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成因矿物学—矿物标型学_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料
作者:admin ?? 发布于:2019-07-08 17:03 ?? 文字:【】【】【

  成因矿物学—矿物标型学_冶金/矿山/地质_工程科技_专业材料。矿物标型学是国表里现代矿物学界最活跃的一个研究范畴,它包罗标型组合、标型矿物和标型特征三个方面的内容。

  3 矿物标型学及其使用 Mineral Typomorphism and its Application 矿物标型学是国表里现代矿物学界 最活跃的一个研究范畴,它包罗标型组 合、标型矿物和标型特征三个方面的内 容。 2 矿物标型学 标型组合 概念:指在特定地质地球化学前提下构成的 专属性矿物组合。 金伯利岩的标型组合: 镁橄榄石(假象)、金云母、铬镁铝榴石、 铬透辉石、铬尖晶石、镁钛铁矿、钙钛矿、 锐钛矿、金红石、磷灰石、碳硅石、金刚石。 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 标型组合Typomorphic Assembledge 碱性-超基性岩建筑碳酸盐岩(carbonatite)的标型组 合: ——锆矿物-稀土矿物-铌钽矿物组合。 锆 矿 物 : 钙 锆 钛 矿 、 钙 锆 钍 矿 、 斜 锆 石 ( baddeleyite, ZrO2)、锆石; 铌钽矿物: 烧绿石(pyrochlore,(Ca, Na)2Nb2O6(OH,F)、 钙钛矿(perovskite, CaTiO3)、 铌钙钛矿(dysanalite, Ca2(Fe, Nb, Ti)2O6)、 斜方钠铌石(lueshite, NaNbO3)、 铌铁矿(columbite,FeNb2O6)等。 稀土矿物: 碳铈钠石(carbocernaite, (Ca,Ce,Na,Sr)CO3) 碳锶铈矿(ancylite, Sr Ce(CO3)2(OH).H2O)、 氟碳铈矿(bastnaesite, (Ce,La)(CO3)F)、 氟碳钙铈矿(parisite, (Ce, La)2Ca(CO3)3F2)、 黄碳锶钠石(burbankite, (Na, Ca, Sr, Ba, Ce)6(CO3)5)、 水碳镧铈石(calkinsite, (Ce,La)2(CO3)3· 2O)、 4H 独居石(monazite, (Ce, La, Nd, Th)PO4)、 磷铈铝石(florencite, CeAl3(PO4)2(OH)6); 标型矿物Typomorphic Mineral 概念: 指在特定地质地球化学前提下构成的专属性 矿物。 例: 陨钠镁大隅石——上地幔榴辉岩(eclogite) ; 斜锆石——碱性-超基性岩建筑碳酸盐岩(carbonatite)和铁磷橄榄 岩(camaforite); 硼 镁 铁 矿 ( ludwigite, (Mg,Fe)2(Fe3+,Al)[BO3]O2 ) 和 遂 硼 镁 石 (suanite, Mg2[B2O5])——镁夕卡岩; 辉钨矿(tungstenite, WS2)——浅成热液矿床,与白钨矿、金红 石、天然铋和辉铋矿共生; 辉铼铜矿(dzhekazganite, CuReS4)—— 含铜砂岩, 呈机械混入物产于斑铜矿和蓝辉铜 矿中; 碳钠铝石(dawsonite, NaAl[CO3](OH)2)——泥质灰岩和黑色页岩及 堆积型铝矿床; 黄钾铁矾(jarosite, KFe(SO4)2(OH)6)— —干燥地域硫化铁矿床氧化带; 硅镁镍矿(garnierite, (Mg,Ni)6[Si4O10](OH)8)——超基性岩风化壳。 