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成礦地質要素包括哪些

發布時間: 2021-02-03 19:53:39

❶ 成礦要素

一個系統由諸要素組成,各要素之間既互相獨立,又互相聯系。各個要素在系統中的地位和作用是不同的,有的處於主導地位,有的處於從屬地位,但都是系統中不可缺少的部分。成礦系統中的基本要素有:①成礦物質;②成礦流體;③成礦能量;④成礦流體的輸運通道;⑤礦石堆積場地。

(一)成礦物質

成礦物質是成礦系統中的物質基礎,包括金屬元素、非金屬元素、有機質和它們的化合物。地幔、地殼和水圈、生物圈是成礦物質的總倉庫,能源源不斷地供應成礦物質。按成礦物質來源可分為幔源、殼源、殼幔混源、海水源、大氣降水源、生物圈源以及星外源等,其中地幔、地殼和表層來源是最重要的。成礦物質既可直接來源於一般岩石,也可來源於已初步富集某些礦質的礦源層(岩)或生物體。對礦源層的研究的大量文獻表明,具備礦源層(岩)固然有利於成礦;不具備礦源層(岩)但成礦地質作用強烈、持續或反復多次,也能將一般岩石中某些成礦物質反復萃取和高度濃集而形成礦床。

礦質來源地可稱為礦源場,類似名詞但更宏觀的有金屬省或地球化學省,它們作區域性分布,並能在較長的地質歷史中貢獻成礦物質。一個成礦系統中有一個或若干個礦源場,可是同一性質的(如若干個含礦岩系),也可以是不同性質的(如形成銅礦的銅來自某含礦地層,也來自深源火成岩體)。礦床中的礦質可以是單組成的,如單一的銅礦,也可以是多組成的,如Cu、Au組合,Pb、Zn、Ag組合,它們或來自同一個礦源場,或來自不同礦源場而在運動匯集過程中實行多組分耦合而形成多礦種礦床。

作為礦質直接來源的含礦岩石建造(如某一地層組或某一含礦侵入岩套),比較易於查明,而作為礦質間接來源的原生礦源岩,因其反復變動或距礦產地很遠而不易追溯。現今已有較系統的同位素地球化學和元素地球化學等示蹤方法,用以提供關於成礦物質來源地的線索。

(二)成礦流體

指各類地質流體經過一定的地質演化而演變為包含和搬運成礦物質的那一部分流體,包括來源於大氣降水、海水、地層水、岩漿水、變質水和幔源的流體等,一些礦化劑如F、Cl、S、CO2等也以多種形式被溶於水中參與對礦質的搬運和沉澱作用。

成礦流體的功能是萃取、溶解、搬運和沉澱、聚集成礦物質,是溝通礦源場、運移場和儲礦場的紐帶和媒介,是成礦系統中最為活躍的要素。流體的穩定、充分供應是成礦系統能否正常運行的關鍵。在一個成礦系統中,成礦流體可以是一種類型,一個來源,也可以是幾種類型,幾個來源的耦合。不同類型流體的混合作用(如岩漿熱液與大氣降水混合)常是促使礦質沉澱的動力機制。區域尺度的成礦流體經常是多類型和多來源的,其運動和演化過程較為復雜。

(三)成礦的能量

成礦作用動力學的核心是成礦作用的發生(Onset),即礦化向成礦的轉變,這就需要自然力的驅動。促使成礦的動力有熱梯度、壓力梯度、濃度梯度、速度梯度和化學反應親和力等。在這些作用力的驅動下,成礦系統這部「機器」得以發動和運行,包括流體的水-岩反應(也即系統與環境的耗散作用等)以及流體中有用物質的沉澱堆積等。有了動力的供給,系統內部得以保持運動狀態和具有自組織的能力,使從無序向有序演化,從而達到成礦功能。

成礦的能量基本上是從環境中汲取的,能量大小決定著成礦作用能否進行,能量過小不足以啟動成礦或只有微弱礦化。能量過大也不利於成礦,超過臨界閥值時,系統將越過非平衡定態而達到「混沌」,導致成礦物質運動趨於無序狀態,因而破壞了有序的成礦過程。對於區域成礦作用來說,成礦所需的能量主要來源於有一定規模的構造運動和岩漿活動。而適度的能量供應一般都位於構造帶和岩漿帶的邊緣轉換部位。

(四)成礦流體通道(成礦空間)

指礦質及成礦流體在地質體中輸運並趨向富集的渠道和路徑,它是聯系礦源場和儲礦場的構造-岩石網路,也被稱為運移場或中介場。通道包括岩石中的孔隙、裂隙、斷層、空洞等形式,具有連通性、方向性和局域性(不太散漫)。運移的主幹通道一般是由構造作用形成的,如斷裂帶。具有一定規模的透水層也可以作為流體的主幹通道。

成礦通道有多種類型,這在礦田構造學(翟裕生等,1993)中有較詳細的敘述。一個成礦系統中可有若干個相互連通的主幹通道,它們組成礦化(蝕變)網路。在成礦過程中流體通道是動態的,主要變化表現為裂隙的張開和閉合,由此影響到流體運移的速度、方向。當含礦流體由多個通道向礦石堆積地匯集時,成礦可達到相當的強度從而形成大型礦床。流體在岩石中孔隙中的主要運動方式是滲流,滲流的速度受多種因素的制約。

研究古流體通道有較大難度,可採用多學科綜合方法,以區域中的蝕變岩帶、蝕變構造、蝕變角礫岩、熱液充填脈、火成岩脈、礦物流體包裹體、元素分布異常等作為流體運動的示蹤標志,重建一定時期中的含礦流體運移網路。而這個網路的結點,經常是礦質大量堆積形成大型礦床的地段。

(五)礦石堆積場地(成礦空間)

