礦床學(xué)第十七章層控礦床

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,礦 床 學(xué),第十七章 層控礦床,,,第十七章 層控礦床,,§1 概述,,,§2 形成條件,,§3 成礦作用,,,§4 礦床類型,,,課程回憶---- 成礦作用類型,外生成礦作用,內(nèi)生成礦作用,巖漿成礦作用,偉晶成礦作用,熱液成礦作用,接觸交代成礦作用,火山成礦作用,風(fēng)化成礦作用,機(jī)械沉積成礦作用,膠體化學(xué)成礦作用,蒸發(fā)沉積成礦作用,生物-化學(xué)成礦作用,,課程回憶----

2、 礦床成因類型,外生礦床,內(nèi)生礦床,巖漿礦床,偉晶巖礦床,熱液礦床,接觸交代礦床,火山成因礦床,風(fēng)化礦床,機(jī)械沉積礦床,膠體化學(xué)沉積礦床,蒸發(fā)沉積礦床,生物化學(xué)沉積礦床,可燃有機(jī)礦床,,第十七章 層控礦床,,§1 概述,一、概念,,二、礦床特征,,三、研究意義,,§1 概述,,,一、概念,1,、,廣義,,2,、,狹義,,3,、,研究進(jìn)展,,§1 概述,,,一、概念,1、,廣義,：,,,指那些受層狀巖石控制的礦床。指形態(tài)特征，而非成因意義，不管是同生的、后生的，還是巖漿礦床，只要是呈層狀的礦體如沉積的石膏礦床、石鹽礦床、煤、磷塊巖礦床，甚至風(fēng)化礦床〔如福建漳浦鋁土礦〕、巖漿礦床〔如攀枝花釩

3、鈦磁鐵礦礦床〕，因其呈層狀而統(tǒng)稱為層控礦床。,,§1 概述,,,一、概念,,2、狹義,：,指賦存于一定地層層位中，經(jīng)多種成礦作用形成的礦體，其形態(tài)呈層狀，或根本呈層狀，包括局部不規(guī)那么狀，但仍受層位控制的礦床。,,,,成因：,外生、內(nèi)生,來源：,陸源,、,內(nèi)源,,成礦期：,同生,、,后生,,§1 概述,,,一、概念,3、研究進(jìn)展：,,1937年德國慕尼黑大學(xué)A.Maucher提出了分布于阿爾卑斯造山帶中的一些多金屬硫化物礦床具有“層控〞特征；1967年發(fā)表有關(guān)論文，1976年第25屆國際地質(zhì)大會將“層控礦床〞作為重要專題進(jìn)行討論，相繼出版發(fā)行專集。,,英文版(1976-1986,14卷),

4、,,英文幅員書,,譯文圖書,,譯文圖書〔1976-1986年1-9卷〕,,,英文幅員書,,國內(nèi)出版物----中國科學(xué)院,,國內(nèi)出版物----高等院校,,1988 1991 1992,,國內(nèi)出版物----,中國地質(zhì)科學(xué)院,,§1 概述,,,二、礦床特征,1、礦床產(chǎn)出巖系,,礦床〔Ore deposits / Mineral deposits 〕產(chǎn)于沉積巖系特定巖相，常具多層礦化特點(diǎn)。不同建造可形成不同的礦床，如 :,,多層礦化示意圖,(礦體內(nèi)金、銀、鉛、鋅的含量關(guān)系),,1-碳質(zhì)云母石英片巖；2-硅化碳質(zhì)云母石英片巖；3-變拉巖；4-金、銀礦體,,1〕紅色碎屑巖建造中與膏鹽共生的礦

5、床有Cu、V、K、U、Pb、Zn、Sr等，如云南金頂鉛鋅礦床,2〕黑色硅泥巖建造中的Ni、Mo、V、U、Cu多金屬礦床，如中歐頁巖型銅礦，廣西樂平鉛鋅礦床，湘西黑色頁巖型鎳鉬礦床,,3〕碳酸鹽建造中的Cu、Pb、Zn、Fe、Mn、Au、Ag、Hg、Sb、W、Sn等礦床，如東川銅礦床、MVT型鉛鋅礦床,,4〕火山沉積建造中的Cu、Au、Zn、Fe、Mo及磁鐵礦床。如云南大紅山銅礦床、甘肅白銀廠黃鐵礦型銅礦床,,§1 概述,,,二、礦床特征,,2、礦體,礦體 (Ore bodies) 呈層狀、似層狀、透鏡狀，多與地層整合產(chǎn)出，少數(shù)不規(guī)那么狀穿層礦體，但其礦化范圍仍局限在一定地層層位中。,,,,,

