哪些是外力地質作用形成的礦物晶體
❶ 礦物晶體形成作用(Formation Mechanism of Mineral Crystal)是
與岩漿活動有關的地質作用可形成多種礦物,如岩漿作用可形成橄欖石(圖6.2);偉晶作用回可形成長石;答接觸交代作用可形成透輝石;火山熱液作用可形成自然硫、蛋白石;熱液作用中,高溫熱液可形成輝鉬礦、輝鉍礦,中溫熱液可形成方鉛礦(圖6.3)、白雲石,低溫熱液可形成重晶石等。
不同礦物抗風化的能力不同,一般來說硫化物、碳酸鹽最易風化,硅酸鹽、氧化物較穩定,自然元素則是最穩定的礦物。當風化產物被水流沖刷和再沉積時,物理和化學性質穩定的礦物就沉積下來,如產於砂礦的金剛石、錫石;在乾旱炎熱氣候條件下,乾涸的內陸湖泊、半封閉的潟湖及海灣中,各種鹽類溶液可因過飽和而結晶,如硬石膏。
變質作用是在固體狀態下發生的,接觸變質作用可形成紅柱石等礦物,區域變質作用可形成石榴子石等(圖6.4)。
❷ 礦物晶體概念(Concept of Mineral Crystal)是什麼
礦物是在各種地質作用中形成的天然單質或化合物;它們具有一定的化學成分和內部結構,從而有一定的形態、物理性質和化學性質;能在一定的地質和物理化學條件下保持穩定;是組成岩石和礦石的基本單位(圖6.1)。
❸ 地質作用的分類
前以述及,根據能量不同,地質作用分為外力地質作用和內力地質作用兩大類,每大類又根據地質作用的性質、方式和結果的不同,將外力地質作用分為風化作用、剝蝕作用、搬運作用、沉積作用和成岩作用等5類。將內力地質作用分為地殼運動、岩漿作用、地震作用和變質作用4種(圖1-10)。
圖1-10 地質作用分類圖
1.外力地質作用
外力地質作用一般是按照風化作用、剝蝕作用、搬運作用、沉積作用和成岩作用的順序進行的。
(1)風化作用 岩石在原地因氣溫變化、大氣、水、生物等的共同作用下基本在原地逐步分解、破壞的過程。
(2)剝蝕作用 是風、冰川、地面流水、地下水、海洋和湖泊水等地質營力使岩石破壞並脫離原地的過程。可分為機械侵蝕、化學溶蝕及生物剝蝕作用3種。
(3)搬運作用 風化剝蝕的產物,被運動著的介質(水、大氣、冰川等)搬離的過程。有機械搬運、化學搬運、生物搬運3種。
(4)沉積作用 被搬運的物質,由於搬運動力和介質條件的變化而沉澱或堆積的過程。分為機械沉積、化學沉積和生物沉積3種。
(5)成岩作用 鬆散的沉積物被壓實、固結而形成岩石的過程。主要類型有壓固作用、膠結作用、重結晶作用、交代作用、氧化還原作用和壓溶作用等。沉積物經成岩作用,形成具成層構造的岩石--沉積岩。
2.內力地質作用
內力地質作用是促使地球,特別是岩石圈演化和發展的主要原因。
(1)地殼運動 也稱構造運動。主要是岩石圈的機械運動,如大陸板塊的漂移、海底擴張、區域性沉降和上隆、岩層褶皺和斷裂等。地殼運動的表現為升降運動和水平運動兩種方式,其產物為各種地質構造。
(2)岩漿作用 岩漿的形成、運移直至冷凝固結成岩的過程。所形成的岩石稱岩漿岩。地表以下冷凝成岩者稱侵入岩,噴出地表冷凝成岩者稱火山岩。
(3)地震作用 地震是地球內部積蓄的能量造成岩石圈破裂而突然釋放引起的一種現象,是由於地震波的傳播引起地面快速顫動的作用。
(4)變質作用 岩石圈內原有岩石在溫度、壓力和化學活動性流體等因素影響下,使原岩基本保持固態狀態下發生結構、構造及物質成分的變化,從而轉變成新岩石的過程。由變質作用所形成的岩石稱變質岩。