指礦床定位場所。在石油地質學中使油氣匯集的構造—岩石因素稱為圈閉(Trap),在金屬成礦學中礦石堆積地也稱成礦圈閉或場地准備(Ground Preparation)。形成礦石堆積場地有3個條件:一是有足夠的礦石堆積空間(可以是原已存在,也可以是在成礦過程中逐步擴展);二是有利於礦石沉澱的物理化學條件,常稱為地球化學障、地球物理障或構造物理化學障,指物理化學性質的突變帶;三是有封閉礦液使之匯聚而不致分散流失的圈閉(封閉)條件,包括岩性圈閉和構造圈閉或二者的復合。氧化還原界面和湖、海、洋的水體底界也可起到圈閉成礦的作用。

礦石堆積場地是由岩石-構造因素耦合形成的,又取決於其所在的深度和溫度、壓力狀態。對大量的熱液礦床來說,構造-岩相的局部異常並導致各種控礦參量(T、P、Eh、pH、fo2、fs2等)發生突變的地段,經常是礦石堆積的場所。礦石堆積場地的結構特徵制約了礦石類型、礦體產狀、形態、礦體與圍岩關系等礦化特徵,也影響到礦床的規模。如產在侵入體與碳酸鹽岩接觸帶上的矽卡岩礦床,產於各種岩石斷裂中的熱液脈狀礦床,以及經多期成礦疊加改造而成的層控礦床等。

在一個成礦系統中,礦石堆積場地一般有多個,每一個場地可成為一個礦床,這些礦床可是同成因類型,也可是不同的成因類型,視其具體的構造-岩石環境和成礦方式而定。當大量礦質向一個礦石堆積地匯聚時,則可形成較大規模礦床;當礦液向多個礦石堆積地分散時,常形成中小型礦床。

(六)成礦時間

成礦作用是在一定時間尺度內進行的。成礦從孕育、發生、持續到終結有一個時間過程。成礦的時間過程有長有短,一般沉積礦床形成需要漫長時間,而火山噴發礦床則在短暫時間內發生和完成。在一個成礦過程中,成礦強度並不均勻,有些時段礦化強烈,有些時段則礦化微弱。在不同時段,成礦的礦種和礦床類型也不盡相同,如矽卡岩礦床中的早期矽卡岩型鐵礦石階段和中晚期的熱液脈型銅-金礦石階段。

有關成礦時間過程的詳細討論見下節。

❷ 成礦地質條件主要包括哪些

主要的應該是岩漿岩條件、構造條件、圍岩(地層)條件,等等。
這個應該要回視不同類型答礦床來說的吧,例如岩漿礦床注重的就是岩漿岩條件,還有大地構造條件,以及同化作用、揮發組分作用。。而接觸交代礦床中,岩漿岩條件、圍岩條件、構造條件以及溫度深度壓力都是主要的成礦地質條件。。外生沉積礦床注重的是地層還有構造條件。。等等。。

❸ 成礦地質特徵

(一)成礦地質環境

(1)區域地質背景

產於成熟島弧或活動大陸邊緣(如新疆西天山阿希金礦),以及陸相火山岩地區坳陷與隆起的過渡地帶。一般產在坳陷區的邊緣,如黑龍江團結溝金礦和遼西義縣紅石砬子金礦等,有時可延伸到隆起區,如內蒙古的金廠溝梁金礦和遼寧的二道溝金礦同圍繞著西對面溝花崗閃長岩體分布,二道溝金礦位於火山盆地內,而金廠溝梁金礦則位於基底隆起區的一側。

(2)火山地質背景

一般為上疊式火山斷陷盆地以及與走滑斷裂有關的拉分盆地,基底岩系大多為前寒武紀綠岩系,如華北地台北緣和東北地區等。一般而言,無論是在火山口區還是在遠離火山口的斷裂-裂隙區,其深部均存在一個與火山作用有關的古地熱系統,這種地熱系統大小不一,大的熱源與高位岩漿房有關,小的熱源可能與深部的次火山岩或侵入體有關。

(3)時差類型

岩漿作用與成礦作用為同步滯後型,成礦作用略晚於岩漿作用,時間間隔不長(零點幾到幾十百萬年,但一般在1Ma以上)。陸相火山岩地區,岩漿作用與成礦作用時代均為燕山期;海相、海陸交互相火山岩地區,兩者均為海西期,但容礦圍岩可以多種多樣,既可以是火山岩、次火山岩、火山碎屑沉積岩,也可以是其基底變質岩,如果容礦圍岩是基底變質岩,則容礦圍岩與成礦作用的時差可以很大。

(4)岩石組合

鈣鹼性的玄武質-安山質-英安質-流紋質(多數情況下為英安質-流紋質),鈣鹼性玄武粗安質-粗安質-粗面質(±響岩質)火山岩,其中前者岩石組合見於島弧和活動陸緣的構造背景中,後者見於東部地區的大陸活化帶中,但成礦作用大多與火山岩同源的中酸性次火山岩有關。多數金礦產於中酸性岩石中,容礦岩石在一個特定礦區內,往往有幾種,可見岩性不是一種重要的控礦因素,除非它控制著滲透性。

(5)岩相條件

容礦岩石可以是噴發相、噴發沉積相、侵出相和岩頸相,也可以是次火山岩相的頂部,但很少產於強熔結的火山灰流相中,這可能與其孔隙度較低而不利於熱液流體流動有關。

(二)礦床地質

(1)控礦條件

破火山口系統和火山穹丘系統(淺成-超淺成次火山岩體及其上部接觸帶或爆破角礫岩、火山盆地邊緣斷裂帶、放射狀和環狀裂隙系統,尤其是放射狀裂隙系統),以及多組復合斷裂-裂隙系統構造(脆性構造或韌性剪切帶)控礦。其中以破火山口系統最為重要,大型金礦均與破火山口系統有關。礦體形態有脈狀、復脈狀、網脈狀、束狀、透鏡狀和不規則狀等。

