4胶体沉积矿床
沉积矿床1总结
第十一章沉积矿床一、沉积矿床概论（一）沉积矿床特点1、同生性—矿体与其围岩在同一沉积环境中连续沉积而成。
2、成层性—矿体成层状产出；局限性水盆：扁豆状、条带状。
3、整合性――矿体与围岩整合接触；成岩作用形成的小脉体可以切割层理，但一般不穿过层面。
4、岩性岩相关联性——砂金与砾岩和粗砂岩相有关；粘土矿常常产于煤系地层中；沉积铜矿常常与红色岩系和盐类沉积有关等。
5、成分多样性——可形成的矿产种类多；单一矿床矿物成分可以简单，也可以非常复杂（黑色页岩型多元素矿床）。
6、分带性——化学沉积为主的沉积矿床常常表现出矿物的带状分布。
二、沉积成矿作用1、物质来源：大陆岩石矿床的风化所产生的碎屑和可溶解物质，海底火山作用喷溢喷发物质，地下岩石矿物被地下水溶解带出；海水2、成矿介质（1）河水、海水、湖水（2）风（3）冰川流（4）浊流3、成矿物质搬运形式：矿物碎屑（多数情况下为原来基岩的耐风化矿物）；胶体和细悬浮物质；真溶液（离子）；生物碎屑；有机溶液。
4、物质沉淀的因素：动力与重力的对比；温度变化；压力的影响（CO2）；Eh-pH值的改变；浓度提高；物质的溶解度大小。
5、沉积分异作用：机械沉积分异；化学沉积分异；成岩分异。
(1) 机械沉积分异：水动力◄►碎屑大小、比重、形状上游——————————下游砾石―――粗沙―――粉沙重矿物—————————轻矿物等轴―――柱状―――片状（2）化学沉积分异：溶解度+浓度;Eh-pH近岸——————————远岸溶解度小的矿物————溶解度大的矿物(3) 成岩分异：埋深－氧化还原界面－溶解度—微生物▬►变价元素(Fe、Mn、U、V等)沉淀溶解氧化Fe3+ Mn4+ U6+还原Fe2+ Mn2+ U4+溶解沉淀6、沉积矿物分带：主要受控于Eh—pH条件：Fe：Mn：主要受控于溶解度和浓度：石膏－石盐－钾石盐受控于水与矿物的相互作用：上游←含银自然金——自然金→下游7、沉积成矿演变：同生阶段—沉积阶段成岩阶段—压实、排水、矿物相变、局部富集与贫化后生阶段—加热地下水溶解、再沉淀（充填／交代）→成矿物质的转移（Pb、Zn、Cu等）8、沉积矿床分类：机械沉积矿床（砂矿床）蒸发沉积矿床（盐类矿床）胶体化学沉积矿床生物化学沉积矿火山沉积矿床三、沉积矿床类型（一）机械沉积矿床：主要由大陆岩石风化产生的有用矿物碎屑，经由流体搬运，在适宜的条件下沉积富集而成的矿床。
矿床学第十章 沉积矿床概论-精选文档18页
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第十章 沉积矿床概论
§3 成矿作用及矿床分类
一、成矿物质
1、来源： 风化产物、有机物质、火山喷发物、宇宙物质
等。P36 Shudbery
2、搬运营力：流水、风、冰川、生物
3、水中被携带的形式
碎屑物（颗粒） 悬浮物 胶体溶液 真溶液
碎粒
粗分散系 细分散系 分子/离子分散系
10-5m（10um） 10-7m（100nm） 10-9m（1nm）
矿床学
第十章 沉积矿床概论
§1 概念与特点 §2 形成条件 §3 成矿作用及矿床分类
第十章 沉积矿床概论
§1 概念与特点
一、概念 1、沉积矿床 沉积矿床(sedimentary deposit)：指地表岩石和矿
石在风化作用下被破碎、分解的产物，有机残骸和 火山喷发物、宇宙物质等被水、风、冰川、生物等 营力搬运到有利于沉积的地质环境中，经各种沉积 分异作用沉积下来，当其有用组分富集达到工业要 求的地质体。
第十章 沉积矿床概论
§3 成矿作用及矿床分类
2、按成矿作用 1）机械沉积矿床：砂金、砂锡、金刚石 2）胶体化学沉积矿床：铁、锰、铝矿床 3）蒸发沉积矿床：石膏、岩盐、钾盐 4）生物化学沉积矿床：自然硫、磷、硅藻土 5）可燃有机矿床：煤、石油、天然气 6）喷流沉积矿床（火山沉积矿床）：铁铜矿床
可形成不同类型的矿床 1、含金岩石风化作用:砂金 → 岩金 2、玄武岩风化作用:迁移 → 铝土矿 / 铁矿 3、花岗岩风化作用 ;→ 粘土矿 4、火山喷发物 :→火山沉积铁矿、铜矿，重晶石矿 5、硅藻:迁移、沉积 → 硅藻土矿
胶体化学沉积矿床
矿床产于华北古陆北部河北宣化、龙关一带 。
位于燕山凹陷带中，沿古陆边缘浅海盆地分布。
矿床实例-华北宣龙式铁矿
矿区北部出露太古界片麻岩系，其中产有薄层硅铁建造。 含矿岩系位于海侵层序的下部，正是碎屑岩与碳酸盐的过渡带，矿层产于早震旦世长城砂岩之上的串岭沟组页岩中。 矿层分布稳定，断续延长几十公里，矿体主要呈层状、大扁豆状。
硅酸盐相带：分布在离海岸稍远的地带，海水变深，Eh值较低（之间，形成的铁矿物主要为海绿石、鲕绿泥石等铁的硅酸盐，伴生的沉积岩主要为细砂岩、粉砂岩等细粒碎屑沉积岩类。
碳酸盐相带：分布于离海岸线更远的部位，处于弱还原带，Eh值为0～-0.3, 有机质分解产生有大量CO2，使环境富含HCO3-，沉积的铁矿物以菱铁矿等低铁碳酸盐为主，伴生沉积岩以粘土岩类和碳酸盐岩类为特征。
湖沼相沉积铁矿床