标型特征Typomorphism of Mineral 概念: 指同种矿物,在必然地质地球化 学前提下构成必然的特征。次要包罗形态、 成分、布局、物性和谱学标型。 标型特征 形态标型 调集体形态: 岩浆成因矿物——粒状调集体; 伟晶成因矿物——文象状调集体; 火山喷气成因矿物——霜状和细粒状调集体; 热液成因矿物——粒状、块状和晶簇状调集体。 风化成因矿物——土状、树枝状、皮壳状等调集体, 堆积成因矿物——鲕状、结核状等调集体。 接触变质成因矿物——粒状和放射状调集体, 区域变质成因矿物——片状调集体。 标型特征 形态标型 单体形态: 火山成因石英——六方双锥状; 高温热液成因石英——短柱状; 低温热液成因石英——长柱状; 形态标型:区分矿床的成因产状、成矿阶段、 垂直分带、剥蚀程度及矿石贫富等。 形态反映矿石档次 金刚石——山东金伯利岩,浑圆形档次富; 苏联相反。 天然金——面网密度与介质Au浓度、矿石Au 档次分歧,降低次第:{111} 、 {100}、 {110}、{311}、{210}。 形态反映温度、过饱和度 黄铁矿——FeS2,m3,PBC理论,面网包含较强键 {100}5个, {210}3个,{111}2个;包含1个 强键的S面由F面层发展的阶梯形成。 {210}构成——{100}层发展起头,S、Fe充实。 {210}负条纹(即(210)面为程度条纹)——{210} 层发展的阶梯,S、Fe更充实。 温度低,过饱和度大,易沿最强键发展(如锡石、 金红石、辉石、闪石成柱状;磷灰石成板状(磷酸根 层键强;长石沿Z轴延长(+延性,高温X轴,-延性) 形态反映构成深度 形态反映构成深度 形态反映成矿阶段 成分标型: 判断矿床成因 磁铁矿: 最有指示意义的元素Al,Mg,Ti,V,Cr,Ni,Co,Mn。 TiO2递降挨次:岩浆熔离矿床——岩浆岩副矿物 ——矽卡岩和热液矿床——火山堆积硅铁建筑。 Al2O3递降挨次:岩浆熔离矿床——岩浆岩副矿物 ——火山岩-次火山岩型和堆积变质铁矿。 MgO递降挨次:矽卡岩矿床——岩浆熔离矿床 ——热液和堆积变质矿床。 MnO在矽卡岩矿床最高。 成分标型: 判断含矿性 黑云母: 判断花岗岩的罕见-钨-锡矿化(外贝加尔, 250个数据) ——Al,Li(1300-1500ppm),Sn (60ppm), SiO2(高于70%)含量高。 判断含Cu斑岩 含Cu斑岩 >0.5 <15% >10-30 <0.5% >0.2% >2000ppm 1500-5200ppm 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一般跨越1000ppm。 成分标型: 判断分带性 黄铁矿: (212个数据) 判断含Cu斑岩分带性: 矿体中的黄铁矿富集Co,Mo,Cu,Zn,Pb,Ag,As。 矿体边缘和顶部富集Zn,Pb,Ag,As(在前缘别离为5000, 4000,25,18ppm;根部为200,160,15,8ppm —— 判断剥蚀程度)。 钾长石化带富Ba。 标型特征 成分标型 微量元素: 研究较多的微量元素: Li,Rb,Cs,Ba,Re,Cr,Co,Ni,Zr,Hf, U, Nb,Ta,Ga,Ge,In,TR,F等。 标型特征 成分标型 含Au硫化物中的黄铁矿和毒砂微量元素(前 苏联168个矿床): As,Sb:As遍及呈现,由浅而深含量削减;Sb呈现 频度向下减小。 Pb,Zn,Cu:遍及呈现,Cu由浅而深含量削减, Pb, Zn中部最高。 