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哪些是外力地质作用形成的矿物晶体

发布时间: 2021-02-05 03:03:15

❶ 矿物晶体形成作用(Formation Mechanism of Mineral Crystal)是

与岩浆活动有关的地质作用可形成多种矿物,如岩浆作用可形成橄榄石(图6.2);伟晶作用回可形成长石;答接触交代作用可形成透辉石;火山热液作用可形成自然硫、蛋白石;热液作用中,高温热液可形成辉钼矿、辉铋矿,中温热液可形成方铅矿(图6.3)、白云石,低温热液可形成重晶石等。

不同矿物抗风化的能力不同,一般来说硫化物、碳酸盐最易风化,硅酸盐、氧化物较稳定,自然元素则是最稳定的矿物。当风化产物被水流冲刷和再沉积时,物理和化学性质稳定的矿物就沉积下来,如产于砂矿的金刚石、锡石;在干旱炎热气候条件下,干涸的内陆湖泊、半封闭的潟湖及海湾中,各种盐类溶液可因过饱和而结晶,如硬石膏。

变质作用是在固体状态下发生的,接触变质作用可形成红柱石等矿物,区域变质作用可形成石榴子石等(图6.4)。

❷ 矿物晶体概念(Concept of Mineral Crystal)是什么

矿物是在各种地质作用中形成的天然单质或化合物;它们具有一定的化学成分和内部结构,从而有一定的形态、物理性质和化学性质;能在一定的地质和物理化学条件下保持稳定;是组成岩石和矿石的基本单位(图6.1)。

❸ 地质作用的分类

前以述及,根据能量不同,地质作用分为外力地质作用和内力地质作用两大类,每大类又根据地质作用的性质、方式和结果的不同,将外力地质作用分为风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用等5类。将内力地质作用分为地壳运动、岩浆作用、地震作用和变质作用4种(图1-10)。

图1-10 地质作用分类图

1.外力地质作用

外力地质作用一般是按照风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用的顺序进行的。

(1)风化作用 岩石在原地因气温变化、大气、水、生物等的共同作用下基本在原地逐步分解、破坏的过程。

(2)剥蚀作用 是风、冰川、地面流水、地下水、海洋和湖泊水等地质营力使岩石破坏并脱离原地的过程。可分为机械侵蚀、化学溶蚀及生物剥蚀作用3种。

(3)搬运作用 风化剥蚀的产物,被运动着的介质(水、大气、冰川等)搬离的过程。有机械搬运、化学搬运、生物搬运3种。

(4)沉积作用 被搬运的物质,由于搬运动力和介质条件的变化而沉淀或堆积的过程。分为机械沉积、化学沉积和生物沉积3种。

(5)成岩作用 松散的沉积物被压实、固结而形成岩石的过程。主要类型有压固作用、胶结作用、重结晶作用、交代作用、氧化还原作用和压溶作用等。沉积物经成岩作用,形成具成层构造的岩石--沉积岩。

2.内力地质作用

内力地质作用是促使地球,特别是岩石圈演化和发展的主要原因。

(1)地壳运动 也称构造运动。主要是岩石圈的机械运动,如大陆板块的漂移、海底扩张、区域性沉降和上隆、岩层褶皱和断裂等。地壳运动的表现为升降运动和水平运动两种方式,其产物为各种地质构造。

(2)岩浆作用 岩浆的形成、运移直至冷凝固结成岩的过程。所形成的岩石称岩浆岩。地表以下冷凝成岩者称侵入岩,喷出地表冷凝成岩者称火山岩。

(3)地震作用 地震是地球内部积蓄的能量造成岩石圈破裂而突然释放引起的一种现象,是由于地震波的传播引起地面快速颤动的作用。

(4)变质作用 岩石圈内原有岩石在温度、压力和化学活动性流体等因素影响下,使原岩基本保持固态状态下发生结构、构造及物质成分的变化,从而转变成新岩石的过程。由变质作用所形成的岩石称变质岩。