由陆表水系搬运的铁胶体在湖沼盆地边缘的浅水地带沉积形成，常与煤系地层紧密伴生，矿体多呈薄层状、透镜状产出，规模较小。矿石具鲕状、结核状构造，矿石矿物以赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿为主，品位分布不稳定，含有机质、磷、硫杂质高，工业意义较小，一般仅适宜于地方开采。
典型矿例如我国淮南石炭一二叠纪煤系中的菱铁矿矿床，威远侏罗纪中的菱铁矿矿床，四川茶江侏罗纪赤铁矿矿床，广西右江，辽宁抚顺一带的第三纪煤系中的菱铁矿矿床等。
5、海相沉积铁矿床
矿石主要由赤铁矿组成，伴有鲕绿泥石、菱铁矿、石英、方解石及黄铁矿等，具鲕状、肾状和块状构造，硫、磷等杂质元素含量低，矿石质量好。
添加标题
我国海相沉积赤铁矿矿床有两个重要层位：华北地区的早震旦世长城群中部，称宣龙式铁矿和华南地区中上泥盆统，称宁乡式铁矿。
添加标题
矿床实例-华北宣龙式铁矿
矿床实例-宁乡式铁矿
【矿床学B-丁清峰】实习四 沉积矿床
实 习 四 沉 积 矿床
❖试验目的 ❖认识并掌握盐类矿床和胶体化学沉
积矿床的一般地质特征 ❖了解在表生条件下各类沉积矿床的
形成条件并分析其成矿过程 ❖典型矿床
盐类矿产资源概况
❖ 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。当前已知盐类 矿物多达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 ❖ 盐类矿物均易溶于水。一般呈无色透明的结晶粒状体 或板状集合体，但因不同程度地混入杂质而呈现红、
与老地层（寒武-奥陶系）呈不整合接触关系。盆地中地层倾角近于水平 （2~4°）
矿 床 地 质 特 征
➢矿体产状及规模
➢含矿层——位于第三系灰蓝色粘土岩及粉砂质粘土岩中， 下部为含膏层，上部为含盐层，平面上含膏层分布近于 盆地边缘，而趋向中央为含盐层
➢膏盐矿层沿固定层位产出，产状和围岩一致，呈层状及 似层状产出。矿体产状平稳，倾角4~8°，矿体受后期
矿 床地 质 特 征
❖ 矿体特征 ❖ 串岭沟组页岩中铁矿层分布稳定， 具有工业价值。其底板为常州沟组白 色石英岩，顶板为黑色砂质页岩 ❖ 矿体呈层状产出，走向北东 60~70°，倾向南东，倾角30°，沿
矿床地质特征
含矿层自上而下由三层铁矿和两层含铁细砂岩及粉砂质页岩组成 （1）菱铁矿（O层）； （2）鲕状赤铁矿（I层） （3）细砂岩及粉砂质页岩；（4）鲕状赤铁矿（II层） （5）细砂岩及粉砂质页岩；❖由赭色粉砂质粘土岩和蓝灰色粘土 岩互层组成，常由岩盐-钙芒硝-硬石 膏、钙芒硝-岩盐或岩盐-硬石膏等矿 物组合形成互层。每个岩组厚1~9m，
矿床学12沉积矿床
1)海相沉积铁矿床
（3）含铁矿物相及其分带 碳酸盐矿物相带：主要矿物为菱铁矿，形成于浅海还原富 CO2的环境（与沉积物中有机质分解有关），离岸更远， 海水更深， Eh更低，含氧不足（据实验Eh=0—-0.6， PH=6-10；菱铁矿床Eh=0.0—-0.2，PH=6-6.7）。不能促 使Fe2+氧化，因此在还原条件下形成菱铁矿(FeCO3 ) ，Fe 主要呈Fe2+的形式存在 。 硫化物矿物相带：主要矿物为黄铁矿、白铁矿（非铁矿 带），形成于浅海还原富H2S环境（与沉积物中的有机质 分解有关）。明显的还原环境（据实验Eh=0.0—-0.3， PH=4-9；）， Fe与H2S结合形成铁的硫化物。
1)海相沉积铁矿床
（4）矿体特征 呈层状、透镜状、扁豆状，沿古海岸或古海湾分布稳定， 通常沿走向延长可达数十公里，甚至数百公里，厚度数十 厘米—数米，有的数十米。矿体规模一般较大。在矿层中 常见有泥裂、叠层石和交错层等特征，反映浅海潮间带环 境。 （5）矿石特征 由赤铁矿、针铁矿、褐铁矿组成，还有菱铁矿，鲕绿泥石， 石英及少量的锰氧化物，方解石，高岭石等；铁品位为 20~50%，其它组分有Mn、P、S等。 矿石一般具胶状结构；鲕状，肾状、块状构造。
有代表性实例有：我国北方宣龙式铁矿（震旦纪或华北长 城系），南方的宁乡式铁矿（泥盆纪）。俄罗斯刻赤铁矿， 法国的洛林铁矿，美国克林顿铁矿，是最主要的沉积铁矿 矿床。储量数亿吨至数十亿吨。
2）湖相沉积铁矿床
矿床产于亚热带，热带湖泊盆地之中，矿体延伸不远，层 位不稳定，多为透镜状、厚度不大，因储量小，有害杂质 多，工业价值远不如前者。 矿石主要有赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等组成。含有Mn，P， S，植物残体。 我国四川，新疆，江苏，广西，辽宁都有，但工业意义不 大。
4-4沉积矿床
●一、机械沉积沙矿●地表风化碎屑物经过水流的搬运，当搬运能力减弱时碎屑物会按照比重粒度大小分别沉积下来。
由此造成有用矿物富集，形成沉积沙矿。
●沉积沙矿埋藏浅、堆积松散，利于开采分选，采选成本低，因此与一般产于岩石中的原生矿比较，其品位仅为五分之一到十分之一，具有较大的经济价值。
通过现代沙矿的研究也有利于寻找原生矿床。
