矿床学-第九章-沉积矿床课件.ppt

1、矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 第一节 沉积矿床概论 第二节 机械沉积矿床 第三节 蒸发沉积矿床 第四节 胶体化学沉积矿床 第五节 生物化学沉积矿床矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China一、一、沉积矿床的定义：沉积矿床的定义：地表岩石或矿石的风化产物，以及火山物质、生物有机体等被地质外营力（水、风、冰川、生物等）搬运到有利的环境中，经过沉积分异作用沉积下来所形成的矿床叫沉积矿床沉积矿床。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 在风化

2、风化搬运搬运再沉积再沉积的过程中，某些组分，或某些元素，由于迁移能力不同而彼此分异，结果在不同的时间，不同的地点或不同的条件下集中，形成某种矿床。沉积矿床产于一定的沉积岩系中，或火山-沉积岩系中，具有一定的地层层位。矿体及其沉积岩围岩都是同一地质作用下形成的产物，是典型的同生矿床。矿床规模巨大，矿体规则，产状稳定，具有十分重要的工业意义。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China二二.沉积矿床的形成过程：沉积矿床的形成过程：沉积矿床的形成与沉积岩的形成是有密切联系的，可以将一个沉积矿床形成的复杂过程，简化为:“风化剥蚀风化剥蚀搬迁运移搬迁运移同生

3、沉积同生沉积固结成固结成岩岩后生变化后生变化”等几个阶段。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China（一）风化剥蚀阶段风化剥蚀阶段 ：在这个阶段中，风化作用为矿床的形成提供了充足的成矿物质。因此可以说沉积矿床的成矿及成岩物质主要来自风化产物。（二）成矿物质的搬迁运移阶段：成矿物质的搬迁运移阶段：在这个阶段中，成矿物质的搬运形式决定了其后的沉积形式，因而也就决定了沉积矿床的类型。概括起来说，成矿物质有以下三种搬运形式：1.碎屑；2.呈胶体（机械悬浮物）的形式被搬运；3.呈真溶液的形式被搬运。矿床学 Ore deposit南华大学 Universit

4、y Of South China（三）成矿物质的同生沉积阶段及沉积矿床的成矿作用沉成矿物质的同生沉积阶段及沉积矿床的成矿作用沉积分异作用积分异作用：沉积分异作用沉积分异作用：以各种形式搬运的沉积物质，当到达沉积环境以后往往按照一定的顺序先后沉积下来。这种按一定的顺序将物质沉积下来的地质作用叫沉积分异作用。而沉积物中的各种有用组分就是通过沉积分异作用富集而形成矿床的。沉积分异作用按照其性质又可分为：机械沉积分异作用；化学沉积分异作用；生物沉积分异作用。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 1.机械沉积分异作用：机械沉积分异作用：指碎屑物质在水

5、、风、冰川等地质营力搬运和沉积过程中，由于搬运介质的运动速度和搬运能力有规律地减弱，这些碎屑物质便根据其颗粒大小、形状、比重等依次沉积的分异作用，叫机械沉积分异作用。由于这种分异作用，形成了从粗大的石块粗大的石块砾石砾石砂砂砾砾粗砂粗砂细砂细砂粉砂粉砂等各类沉积岩石，以及各种的机械沉积砂矿床。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 2.化学沉积分异作用：化学沉积分异作用：指能溶解于水的物质（包括真溶液和胶体溶液）在迁移和沉积作出中，按照元素或化合物溶解度的大小，由小到大依次沉积析出。这种作用称为化学沉积分异作用。其中，呈真溶液状态搬运的物质，

6、当周围环境发生改变时，溶解度最小的首先沉淀析出，溶解度大的则在最后沉积下来。呈胶体状态搬运的物质，当胶体受到破坏，失去平衡时便会产生凝胶作用而沉积下来。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 3.生物沉积分异作用生物沉积分异作用:由各种生物（高等-低等，陆生-水生，动物-植物）在其生命的活动过程中以及在其死亡以后，有选择性地造成某些元素或化合物的富集，并沉积下来形成各种矿床的地质作用，称生物沉积分异作用或生物分异作用。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China（四)沉积物的固结成岩阶段成岩作用：