3.内力地质作用与外力地质作用的关系

内力地质作用与外力地质作用是互相区别又互相联系的。内力地质作用主要在地下深处进行,例如,它使岩石圈发生变形,使岩石发生褶皱和断裂,甚至导致地震,使岩石重熔或岩浆上侵,形成岩浆岩和变质岩,但也常常波及地表,造成岩石圈分裂、融合、变位、漂移,形成海洋盆地和大陆高山及区域性地面起伏等,控制着地球表面形态的基本轮廓。外力地质作用主要在地表或靠近地表进行,总的趋势是降低地面起伏即“削高填低”,同时塑造局部地表形态。内力地质作用越强烈、地面隆升越厉害的山脉地区,往往也是外力地质作用发育、剥蚀作用盛行的地区。由于外力地质作用均有重力能的参与,所以外地质营力的变化也可促进内力地质作用的发生,例如,一个长期持续下陷(内力地质作用为主)的低洼地带,在外力地质作用下将长期持续地沉积,其下部的岩石在上部重力能的作用下,有利于在地下深处环境中发生区域变质作用、混合岩化作用,甚至被熔融成岩浆;再如,大陆冰川的融化(卸载作用)可导致地壳上升运动的发生。

内力地质作用与外力地质作用往往是同时产生,相互相成,互相影响。例如,风化作用一方面对岩石和矿物进行破坏和分解,同时又产生了新矿物。但是在一定地点和一定时间条件下,内、外力地质作用中的一种可占主导地位。在现代火山喷发区,显然火山作用是最重要的作用,在沙漠地区,风的吹蚀作用和机械搬运、机械沉积作用必然进行得十分强烈。

由于内、外地质作用的相互影响,还会引用组成地壳的岩石类型相互转化。例如高温、高压条件下形成的岩浆岩、变质岩,一旦因地壳运动和剥蚀的结果暴露在地表,为了达到适应地表常温、常压下的新环境,就会发生风化并经剥蚀、沉积转化为沉积岩。而沉积岩因受上覆岩层施加的重压或受地壳运动等的影响,从而沉入地壳深处,在高温、高压条件下发生变质,转化为变质岩,甚至可以发生重熔作用又转变为岩浆而形成岩浆岩。

由此可见,内、外力地质作用是一对既对立又统一的矛盾,正是这对矛盾的发展,推动着岩石圈的演化和发展,使地表形态和地质体的物理化学性质不断地发生变化。

小结

地球大约形成于46亿年前,其表面形态复杂,大约可分为大陆和海洋两大部分。地球具有各种物理特性,如重力、质量、密度、磁性、温度等。这些物理特征在地球内部是变化的。根据地球物理特征,结合地质学、地球物理学等研究成果的综合分析,可将地球内部进一步划分为地壳、地幔和地核。各圈层具有各自独特的物理特征。地壳位于岩石圈的上部,是固体地球最外面的圈层。地壳的是由各种岩石、矿物和元素组成的。地球有着具大的能量,这些能量使得地球无时无刻不在运动和变化着,运动和变化的过程称为地质作用。地质作用分为外力地质作用和内力地质作用两大类。外力作用分为风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩5类;内力作用分为地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用4种。它们之间既有区别,又相互联系。

复习思考题

1.名词解释:

重力异常、地磁异常、磁偏角、地温梯度、克拉克值、地壳与岩石圈、矿物与岩石、地质作用。

2.地球有哪些主要物理性质?它们在地球中有何变化规律?

3.地球内部圈层如何划分,其主要依据是什么?

4.地壳有哪些特征?洋壳与陆壳主要有何不同?

5.什么是地质作用?它有哪些基本类型?各类型对地球改造有哪些特征?

❹ 外力地质作用小结

外力地质作用的能源主要是来自地球以外,如太阳辐射能、日月引力能和生物能等,另外还有一部分内能同时起作用,如地球旋转能和重力能。外能中以太阳辐射能为主。外力地质作用的作用范围,只限于地表及其附近。

外力地质作用是由各种不同的地质外营力(地面流水、地下水、海洋、风、湖泊、冰川等)经过风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩等作用进行的。它们之间存在着密切联系。各种外力地质作用的强度和地理分布受气候、地形、岩石性质及地壳运动等因素的控制。在不同地区、不同时期、不同条件下,往往以某种作用为主。例如,高山寒冷地区以物理风化作用、冰川作用为主。而在低湿平原区则河流纵横、湖泊众多,起主导作用的又要视具体条件而定:在地面植被多且岩石难溶的地区,以生物风化、物理风化和流水作用为主;在岩石易溶地区,以化学风化、地下水作用为主;在干旱地区则以物理风化、风力作用为主,其他地质作用则是次要的。