●沙矿的形成条件：●1、重沙矿物来源，重沙矿物可以来源于原生矿床，也可以来源于岩浆岩、变质岩风化物质，不同的岩浆岩含有不同的重沙矿物，锡石一般来源于花岗岩、金红石来源于玄武岩、辉长岩、金来源于中深变质岩、铂族矿物、金刚石来源于超基性岩角砾云母橄榄岩等。
●2、重沙矿物特征，化学性质稳定不含变价元素分子式简单的矿物、物理性质坚硬不易磨损、比重大的矿物。
如自然金、金红石、锡石、石英、金刚石等，特殊环境下可以有变价元素矿物。
●3、搬运介质条件，形成重沙矿床的搬运介质要有较强的搬运分选能力，主要是河水、湖水、海水，因此重沙矿床主要产于河床、河流阶地、湖滨、海滨地带。
●4、地貌条件，有利形成沙矿的主要地貌是低山丘陵地貌河谷环境和滨海环境，高山区与平原区地貌都不利。
●二、胶体沉积矿床●常见的胶体物质有：褐铁矿、赤铁矿、铝土矿、黄铁矿、软锰矿等。
●带电核的胶体质点具有较强的吸附能力，它们可以吸附不带电荷的化合物或带电荷的金属离子，达到凝聚成矿的作用。
●胶体矿床形成条件：●1、胶体来源，主要是陆源风化产物，长期稳定的陆源物质供应是形成的胶体矿床的必要条件，因此，长期稳定的大陆环境是必要的，因此胶体沉积矿床之下经常是古陆隆起的沉积间断期。
●2、气候与地貌条件，有利于化学风化的丘陵地貌、温湿气候有利于胶体矿床形成，干湿交互气候有利于红土型风化是铁锰胶体形成的有利气候条件，持续的潮湿气候有利于粘土铝土矿床的形成。
●3、地质构造条件，稳定的大地构造环境，持续稳定的海岸线、被动大陆边缘是胶体沉积矿床形成的有利构造条件，沉积盆地持续缓慢的沉降，胶体供给物与沉降速度平衡时更有利于巨厚胶体矿床的形成。
矿床的成因分类
矿床成因分类方案I．岩浆矿床
一、岩浆分结矿床
二、残浆贯入矿床
三、岩浆熔离矿床
四、岩浆爆发矿床
五、岩浆喷溢矿床
II．伟晶岩矿床
III．热液矿床
一、矽卡岩型矿床
二、斑（玢）岩型矿床
三、高中温热液脉型矿床
四、低温热液矿床
IV．热水喷流矿床
一、火山成因的块状硫化物矿床（VMS）
二、沉积岩中的块状硫化物矿床（SMS）
V．风化矿床
一、残积和坡积矿床
二、残余矿床
三、淋积矿床
VI．沉积矿床
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
Ⅶ．可燃性有机（岩）矿床
Ⅷ. 变质矿床。
沉积矿床的主要类型3
海相沉积铁矿床的成矿机理
沉积铁矿床的化学沉积说
（1）在地壳表层，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。
第八章 沉积矿床
第三节 沉积矿床的主要类型
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 五、可燃有机矿床
三、胶体化学沉积矿床
（一）胶体化学沉积矿床概念 地表岩石（或矿石）风化形成的成矿物质呈
胶体状态被流水搬运到湖、海盆地中，通过 胶体凝聚作用使成矿物质沉淀富集，形成胶 体化学沉积矿床。 是铁、锰、铝的主要来源 层位稳定 品位较高 规模大
矿石。矿石矿物主要为硬锰矿、软锰矿、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
（三）胶体化学沉积型锰矿床
沉积型锰矿床的主要类型
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1.7×1012t，其中含Mn4×1011t，
三纪煤系中的菱铁矿矿床
Hale Waihona Puke （二）胶体化学沉积型铁矿床
2、海相沉积铁矿床： 分布于地台区和长期遭受剥蚀的造山区 矿床产于海侵岩系的底部，含矿岩系主要为砂页岩系，
规模大，层位稳定，延长达几十至几百km 矿体呈层状赋存于含矿岩系中，厚几至几十米不等 矿石主要由赤铁矿组成，伴生鲕绿泥石、菱铁矿、石
（二）胶体化学沉积型铁矿床
1、湖沼相沉积铁矿床：
沉积矿床(实习)课件
随着科学技术的不断进步和应用，未来沉积矿床的开采和利用将更加 高效和环保，同时新型采矿技术也将得到更广泛的应用。
环境保护与可持续发展
生态恢复
在开采过程中应注重生态恢复工作， 减少对环境的影响。
节能减排
采用节能减排技术，降低开采过程中 的能耗和污染物排放。
资源循环利用
加强资源循环利用，提高资源利用率 ，减少对自然资源的依赖。
风险评估与对策
评估矿床开发过程中可能面临的风险（如 市场风险、技术风险等），并提出相应的 对策和建议，降低投资风险。
05
沉积矿床的开发与利用
开采技术与方法
露天开采
适用于埋藏较浅的矿体，通过剥离表土和岩 石，将矿石采出地表。
溶浸采矿
利用化学反应将矿石中的有价成分溶解，再 通过提取溶液将有价成分回收。
04
沉积矿床的勘探与评价
勘探方法与技术
地质测量
地球物理勘探
通过测量和观察确定矿床的位置、规模和 形态，是沉积矿床勘探的基础手段。
利用物理方法（如重力、磁力、电法等） 探测地下矿体的位置和分布，具有高效、 大面积探测的特点。
地球化学勘探
遥感技术
通过分析地下水、土壤、岩石中的化学元 素，发现异常并推测矿体的位置，具有高 灵敏度和针对性。