3.內力地質作用與外力地質作用的關系
內力地質作用與外力地質作用是互相區別又互相聯系的。內力地質作用主要在地下深處進行,例如,它使岩石圈發生變形,使岩石發生褶皺和斷裂,甚至導致地震,使岩石重熔或岩漿上侵,形成岩漿岩和變質岩,但也常常波及地表,造成岩石圈分裂、融合、變位、漂移,形成海洋盆地和大陸高山及區域性地面起伏等,控制著地球表面形態的基本輪廓。外力地質作用主要在地表或靠近地表進行,總的趨勢是降低地面起伏即「削高填低」,同時塑造局部地表形態。內力地質作用越強烈、地面隆升越厲害的山脈地區,往往也是外力地質作用發育、剝蝕作用盛行的地區。由於外力地質作用均有重力能的參與,所以外地質營力的變化也可促進內力地質作用的發生,例如,一個長期持續下陷(內力地質作用為主)的低窪地帶,在外力地質作用下將長期持續地沉積,其下部的岩石在上部重力能的作用下,有利於在地下深處環境中發生區域變質作用、混合岩化作用,甚至被熔融成岩漿;再如,大陸冰川的融化(卸載作用)可導致地殼上升運動的發生。
內力地質作用與外力地質作用往往是同時產生,相互相成,互相影響。例如,風化作用一方面對岩石和礦物進行破壞和分解,同時又產生了新礦物。但是在一定地點和一定時間條件下,內、外力地質作用中的一種可佔主導地位。在現代火山噴發區,顯然火山作用是最重要的作用,在沙漠地區,風的吹蝕作用和機械搬運、機械沉積作用必然進行得十分強烈。
由於內、外地質作用的相互影響,還會引用組成地殼的岩石類型相互轉化。例如高溫、高壓條件下形成的岩漿岩、變質岩,一旦因地殼運動和剝蝕的結果暴露在地表,為了達到適應地表常溫、常壓下的新環境,就會發生風化並經剝蝕、沉積轉化為沉積岩。而沉積岩因受上覆岩層施加的重壓或受地殼運動等的影響,從而沉入地殼深處,在高溫、高壓條件下發生變質,轉化為變質岩,甚至可以發生重熔作用又轉變為岩漿而形成岩漿岩。
由此可見,內、外力地質作用是一對既對立又統一的矛盾,正是這對矛盾的發展,推動著岩石圈的演化和發展,使地表形態和地質體的物理化學性質不斷地發生變化。
小結
地球大約形成於46億年前,其表面形態復雜,大約可分為大陸和海洋兩大部分。地球具有各種物理特性,如重力、質量、密度、磁性、溫度等。這些物理特徵在地球內部是變化的。根據地球物理特徵,結合地質學、地球物理學等研究成果的綜合分析,可將地球內部進一步劃分為地殼、地幔和地核。各圈層具有各自獨特的物理特徵。地殼位於岩石圈的上部,是固體地球最外面的圈層。地殼的是由各種岩石、礦物和元素組成的。地球有著具大的能量,這些能量使得地球無時無刻不在運動和變化著,運動和變化的過程稱為地質作用。地質作用分為外力地質作用和內力地質作用兩大類。外力作用分為風化、剝蝕、搬運、沉積和成岩5類;內力作用分為地殼運動、地震作用、岩漿作用和變質作用4種。它們之間既有區別,又相互聯系。
復習思考題
1.名詞解釋:
重力異常、地磁異常、磁偏角、地溫梯度、克拉克值、地殼與岩石圈、礦物與岩石、地質作用。
2.地球有哪些主要物理性質?它們在地球中有何變化規律?
3.地球內部圈層如何劃分,其主要依據是什麼?
4.地殼有哪些特徵?洋殼與陸殼主要有何不同?
5.什麼是地質作用?它有哪些基本類型?各類型對地球改造有哪些特徵?