Co,Ni:Co/Ni由浅而深减小,浅部Ni较着削减, Co/Ni》1。 Au , Ag : Au 多 于 Ag , 由 浅 而 深 含 量 减 少 , 浅 部 Au/Ag=1,中部达39.9,深部5-3。 标型特征 成分标型 多元回归(95%信度): 黄铁矿:Au=23.95+0.84Ag-7.255Zn+6.445Co -2.228Ni+0.632Sb 毒砂: Au=91.036-35.723Mo+0.613Ti -3.714Zn+0.361Sb 一般,矿物中呈负相关的元素可能为类质同象成分, 呈正相关的元素可能为超显微矿物包体所致。 标型特征 成分标型:元素对比值 河汉石:Rb/K 斜长石:Ca/Al 闪锌矿:Fe/Zn 黄铁矿:Co/Ni 辉钼矿:Re/Mo ——比值大,温度高;河汉石Rb/K大,反映 酸性岩浆分异强,大于100时发生Nb,Ta矿化。 矿物中Zr/Hf,Th/U,Nb/Ta,Y/Ce ——比值大,趋于基性和碱性,反之趋于酸 性。 标型特征 成分标型:元素对比值 变价元素 Fe3+/Fe2+,Mn3+/Mn2+,Ti4+/Ti2+ ——比值大,氧化情况;反之还原情况。 黄铁矿 Fe/S: 铜 镍 硫 化 物 0.878 , 岩 浆 热 液 0.887 , 斑 岩 0.91 , VMS0.96,金矿床大于理论比0.871。 Co/Ni:同生堆积小于1,堆积革新近于1,堆积-变质1.475.75(变质过程中磁黄铁矿增加,Ni趋于在此中富集,Co在 两矿物平分配系数为1),火山成因1.93-89.35(火山喷气 12-22,火山热液5-10,火山堆积小于1)热液成因1-5,岩 浆成因Co,Ni很高,贯入式钛磁铁矿中黄铁矿Ni显著高于Co, 比值0.09,融离型铜镍矿床(含大量磁黄铁矿)Co显著高于 Ni,比值1200。 标型特征 成分标型:元素对比值 黄铁矿(王奎仁,1989) S/Se: 同生堆积总大于30000,堆积革新1900-8000,层控0。 火山成因(Se很高)小于10000(3000-8000); 岩浆热液成因10000-28000。一般,热液由高温到低温,Se 削减,比值增大。 岩浆矿床,4000-21400。 (黄铁矿Se/Te,Cu/Zn,Ag/Zn,Pb/Zn等) 标型特征 成分标型:不变同位素 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 15.55 15.5 15.45 15.4 17 17.5 18 206Pb/204Pb 18.5 208Pb/204Pb-206Pb/204Pb相关图 40 208Pb/204Pb 39.5 39 38.5 38 37.5 17 17.5 18 206Pb/204Pb 18.5 207Pb/204Pb-208Pb/204Pb相关图 15.65 207Pb/204Pb 15.6 15.55 15.5 15.45 15.4 37.5 38 38.5 39 39.5 40 208Pb/204Pb 铅同位素比值-机关情况图 斑岩钼矿 铅锌矿 铅同位素模式春秋 已有9个数据集中在400—900Ma范畴, 大都集中在600±Ma; 在比值图上,34个数据呈较着的线性 分布,指示模式春秋变化范畴不太大; 1. 2. 铅源阐发 1. 2. ? ? 本次12个地幔-造山带, 与斑岩型钼矿类似; 34个分离,缘由: 多源区—深部相集中, 浅部相分离; 多期次,如刘国印的燕 山期革新。 