6、§1 概述,,,二、礦床特征,,3、礦石,1〕礦石組構(gòu)：礦石(ores) 既可能殘留有典型的沉積組構(gòu)，又具有明顯的熱液活動標(biāo)志，如充填交代重結(jié)晶組構(gòu)；,,,2〕礦石組分：沉積改造的礦床礦石組分相對簡單，火山沉積改造及巖漿疊加形成的礦床其礦石組分相對復(fù)雜。,,,,自然銅〔白色〕及輝銅礦〔灰色〕交代木質(zhì)細(xì)胞呈假象結(jié)構(gòu),,磁鐵礦〔黑色〕與石英〔白色〕條帶在區(qū)域變質(zhì)過程中被褶皺成皺紋狀構(gòu)造,,,,§1 概述,,,二、礦床特征,4、圍巖蝕變,：,,1)礦床中圍巖蝕變,(Wallrock alteration),一般較弱；,,2)一般具有,中低溫,圍巖蝕變,,常具,不對稱蝕變,,§1 概述,,,二、

7、礦床特征,5、成因,礦床具“三多〞特點(diǎn)，即多來源、多階段和多成因;早期外生作用成礦物質(zhì)的初步富集，后期內(nèi)生作用疊加改造，同生沉積與后生作用。Genesis,,§1 概述,三、研究意義,,,,1、工業(yè)意義,,2、理論意義,,,§1 概述,,三、研究意義,1、工業(yè)意義,,1〕層控礦床分布廣、規(guī)模大、品位較穩(wěn)定，故在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。據(jù)不完全統(tǒng)計，層控礦床的礦產(chǎn)儲量約占礦產(chǎn)總儲量的,,70 % 以上。,,世界重要層控型礦產(chǎn)儲量比例,,2〕礦體順層分布，形態(tài)規(guī)那么，便于現(xiàn)代化機(jī)械開采。,,§1 概述,,三、研究意義,,2、理論意義,,1〕突破了單一成礦理論，將外生與內(nèi)生、單因與復(fù)因、單階段

8、與多階段、同生與后生、淺部與深部成礦作用等相互對立的因素有機(jī)地聯(lián)系起來，這是對礦床學(xué)科的重大奉獻(xiàn)；,,3〕地層比照的輔助標(biāo)志。利用其時控性比照“啞〞地層或遭受強(qiáng)烈變形地區(qū)的地層。,2〕有利于指導(dǎo)找礦實踐。如“順層找礦〞，利用礦物共生組合找礦等；,,第十七章 層控礦床,,§1 概述,,,§2 形成條件,,§3 成礦作用,,,§4 礦床類型,,,,,第十七章 層控礦床,§2 形成條件,,,一、區(qū)域分布,礦床具成群成帶展布和一定,,“層 、相 、位〞集中的特點(diǎn)，,,如長江中下游的銅礦床，川滇地區(qū)的鉛鋅礦，湖南沃溪地區(qū)金鎢銻礦床。,,沃溪地區(qū)地質(zhì)略圖,,1-第四系；2-白堊系-第三系；3-泥盆系-

9、三迭系；4-震系旦一志留系；5-元古界；6-侵入體；7-礦帶；8-主要礦區(qū)；9-地名,；,,,銅陵地區(qū)地質(zhì)略圖,,1-第四系；2-第三系；3-白堊系；4-侏羅系；5-三疊系；6-二疊系；7-石炭系；8-泥盆系；9-志留系；10-花崗斑巖；11-閃長斑巖；12-花崗閃長巖；13-石英二長閃長巖；14-石英閃長玢巖；15-石英閃長巖；16-閃長巖；17-實測(推測)地質(zhì)界線；18-斷層；19-向斜；20-背斜,,,§2 形成條件,二、地層,礦床產(chǎn)于一定地層層位中，具“時控〞特征。甘肅西城地區(qū)、南嶺地區(qū)鉛鋅礦主要產(chǎn)于泥盆紀(jì)地層，川滇地區(qū)的鉛鋅礦主要產(chǎn)于震旦紀(jì)-寒武紀(jì)地層,,,,§2 形成條件,,三、

10、,礦源層,,礦源層〔Resource bed〕指成礦物質(zhì)在沉積成巖時已初步富集并能在后生期被活化遷移出來的巖層。,礦源層與儲礦層〔含礦層/容礦層〕可是同一地層，也可是不同層位。,,主成礦元素剖面上分布呈,W,型,,§2 形成條件,,四、構(gòu)造,礦床的定位與,礦田構(gòu)造,密切相關(guān),；,,礦體的富集與,局部構(gòu)造,關(guān)系密切,。,,§2 形成條件,五、巖漿巖,,礦床與巖漿侵入體關(guān)系一般不明顯；,,但變質(zhì)層控礦床和層控矽卡巖礦床與巖漿巖〔Magmatic rock / Magmatite 〕有密切的時、空及成因關(guān)系。,,第十七章 層控礦床,,§1 概述,,,§2 形成條件,,§3 成礦作用,,,§4 礦