(2)工業類型

一般為石英脈型,有時為蝕變岩型、熱液角礫岩型和硅質岩型。硅質岩型礦體出現於礦體的上部,而出現石英脈型還是蝕變岩型礦體則取決於控礦構造,如果控礦構造為張性和張扭性構造,則出現石英脈型礦體;如果控礦構造為韌性剪切帶,則往往是蝕變岩型礦體。但是有時這兩種礦體也可以同時存在,如在上部出現石英脈型礦體,而在下部出現蝕變岩型礦體。

(3)礦物組合

賤金屬硫化物一般含量較高,如二道溝金礦,但在某些金礦中,賤金屬硫化物的含量也較低,並且大多相對貧銅。除此之外,還常出現低溫的礦物組合,如白鐵礦、輝銻礦、雄黃、雌黃、辰砂等。銀硫化物和硫鹽常見,金礦物的成色相對較低,以金銀礦和銀金礦為主。脈石礦物石英、絹雲母、冰長石常見,綠泥石普遍,其中絹雲母和冰長石是鑒定這類金礦的標志。在剝蝕較淺的礦區,在沸騰面之上,出現熱泉沉積的硅質岩和泉華(玉髓和蛋白石)。但在西部地區,由於成岩成礦時代較老,冰長石並不普遍存在,常轉變為鉀長石,進而轉變成鉀白雲母和絹雲母;而在東部的某些礦床中,冰長石亦已轉變成鉀長石。脈石礦物不出現深成的明礬石,但有時可出現淺成的明礬石,這種淺成的明礬石是表生條件下氧化的產物。在垂直方向,礦體上部以金、金-銀和含金金屬硫化物為主,並與石英、絹雲母和冰長石等脈石礦物共生,往下部銅、鉛、鋅等金屬硫化物有增多的趨勢。

(4)蝕變及其分帶

一般而言,蝕變以硅化、黃鐵礦化和絹雲母化為主,並圍繞岩體或礦體通常具有一定的蝕變分帶,典型的蝕變分帶為:礦脈內的蝕變為硅化、冰長石化、絹雲母化,由礦脈向外依次為鉀長石化、硅化(綠泥石化)→絹雲母化→泥化→青磐岩化。由於圍岩的岩性和熱液蝕變的物理化學條件變化,不同礦床的蝕變分帶特徵有一定的變化。但是最外部的蝕變帶一般均為青磐岩化,其特徵礦物是綠泥石、綠簾石和碳酸鹽,並常常有浸染狀的粗粒狀具立方體晶形的黃鐵礦。

(三)地球化學

(1)成礦溫度

成礦熱液蝕變溫度一般較低,大多在120~300℃之間,但金的成礦溫度多數在280~160℃。成礦早期溫度可達300℃以上,但並沒有金的形成。晚期貧金屬的流體一般在180℃以下沉澱出脈石礦物。

(2)鹽度

鹽度一般較低,w(NaCl,eq.)為1%~8%,多數<5%。但在沸騰階段可以暫時高達10%以上。較高的鹽度流體一般出現在賤金屬含量較高的礦脈中。

(3)壓力

一般較低,為(100~400)×105Pa,相當於深度為300~1200m。

(4)流體成分

陽離子成分一般以K+和Na+為主,但c(K+)/c(Na+)比值一般較低,有時Ca2+較高;陰離子均以

需要指出的是,我國低硫淺成熱液型金礦分布於東部地區、西南地區和西北地區,分屬環太平洋成礦帶、特提斯-喜馬拉雅成礦帶和古亞洲成礦帶,但和世界上這三個巨大金、銀成礦帶的同類金礦相比,我國的金礦規模則要小得多,如在環太平洋成礦帶,有許多巨型金礦,它們的金礦金的儲量均在100t以上,如美國的麥克勞林、郎得山、科姆斯托克,墨西哥的瓜納華托、Pachuca,日本的菱刈,菲律賓的阿庫潘等,而同處於環太平洋成礦帶的我國東部地區的同類金礦大的也只有幾十噸,一般不超過50t,究其原因,可能有如下幾點:①西太平洋地區由於太平洋板塊的俯沖作用,使得該地區構造-岩漿活動一直比較活躍,並且在火山噴發以後有次火山岩和侵入岩的侵入活動。我國東部地區的大規模火山活動發生於侏羅紀—白堊紀,第三紀以後的火山活動和構造運動非常弱。②西太平洋地區與成礦有關的火山岩為鈣鹼性系列火山岩,而我國東部地區為鹼鈣性火山岩。③西太平洋地區存在有大量的熱泉活動,造成強烈氧化帶,在開放系統中形成了豐富的自然硫和硅帽,在許多金礦的地表見到玉髓和蛋白石;而我國東部地區的金礦區中沒有見到此類現象。

❹ 成礦系統研究的意義

1.成礦系統研究的理論意義

(1)推動成礦規律的深入研究

成礦系統分析從事物的聯系性和整體性出發,將復雜的成礦作用以系統思路貫穿起來,將成礦的環境、背景、要素、作用、過程、動力、產物、異常和演變等作為一個自然作用整體加以研究,這有利於全面認識成礦動力學機制、礦床形成演變歷史過程和礦床的時空分布規律,從而推動礦床學研究進一步從現象到機理,從靜態到動態,從定性到定量,從局部到整體,因而是提高礦床學科學水平的一個重要途徑。