7、沉积物的固结成岩阶段成岩作用：在这一阶段中，松散的沉积物经固结变成为坚硬的岩石。其中的沉积物主要发生了两种作用：重结晶作用、再重结晶作用、再分配作用分配作用。（五)沉积矿床（沉积岩）的后生变化阶段：沉积矿床（沉积岩）的后生变化阶段：在这个阶段中，排挤出来的同生水具有一定的化学活动能力，它可以溶解萃取围岩中的某些金属组分，形成含含矿热液矿热液。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China三三.沉积矿床的成因分类沉积矿床的成因分类:1.机械沉积矿床（砂矿床）；2.蒸发沉积矿床（盐类矿床）；3.胶体化学沉积矿床；4.生物-化学沉积矿床；5.可燃有机矿床（

8、生物沉积矿床）。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 定义定义:由机械沉积分异作用形成的矿床叫机械沉积矿床。若有用物质为岩屑或矿块者，称为岩屑矿床岩屑矿床；若有用物质为稳定矿物者，称为砂矿床砂矿床。机械沉积矿床一般指砂矿床。组成机械沉积矿床的物质成分必须具备以下的三个条件：比重大；在氧化带中的化学性质稳定；耐磨性强比重大；在氧化带中的化学性质稳定；耐磨性强。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China一、机械沉积矿床的形成条件一、机械沉积矿床的形成条件 1.原岩条件：原岩条件：形成砂矿床的物质来

9、源，可以是单一的来源，也可以是复杂的来源，但主要有以下的几个方面：（1）原生矿床 （2）原生岩石 （3）古砂矿床：矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 2.搬运介质：搬运介质：搬运风化产物的介质（地质外营力），主要有水(包括地表各种水流、波浪等)、风、冰川等。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China3.气候条件：气候条件：在寒冷或干旱的极地地区寒冷或干旱的极地地区，物理风化强烈，但水系不发育，只能在风化附近形成残积坡积砂矿。在大陆性气候地区大陆性气候地区，昼夜气温变化大，夏季多暴雨，风化侵蚀

10、强烈，季节性水流或冰流的作用可使有用的矿物集中。在湿热的热带、亚热带地区湿热的热带、亚热带地区，化学风化作用占优。在这样的地区，风化壳深厚、水系发育，河流的搬运能力、分选能力强，也有利于有用矿物的分离、分选和集中。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 4.地形地貌：地形地貌：形成砂矿最有利的地区是中低山区及丘陵地区的河流系统和海湖滨岸地带。河谷的发育程度对于冲积砂矿的形成有着重要的意义。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China二、砂矿床的成因类型及其特征二、砂矿床的成因类型及其特征 沉积矿床

11、分类：沉积矿床分类：1、风成砂矿风成砂矿；2、冰川砂矿冰川砂矿：（1）冰积砂矿；（2）冰水砂矿；3、水成砂矿水成砂矿：（1）残积砂矿；（2）坡积砂矿；（3）洪积砂矿；（4）湖泊砂矿；（5）海滨砂矿；（6）冲积砂矿：河谷（河漫滩）砂矿；河床砂矿；阶地砂矿；矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China（一）冲积砂矿（一）冲积砂矿 1、特点 （1）成因成因：矿床的形成、发展、分布以及矿床的类型，都与河流系统的发育、变化有着密切的联系。（2）分布分布：水流的速度对于砂矿的形成具有重要的影响，而河流的发育情况对于水流的速度又有着决定性的影响，因此冲积矿床主要

12、分布于河流的下述部位：矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 河流急剧拐弯处；河流支流注入主流的近侧方；河流由宽变窄处；河流的坡度由陡变缓处；河床底部起伏不平处或岩溶造成的洞穴；河流有障碍的地方。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China支流和主流汇合处所形成的砂矿（箭头示水流方向）支流和主流汇合处所形成的砂矿（箭头示水流方向）1-1-汇合后流向；汇合后流向；2-2-砂矿；砂矿；3-3-最大流速带最大流速带矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China