03
沉积矿床的矿物组成与特征
矿物组成与分类
矿物组成
沉积矿床是由多种矿物组成的，包括硅酸盐矿物、碳酸盐矿物、硫化物矿物等。
分类
根据矿物的化学成分和晶体结构，可以将沉积矿床中的矿物分为不同的类型，如粘土矿物、氧化物矿 物、硫化物矿物等。
主要矿物特征与鉴定
主要矿物特征
每种矿物都有其独特的物理和化学性质，如颜色、硬度、解理等，这些特征可用于矿物 的鉴别。
胶体化学沉积矿床
矿床的成因与演化
成因
胶体化学沉积矿床的形成与古大陆或现代大陆的构造活动密切相关。在这些地区，由于构造运动产生 的压力和温度变化，使得地下水中的成矿物质形成胶体，并在适宜的环境下沉积下来，最终形成矿床 。
演化
胶体化学沉积矿床的形成是一个长期的过程，通常需要数百万年到数千万年的时间。在成矿过程中， 由于地质环境的变化，矿床的矿物组成和结构也会发生相应的变化。因此，不同地区的胶体化学沉积 矿床在成因和演化上可能存在一定的差异。
溶液成分的影响
溶液中的离子、有机分子和其 它溶质可以与胶体粒子相互作 用，影响其稳定性和化学反应 活性。
时间因素
矿床的形成是一个长期的过程 ，需要足够的时间来完成胶体 化学反应和沉淀过程。
03
胶体化学沉积矿床的实例分析
国内外著名矿床介绍
国内著名矿床
安徽铜陵铜矿床：位于安徽省铜陵市，是另一个著名的 胶体化学沉积矿床。该矿床以铜为主，还伴生有铁、金 、银等元素。
胶体的稳定性
胶体通常具有一定的稳定性，这主要归因于胶体粒 子周围的双电层和胶体之间的静电斥力。
胶体的动力学性质
由于胶体粒子的大小远大于分子，因此胶体具有不 同于分子溶液的动力学性质，例如扩散慢、沉降快 。
胶体化学反应与沉淀
80%
胶体化学反应
胶体粒子可以作为反应的活性中 心，引发或促进化学反应的进行 。
特征
胶体化学沉积矿床通常具有特定的矿物组成和结构，如层状、条 带状或结核状等，且矿床规模较大，分布广泛。
形成条件与过程
形成条件
胶体化学沉积矿床的形成需要特定的物理、化学和地质条件，如温度、压力、 pH值、离子浓度、水动力等。
形成过程
胶体化学沉积矿床的形成通常包括胶体的生成、运移、沉积和成矿等过程。在 成矿过程中，胶体可以吸附和富集各种元素，形成具有经济价值的矿床。
第八章 沉积矿床(2006)-3 胶体化学沉积矿床
就盆地演化而言： 就盆地演化而言： 盆地沉降速度=沉积物沉积速度，平衡补偿沉积； 盆地沉降速度 沉积物沉积速度，平衡补偿沉积； 沉积物沉积速度 盆地沉降速度>沉积物沉积速度，非平衡补偿沉积； 盆地沉降速度 沉积物沉积速度，非平衡补偿沉积； 沉积物沉积速度 盆地沉降速度<沉积物沉积速度时，盆地封闭。 盆地沉降速度 沉积物沉积速度时，盆地封闭。 沉积物沉积速度时 3.构造条件 形成构造环境是地台边缘或陆缘海盆地，地 壳升降运动影响海水的升降，相对稳定、地壳缓 地壳缓 稳定下降的环境对成矿有利。 慢、稳定下降
化学沉积型锰矿床的矿物相分带模式
＋ 软锰矿矿石相带（ 软锰矿矿石相带（Mn4＋）,含 含 锰高， 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 ＋ ，含锰量低， (Mn2＋)，含锰量低， 杂质含量高
沉积锰矿床的相变示意图
1）软锰矿矿石相带：Mn4+的氧化物，如软锰矿、硬锰矿等，在 含有充分自由氧，pH值较低的情况下，沿岸附近形成——矿石的 含锰量很高，含硫、磷、铁等杂质较少。 2）水锰矿矿石相带： Mn3+和Mn4+的氧化物，如水锰矿等，并常 与蛋白石共生，在氧气不足，较还原的环境中，形成于离海岸稍 远，海水较深的地方——矿石质量较软锰矿矿石为差。 3）碳酸盐矿石相带：是 Mn2+ 的化合物，如菱锰矿、 锰黄铁矿及锰方解石等； 共生矿物除蛋白石外，还 有黄铁矿、白铁矿等。是 在离海岸较远，海水较深 的地带，CO2 和H2S充足， pH值一般大于8.5的环境中 生成的——矿石中含锰量 较低，而含磷、硫等杂质 较多。
2、海相沉积型锰矿床——古代＋现代 古海相沉积型锰矿床
（1）分布：浅海近岸地带的古陆边缘； 分布：浅海近岸地带的古陆边缘； 分布 （2）层位：位于沉积间断之上的海进层序的底部或上部，具固定 层位：位于沉积间断之上的海进层序的底部或上部， 层位；瓦房子锰矿（ ）、湘潭锰矿 湘潭锰矿（ ）、遵义锰矿 遵义锰矿（ 层位；瓦房子锰矿（Pt3）、湘潭锰矿（Z）、遵义锰矿（P2煤系 地层）； 地层）； （3）矿体形态：呈层状、似层状、透镜状、饼状，由单层或多层 矿体形态：呈层状、似层状、透镜状、饼状， 组成，空间延伸很远； 组成，空间延伸很远； （4）矿石矿物：主要为硬锰矿、软锰矿、水锰矿、菱锰矿等； 矿石矿物：主要为硬锰矿、软锰矿、水锰矿、菱锰矿等； （5）矿石构造：具鲕状或块状构造； 矿石构造：具鲕状或块状构造； （6）矿石类型：有原生氧化物矿石、原生碳酸盐矿石和次生氧化 矿石类型：有原生氧化物矿石、 物矿石； 物矿石； （7）矿体规模：大，品位高，是锰资源的主要来源 矿体规模： 品位高，
胶体化学沉积矿床..