(2)有利於發揮礦床學對整個地球科學的功能

成礦系統是整個地球系統的一個組成部分,其特定功能是成礦物質的高度濃集。這種礦質的濃集顯示了自然作用的神奇,高度成熟的有機物質集中在人體大腦中使人類成了萬物之靈,而金屬、非金屬元素的高度富集產生的自然資源則成為貴重的寶藏。每一個成礦系統都發生在一定地質時代和特定的地質環境,因而,在一定程度上可以起到對地質環境的「化石」和「地質記錄」的示蹤作用。例如,南非古元古代含金-鈾礫岩型礦石中碎屑狀黃鐵礦的出現,可以作為當時大氣圈中缺氧的證據。類似這樣的例子很多,但在過去,有關礦床和成礦作用的信息和觀點多隻限於應用在找礦勘探和礦山地質工作,而忽視了將這些有用信息應用到地學其他學科的研究中去,這對於整個地球科學的發展是不利的。因此,加強成礦系統研究,有助於辯證認識成礦系統與其他地質系統的關系,有利於礦床學和其他學科的互相影響、滲透和促進,可從一個側面促進地球科學的發展。

2.成礦系統研究的找礦意義

成礦系統研究尤其是區域成礦系統研究,可以提高對區域成礦規律的認識水平,把握區域成礦的整體特徵,從而可以從全局上提高找礦預測能力。如何具體運用成礦系統理論指導找礦,提出幾點認識供參考:

(1)區域找礦目標———由單個礦床到礦床系列

在過去的找礦工作中,常以單個礦種和單個礦床類型為目標,這在很多情況下是可以理解的,但是在工業化高度發達的今天,這就在一定程度上限制了找礦者的視野,也造成了有可能避免的浪費。當今,綜合性區域礦產調查評價工作已經全面展開,找礦的目標就不應只限於單個礦種和單一礦床類型,而應該是找尋工作區域內存在的礦床組合或礦床系列,即由一定成礦系統產生的全部礦種和礦床類型。例如,在長江中下游成礦帶找尋銅、鐵、金、銀、鉬、鉛、鋅等的斑岩型、矽卡岩型、角礫岩筒型、熱液脈型和層控型等礦床。這樣以一個成礦系統中所形成的礦床系列(組合)作為找礦的整體目標,有利於建立起區域找礦的戰略眼光,可以胸有全局、舉一反三,線索較多,信息量大,迴旋餘地也大,有利於提高找礦成功率,以及提高礦產資源的綜合開發和利用水平。

(2)從礦化網路入手逐步縮小靶區

在區域找礦中,一般是先發現示礦異常,再據以追溯礦體。因此,將礦床、礦點、異常(地質的、地球物理的、地球化學的等)作為一個整體,深入研究礦致異常或示礦異常,就成為區域找礦的一項基本內容。在成礦作用中產生的各類異常———地質的、地球化學的、地球物理的異常,或直接由礦體因素引起,或由礦化蝕變岩石及含礦地層、岩體、構造等引起。它們在時間、空間和成因上是密切關聯的,例如,很多地球物理異常就是由地質構造和岩石礦物異常引起的。這些異常伴隨著礦床系列在形成時間上常顯示階段性,在空間上顯示有序結構,表現為分帶性,形成三維的礦化異常網路或簡稱礦化網路(包括礦床、礦點和各種異常)。而這種礦化網路正是進行區域找礦的總體對象。由於礦致異常一般比礦體佔有更大的空間,能顯示更多的有關礦床的信息,因此是有效的找礦標志。充分運用地質成礦理論,掌握多種異常信息,區分和篩選這些有關異常,逐步地縮小找礦靶區,最終可以達到發現礦床的目的。

(3)全面研究礦床形成條件和保存條件

礦床是地質歷史的產物。成礦系統作用過程結束後,所產生的礦床系列及異常系列又進入一個新的歷史階段,即這些產物經受後來地質作用的變化和被改造的階段。主要的地質改造作用有構造變形、流體溶蝕、變質作用和地表風化剝蝕、搬運和掩埋作用等。作為一個礦床,其經受的後來變化有變形、變質、變位、變品位、變規模等,其結局有幾種可能:①保存完好;②部分保存,即礦床規模縮小;③轉變為其他類型(如岩金礦轉變為砂金礦);④消亡。目前,已知的地表和近地表的很多礦床都是經過眾多地質事件磨難後的「倖存者」。一個區域中的礦床「倖存者」越多,找礦的潛力就越大。因此,區域成礦研究應該「兩手抓」:既要研究礦床形成條件,又要研究礦床保存條件。也即礦床保存條件研究不是附帶任務,在大多數情況下,它是一項並不亞於成礦條件研究的重要內容。擴展來說,不只要研究單個礦床的破壞保存,還要研究一個成礦系統產生的礦床組合和異常系列的被改造過程和整體保存條件,包括哪些礦床類型被破壞了,哪些被保存下來,保存在哪些地段,等等,這對於區域礦產資源評價具有重要意義。

3.成礦系統研究的環保意義

新世紀的礦業既要能提供足夠的礦產資源,又要在開發利用資源的過程中保護好生態環境,這也就對礦床學研究提出了新的更高的要求。礦床地質工作者要為發展低碳、低能耗、無廢物、高效益、無污染的「綠色礦業」發揮其應有的基礎作用。也即礦床學研究不僅要「瞻前」(礦床的形成環境、條件和作用過程)、「知今」(礦床地質特徵及現有環境),還要「顧後」(礦床開發過程及以後誘發的生態環境地質問題)。面臨著礦區環境保護問題,可以從多方面探索解決的途徑。這里試從成礦系統的角度,對礦床與環保二者的結合研究提出一些思考。總的想法是:成礦系統研究不僅要為找礦評價服務,也要為礦床環境質量評價和實施礦業環保提供科學的基礎資料。筆者認為,為了服務於環保,成礦系統研究可突出下列內容:

1)礦床的物質成分:研究礦石中的有害組分,特別要查清對人和生物有害的元素如S,Cd,Hg,As,U等的含量、賦存狀態,以及它們在礦床開發過程中的化學變化和擴散途徑等,並參與制定處理這些有害物質的技術方案,包括革新采、選、冶和環保技術,將有害物質變為無害或有用。