硫同位素 银河沟 前柳关 杨树凹 冷水北沟 -1.2 百炉沟 0.7 0.1 1.3 1.5 3.2 6.8 1.5 3.4 9.6 10.9 银洞沟 2 6.9 -2 0 2 4 6 δ 34SV-CDT/‰ 8 10 12 硫同位素分布直方图(刘国印,2003) 斑岩钼矿δ34S值一般为2‰—4‰,平均3.02‰,铅锌矿则一般为 3‰—6‰,平均4.85‰,而围岩值较大12‰—18‰,平均15.53‰。 (三道庄千枚岩中黄铁矿) (马圈、三道庄、骆驼山、赤土店、卢氏后瑶峪) VMS矿床硫同位素δ34S特点: ? ? ? ? ? 1850Ma前,0±2‰ ; 显生宙:-10—20 ‰; 日本Shakanai矿床,由下而上,+8— -6 ‰; 矿区分组,矿床单一(加拿大New Brunswick南部+16 ‰,北部+7 ‰ )。 华南黑色岩系黄铁矿 碳同位素 1. 2. 3. 4. 一般,深源/岩浆源-7 ± ‰, 海相碳酸岩0 ± ‰, 堆积无机碳-20 ± ‰。 斑岩矿床:多宝山Cu矿(10个) -2.48 ‰ 连合沟Au矿(5个) -1.1 ‰ 冷水Pb-Zn矿(4个)-3.82 ‰ 小秦岭-熊耳山Au矿(100)-7.726— 0.03 ‰ 本区冷水北沟方解石-0.7 ‰——晚期共性 氢氧同位素 1.一般,δD(V-SMOW): 岩浆水-40— -80,变质水-20— 45, 海水-10‰ 2. 一般, δ18O(V-SMOW): 岩浆水6— 9,变质水4— 20,海水-1‰ 3. 本区: δD -80— -90, δ18O 6.2—14.9 ‰ ——夹杂水 标型特征 成分标型:流体包裹体 岩浆热液成因:高温500-200OC,高压,低盐度,富挥发分; 地下水热液成因:低温200-100OC,低压,高盐度, 富Na,K,Ca,Cl,K+Na+;Ca2+Mg2+; 包裹体中CO2随深度加大而降低。 金刚石包裹体气相: 金伯利岩中含N(N0.001%); 宇宙无N(N0.001%)。 地幔源:缺CO2,富N,CO,CH4,H2。 标型特征 布局标型:晶胞参数 石英:晶胞参数随变质程度加深而减小。 例:美国佐治亚洲变质硬砂岩18颗石英显示,绿泥石带 V0113.050,黑云母带113.029,十字石带112.993A。 透辉石、钙铁辉石:随均衡温度升高,呈6次和8次配位的 阳离子(M)和硅氧四面体中氧原子的间距纪律增大。 a0,b0,c0,V增大。 压力增大,T,M1,M2三种配位体减小, a0,b0,c0, V减小。 白云母:随变质压力增大b0增大,多硅白云母构成。 一般,低压带小于8.995,中压带9.010-9.025, 高压带9.035-9.055A。 标型特征 布局标型:离子占位 钙质和碱性角闪石:随均衡温度升高,Fe2+由M1和M3位转到M2; Mg2+和Al3+由M2向M1和M3位转移。压力的效应与之相反。 研究方式:红外光谱,穆斯堡尔谱,X射线衍射阐发。 标型特征 布局标型:有序度 透长石——正长石——最大微斜长石: Al-Si有序陈列。 新老长石:由老而新有序度降低。 机理:内能及生成前提。 研究方式:红外光谱,穆斯堡尔谱,X射线衍射阐发。 标型特征 布局标型:多型POLYTYPE 白云母:花岗岩1M,伟晶岩2M1,喷出岩1M; 热液1Md,1M, 2M1(绢云母);堆积岩1Md,1M; 变质岩1M,3T, 2M1。 黑云母:岩浆岩2M1 ,1M,喷出岩1M;堆积岩1M,1Md ; 接触变质岩2M1 ,区域变质1M,3T 。伟晶岩各类多型。 辉钼矿:2H600-13000C,3R350-9000C;3R杂质(Re,Sn,Ti, Bi,W。 研究方式:X射线衍射阐发。 布局标型: 判断矿床成因 辉钼矿: 2H——岩浆熔离矿床,伟晶岩,接触 交接,气成高温热液矿床; 3R——中低温斑岩Cu-Mo矿和花岗岩 中石榴石石英辉钼矿脉。 