13、 (3）物质组成物质组成:组成机械沉积矿床的主要组分为在地表条地表条件下化学、物理性质都十分稳定的矿物件下化学、物理性质都十分稳定的矿物：金、铂、铂族矿物、黑钨矿、磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿、锆英石、金红石、金刚石、铌铁矿、磷铌矿、各类宝石以及石英砂等。这些矿物和其他岩屑经过长途搬运、因此大都磨圆度好、多为滚圆的砾石、砾石表面光滑。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 2、冲积砂矿的主要类型：冲积砂矿按照地貌类型和它在河谷中分布情况，又可分为“河床砂矿河床砂矿”、“河漫滩砂矿床（河谷砂矿）河漫滩砂矿床（河谷砂矿）”、和“阶地砂矿阶地砂矿”三亚类

14、。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China （1）河床砂矿：河床砂矿：分布于现在河流的河床或直接位于河床的底部。其主要特征是沉积物厚度不大，具有粗粒物质，细砂粘土较少。（2）河谷砂矿：河谷砂矿：分布于河谷的底部，河道附近，常与河床砂矿连接。河谷冲积层具有明显层理，自上而下可划分出以下层序：土土壤层；泥炭层；小砾石层；粗砾石层；基岩。壤层；泥炭层；小砾石层；粗砾石层；基岩。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South Chi

15、na （3）阶地砂矿：阶地砂矿：实际上，阶地砂矿是旧河谷砂矿的残留部分。一般说来，不论是冲积砂矿的三个亚类也好，还是更接近风化源头的残积、坡积、洪积矿床也好，它们都是相互联系、密切共生的、往往在一个地区内，具有各种类型的砂矿，综合形成大的区域成矿带。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China （二）海滨砂矿（二）海滨砂矿 在海岸地带，由于海浪及岸流的冲刷、淘汰、打击、分选作用，使重砂矿物在海岸有利部位富集而形成砂矿床。海滨砂矿的物质来源海滨砂矿的物质来源：1.河流携带入海的重砂矿物；2.海岸地带的原生矿床或含矿岩石，因风化作用或海浪的侵蚀（海蚀）

16、作用而脱解出来的重砂矿物。3.先期形成的砂矿床，经拍岸浪的冲刷、破坏，在岸流的作用下搬运沉积。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China三、重要的砂矿工业类型三、重要的砂矿工业类型 砂金矿床、砂铂矿床、砂锡、砂钨矿床、金红石锆英石独居石砂矿床、铌钽铁矿砂矿床、金刚石砂矿床、水晶砂矿。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China一、概念与一般特点一、概念与一般特点（一）概念：概念：是指水盆地中（海洋以及大的内陆湖泊

17、）某些溶解度较大的无机盐类通过蒸发作用产生各种有用盐类矿物的沉淀、富集而形成的矿床。由于有用组分是各种盐类矿物，因而也称为盐类矿床。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China（二）基本特点：基本特点：1.成分：成分：组成盐类矿物共有100余种，其中有工业意义的就有30余种，主要有化学性质活泼的K.Na.Ca.Mg等碱金属、碱土金属的氯化物，硫酸盐，碳酸盐，重碳酸盐，硼酸盐，硝酸盐。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 2.含盐地层：含盐地层：（1）就岩性而言，含盐地层一般有两大类：海相或内陆盐

18、湖相的红色碎屑岩系；咸化泻湖相或咸化海相的白云岩-石灰岩-泥灰岩系（碳酸盐岩系）。这两大类岩相的一个共同特点就是：它们的岩性组合特点它们的岩性组合特点均反映了当时的沉积环境为一种炎热的干旱气候条件。均反映了当时的沉积环境为一种炎热的干旱气候条件。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China（2）盐类矿床的沉积韵律结构沉积韵律结构：在盐类矿床的剖面上剖面上常看到这样的岩相组合：自下而上为石灰岩白云岩石膏硬石膏石盐钾镁盐类。这种从难溶到易溶的结晶顺序，或从溶解度小到溶解度大的结晶顺序，称为盐类矿床的“沉积旋回”，或“沉积韵律”。矿床学 Ore depo

19、sit南华大学 University Of South China 从含盐地层的平面平面分布来看，在封闭完好的蒸发盆地中含盐地层往往按照沉积的先后顺序从盆地边缘到中心作同心圆状分布：最外圈为碳酸盐相硫酸盐相氯化物相（石盐）钾镁盐相（中心），平面上形成了“牛眼式”分布或“泪滴式”分布的特点。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South ChinaAB a a b b 1 2 31.碳酸盐；2.石膏；3.石盐；a.剖面图；b.平面图 A.牛眼式岩相分布模式；B.泪滴式岩相分布模式矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South Chi