2)礦床構造及礦體產狀:礦體及圍岩的組成、形態、產狀,斷層、裂隙和孔隙發育程度等因素,既控制礦區地表水和地下水的運動方向、速率和水-岩反應強度,又與采礦過程中的地面沉降、滑坡、地震等災害密切相關。

3)礦床的表生變化特徵及其環境影響:依據礦床地質特徵及所在地的地理、氣候等條件,研究礦床自然暴露地表或開采露出後遭受表生作用變化及可能誘發的地質災害和環境污染,區別短期影響因素和長期影響因素,提供整治礦山及毗鄰地區生態環境的地質資料和依據。

上列影響礦區生態環境的地質因素,歸根到底都是由於成礦控制因素、成礦作用、礦床地球化學和成礦後礦床的變化改造所引起的。這也正是成礦系統研究中必不可少的內容。

如前所述,成礦系統的研究對象主要是區域尺度的礦床形成和分布,因此成礦系統研究不只對單個礦區的環保工作有益,還能為礦業發達區的區域環境質量評估、發展趨勢預測,以及區域環保規劃提供必需的地質資料。

總之,成礦系統研究的理論意義、找礦意義和環境保護意義是明顯的,因此,加強對成礦系統的研究十分必要。

❺ (一)外生礦床的成礦地質條件和富集因素

1.沖積、殘坡積、風化殼砂礦

這類礦床主要的成礦地質條件和富集因素有:

圖10-6 福建南平花崗偉晶岩密集區分布略圖

1)構造:持續緩慢上升的新構造運動是砂礦成礦的重要因素。地區上升過快,風化剝蝕強烈,成礦物質多被帶走,不利於成礦。過緩則風化作用不發育,對成礦也不利。持續緩慢上升的新構造運動有利於剝蝕丘陵、侵蝕堆積地形以及厚大風化殼的形成。上升間歇有利於河谷成礦物質的堆積。

2)成礦物質來源:已知這類礦床的礦源岩石主要是燕山期黑雲母花崗岩。其中鉭鈮鐵礦除來源於黑雲母花崗岩外,也來源於花崗偉晶岩。褐釔鈮礦除來源於黑雲母花崗岩外,也來源於鈉鐵閃石鹼性花崗岩。獨居石和磷釔礦還來自於混合岩、混合花崗岩和花崗片麻岩。鋯石還來源於混合岩、石英閃長岩和正長岩等。

3)氣候:我國華南高溫多雨,具備有利於岩石風化的氣候條件。

4)地貌:河流地貌對沖積砂礦的富集關系極大。一般河谷的橫剖面如圖10-7所示。砂礦最易富集在Ⅰ、Ⅱ級階地及現代河床和河漫灘中。大體上,地貌單元時代愈新,含礦愈富。在現代河床及河漫灘中的礦體,多直接出露地表。它們直接受河水沖刷及外力的破壞,可進一步富集,礦體形態仍變動不定。賦存在Ⅰ級階地,特別是Ⅱ級階地的礦體,礦層穩定,礦體厚較大,埋藏較深。采礦時需進行剝離工作,有時剝離深度可達數米。沿河流流向,沖積砂礦多富集在河流地形由陡變緩,河床由窄變寬以及幾條水系匯合處。

圖10-7 河谷橫剖面示意圖

5)地表徑流:地表徑流作用與地區水量及地形地貌的變化有關。夏季河水暴漲,地表徑流的水量和流速增大,便於風化岩石的沖刷以及粗碎屑的搬運和沉積。冬季河水的水量和流速減小,有利於中細沙的沉積。水量和流速變化是沖積砂礦沉積的重要條件。

2.風化殼離子吸附礦

這類礦床主要的成礦地質條件和富集因素如下:

1)構造:新構造運動既決定地區地貌景觀,也決定地區風化殼的發育與保存。構造運動強烈,地區快速上升,常促使已形成的風化殼被沖刷和淋濾,風化物質被帶走。構造運動過於微弱,山頂及山脊可能被夷平,也不利於風化殼的發育與保存。構造抬升、基岩風化、游離稀土元素向下淋濾,三者間保持適當比例,均衡制約,可促成風化殼中稀土元素最大限度的富集。基岩中構造裂隙及破碎帶發育有利於天水循環,促進岩石風化。此外,均粒岩石與非均粒岩石,粗晶與細晶等結構構造不同也影響岩石的風化及風化岩石的保存。

2)成礦物質來源:離子吸附型稀土礦床的成礦物質來源於基岩,已知有花崗閃長岩、花崗岩、二長岩、石英正長斑岩、花崗斑岩、流紋斑岩、混合岩以及酸性火山岩等。基岩硅化強或岩石中廣布石英脈,不利於岩石風化,不利於稀土金屬成礦。基岩的稀土金屬含量或豐度不是成礦富集的決定性因素。在南嶺及其鄰區,現知風化殼離子型礦床的基岩,其稀土元素含量最低的是112×10-6,地區內絕大多數火成岩的稀土元素含量達到或高於這一數值。當然,基岩稀土元素含量愈高,在其他相同條件下,愈有利於成礦。基岩的稀土元素配分是不同類型稀土元素風化成礦的決定性因素。斜長花崗岩、花崗閃長岩、二長花崗岩,岩石的w(LRE2O3)/w(HRE2O3)值較大,形成的風化殼礦床該比值也大。花崗斑岩、石英正長斑岩、流紋斑岩的w(LRE2O3)/w(HRE2O3)比值最大,形成的風化殼礦床富集輕稀土元素。二長岩及某些二長花崗岩富銪,風化後常形成高銪的輕稀土礦床。受到後期蝕變改造的二雲母花崗岩,尤其是岩漿分異晚期形成的白雲母化、螢石化花崗岩中重稀土元素明顯富集,岩石的w(LRE2O3)/w(HRE2O3)常小於1,風化後可形成高釔的重稀土礦床。

