映。随 后，他（1987）归纳和总结了矿物标型的普 遍性、特殊性、变化性、相应性、继承性和 分带性等规律。
由此，我们可以这样理解标型：标型是 一种地质成因信息的标志，是一种矿物及其 共生组合和组构对其形成环境的表征。这种 表征可以通过标型矿物、标型组合、标型组 构以及矿物的标型特征去实现。
包裹体反馈的成矿流体物理化学条件是：蓝辉铜矿主要形成于 300～200℃，金矿形成于100℃，成矿流体在硫砷铜矿-蓝辉铜矿-黄 铜矿阶段盐度为8.4～5.3wb％NaCl，蓝辉铜矿-辉铜矿-铜蓝阶段 7.6～3.3wb％NaCl，金-黄铁矿-铜蓝（少量）阶段3.9～0.1 wb％ NaCl；成矿压力蓝辉铜矿-辉铜矿-铜蓝阶段为50～37.5Mpa，金-黄 铁矿-铜蓝(少量)阶段为40～28Mpa；成矿酸碱度，铜矿形成时流体 pH＝5.47～4.18，金成矿流体pH＝4.18～3.64；成矿氧化还原电位 Eh值为-0.975～-0.875～-0.82，铜、金成矿时其Eh值变化不大。在 成矿早期（铜矿形成期），成矿流体属于KCl—NaCl—H2O—H2S 和NaCl—H2O—SO42-与CO2—NaCl—H2O共存的地球化学体系，在 晚期（金矿形成期）则为CO2—NaCl—H2O与NaCl—H2O—SO42-体 系；成矿流体的稳定同位素δD＝-48～-78‰，δ18O＝+4.8～ 0.3‰～-0.9‰，δ34S＝+5.1‰～0.0‰～-5.85‰，成矿体系的 δ34S≈0‰。表明成矿流体是在温度为350°左右、水/岩值为0.3～ 0.1的条件下，由大气水与火山－侵入岩浆岩相互作用形成的，硫的 来源以幔源为主。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
B/D=0.20
CO2Wt%=26.5
B A
6. 测出该包 裹体的均一 温度 Th=250℃; 7. 在右图中 求压力 P=1100Bar
对密西西比河谷型铅锌矿的成因争论:
沉积说： 规模大、分布广、层位稳定、成分简单与火成岩无关，
围岩蚀变不明显； 热液说： 矿化为脉状，晶洞状，闪锌矿Th 115～135 ℃。 E. Roedder的工作结果 1）包裹体类型： L-V， L，有时含有机质，
同生沉积：显著小于1，范围0.011～ 0.37
沉积改造：随改造强度而增大，从0.16～0.8到接近于1 沉积变质：随变质程度加深而增大，从1.47～5.75
此外S/Se， Se/Te, Pb/Zn等都可以作为黄铁矿的 标型之一。
闪锌矿中的Fe/Zn：随温度增高而增大
火山岩中明矾石的K2O/Na2O：可反映原岩的特征 安山岩：0.7 英安岩：2.5 流纹岩：8.0
黄铁矿中的S/Fe：
铜镍硫化物矿床：0.878 岩浆热液矿床：0.887 斑岩型矿床：0.91 火山-沉积块状硫化物矿床：0.96 大多金矿床也多小于理论值（0.871）,为亏硫型。
黄铁矿中的Co/Ni：
王奎仁（1989）通过我国65个点，共115件黄铁矿样品的 分析研究指出不同成岩成矿条件下形成的黄铁矿其Co/Ni有一 定的标型特征。
1．同种矿物中稳定同位素组成随温度变化：
δ18O值随温度的升高而减小。 δ样品（‰）=（R样品/R标样-1）*1000 R样品=18O样品/16O样品 R标样=18O标样/16O标样（原子数目比）
如钾长石:
高温结晶的钾钠长石:δ18O：6-12‰ 中等温度:12-16‰ 外生沉积的钾钠长石:18-28‰
微量元素对地质环境反映非常敏感，所以具有重要的 标型意义。
如：花岗岩中萤石矿物Mn2+ 具有重要的标型意义。 Mn2+与成矿作用类型和成矿深度有一定的关系。不同深 度花岗岩中萤石矿物中Mn2+的含量，呈现随深度增大Mn2+ 的含逐渐降低的趋势。