20、na 3、盐层的产状：盐层的产状：一般说来，盐类矿床常与上下沉积岩系地层平行一致，呈较规则的形状，似层状，或大的扁豆体状。在构造运动强烈的情况下，盐类矿层往往可以沿着底辟构造转移形成盐丘，刺穿等构造。或在地下水作用下形成盐溶角砾，盐溶构造。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 4.盐类矿床的规模盐类矿床的规模 ：往往十分巨大，矿床的分布面积可达几十平方公里，甚至几百平方公里，或更大。5、盐类矿床的找矿特点：盐类矿床的找矿特点：从形成时代来看，盐类矿床可分为现代盐矿和古代盐矿两大类，它们主要形成与不同地质时代造山作用之后的山前凹地，山间凹地，

21、或陆台的内陆凹陷盆地之中。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China二、蒸发沉积矿床形成和保存条件二、蒸发沉积矿床形成和保存条件（一）充足的盐份来源：（一）充足的盐份来源：（1）化学风化的产物；（2）含盐度很高的卤水；（3）赋存于沉积岩地层中的固体盐类物质；（4）成盐物质的内生来源。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China（二）有利于蒸发的气候条件：（二）有利于蒸发的气候条件：盐类矿床的形成，只有在长期干燥炎热干燥炎热的气候条件下才能促是水份的强烈蒸发。同时，水盆地中接受的河水流河水流入量和降雨两

22、还要大大小于蒸发量入量和降雨两还要大大小于蒸发量。这样才能不断地发生强烈蒸发作用使海水中的盐份大量跑掉，盐份增大，最后甚至干涸，使各种盐份达到饱和、过饱和，这样盐类矿物才得以全部析出。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China（三）有利的水文条件及封闭良好的地形条件：（三）有利的水文条件及封闭良好的地形条件：咸化的水盆地不断地接受盐分的流入、注入，水量又不能大于蒸发量。同时，盆地内的盐水又不能外流致使盐份丧失掉，而应该处于封闭状态。具备上述水文及封闭条件的地形一般可分为“闭流的内陆湖盆”和“沿海盆地”（港湾）两大类。矿床学 Ore deposit

23、南华大学 University Of South China（四）保存盐矿层的后生条件（四）保存盐矿层的后生条件:含盐矿层形成之后，如果这时有风成沙或其它不透水的沉积物层（如粘土物质等）覆盖了盐层之上，使已经结晶析出的盐类矿物与地表水和盐层下伏水隔断联系，这样才可使已形成的盐层保存下来，不致于后期被重新溶解掉。常见这样的旋回：砂岩泥岩、页岩碳酸盐岩石膏、硬石膏石盐钾盐石盐石膏、硬石膏碳酸盐岩泥岩、页岩砂岩。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China三、蒸发沉积矿床的类型：三、蒸发沉积矿床的类型：1.按形成的时代时代来分：现代盐类矿床、当代盐类矿床

24、。2.按形成的环境环境来分：海相盐类矿床，陆相盐类矿床。3.按盐类物质的物相物相来分：固体盐类矿床、液体盐类矿床。4.按盐类物质的岩相岩相来分：碳酸盐岩相型盐类矿床、碎屑岩相盐类矿床。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China一、定义及基本特征：一、定义及基本特征：定义：定义：暴露在地表的原岩或原生矿石经过风化作用的改造，其中的Fe、Mn、Al等组分主要呈胶体状态被解离出来并被搬迁运移。当这些胶体物质在有利的沉积条件下经过化学分异作用凝集沉淀、富集而形成的矿床称胶体化学沉积矿床。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of

25、South China 基本特点：基本特点：（一）胶体的成分及性质：胶体的成分及性质：在地表水地带存在着大量的胶体物质。最有代表性的是Fe,Mn,Al的氢氧化物以及黏土矿物微粒。其中Fe和Al的水化物为正胶体,Mn和黏土的水化物为负胶体。（二）胶体的来源：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。但是其中最为主要的则是大陆风化产物。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China （三）形成环境及围岩特点：形成环境及围岩特点：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。矿床的沉积环境为海湾边缘或湖