基岩中稀土元素或呈獨立礦物產出,或分散在其他造岩礦物和副礦物中,兩種賦存形式產出的稀土元素均可成為風化殼離子型礦床的稀土金屬來源。岩石中的大部分稀土金屬是呈副礦物產出的,稀土副礦物抗風化的能力是風化殼稀土金屬能否形成離子吸附型礦的關鍵。稀土副礦物抗風化的能力是稀土磷酸鹽>稀土硅酸鹽>稀土氟碳酸鹽。獨居石和磷釔礦抗風化力強,富含這些礦物的岩石,其中稀土礦物很難風化,難以成礦。褐簾石、榍石、硅鈹釔礦較易風化,尤其是已不同程度似晶體化的這類礦物,易於風化解體,促成風化殼稀土金屬富集成礦。氟碳鈰礦、氟碳鈣鈰礦、氟碳鈣釔礦及稀土螢石等最易風化解體。基岩富集這些礦物,結合其他有利條件,最易形成風化殼富礦。江西足洞(701)大型風化殼離子吸附型高釔礦床主要就是由氟碳鈣釔礦、硅鈹釔礦提供物源的。呈類質同象形式存在的稀土元素多半賦存在黑雲母及長石等造岩礦物中。這些礦物風化解體形成粘土礦物,稀土元素解離出來即被粘土吸附。

3)氣候:一般說來,雨量充沛,氣候濕潤有利於風化殼形成。但氣候過於濕熱、雨水沖刷強烈,化學風化作用十分徹底,此時發育磚紅土壤型鐵鋁風化殼,不利於形成吸附稀土元素的粘土型硅鋁風化殼。溫帶、亞熱帶是風化稀土成礦最理想的氣候帶。我國北緯21°以北,28°以南地區具有這樣的氣候條件,是有利於形成稀土風化殼礦床的地區。氣候決定地區植被是否發育。植物腐爛後形成的腐植酸有助於稀土礦物解體,促使稀土離子在風化殼中隨溶液向下遷移。含稀土離子的酸性溶液向下滲透淋濾,至基岩附近溶液酸度降低,稀土離子脫離溶液被粘土吸附。

4)地貌:低緩山丘有利於稀土風化殼發育,地形起伏過大或地形過於平緩均不利。在低緩山丘地區,一般山頂及山脊部位風化殼厚度大,常構成富礦段,在陡壁及溝谷中風化殼厚度小,礦層薄或不發育。

5)風化殼結構及稀土元素次生富集:風化殼在垂直剖面上具殼層結構(圖10-8)。大體上,花崗岩風化殼自上而下可分出表土層、全風化層和半風化層,半風化層之下為基岩。各層之間以及與基岩之間均為漸變的連續過渡。在低緩山頭及山脊,殼層結構最發育。表土層岩石疏鬆呈土狀,頂部常覆蓋一層腐植質土,其下常見鐵鋁氧化物發育的磚紅色土。表土層主要由粘土及石英組成。全風化層岩石疏鬆易散,但仍保持基岩外貌,在風化殼中厚度最大,主要由粘土及石英組成。在此層下部產出長石、雲母等風化殘留礦物。半風化層岩石較為堅硬,岩石中長石、雲母大量增加。由半風化層向下逐漸過渡為基岩。風化殼粘土礦物表面常帶負電荷。風化殼中的稀土元素主要是呈陽離子形式被粘土礦物吸附。風化殼厚度愈大,粘土礦物含量愈高,稀土元素愈富集。同時,不同粘土礦物對稀土離子吸附的能力不同。大體上,粘土礦物對稀土元素的吸附能力為蒙脫石>埃洛石>多水高嶺石>高嶺石。此外,在不同的水化學條件下,同一粘土礦物對稀土陽離子的吸附能力亦不同,不同稀土陽離子的被吸附能力也略有不同。風化殼中稀土元素主要富集在全風化層。與基岩相比全風化層稀土元素含量一般高2~5倍,個別可高達10多倍。風化殼稀土元素富集成礦是一個長期的不斷的次生富集過程。基岩風化,長石風化成粘土,礦物中的稀土元素被解離出來。由於地表水pH值較小,解離出來的稀土元素隨酸性水溶液向下淋濾。在下淋過程中,水溶液的pH值會不斷增大,稀土離子隨溶液的中和而沉澱並為粘土礦物吸附,稀土元素有了初步富集。隨著風化作用向深處拓展,初次富集的稀土元素可隨淋濾水再向下遷移,再次沉澱並進一步富集。風化強度逐漸增大,風化殼深度逐漸增大,上部帶來的稀土元素逐漸增多,最後在全風化層中的富集可較基岩高達數倍量的稀土元素。稀土元素中的鈰在次生富集中具有不同於其他稀土元素的地球化學行為。由於稀土礦物中的鈰經風化作用易氧化成四價鈰(CeO2),四價鈰不溶於水,不能隨水溶液向下遷移,結果在風化殼表層以鈰石(CeO2)等形式就地沉澱。因此,全風化層中鈰的含量較基岩中的會相對減少或近似,而除鈰以外的其他稀土元素含量較基岩相對增大。風化殼離子吸附稀土礦床成礦模式見圖10-16。

圖10-8 風化殼剖面示意圖

3.海濱砂礦

這類礦床主要的成礦地質條件和富集因素如下。

1)構造:我國海濱砂礦主要賦存於東部及東南部沿海地區。大地構造上它們分屬於膠遼台隆、東南沿海造山系及台灣造山系,從而可分出三大海濱砂礦成礦區。對膠遼台隆成礦區和東南沿海成礦區而言,前者大陸架開闊平緩,內接大平原,後者大陸架狹窄陡立,內接丘陵山地。尤其是東南沿海地區,自中生代以來長期處於上隆和剝蝕狀態,有助於岩石風化剝蝕,有利於形成厚大礦層。另一方面,歷史上的海平面上升,促成目前陸上古沙堤砂礦形成。此外,不同規模的斷裂活動、岩石崩解,有助於岩石風化,也是成礦的一個重要構造條件。