❹ 外力地質作用小結
外力地質作用的能源主要是來自地球以外,如太陽輻射能、日月引力能和生物能等,另外還有一部分內能同時起作用,如地球旋轉能和重力能。外能中以太陽輻射能為主。外力地質作用的作用范圍,只限於地表及其附近。
外力地質作用是由各種不同的地質外營力(地面流水、地下水、海洋、風、湖泊、冰川等)經過風化、剝蝕、搬運、沉積、成岩等作用進行的。它們之間存在著密切聯系。各種外力地質作用的強度和地理分布受氣候、地形、岩石性質及地殼運動等因素的控制。在不同地區、不同時期、不同條件下,往往以某種作用為主。例如,高山寒冷地區以物理風化作用、冰川作用為主。而在低濕平原區則河流縱橫、湖泊眾多,起主導作用的又要視具體條件而定:在地面植被多且岩石難溶的地區,以生物風化、物理風化和流水作用為主;在岩石易溶地區,以化學風化、地下水作用為主;在乾旱地區則以物理風化、風力作用為主,其他地質作用則是次要的。
外力地質作用不斷地雕塑著地球表面,形成各種各樣的地形、地貌,同時改造遷移地表物質,經過搬運、沉積和成岩作用形成沉積岩和沉積礦產。在構造運動作用下,沉積岩可能上升暴露在地表,重新遭受風化、剝蝕、搬運、沉積、成岩等外力地質作用,再形成新的沉積岩,不斷地構成新的旋迴。因此沉積岩是研究地殼發展歷史、恢復古地理環境的重要依據,通過對沉積岩特徵的研究還可以了解外力地質作用的發展歷史。
外力地質作用總的趨勢是由破壞(削高)到建造(補低),與內力地質作用一起永不間斷地改變著地表形態(圖12-11)。
圖12-11 外力地質作用過程示意圖
本章要點
1.岩石的風化剝蝕產物經過搬運、沉積而形成鬆散的沉積物,經過一定的物理、化學以及其他的變化和改造,固結形成堅硬的岩石的過程叫成岩作用。
2.成岩作用主要有:壓固脫水作用,如蛋白石變成玉髓,褐鐵礦變為赤鐵礦,石膏變為硬石膏等;膠結作用,常見的膠結物有硅質、鈣質、鐵質、粘土質、火山灰等;重結晶作用,重結晶後的岩石,孔隙減少,密度增大,岩石緻密堅硬;微生物及有機質的作用,如Fe、Mn、Cu等金屬硫化物、氫氧化物的形成就與細菌活動有一定的關系。
3.沉積物在一定的埋藏條件下,在常溫、常壓條件下由外力地質作用形成的,經過復雜的成岩作用所形成的層狀岩石,稱為沉積岩。
4.碎屑結構是沉積岩的特徵結構,也是識別沉積岩的基本標志。
5.層理是因不同時期沉積作用的性質變化,使沉積岩的顏色、礦物成分、碎屑的特徵及結構等在垂直方向上表現出的成層現象。層理是沉積岩最特徵、最基本的沉積構造。層理中各層紋相互平行者稱為水平層理,層紋傾斜者稱為斜層理,相互交錯者稱為交錯層理。
6.沉積物在水流速度和強度逐漸減弱的情況下,其碎屑顆粒粒徑由下向上就會逐漸變細,由此形成的層理為遞變層理。
7.沉積岩按成因及結構,可以分為五大類:陸源碎屑岩類、火山碎屑岩類、泥質岩類、碳酸鹽岩類及其他岩類。
8.陸源碎屑岩類根據粒徑劃分為:礫岩、砂岩、粉砂岩。泥質岩類根據固結程度劃分為頁岩、泥岩和粘土。碳酸鹽岩是由方解石和白雲石等碳酸鹽礦物組成的沉積岩,主要岩石類型為石灰岩、白雲岩,二者化學成分相近,鑒別要點是:遇冷的稀鹽酸後,前者起泡較強烈,後者微弱起泡。
10.在外力地質作用下使有用元素或有用組分聚集起來,在質量和數量上都能滿足當前開采利用要求所形成的礦床,稱為外生礦床。根據形成礦床的地質作用不同,可分為風化礦床和沉積礦床兩大類。
11.外力地質作用總的趨勢是由破壞(削高)到建造(補低),與內力地質作用一起永不間斷地改變著地表形態。
復習思考題
1.何謂成岩作用?每一種作用是哪種岩類的主要成岩作用?
2.沉積岩形成的五個階段包含哪些基本內容?
3.組成沉積岩的常見礦物有哪些?其中哪些是沉積岩特有的礦物?
4.沉積岩有哪些常見的原生構造?各有何地質意義?
5.如何區分碎屑、基質、膠結物?常見的膠結物的成分有哪些?
6.外生成礦作用可以形成哪些礦產?