又如：金矿床中含金黄铁矿和毒砂（FeAsS)中的微量元素受形成深度 和矿石类型的影响比较明显。
流体包裹体证据
蛇绿岩型 (Sypurus Type)
塞埔路斯 硫化物-石英脉
L-V包裹体, Th300-370℃，盐度3.5wt%, 似正常海水
黑矿型 （Kuroko Type）
L-V包裹体为主， Th：网脉状硅矿Q 280-330℃，其上层状黑矿 (Q,Sp)200-310℃；盐度：2-5wt%NaCl，
例如辉石的结构类型受化学成分和温度的控制； 辉石晶体的化学式基本上可用M1M2X2O6表示，X位置通常进行类质 同 象代替的是Al, Si 它们占据四面体孔隙，配位数为4，M1M2为八面体孔隙， 配位数为6，M1位置为Ti4+, Al3+, Cr3+, Fe3+, M2位置为Ca2+, Li+, Na+, K+ 等离子占据。Mg2+, Fe2+即可占据M1又可占据M2。但在两位置上的热力学 条件不同，因此可以利用其在M1M2位置上的占位进行温度、压力测定。 镁铁闪石中Fe2+，在M1，M2，M3，M4之间的分配随温度升高呈现
三、矿物标型特征
定义：
指同一种矿物在不同的地质时期和不同地质条件下，形成 于不同地质体中时，该种矿物在各种性质上表现的差异。
特：
同种矿物在自然界有多种成因，强调矿物的多成因性。 如黄铁矿在沉积岩、变质岩中均有产出；石英有沉积、变 质及岩浆岩中均可产出。但由于其形成于不同的成因条件 下造成其在化学成分、晶体形态、物理性质等方面有差别 ，据此可帮助我们判断矿物、矿床或岩石的成因。
每一种矿物或矿物共生组合都是在一定的温度和 压力条件下形成的。
如类质同象替换，半径大的离子替换小的使分子 体积增大，是在压力降低时发生，反之则是压力 升高时进行。
而一些类质同象的替换与温度有关，如闪锌矿中 的Fe，因此可利用某些矿物的类质同象替换元素 之间的比进行温度和压力的计算，即矿物地温计 或压力计。
2）标型矿物的相对性：
一些是单成因的矿物，在其它成因中也有发现。
如金刚石原只产于金伯利岩岩筒中，现发现在钾 镁煌斑岩中、基性、超基性岩包体中也有产出，其 中钾镁煌斑岩型金刚石矿床已成为一重要的金刚石 矿床类型。
海绿石：原是海相地层的指示矿物，现在不同盐度 的陆相水体沉积物中也有发现。
3）区域性：有些标型矿物具有全球的适用性，而 有一些只是在某一区域或某一矿床或矿区内适用， 这是由于当地的构造地质背景决定的。
未见含子晶多相包裹体、CO2包裹体 2）Th：75～200 ℃， 集中 100～150 ℃ 3）盐度：15～20wt%NaCl，密度大：1.18g/cm3 4) 硫同位素变化大, +8.08~31.36‰
结论: 沉积盆地深部循环的热卤水, 搬运Pb-Zn成矿
火山块状硫化物矿床
理想分带： 上部: 含Pb、Zn黄 铁矿带 中部：含Cu黄铁矿 带 下部：含Cu网脉状 矿体 “黑矿” 上：“黑矿” 中：“黄矿” 下：“硅矿” 边：石膏矿
天河石中的Rb/K， 斜长石的Ca/Al等均有一定的标
型意义。
五、稳定同位素标型
在不同地质体的矿物中，组成物质同位素的分 馏和富集具有不同的特征，因此，矿物的同位素组 成特点具有标型意义。
矿物稳定同位素标型研究成果，可以提供成岩、 成矿、温度、物质来源（壳源、幔源、混合源）， 形成物理化学条件以及演化历史的资料。
态，为高温稳定相；正长石，部分有序状态，为中温稳定相；最大微斜长 石，完全有序状态，低温稳定相
2．对花岗岩体从边缘相到中间相：有序度是从低到高
3．从岩体形成的年龄来说：形成时代越老的岩体中有序长石百分比越高
4．有序度还可以作为找矿标志：如有人对一些与铬铁矿床有关的橄榄石 的有序度发现，近矿橄榄岩的有序度略高于远矿橄榄岩。
成因矿物学