沉积矿床
成矿物质来源~
三、胶体化学沉积矿床的形成条件
4. 胶体化学沉积矿床
1、大陆岩石长期风化作用的产物是铁、锰、铝 等矿床最主要的物质来源 2、海底火山喷发物和海底岩石的分解物
气候和地貌条件~ 1、温暖潮湿的热带、亚热带气候对成矿极有利 2、水盆地汇水范围内的成年期地貌（准平原化） 发展阶段有利于成矿
最重要的为沉积铁、锰、铝矿床
沉积矿床
4. 胶体化学沉积矿床
一、胶体化学沉积矿床的特点
矿床产于一定地质时代的沉积岩系和火 山沉积岩系内，层位稳定。 成矿物质主要来源于地质构造比较稳定 的经长期风化的准平原地区，故矿体赋存于 沉积间断面之上的海侵岩系中。
上部—Mn 中部—Fe、Mn 下部—Al、Fe
沉积矿床
真溶液(分子和离子分散体系)
沉积矿床
~胶体的产生~
4. 胶体化学沉积矿床
1、大陆岩石或矿床在化学风化过程中形成
如铁和镁的铝硅酸盐类矿物分解可产生铁、锰、 铝、二氧化硅等胶体； 溶解度大的元素易形成真溶液，如K, Na, Ca, Mg 等；而溶解度小的元素易形成胶体溶液，如Fe,Mn, Al, Si等。
2、风化物质在搬运过程中，通过机械作用不断 磨损破碎，形成胶体物质
沉积矿床
4. 胶体化学沉积矿床
3、通过水化作用和水解作用产生胶体溶液 4、由生物活动或生物机体的分解形成胶体物质
生物机体分解产生腐植酸（一种胶体），铁细菌、 某些有孔虫和水藻可吸收大量的铁（可>20%），它们 死亡后分解，可形成铁的胶体某些细菌不仅是具有生 命力的活的个体，而且其本身就是带有固定电荷的胶 体微粒。
矿床复习资料
名词解释1.矿床：指地壳中通过地质作用形成的，其质和量符合工业要求，在现有国民经济技术条件下能被开采利用的地质体。
2.矿石品位：矿石中有用组分的含量，一般用百分比表示。
3.矿体：由矿石和脉石组成的独立地质体，是矿床的主要组成部分，是开采和利用的主要对象。
4.矿石：是从矿体中开采出来的，从中可提取有用组分的矿物集合体。
一般由矿石矿物和脉石矿物组成。
5.内生矿床：主要由地球内地质条件即内生作用形成的矿床。
6.后生矿床：指矿体的形成明显晚于围岩的矿床。
7.盲矿体：矿体完全隐伏于地下，无出露。
8.岩浆熔离作用：指在较高温度下的一种均匀的岩浆熔融体，当温度和压力下降时，分离成两种或两种以上不混熔的熔融体的作用。
9.伟晶岩矿床：指一种矿物结晶颗粒粗大，具有内部构造特征的脉状或透镜状地质体，当其有用组分富集达到工业要求时即称伟晶岩矿床。
10.气水热液：指在一定深度下形成的，具有一定温度和一定压力的气态和液态溶液。
11.围岩蚀变：指矿体周围的岩石在气水热液作用下发生一系列旧矿物被新的稳定矿物取代的交代作用，使围岩的结构构造和矿物成分发生变化的现象。
12.矿床原生分带：指矿物成分、化学成分、矿石结构构造在矿床、矿体范围内在空间上的变化规律。
13.接触交代矿床：凡产于中酸性侵入体与碳酸盐类岩石、或其它含Ca、Mg质岩石接触带或附近，由含矿气水溶液的交代作用形成，并与矽卡岩在成因上和空间上有关的矿床，通称为接触交代矿床或矽卡岩矿床。
14.斑岩铜矿床：指产于陆相火山盆地经次火山岩浆热液成矿作用形成的一类铜矿床。
矿石具细脉侵染型特征，固又称细脉侵染型铜矿床。
15.残余矿床：指原生矿物或岩石经化学风化和生物风化作用后形成的一些难溶表生矿物残留原地而形成的矿床。
16.次生硫化物富集作用：地表的原生硫化物矿石经风化作用在氧化带形成的某些金属硫酸盐溶液下渗到潜水面以下，在还原环境中按修曼序列交代原生硫化物生成次生硫化物，从而使矿石品位提高的地质作用。
4胶体沉积矿床
硫 化 物 相 带
海相沉积铁矿床铁矿物相变示意图
Fe 2 O 3 海平面 Fe
2+
氧化 还原
1
2
3
4
5
浅海相沉积铁矿床的成矿模式图 1-砂岩的粗碎屑岩；2-页岩及黑色页岩（含硫铁矿）；3-鲕状及叠层石 状赤铁矿；4-鲕绿泥石；5-菱铁矿 来源于 的大陆 风化产 物。铁 质以胶 体溶液 迁移至 海盆地。 动荡、氧化的潮坪 环境中，铁质经凝 胶作用形成鲕状赤 铁矿，被藻类吸附 形成叠层石赤铁矿 石，被风暴潮击碎 再沉积可形成角砾 状赤铁矿石。 在潮下浅水带 较低Eh环境中 沉积物中，氧 化铁与硅铝质 混合凝胶物质 可再结晶形成 鲕绿泥石。 在较深水 环境中， 弱还原和 （或）偏 碱性条件 下可形成 菱铁矿矿 石。 深水环境中的氧 化铁，随淤泥中 有机质的分解造 成强还原环境和 释放大量硫化氢 而被还原，形成 黄铁矿、白铁矿 等硫化物。
胶体因其具有巨大的比表面积而具有很强的吸附性。 表生环境下的腐殖质、二氧化硅、氧化铝凝胶，以及铁、锰的氢氧化物胶 体均有很强的吸附能力。 如有机质能吸附Be、Co、 Ni、 Zn、Ge、 As、Cd、Sn、Pb、U、Ag等元素； 带负电荷的粘土胶体对K、Rb、Pt、Au、Ag、Hg、V、U、REE等具有很大的 选择性吸附能力； 二氧化硅胶体吸附U形成含铀蛋白石； Fe(OH)3胶体能吸附As、Ag、V、P等； Mn(OH)2胶体能强烈吸附Ni、Co、Cu、Pb、Zn、Hg、Ba、W、Ag、K等，在个 别情况下，被吸附的元素如Ni、Co等能达到工业要求，具有开采价值。