❺ 地質作用中的外力作用有哪些
風化作用(岩石發生機械崩解或化學分解)、剝蝕作用(岩石因機械作用或化學作用而被剝回蝕)、搬運作用(風答化、剝蝕的產物被搬運到它處)、沉積作用(搬運物在條件適宜的地方發生沉積)、固結成岩作用(鬆散沉積物轉變為堅硬岩石的過程)。
風化作用:在外因作用下,岩石發生機械崩解或化學分解,變成鬆散的碎屑或土壤。
剝蝕作用:岩石因機械作用或化學作用而被剝蝕。如河岸岩石被流水沖刷,導致河岸後退;山頂被剝蝕而變矮。
搬運作用:風化、剝蝕的產物被搬運到它處。
沉積作用:搬運物在條件適宜的地方發生沉積。如流水搬運物在河流轉彎處、湖口或河口因流速減慢而沉積;風的搬運物因風力減弱或受阻攔而堆積。
固結成岩作用:鬆散沉積物轉變為堅硬岩石的過程,稱固結成岩作用。
地質作用,是指由於受到某種能量(外力、內力)的作用,從而引起地殼組成物質、地殼構造、地表形態等不斷的變化和形成的作用。
內、外力地質作用互有聯系,但發展趨勢相反。內力作用使地球內部和地殼的組成和結構復雜化,造成地表高低起伏;外力作用使地殼原有的組成和構造改變,夷平地表的起伏,向單一化發展。一般來說,內力作用控制著外力作用的過程和發展。
❻ 外力地質作用的類型詳細的。問答題。
同種因素可引起多種形式的地質作用,多種困素綜合則更復雜。 1. 風化作用:在外因作用下,岩石發生機械崩解或化學分解,變成鬆散的碎屑或土壤。 2.剝蝕作用:岩石因機械作用或化學作用而被剝蝕。如河岸岩石被流水沖刷,導致河岸後退; 山頂被剝蝕而變矮。 3.搬運作用:風化、剝蝕的產物被搬運到它處。 (1)機械搬運---以機械方式破壞的產物(泥、砂、礫等)被流水、冰川、風搬運。 (2)化學搬運---以化學方式破壞的產物是通過真溶液或膠體溶液進行搬運。如石灰岩溶於水之後,以Ca ++ ,HCO 3- 離子形式搬運;長石風化後形成粘土礦物、二氧化硅在水中呈膠體質點被搬運。 (3)生物搬運---生物吸取介質中的化學元素來營養自己,建造其骨骼,死亡後在一定的地方堆積下來,也起著搬運作用。 4.沉積作用:搬運物在條件適宜的地方發生沉積。如流水搬運物在河流轉彎處、湖口或河口因流速減慢而沉積;風的搬運物因風力減弱或受阻攔而堆積。 (1)機械沉積---機械搬運物按機械方式沉積,受重力支配。重的物質搬運近且先沉積,輕的搬運遠而後沉積。 (2)化學沉積---化學搬運物沉澱作用受化學反應的規律支配。在真溶液中溶解度小的物質搬運近且先沉澱,易溶物質後沉澱;水中膠體質點的沉積是通過與電解質的中和作用或正、負膠體中和作用,或水的蒸發作用等。 (3)生物沉積---生物有機體直接發生堆積。如鈣質骨骼生物堆積,成為石灰岩;植物被埋後轉變成煤。 (4)生物化學沉積作用---生物作用與化學作用可以共同起作用而引起物質的沉積。如鐵細菌吸收水中的鐵而沉澱出鐵礦。石灰岩(碳酸鹽灰泥,原以為化學沉積,實有生物作用參與,也可能就是生物作用)。 沉積作用的產物即沉積物,分別稱為碎屑沉積物,化學沉積物,生物沉積物,生物化學沉積物。 5. 固結成岩作用:鬆散沉積物轉變為堅硬岩石的過程,稱固結成岩作用。 (1)壓實作用---上覆沉積物壓力使孔隙變少、水份擠出、變硬。 (2)膠結作用---碎屑沉積物的粒間孔隙之中有水溶液,它在成岩過程中會發生化學沉澱,這些物質使碎屑膠結變硬。這種化學沉澱物稱為膠結物,如SiO 2 ,Fe 2 O 3 .nH 2 O,CaCO 3 等。 粘土及細粉砂等細碎屑物也可起膠結作用,它們稱為雜基,雜基是機械沉積的細粒部分。 膠結物和雜基統稱為填隙物。 (3)重結晶作用:非晶質或結晶微細的沉積物因環境的改變而重新結晶或晶粒長大、加粗 ,從而使礦物緊密嵌合。主要發生於化學沉積物或生物化學沉積物中。 (4)新礦物的生長:沉積物中不穩定礦物溶解或發生化學變化,導致若干化學成分重新組合或結合成新礦物,從而使沉積物變硬。 固結時間、固結程度差別很大,有的易固結(如溫泉中沉澱的CaCO 3 ),有的難(如某些粘土,幾千萬年後仍呈塑性狀態)。岩石固結成岩後,若因構造運動露出地表,又進入新一輪的風化作用、剝蝕作用。
❼ 外力地質作用的分類是什麼各種地質作用的特徵是什麼外力作用的變化趨勢是什麼
外力地來質作用應該是指地源球外部施加外營力引起的變化,比如說風、水、溫度、生物等。
風力可塑造地貌,比如克拉瑪依的魔鬼城,即為風成雅丹地貌;風力還可搬運沙丘,形成各種風成地貌;風力搬運黃土形成我國西部的黃土高原 等等。。。。。
水力可對地貌起到削峰平谷的作用—夷平化。如河流階地、河曲,切割峽谷等等,水流還可塑造岩石,形成喀斯特地貌、丹霞地貌等等。
溫度變化造成的熱脹冷縮,可促進岩石崩裂和冰劈作用,造成岩石碎裂風化。
生物的生命過程分泌物和死亡後分解物可造成岩石礦物溶解,促進土壤形成。等等
說的不太清楚,具體可參考《地球科學概論》等地質專業基礎教科書
❽ 什麼叫外力地質作用
地質作用的自然力是地質營力。力是能的表現,按照能的來源不同,地質作用可分為外力作用和內力作用.