2020年5月24日星期日
第一节 矿物标型概述
一、标型矿物 二、标型矿物组合 三、矿物标型特征
一、标型矿物（typomorphic mineral)
定义：
形成和稳定于某种特定的地质环境，或者只在某一特定的地质作用中形 成的矿物。
特点： 1）矿物的单成因性：
在自然界有些矿物主要趋向于或者只有一种成因。如：铬铁矿主要产于 超基性岩中；斯石英、柯石英专属于高压冲击变质成因（多在陨石坑和上 地幔）；辰砂、辉锑矿是低温热液矿床的标志。
二、主要组分标型
组成矿物的主要元素和 主要的类质同象混入物形 成的标型特征。如橄榄石 中的Fe、Mg；黑云母中 的Fe、Mg； 闪锌矿中的 Fe； 黄铁矿中的Fe,S等
右图是泰查赖雅（1971 ）据225个样品获得从斜 方辉石的 FeO+Fe2O3+MgO与 Al2O3的含量看其成因的 图解。
三、微量元素标型
5．分布于不同地质时代和不同矿床类型、不同岩石类型中的 矿物同位素组成不同。
如：沉积碳酸盐：δ13C，接近于0值（PDB； 岩浆成因的碳酸盐矿物：δ13C -5.3～-7.0‰； 有机质堆积物：δ13C -２4～-29‰； 基性超基性岩矿物组合包裹体中金刚石：δ13C -0.25～-03.44‰ 陨石中有金刚石δ13C -0.58～-0.63‰ 冲击岩中的金刚石δ13C -1.32～-1.87‰
Co, Ni特征：中部石英脉型黄铁矿中Co、Ni含量最高， Co/Ni比值随深度变浅而增大；而浅部黄铁矿中Ni含量明显 降低，Co/Ni>=1。
Ｍo、Sn特征：浅部黄铁矿中 Mo含量最高，中部细脉浸 染型黄铁矿Ｍo含量次之，但Ｓn的出现频数不如Mo。
四、元素比值标型
矿物成分中某些成对元素含量的比值变 化，往往受到形成条件的制约。因此，人常 应用它们作为推断矿物形成过程中物理化学 条件的依据之一。它们对研究岩石和矿床的 成因类型、成矿深度，以及解释地质环境等 问题，具有重要的意义。
5．不同成矿阶段的含铁白云石其有序度不同，如太白金矿
四、多型标型
多型性：是层状结构晶体的一种固有的特征，普遍存在于云母、 石墨、辉钼矿、绿尼石、高岭石、纤锌矿等
如：云母在不同类型岩石中（花岗岩、伟晶岩、喷出岩、热液矿 床）具不同的多型
第三节、矿物晶体结构标型
一、晶胞参数标型
类质同象替换和温度压力，氧化-还原条件等都对 矿物的晶胞参数产生影响。
如：热液金矿床中黄铁矿的晶胞参数主要与Co, Ni的类质同象替换有关。同时类质同象的替换又与成 矿深度和温度有关。因此，黄铁矿的晶胞参数常做为 其标型特征之一。
二、离子占位标型
一些结构复杂矿物中离子占位与其形成时的物理化学条件关系密切。
规律变化。
钙角闪石中Fe2+, Mg, Al在M1，M2，M3之间的分配，随温度、压力升 高呈现规律变化见
三、有序无序标型
矿物在结晶过程中，质点总是趋向于按照能量最低的方式，进入某种特 定的位置，形成有序结构。而无序结构则是各处质点分布不同，能量有高 有低，不是最稳定状态。
1．温度升高，从有序向无序转变；温度缓慢降低：从无序向有序转变。 如：长石中Al-Si的置换： 高温变为无序，低温有序置换；对于碱性长石、透长石，完全无序状
二、标型矿物组合
定义：指在特定的地质环境中形成的专属性矿物组合。
标型矿物组合强调在特定的成岩成矿条件下形成的特征性矿 物组合。
如：前寒武纪出现磁铁矿、石英、铁铝榴石、铁闪石、 铁蛇
纹石、富铁绿泥石组合。
铅锌矿床氧化带的标型组合：褐铁矿、铅钒、白铅矿、菱锌 矿、蓝铜矿（有时有孔雀石）
上地幔榴辉岩的标型矿物共生组合为：陨钠镁大隅石-石榴 石-绿辉石-含钾硫化物。
六、矿物包裹体成分标型
包裹体: 是矿物形成过程被捕获的成矿流体介质。 流体包裹体（Fluid Inclusions)， 矿物包裹体。