海水中的电解质 在自然界中，当胶体物质大量被携带到广阔的海洋中时，由于海水中含 有大量的电解质NaCl，MgCl2，KCl，结果使胶体的电性中和而发生絮凝沉淀。 这样，在浅海环境中，在离海岸不远的部位，往往会形成海相沉积型的 Fe、Al、Mn胶体化学矿床。 护胶剂过量 另外，当胶体物质被带到内陆湖泊或富含有机质的沼泽盆地中时，在 这些水体中常含有大量的腐殖质和细菌，这时由于腐殖质过量，即护胶 剂过量而破坏护胶能力（因为作为护胶剂的腐殖质。过量或不足都不会 发生良好的护胶作用，反而会导致胶体的絮凝）。 这样，就形成内陆湖泊—沼泽相Fe、Al、Mn矿床，如湖泊—沼泽地带 的沼铁矿,是腐殖质过多所致。
胶体化学沉积矿床
胶体化学沉积矿床胶体化学沉积矿床，指难溶成矿物质铁、锰、铝等主要呈胶体状态被流水搬运到湖、海盆地中，然后发生胶体聚沉作用所形成的一类沉积矿床。
此类矿床一般层位稳定，规模大，具有重大工业意义。
属于此类型矿床最重要的有铁、锰、铝等。
一、胶体化学沉积矿床的形成条件（1）成矿物质来源：这类矿床的成矿物质来源，一般认为主要是来自于陆源物质。
陆壳岩石受到各种风化作用而发生崩解和分解，在风化后期铁、锰、铝等便被分解出来，形成高分散的胶体溶液。
此外，现在大量的资料表明，海底火山喷发亦可提供相当数量的铁、锰等物质。
有的研究者还提出，陆源岩屑在海底经海解作用和由于海侵使海水淹没大陆风化壳经海洋底水的分解作用，可以汲取出相当数量的铁、锰等物质。
由上可见，尽管来源可以是多方面的，但主要还是陆源的成矿物质。
因此，大陆长期而稳定的风化剥蚀，温热而潮湿的气候，准平原化的地貌等是提供大量这类成矿物质的必要条件。
胶体物质的搬运介质是地表径流。
众所周知，河流搬运成矿物质的能力是巨大的，如南美洲的亚马逊河，每升河水中约含0.003g的铁，若据此计算，仅仅在17.6万年内便可形成20亿吨的铁矿床。
实际上还有许多河流的搬运能力，远比亚马逊河强大得多。
（2）地貌条件：大多数胶体物质的沉积环境是海盆地，对于那些构造较稳定、海岸线较为曲折的海湾浅海区尤为有利。
至于内陆湖泊或富含有机质的沼泽盆地，亦是成矿物质聚集的有利场所。
若地表水流搬运的胶体物质进入到内陆湖泊或沼泽盆地中，由于湖沼中往往含有过多的腐殖酸和细菌，或因过量腐殖酸破坏胶体的稳定性，或因细菌和藻类等生物有机体的作用而使成矿物质沉淀下来，可形成内陆湖泊沼泽相胶体沉积矿床。
但此类矿床工业意义较小。
（3）物理化学条件：根据98个港湾海水样和357个港湾泥样（海湾沉积物）、波罗的海微咸水和其沉积物、加利福尼亚海湾外的潮坪、碱水沼泽和深水斜坡沉积物，以及黑海静水盆地中水样的Eh值和pH值的实测结果报道：海水和沉积物孔隙水的pH值为7~8±，Eh 值在循环水中常保持较高的正值（最高达0.5V）；而盆地底部停滞水中均为负值，下限为-0.172V，在沉积物孔隙水中既可正值，亦可为负值，它取决于沉积物的性质、有机质的多少以及细菌的作用（最低达-0.5V）。
矿床学11-沉积
❖ 促进成矿物质的沉淀富集。
（4）火山沉积成矿作用
无论是海相火山作用还是陆相火山 作用，均可带来大量成矿物质。这些物 质一旦进入水盆地，通过正常的沉积作 用形成矿床，便是火山沉积矿床；形成 火山沉积矿床的作用便是火山沉积成矿 作用。
2.沉积矿床的成因分类
以机械沉积分异作用为主形成的沉积矿床称为机械 沉积矿床，又叫砂矿床。
（2）海滨砂矿床 a.有关矿种有锆英石、独居石、钛铁矿、磁铁矿、硅砂。 b.有利成矿区域是河口附近、陆源碎屑发育的滨海带。 c.矿体成条带状沿滨线分布，厚仅数米、宽可达数百米， 长可达数千米。
桃园海滨砂矿床地质剖面图 1-含矿砂层；2-砂矿体；3-正长岩；4-淤泥层
d.矿床分类 海滨砂矿按矿体所在部位可分为海滨砂 矿和海成阶地砂矿。
除上述砂矿类型外，还有铌铁矿—钽铁矿砂矿及 水晶、萤石、磷灰石、石棉等砂矿。
玉石采场
(二) 蒸发沉积矿床（盐类矿床）
1、概念：盆地中溶解的无机盐类经蒸发作用沉淀或富 集而形成的矿床，又称盐类矿床。
蒸沉积矿床的成矿作用是化学沉积分异作用，即 卤水浓缩过程中按盐类溶解度递增顺序依次沉淀。
蒸发沉积矿床的有用组分是盐类矿物和卤水。常见 盐类矿物如下：
(二)沉积矿床的形成条件
1．物质来源
盆地流域内的岩性特点和含矿性决定矿床的形成和 类型。
2．气候条件
蒸发沉积的盐类矿床只有在干旱气候环境中才能形 成。炎热潮湿气候，并且是准平原化地区的海或湖盆地 边缘地带，发育沉积型铝土矿；而温暖潮湿环境则发育 沼泽铁矿。
3．适宜的地貌条件 地貌对沉积作用的影响很大，因而对沉积矿床的形 成也具有明显的控制作用。
4．地质构造条件 构造运动对沉积矿床的形成起着重要作用。例如含 煤、含磷、含盐等岩系可厚达数百乃至 数千米，显然， 没有地壳局部地段的长期下降是不行的。
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3、地质构造条件