外力地质作用不断地雕塑着地球表面,形成各种各样的地形、地貌,同时改造迁移地表物质,经过搬运、沉积和成岩作用形成沉积岩和沉积矿产。在构造运动作用下,沉积岩可能上升暴露在地表,重新遭受风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩等外力地质作用,再形成新的沉积岩,不断地构成新的旋回。因此沉积岩是研究地壳发展历史、恢复古地理环境的重要依据,通过对沉积岩特征的研究还可以了解外力地质作用的发展历史。

外力地质作用总的趋势是由破坏(削高)到建造(补低),与内力地质作用一起永不间断地改变着地表形态(图12-11)。

图12-11 外力地质作用过程示意图

本章要点

1.岩石的风化剥蚀产物经过搬运、沉积而形成松散的沉积物,经过一定的物理、化学以及其他的变化和改造,固结形成坚硬的岩石的过程叫成岩作用。

2.成岩作用主要有:压固脱水作用,如蛋白石变成玉髓,褐铁矿变为赤铁矿,石膏变为硬石膏等;胶结作用,常见的胶结物有硅质、钙质、铁质、粘土质、火山灰等;重结晶作用,重结晶后的岩石,孔隙减少,密度增大,岩石致密坚硬;微生物及有机质的作用,如Fe、Mn、Cu等金属硫化物、氢氧化物的形成就与细菌活动有一定的关系。

3.沉积物在一定的埋藏条件下,在常温、常压条件下由外力地质作用形成的,经过复杂的成岩作用所形成的层状岩石,称为沉积岩。

4.碎屑结构是沉积岩的特征结构,也是识别沉积岩的基本标志。

5.层理是因不同时期沉积作用的性质变化,使沉积岩的颜色、矿物成分、碎屑的特征及结构等在垂直方向上表现出的成层现象。层理是沉积岩最特征、最基本的沉积构造。层理中各层纹相互平行者称为水平层理,层纹倾斜者称为斜层理,相互交错者称为交错层理。

6.沉积物在水流速度和强度逐渐减弱的情况下,其碎屑颗粒粒径由下向上就会逐渐变细,由此形成的层理为递变层理。

7.沉积岩按成因及结构,可以分为五大类:陆源碎屑岩类、火山碎屑岩类、泥质岩类、碳酸盐岩类及其他岩类。

8.陆源碎屑岩类根据粒径划分为:砾岩、砂岩、粉砂岩。泥质岩类根据固结程度划分为页岩、泥岩和粘土。碳酸盐岩是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩,主要岩石类型为石灰岩、白云岩,二者化学成分相近,鉴别要点是:遇冷的稀盐酸后,前者起泡较强烈,后者微弱起泡。

10.在外力地质作用下使有用元素或有用组分聚集起来,在质量和数量上都能满足当前开采利用要求所形成的矿床,称为外生矿床。根据形成矿床的地质作用不同,可分为风化矿床和沉积矿床两大类。

11.外力地质作用总的趋势是由破坏(削高)到建造(补低),与内力地质作用一起永不间断地改变着地表形态。

复习思考题

1.何谓成岩作用?每一种作用是哪种岩类的主要成岩作用?

2.沉积岩形成的五个阶段包含哪些基本内容?

3.组成沉积岩的常见矿物有哪些?其中哪些是沉积岩特有的矿物?

4.沉积岩有哪些常见的原生构造?各有何地质意义?

5.如何区分碎屑、基质、胶结物?常见的胶结物的成分有哪些?

6.外生成矿作用可以形成哪些矿产?