一、引起外力地質作用的因素
1.大氣:大氣圈下部的組成物質即空氣,它是氮、氧、CO2,H2O等的混合物。
O2---氧化作用,生命存在的條件;CO2---植物製造有機質、生物成岩,參與化學反應;H2O---風化作用;流動成風,動力。
2.水:溶劑、營力、生命條件。
3.生物:植物根、動物營力、成岩作用。
4.外動力(能源):太陽熱能,使地表溫暖、大氣、水及生命運動; 重力能、日月引力能(潮汐)。
二、外力地質作用的類型
同種因素可引起多種形式的地質作用,多種困素綜合則更復雜。
1.風化作用:在外因作用下,岩石發生機械崩解或化學分解,變成鬆散的碎屑或土壤。
2.剝蝕作用:岩石因機械作用或化學作用而被剝蝕。如河岸岩石被流水沖刷,導致河岸後退; 山頂被剝蝕而變矮。
3.搬運作用:風化、剝蝕的產物被搬運到它處。
(1)機械搬運---以機械方式破壞的產物(泥、砂、礫等)被流水、冰川、風搬運。
(2)化學搬運---以化學方式破壞的產物是通過真溶液或膠體溶液進行搬運。如石灰岩溶於水之後,以Ca++,HCO3-離子形式搬運;長石風化後形成粘土礦物、二氧化硅在水中呈膠體質點被搬運。
(3)生物搬運---生物吸取介質中的化學元素來營養自己,建造其骨骼,死亡後在一定的地方堆積下來,也起著搬運作用。
4.沉積作用:搬運物在條件適宜的地方發生沉積。如流水搬運物在河流轉彎處、湖口或河口因流速減慢而沉積;風的搬運物因風力減弱或受阻攔而堆積。
(1)機械沉積---機械搬運物按機械方式沉積,受重力支配。重的物質搬運近且先沉積,輕的搬運遠而後沉積。
(2)化學沉積---化學搬運物沉澱作用受化學反應的規律支配。在真溶液中溶解度小的物質搬運近且先沉澱,易溶物質後沉澱;水中膠體質點的沉積是通過與電解質的中和作用或正、負膠體中和作用,或水的蒸發作用等。
(3)生物沉積---生物有機體直接發生堆積。如鈣質骨骼生物堆積,成為石灰岩;植物被埋後轉變成煤。
(4)生物化學沉積作用---生物作用與化學作用可以共同起作用而引起物質的沉積。如鐵細菌吸收水中的鐵而沉澱出鐵礦。石灰岩(碳酸鹽灰泥,原以為化學沉積,實有生物作用參與,也可能就是生物作用)。
沉積作用的產物即沉積物,分別稱為碎屑沉積物,化學沉積物,生物沉積物,生物化學沉積物。
5. 固結成岩作用:鬆散沉積物轉變為堅硬岩石的過程,稱固結成岩作用。
(1)壓實作用---上覆沉積物壓力使孔隙變少、水份擠出、變硬。
(2)膠結作用---碎屑沉積物的粒間孔隙之中有水溶液,它在成岩過程中會發生化學沉澱,這些物質使碎屑膠結變硬。這種化學沉澱物稱為膠結物,如SiO2,Fe 2O3.nH2O,CaCO3等。
粘土及細粉砂等細碎屑物也可起膠結作用,它們稱為雜基,雜基是機械沉積的細粒部分。
膠結物和雜基統稱為填隙物。
(3)重結晶作用:非晶質或結晶微細的沉積物因環境的改變而重新結晶或晶粒長大、加粗 ,從而使礦物緊密嵌合。主要發生於化學沉積物或生物化學沉積物中。
(4)新礦物的生長:沉積物中不穩定礦物溶解或發生化學變化,導致若干化學成分重新組合或結合成新礦物,從而使沉積物變硬。
固結時間、固結程度差別很大,有的易固結(如溫泉中沉澱的CaCO3),有的難(如某些粘土,幾千萬年後仍呈塑性狀態)。岩石固結成岩後,若因構造運動露出地表,又進入新一輪的風化作用、剝蝕作用。
❾ —、形成礦物的地質作用
礦物的成因通常是按地質作用來分類的。根據作用的性質和能量來源,一般將形成礦物的地質作用分為內生作用、外生作用和變質作用。
1.內生作用
內生作用(endogenic process)主要指由地球內部熱能所導致礦物形成的各種地質作用,包括岩漿作用、火山作用、偉晶作用和熱液作用等各種復雜的過程。