11、床類型,,,,第十七章 層控礦床,,§3 成礦作用,一、成礦物質(zhì)的初步富集,,二、成礦物質(zhì)的活化遷移,,,三、疊加改造再富集作用,,,§3 成礦作用,一、成礦物質(zhì)的初步富集,,——,礦源層,,1、成礦物質(zhì)來源,,2、成礦作用,,1、成礦物質(zhì)來源,,1〕成礦元素來源,,〔1〕陸源,,〔2〕海源,,〔3〕幔源,,2〕成礦流體來源,,〔1〕地表水,,〔2〕地下水,,§3 成礦作用,,一、成礦物質(zhì)的初步富集,3〕搬運(yùn)方式,,〔1〕機(jī)械,,〔2〕懸浮,,〔3〕膠體,,〔4〕真溶液,,§3 成礦作用,,一、成礦物質(zhì)的初步富集,2、成礦作用,1〕同生沉積作用,,2〕成巖作用,,§3 成礦作用,二、

12、成礦物質(zhì)的活化遷移,,1、活化轉(zhuǎn)移介質(zhì),,2、物理化學(xué)作用,,3、生物化學(xué)作用,,§3 成礦作用,,二、成礦物質(zhì)的活化遷移,1、活化轉(zhuǎn)移介質(zhì),,——含礦溶液〔成礦流體〕,,1〕表生,,地表水、地下水、熱鹵水,,2〕內(nèi)生,,深層循環(huán)熱液、變質(zhì)水、巖漿水,,§3 成礦作用,,二、成礦物質(zhì)的活化遷移,2、物理化學(xué)作用,,1〕溫度〔T〕、壓力〔P〕：溶解物質(zhì)；,2〕Eh、pH：溶解物質(zhì)；,3〕揮發(fā)組分：鹽類物質(zhì)與氣體，活化劑、搬運(yùn)劑；,4〕金屬絡(luò)合物：提高溶解度，利于成礦物質(zhì)遷移。,,§3 成礦作用,,二、成礦物質(zhì)的活化遷移,3、生物化學(xué)作用,,1〕微生物氧化復(fù)原作用,2〕金屬有機(jī)絡(luò)合作用,3〕

13、選擇性吸附,4〕有機(jī)酸護(hù)膠,,§3 成礦作用,,二、成礦物質(zhì)的活化遷移,1〕微生物氧化復(fù)原作用,,生物自身的生命活動過程產(chǎn)生CO2、O2、H2、H2S等，將改變環(huán)境物理化學(xué)條件，尤其是pH、Eh，從而促使金屬元素遷移能力變化而成礦；微生物還參與硫酸鹽的復(fù)原作用，提供大量硫；,,2〕金屬有機(jī)絡(luò)合作用,,促使金屬離子在水溶液中形成穩(wěn)定度較高的金屬－有機(jī)絡(luò)合物進(jìn)行遷移，并對成礦元素產(chǎn)生吸附、螯合和化學(xué)反響；,,3〕選擇性吸附,,微生物通過自身軀體或器官的吸收、外表吸附成礦元素，使其直接沉淀、富集；,,4〕有機(jī)酸護(hù)膠,,有利于金屬離子的遷移。,,§3 成礦作用,三、疊加改造再富集作用,,,1、概念

14、,,2、后生富集作用類型,,§3 成礦作用,,三、疊加改造再富集作用,1、概念,,1〕改造成礦作用,,指原始分散狀態(tài)的成礦元素或物質(zhì)經(jīng)后期地質(zhì)作用在礦源層中活化遷移，并使有用物質(zhì)聚集成礦的過程。,,2〕疊加成礦作用,,指在原來礦床根底上后來又有新的成礦作用和成礦物質(zhì)疊加上去的作用。,3〕再造成礦作用,,指一個礦床形成后，經(jīng)后來的地質(zhì)作用改造時，轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌V床類型的作用。,,§3 成礦作用,,三、疊加改造再富集作用,2、富集作用類型,,1〕火山-噴流成礦作用,,2〕噴流-沉積成礦作用,,3〕盆地?zé)猁u水成礦作用,,4〕地下水疊加改造成礦作用,,5〕變質(zhì)熱液疊加改造作用,,6〕巖漿氣液疊加改造作

15、用,,1〕火山-噴流成礦作用,,形成一系列與海底噴溢,噴氣,熱液活動有關(guān),主要以塊狀硫化物為主的礦床,故通常稱之為塊狀硫化物礦床(Massiv Sulfide Deposits,簡稱為MSD),或火山成因塊狀硫化物 (Massive Volcanogenic Sulfide,簡稱為MVS) 礦床,如日本黑礦,塞浦路斯,我國遼寧紅透山,甘肅白銀廠等.,,2〕噴流-沉積成礦作用,,為非火山環(huán)境的噴流-沉積(sedimentary-exhalation,簡稱Sedex) 礦床.主要產(chǎn)于陸源碎屑巖-碳酸鹽建造內(nèi).如加拿大Sullivan (蘇利文),澳大利亞MacArthur (麥克阿瑟),我國內(nèi)蒙古