❺ 地质作用中的外力作用有哪些

风化作用(岩石发生机械崩解或化学分解)、剥蚀作用(岩石因机械作用或化学作用而被剥回蚀)、搬运作用(风答化、剥蚀的产物被搬运到它处)、沉积作用(搬运物在条件适宜的地方发生沉积)、固结成岩作用(松散沉积物转变为坚硬岩石的过程)。
风化作用:在外因作用下,岩石发生机械崩解或化学分解,变成松散的碎屑或土壤。

剥蚀作用:岩石因机械作用或化学作用而被剥蚀。如河岸岩石被流水冲刷,导致河岸后退;山顶被剥蚀而变矮。

搬运作用:风化、剥蚀的产物被搬运到它处。

沉积作用:搬运物在条件适宜的地方发生沉积。如流水搬运物在河流转弯处、湖口或河口因流速减慢而沉积;风的搬运物因风力减弱或受阻拦而堆积。

固结成岩作用:松散沉积物转变为坚硬岩石的过程,称固结成岩作用。
地质作用,是指由于受到某种能量(外力、内力)的作用,从而引起地壳组成物质、地壳构造、地表形态等不断的变化和形成的作用。
内、外力地质作用互有联系,但发展趋势相反。内力作用使地球内部和地壳的组成和结构复杂化,造成地表高低起伏;外力作用使地壳原有的组成和构造改变,夷平地表的起伏,向单一化发展。一般来说,内力作用控制着外力作用的过程和发展。

❻ 外力地质作用的类型详细的。问答题。

同种因素可引起多种形式的地质作用,多种困素综合则更复杂。 1. 风化作用:在外因作用下,岩石发生机械崩解或化学分解,变成松散的碎屑或土壤。 2.剥蚀作用:岩石因机械作用或化学作用而被剥蚀。如河岸岩石被流水冲刷,导致河岸后退; 山顶被剥蚀而变矮。 3.搬运作用:风化、剥蚀的产物被搬运到它处。 (1)机械搬运---以机械方式破坏的产物(泥、砂、砾等)被流水、冰川、风搬运。 (2)化学搬运---以化学方式破坏的产物是通过真溶液或胶体溶液进行搬运。如石灰岩溶于水之后,以Ca ++ ,HCO 3- 离子形式搬运;长石风化后形成粘土矿物、二氧化硅在水中呈胶体质点被搬运。 (3)生物搬运---生物吸取介质中的化学元素来营养自己,建造其骨骼,死亡后在一定的地方堆积下来,也起着搬运作用。 4.沉积作用:搬运物在条件适宜的地方发生沉积。如流水搬运物在河流转弯处、湖口或河口因流速减慢而沉积;风的搬运物因风力减弱或受阻拦而堆积。 (1)机械沉积---机械搬运物按机械方式沉积,受重力支配。重的物质搬运近且先沉积,轻的搬运远而后沉积。 (2)化学沉积---化学搬运物沉淀作用受化学反应的规律支配。在真溶液中溶解度小的物质搬运近且先沉淀,易溶物质后沉淀;水中胶体质点的沉积是通过与电解质的中和作用或正、负胶体中和作用,或水的蒸发作用等。 (3)生物沉积---生物有机体直接发生堆积。如钙质骨骼生物堆积,成为石灰岩;植物被埋后转变成煤。 (4)生物化学沉积作用---生物作用与化学作用可以共同起作用而引起物质的沉积。如铁细菌吸收水中的铁而沉淀出铁矿。石灰岩(碳酸盐灰泥,原以为化学沉积,实有生物作用参与,也可能就是生物作用)。 沉积作用的产物即沉积物,分别称为碎屑沉积物,化学沉积物,生物沉积物,生物化学沉积物。 5. 固结成岩作用:松散沉积物转变为坚硬岩石的过程,称固结成岩作用。 (1)压实作用---上覆沉积物压力使孔隙变少、水份挤出、变硬。 (2)胶结作用---碎屑沉积物的粒间孔隙之中有水溶液,它在成岩过程中会发生化学沉淀,这些物质使碎屑胶结变硬。这种化学沉淀物称为胶结物,如SiO 2 ,Fe 2 O 3 .nH 2 O,CaCO 3 等。 粘土及细粉砂等细碎屑物也可起胶结作用,它们称为杂基,杂基是机械沉积的细粒部分。 胶结物和杂基统称为填隙物。 (3)重结晶作用:非晶质或结晶微细的沉积物因环境的改变而重新结晶或晶粒长大、加粗 ,从而使矿物紧密嵌合。主要发生于化学沉积物或生物化学沉积物中。 (4)新矿物的生长:沉积物中不稳定矿物溶解或发生化学变化,导致若干化学成分重新组合或结合成新矿物,从而使沉积物变硬。 固结时间、固结程度差别很大,有的易固结(如温泉中沉淀的CaCO 3 ),有的难(如某些粘土,几千万年后仍呈塑性状态)。岩石固结成岩后,若因构造运动露出地表,又进入新一轮的风化作用、剥蚀作用。