1)岩漿作用
岩漿作用(magmatism)是指由岩漿冷卻結晶而形成礦物的作用。岩漿是形成於上地幔或地殼深處的、以硅酸鹽為主要成分並富含揮發組分的高溫(700~1300℃)高壓(5×108~20×108 Pa)的熔融體。在地殼運動過程中,地下深處的岩漿在其揮發分及地質應力的作用下,沿深大斷裂上侵,由於溫度、壓力的降低,首先從岩漿中結晶析出的是一些含量多、熔點高的礦物,而礦物的晶出必然會使岩漿各組分的相對濃度發生變化。隨著溫度、壓力的緩慢降低及組分相對濃度的不斷改變,即相繼析出顆粒較粗的各種礦物晶體。
在岩漿作用過程中,岩漿不斷演化,先後析出的主要礦物——橄欖石、輝石、角閃石、黑雲母、斜長石、正長石、微斜長石和石英等造岩礦物,形成各種礦物組合,構成不同的岩石類型,如超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩及鹼性岩。此外,還可形成金剛石及鉑族自然元素、鉻鐵礦、磁鐵礦及Cu、Fe、Ni的硫化物等金屬礦物,富集成極為重要的礦床與相應的岩漿岩共同產出。
2)火山作用
火山作用(volcanism)實際上是岩漿作用的一種形式,為地下深處的岩漿沿地殼脆弱帶上侵至地面或直接噴出地表,迅速冷凝的全過程。
火山作用的產物是各種類型的火山岩,包括熔岩和火山碎屑岩。其形成的礦物以高溫、淬火、低壓、高氧、缺少揮發分的礦物組合為特徵,除透長石、鱗石英、方石英等細小斑晶外,均呈隱晶質,甚至形成非晶質的火山玻璃。
由於揮發分的逸出,火山岩中往往產生許多氣孔,並常為火山後期熱液作用形成的沸石、蛋白石、瑪瑙、方解石和自然銅等礦物所充填。在火山噴氣孔周圍則常有自然硫、雄黃、雌黃和石鹽等凝華作用的產物。
3)偉晶作用
偉晶作用(pegmatitization)是指在地表以下較深部位(3~8 km)的高溫(400~700℃)高壓[(1×108)~(3×108)Pa]條件下所進行的形成偉晶岩及其有關礦物的作用。
偉晶岩多呈脈狀並成群產出,其主要礦物成分與相應的深成岩相似。偉晶作用中形成的礦物最明顯的特點是:晶體粗大,富含SiO2、K2O、Na2O和揮發分(F、Cl、B、OH等)(如石英、長石、白雲母、黃玉和電氣石等)及稀有、稀土和放射性元素(Li、Be、Cs、Rb、Sn、Nb、Ta、TR、U、Th等)(如鋰輝石、綠柱石、天河石和鈮鉭鐵礦等),常可富集形成有獨特的經濟意義的工業礦床。
4)熱液作用
熱液作用(hydrothermalism)是指從氣水溶液到熱水溶液過程中形成礦物的作用。熱液按其來源主要分岩漿期後熱液、火山熱液、變質熱液和地下水熱液。通常所說的熱液系指富含有各種金屬元素的以H2O為主的揮發組分的岩漿期後熱液(postmagmatic hydrothermal solution)。在岩漿演化的後期,由於外壓減小,熱液遂沿著圍岩裂隙向上運移,並從圍岩中淋濾和溶解部分成礦物質,在適當的條件下,含礦熱液便沉澱出各種礦物。
熱液活動的深度范圍從5~8 km直至近地表,作用的溫度在500~50℃。熱液作用按溫度大致分為高溫、中溫和低溫三種類型。
(1)高溫熱液作用(high-temperature hydrothermalism):溫度約在500~300℃。主要形成由W、Sn、Bi、Mo、Nb、Ta、Be、Fe等高電價小半徑的陽離子組成的氧化物和含氧鹽及部分硫化物,也常見含揮發分的礦物。如黑鎢礦、錫石、輝鉍礦、輝鉬礦、鈮鉭鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦、磁鐵礦、自然金、綠柱石、黃玉、電氣石、白雲母、石英和螢石等。