2)成礦物質來源:濱海地帶基岩是濱海砂礦的物質來源地。尋找獨居石、磷釔礦和鋯石,首先要了解沿岸地區有無含大量這些礦物的基岩存在。膠遼台隆為太古宇片麻岩、混合花崗岩發育地區,岩石含有大量鋯石和獨居石副礦物。東南沿海地區,燕山期花崗岩及花崗閃長岩廣泛分布,其中稀有稀土礦物含量很高。具體看,海南島砂礦主要產出鋯石和鈦鐵礦,它們分別來自島上廣泛分布的中生界石英閃長岩、閃長岩、花崗閃長岩、正長岩和石英正長岩。粵西和雷州半島產出的鋯石來自沿岸燕山期花崗岩及新生界玄武岩。在山東榮成石島,鋯石砂礦中的鋯石來源於正長岩。磷釔礦砂礦主要分布在粵西海岸,岸上發育著厚大的寒武系八村群混合岩和混合花崗岩,含大量磷釔礦和獨居石。粵西桂東陸上發育的混合岩型稀土元素風化殼砂礦床,本身就構成獨居石和磷釔礦的富集。

3)氣候和水文:東南沿海濱海砂礦區位於北回歸線以南,屬亞熱帶氣候,高溫多雨炎熱潮濕,利於崩解岩石風化。風化物質被河流帶入大海。在這里,水動力作用是促使稀有稀土礦物遷移、分選、富集的重要因素。河流、海浪、沿岸流和風暴潮具有不同的水動力性質,在重礦物富集中起不同的作用。我國東部沿海有長江、黃河等大江大河入海,現在這些地方沒有砂礦富集。相反,東南沿海砂礦富集地一般無大河流。小溪、小河雖然流量和流速不大,但分布面積廣,沖刷的基岩多,尤其在雨季,帶入海中的陸上物質也相當可觀,隨著河流入海,流速減小,重礦物沉澱在河口三角洲附近。海濱波浪多由海潮引起,能進一步沖刷和剝蝕沿岸陸上或海下風化岩石,沖刷其中重礦物,隨浪的起落而促進重礦物富集。沿岸流多由季風引起。我國東南沿海,冬季以東北風為主,夏季以東南風或西南風為主。東北風強勁,由東北風引起的沿岸流促使沿岩海水中的重礦物由東北向西南方向遷移,並在海港、岬灣等避風處沉澱富集。風暴潮由台風引起,是最強勁的海水動力作用。風暴潮過後常導致濱海地帶砂礦產量增大。海南島東南海岸帶和粵西海岸帶,大、中、小砂礦異常發育,海南島西海岸濱海砂礦少見。前者面臨台風帶來的風暴潮襲擊,後者很少受到台風干擾,可能是前者砂礦發育的一個原因。

4)地貌:沿海地貌對濱海砂礦的富集和分布起決定性作用。我國東南沿海在杭州灣以北屬下降平原區濱海地貌,杭州灣以南屬上升丘陵區或山地區濱海地貌。目前絕大部分砂礦集中在後一地貌單元中。在後一地貌單元中由沙質岬灣包圍的海灘區、淺灘區和堆積階地(圖10-9)常是重礦物的富集場所。上述海潮區砂礦多見於海灘區,沙堤砂礦主要富集於淺灘區,沙地砂礦多富集於海成階地,而堆積階地砂礦主要見於堆積平台及海蝕階地。在這些地貌單元中,有用礦物的富集又受次一級地貌單元的制約。大體上,濱海砂礦多分布於兩地貌單元交界處、河流出口處、孤山向海伸出拐角的岬灣處,而靠內陸的砂礦主要分布於近山的海成地貌單元,如近海沙堤前鞍、遠海沙堤後鞍等。沿海大陸架的地貌形態也是決定砂礦形成和富集的因素。對比我國沿海砂礦分布密度與大陸架寬度可知,大陸架寬度變窄,砂礦分布密度增大,二者具有相關關系。魯東-遼東海岸帶大陸架寬度大,砂礦密度小,粵西海岸帶大陸架寬度較小,砂礦密度增大,海南島東海岸大陸架寬度最小,沿岸賦存的濱海砂礦數量最大。窄大陸架的海濱地貌,特別是台階式窄大陸架的海濱地帶有利於砂礦的形成和富集。海濱地帶狹窄的大陸架利於風暴潮抵達,並在該地造成強大的水動力場,而台階式海底地貌有利於被強大潮水或波浪帶來的碎屑物質按階分級沉澱和保存。

圖10-9 濱海地貌剖面示意圖

4.現代鹽湖沉積礦

這類礦床主要見於青海柴達木盆地,現以該盆地為例討論鹽湖礦的成礦地質條件和富集因素。

1)構造:大地構造上,柴達木盆地位於東昆侖造山系的二級構造單元——柴達木坳陷內。柴達木盆地北緣有柴達木深斷裂,該斷裂走向北西西,燕山期以來直到近代,斷裂北側上升,南側沉降。柴達木盆地南緣有格爾木斷裂,斷裂呈北西西向或東西向,更新世以來受喜馬拉雅運動影響,斷裂南側與西側劇烈抬升,北側與東側相對下降。柴達木盆地就形成於這樣四周抬升,中心相對下降的斷陷或坳陷地質條件下,並在中更新世時成為一個統一的大水湖。其後,隨著新構造運動的加強,盆地內部又發育一系列次級及更次級的斷裂,斷裂走向大體遵循兩側主斷裂方向,多作北西西向,其次有北北西—南北向。這些次級或更次級的斷裂活動,進一步導致盆地內不同地段的相對抬升與下降,使原來的統一大湖被分割成北西西向呈串珠狀分布的大小湖盆(圖10-10)。