❼ 外力地质作用的分类是什么各种地质作用的特征是什么外力作用的变化趋势是什么

外力地来质作用应该是指地源球外部施加外营力引起的变化,比如说风、水、温度、生物等。
风力可塑造地貌,比如克拉玛依的魔鬼城,即为风成雅丹地貌;风力还可搬运沙丘,形成各种风成地貌;风力搬运黄土形成我国西部的黄土高原 等等。。。。。
水力可对地貌起到削峰平谷的作用—夷平化。如河流阶地、河曲,切割峡谷等等,水流还可塑造岩石,形成喀斯特地貌、丹霞地貌等等。
温度变化造成的热胀冷缩,可促进岩石崩裂和冰劈作用,造成岩石碎裂风化。
生物的生命过程分泌物和死亡后分解物可造成岩石矿物溶解,促进土壤形成。等等
说的不太清楚,具体可参考《地球科学概论》等地质专业基础教科书

❽ 什么叫外力地质作用

地质作用的自然力是地质营力。力是能的表现,按照能的来源不同,地质作用可分为外力作用和内力作用.
一、引起外力地质作用的因素

1.大气:大气圈下部的组成物质即空气,它是氮、氧、CO2,H2O等的混合物。

O2---氧化作用,生命存在的条件;CO2---植物制造有机质、生物成岩,参与化学反应;H2O---风化作用;流动成风,动力。

2.水:溶剂、营力、生命条件。

3.生物:植物根、动物营力、成岩作用。

4.外动力(能源):太阳热能,使地表温暖、大气、水及生命运动; 重力能、日月引力能(潮汐)。

二、外力地质作用的类型

同种因素可引起多种形式的地质作用,多种困素综合则更复杂。

1.风化作用:在外因作用下,岩石发生机械崩解或化学分解,变成松散的碎屑或土壤。

2.剥蚀作用:岩石因机械作用或化学作用而被剥蚀。如河岸岩石被流水冲刷,导致河岸后退; 山顶被剥蚀而变矮。

3.搬运作用:风化、剥蚀的产物被搬运到它处。

(1)机械搬运---以机械方式破坏的产物(泥、砂、砾等)被流水、冰川、风搬运。

(2)化学搬运---以化学方式破坏的产物是通过真溶液或胶体溶液进行搬运。如石灰岩溶于水之后,以Ca++,HCO3-离子形式搬运;长石风化后形成粘土矿物、二氧化硅在水中呈胶体质点被搬运。

(3)生物搬运---生物吸取介质中的化学元素来营养自己,建造其骨骼,死亡后在一定的地方堆积下来,也起着搬运作用。

4.沉积作用:搬运物在条件适宜的地方发生沉积。如流水搬运物在河流转弯处、湖口或河口因流速减慢而沉积;风的搬运物因风力减弱或受阻拦而堆积。

(1)机械沉积---机械搬运物按机械方式沉积,受重力支配。重的物质搬运近且先沉积,轻的搬运远而后沉积。

(2)化学沉积---化学搬运物沉淀作用受化学反应的规律支配。在真溶液中溶解度小的物质搬运近且先沉淀,易溶物质后沉淀;水中胶体质点的沉积是通过与电解质的中和作用或正、负胶体中和作用,或水的蒸发作用等。

(3)生物沉积---生物有机体直接发生堆积。如钙质骨骼生物堆积,成为石灰岩;植物被埋后转变成煤。

(4)生物化学沉积作用---生物作用与化学作用可以共同起作用而引起物质的沉积。如铁细菌吸收水中的铁而沉淀出铁矿。石灰岩(碳酸盐灰泥,原以为化学沉积,实有生物作用参与,也可能就是生物作用)。

沉积作用的产物即沉积物,分别称为碎屑沉积物,化学沉积物,生物沉积物,生物化学沉积物。
5. 固结成岩作用:松散沉积物转变为坚硬岩石的过程,称固结成岩作用。
(1)压实作用---上覆沉积物压力使孔隙变少、水份挤出、变硬。