(2)中溫熱液作用(medium-temperature hydrothermalism):溫度一般在300~200℃。主要形成以Cu、Pb、Zn為主的硫化物和硫鹽礦物,如黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦和自然金等,此外,還常見螢石、石英、重晶石及方解石等碳酸鹽類礦物。
(3)低溫熱液作用(low-temperature hydrothermalism):溫度約在200~50℃。主要形成As、Sb、Hg、Ag等的硫化物礦物組合,如雄黃、雌黃、輝銻礦、辰砂、輝銀礦和自然金等,以及重晶石、石英、方解石、蛋白石、高嶺石等。
2.外生作用
外生作用(exogenic process)是指在地表或近地表較低的溫度和壓力下,由於太陽能、水、大氣和生物等因素的參與而形成礦物的各種地質作用,包括風化作用和沉積作用。
1)風化作用
風化作用(weathering),在地表或近地表環境中,由於溫度變化及大氣、水、生物等的作用,使礦物、岩石在原地遭受機械破碎,同時也可發生化學分解而使其組分轉入溶液被帶走或改造為新的礦物和岩石,這一過程稱風化作用。
不同礦物抗風化的能力各不相同。一般地,硫化物、碳酸鹽最易風化,硅酸鹽、氧化物較穩定,尤其是具層狀結構、富含水及高價態的變價元素的氧化物和氫氧化物、硅酸鹽,以及自然元素在地表最為穩定。
在風化作用過程中形成的一系列穩定於地表條件的表生礦物主要是各種氧化物和氫氧化物、粘土礦物及其他含氧鹽,如玉髓、蛋白石、褐鐵礦、鋁土礦、硬錳礦、水錳礦、高嶺石、蒙脫石、孔雀石和藍銅礦等。礦物集合體常呈多孔狀、土狀、皮殼狀和鍾乳狀等。
此外,風化後還殘留有一些穩定的原生礦物,如石英、自然金、自然鉑、金剛石、磁鐵礦和鋯石等。
2)沉積作用
沉積作用(sedimentation)是指地表風化產物及火山噴發物等被流水、風、冰川和生物等介質挾帶,搬運至適宜的環境中沉積下來,形成新的礦物或礦物組合的作用。沉積作用主要發生在河流、湖泊及海洋中。
沉積物通常以難溶的礦物碎屑和岩屑、真溶液方式或膠體溶液方式被介質搬運,相應的沉積方式有機械沉積、化學沉積和生物化學沉積。
(1)機械沉積(mechanical sedimentation):被流水、風等搬運的難溶的礦物、岩石碎屑物質,因水流速或風力減小,而按體積、相對密度大小先後沉積下來,在河谷或其他有利場所集中形成各種砂礦床,如自然金、自然鉑、金剛石、錫石和鋯石等。在機械沉積過程中,一般不形成新的礦物。
(2)化學沉積(chemical sedimentation):包括膠體沉積。化學沉積發生於真溶液和膠體溶液中。風化作用形成的真溶液,進入乾涸的內陸湖泊、封閉或半封閉的潟湖或海灣後,在乾旱炎熱氣候條件下,因水分不斷蒸發而達到過飽和,從而結晶出各種易溶鹽類礦物,可形成巨大的礦床。主要是 K、Na、Mg、Ca的氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽及其復鹽,有時也有硼酸鹽、硝酸鹽等,最常見的有石鹽、鉀鹽、光鹵石、石膏、硬石膏、硼砂和芒硝等。對於風化形成的膠體溶液,當其被帶入海盆地、內陸湖泊或沼澤盆地中,受到電解質的作用發生電性中和凝聚、沉澱,形成 Fe、Mn、Al、Si 等的氧化物和氫氧化物,如赤鐵礦、硬錳礦、軟錳礦、鋁土礦、蛋白石和玉髓等。這些膠體礦物常呈鮞狀、豆狀、腎狀、結核狀和緻密塊狀等集合體形態。例如在深海底層發現大量錳結核。