布局标型: 找矿标记 黄铁矿: 金矿——a0大于尺度0.54175nm,机理:As,Se,Te, Co,Ni类质同象; 金矿——含金黄铁矿的X射线漫反射加强,低、中角度 衍射线宽化、锐度降低;hkl(211)、(321)、 (220)、(420)、(332)、(422)衍射线)(其本身最强线)衍射线强度比大——晶体 不完美而有镶嵌亚组织发育——金易于进入。 标型特征 物理性质标型:颜色 闪锌矿:随S活度增大,由黑-褐-黄。 电气石:高温热液到较低温,黑(未交接伟晶岩)绿(Sn,Ti,Nb矿化伟晶岩)-粉红(Li伟晶岩)。 通俗角闪石:温度升高,薄片中c轴蓝绿-绿-棕褐(Ti添加)。 翠榴石:含铬钙铁榴石,超镁铁质岩中与紫色绿泥石共生 ——铬矿。 铬云母:金矿。 蓝晶石:平均淡蓝色——不变T、P、C情况; 非平均深蓝色——非不变情况。 标型特征 物理性质标型:相对密度 镁铝榴石: 富金刚石金伯利岩中紫色者大于3.75,反之多小于3.75. 而非金伯利岩的超基性岩-基性岩中小于3.75。 标型特征 物理性质标型:发光性 麻粒岩相——角闪岩相——侵入花岗岩——交接花岗岩: X射线 萤石:中酸性岩浆岩天然热发光曲线度 三个峰; 火山岩,同上,但300度以上峰呈现几率和峰强小; 堆积碳酸岩,无300度以上峰。 物性标型 硫化物石英脉 物性标型 标型特征 物理性质标型:热电性 辉钼矿: 气化高温钨锡矿热电系数+280—+590(UV/0C),p; 中温斑岩铜矿-480—-740,n。 黄铁矿:高温n型,低温p型,中温夹杂型。 黄铜矿:含铜砂岩-200—-320,岩浆铜镍矿-380—-450, 夕卡岩-580—-600,其他-600—-750。 物性标型 火山堆积成因——P型; 变质成因——N型; 矿物标型的使用 A 在矿物岩石及矿床成因方面的使用 按照矿物标型研究,能够查明矿物岩石和矿 床中相关物质的来历,矿物岩石和矿床的形 成温度和压力前提,氧化还原前提,酸碱度 前提,各类逸度和其他动力学前提,查明矿 物岩石和矿床的构成年代,通过矿物标型的 定位研究,还可查明构成矿物岩石和矿床的 相关流体的性质和运移路子。含矿和无矿地 段的判别等。 矿物标型的使用 B 在找矿勘察方面的使用 矿床成因研究是确定找矿勘察方式的根本之 一。此外,通过矿物标型的定位研究,还可 查明控矿机关、矿床的规模、剥蚀程度、外 围和深部近景、进一步找矿标的目的。 矿物标型的使用 C 在宝玉石判定方面的使用 宝玉石判定涉及其产地产状、质量好坏、真 假辨识等诸多方面。矿物标型在这些方面有 奇特的指示意义,如分歧产地的宝玉石有不 同的微量元素或分歧的物性特征,天然宝玉 石与人工宝玉石有分歧的包裹体和微描摹特 征等。 矿物标型的使用 D 在生态情况监测方面的使用 生态情况的质量在相当大程度上取决于地质 情况中无益和无害元素的多寡、赋存形态和 地球化学行为。矿物是元素的载体,矿物的 情况标型特征是生态情况监测的主要方面。 矿物标型的使用 E 在人工晶体系体例备方面的使用 人工晶体是为满足必然需要而制备的。有的 晶体需有必然的形态,有的需有必然的颜色, 有的需有必然的工艺机能。按照矿物标型的 研究,供给必然的介质前提,便能制备出所 需的人工晶体。 矿物标型的使用 F 在人体健康方面的使用 按照人体矿物的标型研究,为无益矿物的形 成供给恰当的前提,消弭无害矿物的构成条 件,能推进人体的健康长命。 G 在其他方面的使用 矿物标型还可使用于地球层圈物质研究,地 壳隆升机理研究,全球变化研究,灾变事务 研究等。

脚注信息
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