(2)胶结作用---碎屑沉积物的粒间孔隙之中有水溶液,它在成岩过程中会发生化学沉淀,这些物质使碎屑胶结变硬。这种化学沉淀物称为胶结物,如SiO2,Fe 2O3.nH2O,CaCO3等。

粘土及细粉砂等细碎屑物也可起胶结作用,它们称为杂基,杂基是机械沉积的细粒部分。

胶结物和杂基统称为填隙物。

(3)重结晶作用:非晶质或结晶微细的沉积物因环境的改变而重新结晶或晶粒长大、加粗 ,从而使矿物紧密嵌合。主要发生于化学沉积物或生物化学沉积物中。

(4)新矿物的生长:沉积物中不稳定矿物溶解或发生化学变化,导致若干化学成分重新组合或结合成新矿物,从而使沉积物变硬。

固结时间、固结程度差别很大,有的易固结(如温泉中沉淀的CaCO3),有的难(如某些粘土,几千万年后仍呈塑性状态)。岩石固结成岩后,若因构造运动露出地表,又进入新一轮的风化作用、剥蚀作用。

❾ —、形成矿物的地质作用

矿物的成因通常是按地质作用来分类的。根据作用的性质和能量来源,一般将形成矿物的地质作用分为内生作用、外生作用和变质作用。

1.内生作用

内生作用(endogenic process)主要指由地球内部热能所导致矿物形成的各种地质作用,包括岩浆作用、火山作用、伟晶作用和热液作用等各种复杂的过程。

1)岩浆作用

岩浆作用(magmatism)是指由岩浆冷却结晶而形成矿物的作用。岩浆是形成于上地幔或地壳深处的、以硅酸盐为主要成分并富含挥发组分的高温(700~1300℃)高压(5×108~20×108 Pa)的熔融体。在地壳运动过程中,地下深处的岩浆在其挥发分及地质应力的作用下,沿深大断裂上侵,由于温度、压力的降低,首先从岩浆中结晶析出的是一些含量多、熔点高的矿物,而矿物的晶出必然会使岩浆各组分的相对浓度发生变化。随着温度、压力的缓慢降低及组分相对浓度的不断改变,即相继析出颗粒较粗的各种矿物晶体。

在岩浆作用过程中,岩浆不断演化,先后析出的主要矿物——橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、正长石、微斜长石和石英等造岩矿物,形成各种矿物组合,构成不同的岩石类型,如超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩及碱性岩。此外,还可形成金刚石及铂族自然元素、铬铁矿、磁铁矿及Cu、Fe、Ni的硫化物等金属矿物,富集成极为重要的矿床与相应的岩浆岩共同产出。

2)火山作用

火山作用(volcanism)实际上是岩浆作用的一种形式,为地下深处的岩浆沿地壳脆弱带上侵至地面或直接喷出地表,迅速冷凝的全过程。

火山作用的产物是各种类型的火山岩,包括熔岩和火山碎屑岩。其形成的矿物以高温、淬火、低压、高氧、缺少挥发分的矿物组合为特征,除透长石、鳞石英、方石英等细小斑晶外,均呈隐晶质,甚至形成非晶质的火山玻璃。

由于挥发分的逸出,火山岩中往往产生许多气孔,并常为火山后期热液作用形成的沸石、蛋白石、玛瑙、方解石和自然铜等矿物所充填。在火山喷气孔周围则常有自然硫、雄黄、雌黄和石盐等凝华作用的产物。

3)伟晶作用

伟晶作用(pegmatitization)是指在地表以下较深部位(3~8 km)的高温(400~700℃)高压[(1×108)~(3×108)Pa]条件下所进行的形成伟晶岩及其有关矿物的作用。

伟晶岩多呈脉状并成群产出,其主要矿物成分与相应的深成岩相似。伟晶作用中形成的矿物最明显的特点是:晶体粗大,富含SiO2、K2O、Na2O和挥发分(F、Cl、B、OH等)(如石英、长石、白云母、黄玉和电气石等)及稀有、稀土和放射性元素(Li、Be、Cs、Rb、Sn、Nb、Ta、TR、U、Th等)(如锂辉石、绿柱石、天河石和铌钽铁矿等),常可富集形成有独特的经济意义的工业矿床。