(3)生物化學沉積(biochemical sedimentation)是指由生物新陳代謝作用的產物及其遺體的堆積,或生物的生命活動促使周圍介質中某些物質聚集而形成礦物及其礦床,如方解石、硅藻土、磷灰石、煤、油頁岩和石油等。黑海淤泥中的Cu、Zn、Mo、U、Ag等重金屬的富集即是由浮游生物作用而富集成的。
3.變質作用
變質作用(metamorphism)是指在地表以下較深部位,已形成的岩石,由於地殼構造變動、岩漿活動及地熱流變化的影響,其所處的地質及物理化學條件發生改變,致使岩石在基本保持固態的情況下發生成分、結構上的變化,而生成一系列變質礦物,形成新的岩石的作用。
根據發生的原因和物理化學條件的不同,變質作用可分為接觸變質作用和區域變質作用。
1)接觸變質作用
接觸變質作用(contact metamorphism)是指由岩漿活動引起的發生於地下較淺深度(2~3km)之岩漿侵入體與圍岩的接觸帶上的一種變質作用。
接觸變質作用的規模不大。根據變質因素和特徵的不同,又分為熱變質作用和接觸交代作用兩種類型。
(1)熱變質作用(thermometamorphism):是指岩漿侵入圍岩,由於受岩漿的熱力及揮發分的影響,主要使圍岩礦物發生重結晶、顆粒增大(如石灰岩變質成大理岩),或發生變質結晶、組分重新組合形成新的礦物組合的作用。在此過程中,溫度升高是變質作用的主要因素,圍岩與岩漿之間基本無交代作用,揮發性流體一般只起催化作用,所形成的變質礦物多是一些高溫低壓礦物,常見為紅柱石、堇青石、硅灰石和透長石等。
(2)接觸交代作用(contact metasomatism):是指岩漿侵入、與圍岩接觸時,岩漿結晶作用的晚期析出的揮發分及熱液使接觸帶附近的圍岩和侵入體發生明顯的交代而形成新的岩石的作用。與熱變質作用不同,圍岩與侵入體之間的成分交換是此過程中岩石發生變質的主要原因。接觸交代作用最易發生在中酸性侵入體與碳酸鹽岩的接觸帶附近,此時侵入體中的組分FeO、Al2O3、SiO2等向圍岩中擴散,而圍岩中的CO2、CaO、MgO等組分被帶進侵入體中,即進行雙交代作用(dimetasomatism),其結果使得接觸帶附近的岩石均發生成分、結構構造的變化,形成一系列的Ca、Mg、Fe質硅酸鹽礦物,最常見的有透輝石、鈣鐵輝石、鈣鐵榴石、鈣鋁榴石、符山石、硅灰石、方柱石和金雲母等,晚期還常出現透閃石、陽起石、綠簾石等含水硅酸鹽礦物交代產物,構成夕卡岩(skarn)。同時伴隨有磁鐵礦、黃銅礦、白鎢礦、輝鉬礦、方鉛礦和閃鋅礦等金屬礦化,形成夕卡岩礦床(skarn deposit)。
2)區域變質作用
區域變質作用(regional metamorphism)是指由於區域構造運動而引起大面積范圍內發生的變質作用。原岩的礦物成分和結構構造發生改變是溫度(200~800℃)、壓力[(4×108)~(12×108)Pa]、應力,及以H2O、CO2為主的化學活動性流體等主要物理化學因素變化之綜合作用的結果。
區域變質作用形成的變質礦物及其組合主要取決於原岩的成分和變質程度。如果原岩的主要組分為SiO2、CaO、MgO、FeO,變質後易形成透閃石、陽起石、透輝石和鈣鐵輝石等礦物。若原岩系主要由SiO2、Al2 O3 組成的粘土岩,其變質產物中則出現石英或剛玉,以及Al2 SiO5 同質三象變體之一的礦物共生,具體地,低溫高壓環境有利於藍晶石形成,夕線石的形成則需要較高的溫度,而紅柱石形成的溫壓條件均相對較低。隨著區域變質程度加深,其變質產物向著結構緊密、體積小、相對密度大、不含OH-和 H2 O的礦物演化。
應當指出,形成礦物的地質作用是各種因素的綜合表現,上述內生、外生和變質作用並非彼此孤立、截然分開的。在分析礦物成因時,應全面考慮,作出合理的推斷。