16、東升廟,甘肅西城等.,,3〕盆地?zé)猁u水成礦作用,,主要產(chǎn)于淺海相碳酸鹽巖建造中,以鉛鋅礦尤甚.最著名的是美國密西西比流域型(Mississippi valley type,簡稱MVT)鉛鋅礦床,西歐的西里西亞型鉛鋅礦床.我國類似礦床有廣西泗頂,廣東凡口,云南金沙廠等.,,主要為發(fā)育于陸源碎屑巖建造中銅鉛鋅釩鈾礦床.最著名的砂巖型銅礦床有中非銅帶,前蘇聯(lián)的,烏多坎,銅礦床,我國,金頂,鉛鋅礦床.,4〕地下水疊加改造作用,〔1〕“紅層模式〞,,〔2〕“薩布哈〞成礦模式,,〔3〕“對流循環(huán)〞 成礦模式,,§3 成礦作用,,三、疊加改造再富集作用,5〕變質(zhì)疊加改造作用：,,通過變質(zhì)熱液對原沉積巖或火

17、山沉積巖中的成礦物質(zhì)進(jìn)行活化遷移和再沉積的富集作用。據(jù)報道，1km3的巖石，通過變質(zhì)作用可形成1億噸變質(zhì)水。如澳大利亞Mount Isa(芒特艾薩)銅鉛鋅礦床，四川拉拉銅礦床等。,,6〕巖漿氣液疊加改造作用,,指賦存于沉積建造中的各類礦床,成礦后可能受巖漿侵入作用而發(fā)生變化或疊加作用。典型的是層控矽卡巖礦床,如長江中下游地區(qū)銅官山,冬瓜山等銅礦床。,,第十七章 層控礦床,,§4 礦床類型,,一、按主巖,,二、按礦體與含礦建造,,三、按成礦作用,,四、按大地構(gòu)造,—,含礦建造,—,成礦元素,,,一、按主巖,,,1,、礫巖型,,,,2,、砂巖型,,,3,、頁巖型,,,,4,、碳酸鹽巖型,,,5,

18、、變質(zhì)巖型,,§4 礦床類型,二、按礦體與含礦建造,,,1、準(zhǔn)同生層控礦床,：,,,礦體與含礦建造的形成時間間隔不遠(yuǎn)，同處于一個大地構(gòu)造旋回中的層控礦床,。,,,2、后生層控礦床,：,,,礦體與含礦建造之間整合程度較差，圍巖蝕變和交代作用較強(qiáng)烈的層控礦床,。,,,§4 礦床類型,三、按成礦作用,,1、改造型,,2、疊加型,,3、疊加改造型,,1〕地下水熱液疊加改造型,,2〕變質(zhì)熱液疊加改造型,,3〕巖漿熱液疊加改造型,,§4 礦床類型,四、按大地構(gòu)造,—,含礦建造,—,成礦元素,,-----三級劃分,,,以美國密西西比河谷型(Mississippi valley type,簡稱,MVT,

19、)鉛鋅礦床(美國最大的鉛鋅礦床)為例,——,地臺型,—,冒地槽,型,碳酸鹽建造,中的,鉛鋅礦床,。,,,,MVT礦床,特點(diǎn),1、產(chǎn)于穩(wěn)定地臺盆地邊緣的巨厚,碳酸鹽巖建造,；,2、礦體呈巨厚層狀、似層狀，規(guī)模大〔單個長1～2km，厚30～60m〕;,3、礦石多具,浸染狀、細(xì)脈狀,構(gòu)造，有時有角礫狀、,紋層狀,構(gòu)造；,,,§4 礦床類型,5、,圍巖蝕變不明顯,，白云石化較普遍；,4、,礦石成分簡單,，金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦，次為黃鐵礦、白鐵礦及少量黃銅礦；非金屬礦物主要有白云石、重晶石、螢石、方解石等，有時含菱鐵礦、鐵白云石及非晶質(zhì)二氧化硅；,,7、,與巖漿活動無直接聯(lián)系,，成礦物質(zhì)主要來于圍巖；,,6、成礦溫度較低，一般為80-150℃，有時接近200℃；成礦溶液具高密度〔1.18×10kg/m3〕，運(yùn)移速度很慢；中等鹽度〔15-20%〕，為富含有機(jī)質(zhì)的Cl-Na-Ca型鹵水；,8、,成礦時代晚于圍巖,，屬后生礦床。,,,