26、盆边缘，并且位于沉积间断面之上的海侵岩系的底部或中下部。从垂直剖面上看，铝矿床往往位于海侵岩系的底部，铝从垂直剖面上看，铝矿床往往位于海侵岩系的底部，铝+铁矿床在下部，铁铁矿床在下部，铁+锰矿床位于上部，从横向上，铝和黏土锰矿床位于上部，从横向上，铝和黏土靠近海岸最近，稍远依次为靠近海岸最近，稍远依次为FeMnFeMn。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China （四）矿体的特点：矿体的特点：矿体形状为规则的厚层状，大的透镜状，含矿层位稳定，产状与沉积岩层一致。矿床延伸展布范围大，矿床的规模大，储量大具有很大的工业意义。（五）矿石的特点矿石的特点

27、 ：其主要为Fe,Al,Mn的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐等。矿石多具有鲕状、豆状、肾状、结核状、块状等构造，显示出明显的胶体成因的特征矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China二、形成条件：二、形成条件：（一）成矿物质的来源成矿物质的来源胶体的形成：胶体的形成：在沉积水盆地周围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。（二）气候、地貌条件：气候、地貌条件：气候：炎热潮湿的热带亚热带地区。地貌：海盆地、内陆湖泊或富含有机质

28、的沼泽盆地。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China（三）有利的搬运条件：有利的搬运条件：同种性质电荷的胶体在一起被搬运；适量的护胶剂。护胶作用：护胶作用：在Fe、Al、Mn胶体沉积矿床形成的过程中，适量的腐殖质的存在，能增强Fe、Al、Mn胶体的稳定性，有利于Fe、Al、Mn胶体的长距离运移，这种作用称为腐殖质的护胶作用。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China（四）有利的聚沉条件：有利的聚沉条件：胶体溶液经过长距离运移，大量汇集到低洼的水盆地中之后，必须经过胶体的破坏，絮凝，才能沉积形成矿床

29、。胶体物质絮凝的原因：胶体物质絮凝的原因：电解质加入 两种带有相反电荷的胶体溶液相遇 蒸发作用 交代作用 胶体溶液物化条件的改变以及护胶剂过量矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China（五）地质构造条件：地质构造条件：胶体化学沉积矿床多分布于接受长期风化的沉积间断面之上的海侵岩系的底下部。地壳的升降会引起海侵与海退的变化。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 三、胶体化学沉积铁矿床 （一）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

30、的矿床类型。（二）胶体化学沉积型铁矿床的分带性 氧化物相带、硅酸盐矿物相带、碳酸盐矿物相带、硫化物相带。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China（三）胶体化学沉积型铁矿床的主要类型 1、正常沉积类型：浅海相沉积型；内陆湖泊相沉积铁矿型。2、火山沉积型：海底火山（喷发）沉积型；陆相（湖泊）火山沉积型。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 一、定义：定义：指由沉积作用堆积起来的生物遗体，或经过生物有机体的分解而导致有用组分（矿物）沉淀所形成的矿床，也包括在沉积过程中由于细菌的生命活动而使某些元素

31、聚集而形成的矿床。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China二、生物化学沉积矿床的形成机理（生物化学成矿作用）在生物化学沉积矿床的形成过程中，生物具有多种生物化学机能。这些机能对于矿床的形成起着重大的影响：1.产生气体 2.氧化 3.还原 4.浓集某些元素 5.分解或合成形成各种有机化合物 6.吸附作用矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 三、基本特征：基本特征：比其他沉积矿床保存更为丰富的化石；矿层多与富含有机质的碎屑岩、碳酸盐岩层共生；组成矿床的物质主要是各种有机化合物、硫化物和磷酸盐等。这类矿床规模很大，分布广，具有很大的经济意义。矿床学 Ore deposit南华大学 University Of South China 3、矿床类型：矿床类型：生物直接形成矿床的典型例子是可燃有机矿产煤、石油、油页岩和天然气。与生物成矿作用直接或间接有关的矿床有：磷块岩矿床、硅藻土矿床、沉积自然硫矿床、金属硫化物矿床、金矿床、铀矿床。