大地构造条件： 该类矿床分布于长期稳定的克拉通（地台）内的陆表海盆 地，或其边缘或陆缘海盆地中。 同期构造条件： 地壳升降引起海侵或海退，表现为海岸线的变迁。稳定的 海岸线对矿质的平稳持续沉积有利，可形成大型的矿床。 地壳升降影响沉积性质，从而影响含矿岩系和矿层的厚度 : 只有平衡补偿沉积作用下才可产生巨厚矿层 盆地沉降速度 = 沉积物沉积速度，平衡补偿沉积——形 成厚矿层 盆地沉降速度 > 沉积物沉积速度，非平衡补偿沉积—— 形成薄矿层 盆地沉降速度＜沉积物沉积速度时，盆地封闭。
有机质能吸附Be、Co、 Ni、 Zn、Ge、 As、Cd、Sn、Pb、 U、Ag等元素； 带负电荷的粘土胶体对K、Rb、Pt、Au、Ag、Hg、V、U、 REE等具有很大的选择性吸附能力； 二氧化硅胶体吸附U形成含铀蛋白石； Fe(OH)3胶体能吸附As、Ag、V、P等； Mn(OH)2胶体能强烈吸附Ni、Co、Cu、Pb、Zn、Hg、Ba、W、 Ag、K等，在个别情况下，被吸附的元素如Ni、Co等能达到 工业要求，具有开采价值。
五、主要的胶体化学沉积矿床
（一）、铁矿床 1、概述 胶体化学沉积型的铁矿床，是最为主要的铁矿工业类型， 也是自然界中胶体沉积作用最为典型、成矿作用最为重要的 矿床类型。 沉积铁矿床，可分为滨浅海相、海陆交互相和湖相沉积 铁矿床。以海相最为重要。
• 这种矿床铁质的来源，主要来自含铁的大陆岩石 的强烈风化的产物。当暴露于地表的含铁岩石或 矿石，在炎热多雨的热带亚热带环境中经过长期 的彻底风化铁质就会游离出来，构成Fe3+的胶体 溶液被带离风化场所。 • 铁胶体带有正电荷，当它们到达海洋中时，由于 海水中含有大量盐类物质，即电解质，于是这些 离子溶液破坏了铁质胶体的电荷平衡，造成铁胶 体絮凝沉淀。 • 也由于内陆湖沼地区含有大量腐殖质，护胶剂过 量破坏护胶能力，导致铁胶体絮凝。
2、沉积相带 A、软锰矿矿石相 B、水锰矿相 C、碳酸盐矿石相
海相沉积锰矿床矿物相变示意图
软 锰 矿 矿 石 相 近岸地带， 富含游离氧 ， PH 低，形成高价（ +4 ）的锰化合 物，硬锰矿 （mMnO•MnO2•nH2O）和软锰矿（ MnO2）。矿石质量优良，S，P杂质少。
海相沉积锰矿床矿物相变示意图
共同点与异同点 共同点：铝土矿都是外生成因的，成矿物质均来自成矿母岩的 风化产物，即成矿母岩必须首先遭到红土型风化作用。 不同点在于：红土说认为铝土矿是原地风化产物堆积而成，没 经过搬运。而化学说及红土化学说则认为铝土矿是红土风化 作用产生的铝土物质经过搬运后异地沉积形成的，前者又认 为成矿物质呈胶体及真溶液的形式搬运，后者认为呈机械碎 屑物质搬运。
四、矿床的形成条件
1、成矿物质来源 胶体可以来自海洋、大陆及宇宙，但最主要的还是来 自大陆岩石的风化产物，其次为海底火山喷发物质。 因此，在沉积水盆地周围或附近一定存在着一种长期 接受风化改造的古大陆，可以为在古盆地中沉积胶体矿床 提供充足的胶体来源。
大陆岩石风化
有人计算过现代河流搬运胶体的能力是很大的 。如南 美洲的亚马逊河，每升河水含Fe 0.005克，按每年流入海洋 的水量计算，亚马逊河 17.6 万年就可以将 20 亿吨铁搬到海 洋中。
3、海相沉积锰矿床成矿模式图
4、典型矿床
（1）瓦房子式 中元古代铁岭组，有水锰矿和菱锰矿两种矿物相； （2）斗南式 中三叠世，有褐锰矿和菱锰矿两种矿物相； （3）湘潭式
早震旦世大塘坡组，主要是菱锰矿矿物相；
（三）铝矿床
1、概述
分湖相和海相两种类型，湖相规模较小，矿石矿物主 要为水铝英石（wAl2O3.nSiO2.pH2O）；
3、海相沉积铝土矿矿床特征
► ►
（1）沉积环境：长期隆起的古大陆边缘浅海。 （2）含矿岩系特征：石灰岩风化侵蚀面之上的海侵岩系底部 海陆交互相的粘土岩性段，其上多为煤系地层或为海相碳酸盐 岩 。
（3）矿体：平行于古海岸线方向呈层状、似层状、透镜状产 出，厚度大，产状稳定。 （4）矿石：成分简单，多由一水硬铝石组成，伴生有针铁矿、 鳞绿泥石等矿物。矿石构造有鲕状、豆状、土状、块状等。 （5）海相沉积铝土矿床一般规模大，易开采，常有镓、锗、 钴、铍、铀等分散元素可综合利用，因此具有很大的工业价 值。 （6）我国铝土矿分布广泛。主要形成时代为C、P。
海底火山活动 海底火山活动，常形成火山-沉积矿床。海底火山喷发物 质在海水作用下，大量的Fe、Al、Mn胶体在海底沉积环境中 构成重要的矿床。在现代海底发现的Fe、Mn结核被认为是海 底火山活动能提供大量胶体物质的重要重要证据。
2、古气候和古地貌条件 潮湿和季节分明的热带-亚热带气候： 首先，有利于红土化作用进行，是Fe，Mn，Al等残留， 准备物质条件； 其次，有利于生物发育，提供有机质和腐植酸等胶体迁 移所需的护胶剂； 最后，有利于植被覆盖，保护土壤，减少河水中粗粒碎 屑物质，提高成矿质量。