4)热液作用

热液作用(hydrothermalism)是指从气水溶液到热水溶液过程中形成矿物的作用。热液按其来源主要分岩浆期后热液、火山热液、变质热液和地下水热液。通常所说的热液系指富含有各种金属元素的以H2O为主的挥发组分的岩浆期后热液(postmagmatic hydrothermal solution)。在岩浆演化的后期,由于外压减小,热液遂沿着围岩裂隙向上运移,并从围岩中淋滤和溶解部分成矿物质,在适当的条件下,含矿热液便沉淀出各种矿物。

热液活动的深度范围从5~8 km直至近地表,作用的温度在500~50℃。热液作用按温度大致分为高温、中温和低温三种类型。

(1)高温热液作用(high-temperature hydrothermalism):温度约在500~300℃。主要形成由W、Sn、Bi、Mo、Nb、Ta、Be、Fe等高电价小半径的阳离子组成的氧化物和含氧盐及部分硫化物,也常见含挥发分的矿物。如黑钨矿、锡石、辉铋矿、辉钼矿、铌钽铁矿、毒砂、磁黄铁矿、磁铁矿、自然金、绿柱石、黄玉、电气石、白云母、石英和萤石等。

(2)中温热液作用(medium-temperature hydrothermalism):温度一般在300~200℃。主要形成以Cu、Pb、Zn为主的硫化物和硫盐矿物,如黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和自然金等,此外,还常见萤石、石英、重晶石及方解石等碳酸盐类矿物。

(3)低温热液作用(low-temperature hydrothermalism):温度约在200~50℃。主要形成As、Sb、Hg、Ag等的硫化物矿物组合,如雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、辉银矿和自然金等,以及重晶石、石英、方解石、蛋白石、高岭石等。

2.外生作用

外生作用(exogenic process)是指在地表或近地表较低的温度和压力下,由于太阳能、水、大气和生物等因素的参与而形成矿物的各种地质作用,包括风化作用和沉积作用。

1)风化作用

风化作用(weathering),在地表或近地表环境中,由于温度变化及大气、水、生物等的作用,使矿物、岩石在原地遭受机械破碎,同时也可发生化学分解而使其组分转入溶液被带走或改造为新的矿物和岩石,这一过程称风化作用。

不同矿物抗风化的能力各不相同。一般地,硫化物、碳酸盐最易风化,硅酸盐、氧化物较稳定,尤其是具层状结构、富含水及高价态的变价元素的氧化物和氢氧化物、硅酸盐,以及自然元素在地表最为稳定。

在风化作用过程中形成的一系列稳定于地表条件的表生矿物主要是各种氧化物和氢氧化物、粘土矿物及其他含氧盐,如玉髓、蛋白石、褐铁矿、铝土矿、硬锰矿、水锰矿、高岭石、蒙脱石、孔雀石和蓝铜矿等。矿物集合体常呈多孔状、土状、皮壳状和钟乳状等。

此外,风化后还残留有一些稳定的原生矿物,如石英、自然金、自然铂、金刚石、磁铁矿和锆石等。

2)沉积作用

沉积作用(sedimentation)是指地表风化产物及火山喷发物等被流水、风、冰川和生物等介质挟带,搬运至适宜的环境中沉积下来,形成新的矿物或矿物组合的作用。沉积作用主要发生在河流、湖泊及海洋中。

沉积物通常以难溶的矿物碎屑和岩屑、真溶液方式或胶体溶液方式被介质搬运,相应的沉积方式有机械沉积、化学沉积和生物化学沉积。

(1)机械沉积(mechanical sedimentation):被流水、风等搬运的难溶的矿物、岩石碎屑物质,因水流速或风力减小,而按体积、相对密度大小先后沉积下来,在河谷或其他有利场所集中形成各种砂矿床,如自然金、自然铂、金刚石、锡石和锆石等。在机械沉积过程中,一般不形成新的矿物。