圖10-10 柴達木盆地察爾汗鹽湖區鹽湖及水系分布略圖

2)成礦物質來源:柴達木盆地內最富鋰的鹽湖是一里坪湖、東台吉乃爾湖及西台吉乃爾湖,朱允鑄等研究認為三個鹽湖在成因上屬由那棱格勒河形成的沖積扇的扇前湖。那棱格勒河上游的一條主要支流為洪水河。洪水河發源地分布著眾多的新生代火山口,有的火山口1984年仍有火山爆發,沿火山四周及其附近的斷裂至今仍有溫泉熱水溢出。據朱允鑄等的資料,洪水河河水礦化度高達1321mg/L,鋰含量2.04mg/L。與柴達木盆地內其他河流相比,那棱格勒河河水的鋰含量高出其他河流50~100倍(朱允鑄等,1990)。柴達木盆地鹽湖中的鋰多半來自其南側昆侖山中的現代火山岩及熱泉,這對進一步找尋富鋰礦有重要的參考意義。

3)氣候和水文:由於南北兩側高山峻嶺的阻隔,柴達木盆地內部相對封閉,氣候乾旱少雨,年降雨量不到70mm,年蒸發量高達數千毫米。盆地內河流常出現乾涸和斷流,流向也時有變化。由河水帶入鹽湖的成礦物質因蒸發濃縮,或以鹽類礦物呈固相沉澱,或仍殘存於鹵液中。乾旱的氣候條件是鹽湖乾涸,轉變成干鹽灘,並使其中鹽類沉澱的重要條件。另一方面,要形成大鹽湖鋰礦必須有一定水流並攜帶礦質不斷補充進入湖盆。盆地西南緣的阿爾金山及昆侖山,常年積雪,每年夏季冰雪融化,雪水與現代熱泉向北東注入湖盆,使鹽湖水不斷得到補充。

4)地球化學:鋰、銣、銫為稀有的鹼性元素,地球化學性質極為活潑,常與氯結合呈氯化物賦存在水溶液中。鋰的離子半徑與鹽類礦物各種金屬元素的離子半徑差異較大,加之鋰的水合能強,鋰不易進入鹽類礦物晶格而存留在殘余鹵液中。銣的離子半與鉀離子相近,可以類質同象形式賦存在鉀礦物中,比如光鹵石中。殘存於鹵液中的銣可能呈離子狀態被粘土礦物吸附。鹼金屬元素中銫的離子半徑最大,具有最為活潑的地球化學行為,加之地殼稀鹼元素中銫的豐度最小,不易富集成礦。銫除賦存於殘存鹵液中外,據鄭綿平等(1995)資料,在西藏谷露、色米、搭格架等熱泉中銫呈水合物與硅的水合物結合,賦存在含水蛋白石等硅華中。

❻ 主要成礦地質特徵

在班—怒帶西段的南羌塘南緣日土、扎普和弗野一帶,廣泛出露的二疊紀海相碳酸鹽岩是成礦極為有利的地層,沿該帶侵入於二疊紀至三疊紀地層中的中侏羅世—早白堊世花崗閃長岩、花崗岩和花崗閃長斑岩類,是成礦有利的岩漿岩。

橫貫區內的班—怒結合帶(北西西向)及與之伴生的次級北東向、北西向、南北向斷裂,以及接觸帶構造、層間破碎帶構造為成礦物質遷移富集提供了良好的容儲空間。該帶目前已發現縣弗野富鐵礦床、材瑪銻錳鐵多金屬礦床、日土縣嘎納磁鐵礦、日土縣梅花山鐵礦、日土縣普格鐵銅礦、日土縣石龍磁鐵礦、日土縣扎普銅礦等(謝國剛等,2009)。該帶成礦類型主要位矽卡岩型銅礦、磁鐵礦。據本項目研究,主要成礦時代為中侏羅世至早白堊世。礦產分布特徵、地球物理特徵、地球化學特徵和地質背景均反映是一個極具潛力的成礦遠景區(帶),具備尋找同類型礦床的巨大潛力。

❼ 成礦地質條件主要包括哪一些

ZHYZHY2007的回答,是高度概括的。但太籠統,且不全面。可以稍微具體地回答如下:
一、內生版成礦條件
1、岩漿岩條件--岩性權(超基性、基性、中性、酸性、鹼性)具有成礦的專屬性,不同的岩性,往往有自己獨特的成礦系統。考察成礦條件時,往往較多地先考察岩漿岩條件。
2、構造條件--在不同的大地構造區,有自己獨有的成礦特性。如在造山帶,是以內生的有色金屬、貴金屬、稀有稀土金屬成礦為主的。而金剛石礦在穩定的板內成礦區邊緣成礦。
3、變質條件--是對變質礦床有主要控製作用的。如石墨礦床、一些玉石礦床(緬甸玉、岫玉等)是變質作用礦床。接觸變質作用成礦,是極其重要的變質條件。據不完全統計,在接觸帶形成的礦床中,涉及的礦種是自然界元素的80%以上。
二、外生成礦條件
1、地層、岩相、古地理條件--沉積礦床形成的條件。如寧鄉式鐵礦是典型的穩定區淺海相的礦床。煤礦是海(湖)陸交互相潮濕氣候條件下的沉積礦床。
2、風化礦床--在風化作用條件下能形成很多種外生礦床,如砂錫、砂金、南方的鋁土礦床、紅土型金礦、峰叢窪地中的錳礦床等。
3、化學、生物礦床,如鉀鹽礦床、鳥糞磷礦床等。

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