2、胶体的来源 在自然界中，胶体有多种来源，可以通过多种途径产 生： （ 1 ）矿物和岩石强烈风化作用产生——铁、铝、锰 和二氧化硅的胶体； （ 2 ）某些菌藻类微生物参与化学风化作用，如铁细 菌，在细菌体内可以浓缩 20% 以上的铁，死亡后形成 铁的胶体。
三、矿床的一般特点
1、以Fe、Al、Mn和粘土矿床最为重要，常常出现在沉积间断 面之上的海侵岩系的底部（ Al ）、下部（ Al 和 Fe ）、中部 （Fe和Mn）、上部（Mn）； 2、矿床主要产生于一定地质时代的沉积岩系或火山 -沉积岩系 之中，为典型的同生沉积矿床； 3、矿体为层状或透镜状，沿海湾边缘或湖盆边缘分布。铝土 矿粘土矿床在近岸处沉积，铁矿在距海岸稍远处的陆棚带的 上部，锰矿在陆棚带的中下部； 4、矿石成分以氧化物、氢氧化物、碳酸盐和粘土矿物为主。 矿石常具鲕状、豆状、肾状构造； 5、矿床规模较大，具有很大的经济价值： 金属Al的矿床主要是铝土矿； 71%的Mn来自沉积Mn矿床； 胶体化学沉积粘土矿床为主要工业类型；
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（3）矿体平行于古海岸线方向呈层状、似层状、透镜状产出， 厚度大，产状稳定。 矿石成分简单，多由一水铝石组成，伴生有针铁矿、鳞绿泥石 等矿物。矿石构造有鲕状、豆状、土状、块状等。 ► （4）海相沉积铝土矿床一般规模大，易开采，常有镓、锗、 钴、铍、铀等分散元素可综合利用，因此具有很大的工业价 值。 ► （5）我国铝土矿分布广泛。主要形成时代为C、P。 典型的矿床有山东淄博（ C ）、河南巩县（ C ） 、贵州修 文（ P ）、广西平果（ P ）等。
►
4、典型矿床
（1）华北中石炭世铝土矿矿床 （2）广西平果式铝土矿矿床
（四）粘土矿床 沉积高岭土矿床
耐火粘土（一水铝石为主）矿床
膨润土矿床 凹凸棒石（坡缕石）矿床 累托石矿床 共同点：产于中新生代陆相沉积盆地，与火山碎屑有关
胶体化学沉积矿床的特点小结
1、主要矿种：铁、锰、铝、（粘土）的沉积矿床。 ► 2、均产于不整合面之上的海侵岩系。铝土矿位于岩系底部 陆相、海陆交互相；铁矿位于中、下部滨-浅海相；锰矿位 于中、上部潮坪及浅海相。 ► 3、矿体呈层状、似层状及凸镜状整合地产于一定时代的地 层层位及岩性段中。铝土矿位于粘土岩段；铁矿位于细砂岩 -粉砂岩-页岩段；锰矿位于粉砂岩-页岩-碳酸盐岩及硅质岩 段。 ► 4、矿石的有用矿物主要是铁、锰、铝的氧化物、氢氧化物 及碳酸盐，常具鲕状、豆状、叠层石状及块状构造。
硅 酸 盐 矿 物 相 带
海相沉积铁矿床铁矿物相变示意图
Hale Waihona Puke 离岸更远，海水更深，位于氧化还原界线之下，pH大 于 7 ， Eh 更低，含氧不足，不能促使 Fe2+ 氧化，因此在还 原条件下形成菱铁矿 (FeCO3 ) ， Fe 主要呈 Fe2+ 的形式存 在 。
碳 酸 盐 矿 物 相 带
海相沉积铁矿床铁矿物相变示意图
在远离海岸海水最深的浅海地带，由于有机质与腐殖质 分解，产生大量的CO2和H2S，造成明显的还原环境，Fe与H2S 结合形成铁的硫化物黄铁矿(FeS2)和白铁矿(FeS2)沉淀。
硫 化 物 相 带
海相沉积铁矿床铁矿物相变示意图
3、矿床成因
（1）胶体化学沉积说 （2）细悬浮物沉积说 分歧在于：Fe在地表氧化条件下能否被长途搬运；是否 存在大量的腐植酸护胶剂；
4、典型矿床
（1）华北宣龙式 震旦系串岭沟组，有赤铁矿和菱铁矿两种矿石类型； （2）华南宁乡式 泥盆系，有赤铁矿、菱铁矿和鲕绿泥石两三种矿石类型；
（二）锰矿床 1、概述 沉积型的锰矿床，分为海相和湖相两种，以海相占绝对 优势。 沉积型的锰矿床主要有四个重要成矿期： 元古宙中晚期：蓟县式、瓦房子式、湘潭式、高燕式； 早古生代：桃江式、桥顶山； 晚古生代：鼎盛期，以泥盆纪最为重要； 中生代：滇东南-越北古陆北缘；
Al2O3胶体
pH<4 & pH>7 Al2O3 pH=4～7 溶解于水的Al2O3最容易与SiO2 结合，形成新生高岭石沉淀 易溶于水而呈迁移的状态
然而，在自然条件下，水溶液的pH值小于4，或大于7的 强酸强碱条件是很难出现的，因此，实际上Al2O3在一般情况 下，在地下水中形成游离的Al2O3是极为困难的，在这种情况 下，铝矿床的形成，是否是Al2O3呈胶体的形式被搬运至水盆 地中，象Fe、Mn那样，再沉积下来形成矿床，还是值得怀疑 的。
海相矿床产于海盆地的近陆边缘地带，位于含矿岩系
的底部，主要矿石矿物为一水硬铝石（ aAlO(OH) ）和三水 铝石（Al(OH)3）。
2、成因假说
主要有三个观点：
（1）化学沉积说
铝土矿是以胶体形式搬运的，并由于胶体物质的被破坏， 从水体中析出沉淀的浅海相或湖泊相沉积物。 （2）红土说 下伏各种含铝的硅酸盐矿物，在温暖 - 炎热潮湿的热带 亚热带气候条件下，经过风化作用先后形成水云母、高岭石、 水铝石，最后原地沉积而成。 （3）红土-沉积说 风化作用生成的黏土类含Al物质经过机械搬运和异地 再沉积，在成岩作用阶段，在地下水的作用下，其粘土矿 物中的SiO2大量淋失，Al质富集而形成。