(2)化学沉积(chemical sedimentation):包括胶体沉积。化学沉积发生于真溶液和胶体溶液中。风化作用形成的真溶液,进入干涸的内陆湖泊、封闭或半封闭的潟湖或海湾后,在干旱炎热气候条件下,因水分不断蒸发而达到过饱和,从而结晶出各种易溶盐类矿物,可形成巨大的矿床。主要是 K、Na、Mg、Ca的氯化物、硫酸盐、碳酸盐及其复盐,有时也有硼酸盐、硝酸盐等,最常见的有石盐、钾盐、光卤石、石膏、硬石膏、硼砂和芒硝等。对于风化形成的胶体溶液,当其被带入海盆地、内陆湖泊或沼泽盆地中,受到电解质的作用发生电性中和凝聚、沉淀,形成 Fe、Mn、Al、Si 等的氧化物和氢氧化物,如赤铁矿、硬锰矿、软锰矿、铝土矿、蛋白石和玉髓等。这些胶体矿物常呈鲕状、豆状、肾状、结核状和致密块状等集合体形态。例如在深海底层发现大量锰结核。

(3)生物化学沉积(biochemical sedimentation)是指由生物新陈代谢作用的产物及其遗体的堆积,或生物的生命活动促使周围介质中某些物质聚集而形成矿物及其矿床,如方解石、硅藻土、磷灰石、煤、油页岩和石油等。黑海淤泥中的Cu、Zn、Mo、U、Ag等重金属的富集即是由浮游生物作用而富集成的。

3.变质作用

变质作用(metamorphism)是指在地表以下较深部位,已形成的岩石,由于地壳构造变动、岩浆活动及地热流变化的影响,其所处的地质及物理化学条件发生改变,致使岩石在基本保持固态的情况下发生成分、结构上的变化,而生成一系列变质矿物,形成新的岩石的作用。

根据发生的原因和物理化学条件的不同,变质作用可分为接触变质作用和区域变质作用。

1)接触变质作用

接触变质作用(contact metamorphism)是指由岩浆活动引起的发生于地下较浅深度(2~3km)之岩浆侵入体与围岩的接触带上的一种变质作用。

接触变质作用的规模不大。根据变质因素和特征的不同,又分为热变质作用和接触交代作用两种类型。

(1)热变质作用(thermometamorphism):是指岩浆侵入围岩,由于受岩浆的热力及挥发分的影响,主要使围岩矿物发生重结晶、颗粒增大(如石灰岩变质成大理岩),或发生变质结晶、组分重新组合形成新的矿物组合的作用。在此过程中,温度升高是变质作用的主要因素,围岩与岩浆之间基本无交代作用,挥发性流体一般只起催化作用,所形成的变质矿物多是一些高温低压矿物,常见为红柱石、堇青石、硅灰石和透长石等。

(2)接触交代作用(contact metasomatism):是指岩浆侵入、与围岩接触时,岩浆结晶作用的晚期析出的挥发分及热液使接触带附近的围岩和侵入体发生明显的交代而形成新的岩石的作用。与热变质作用不同,围岩与侵入体之间的成分交换是此过程中岩石发生变质的主要原因。接触交代作用最易发生在中酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带附近,此时侵入体中的组分FeO、Al2O3、SiO2等向围岩中扩散,而围岩中的CO2、CaO、MgO等组分被带进侵入体中,即进行双交代作用(dimetasomatism),其结果使得接触带附近的岩石均发生成分、结构构造的变化,形成一系列的Ca、Mg、Fe质硅酸盐矿物,最常见的有透辉石、钙铁辉石、钙铁榴石、钙铝榴石、符山石、硅灰石、方柱石和金云母等,晚期还常出现透闪石、阳起石、绿帘石等含水硅酸盐矿物交代产物,构成夕卡岩(skarn)。同时伴随有磁铁矿、黄铜矿、白钨矿、辉钼矿、方铅矿和闪锌矿等金属矿化,形成夕卡岩矿床(skarn deposit)。

2)区域变质作用

区域变质作用(regional metamorphism)是指由于区域构造运动而引起大面积范围内发生的变质作用。原岩的矿物成分和结构构造发生改变是温度(200~800℃)、压力[(4×108)~(12×108)Pa]、应力,及以H2O、CO2为主的化学活动性流体等主要物理化学因素变化之综合作用的结果。

区域变质作用形成的变质矿物及其组合主要取决于原岩的成分和变质程度。如果原岩的主要组分为SiO2、CaO、MgO、FeO,变质后易形成透闪石、阳起石、透辉石和钙铁辉石等矿物。若原岩系主要由SiO2、Al2 O3 组成的粘土岩,其变质产物中则出现石英或刚玉,以及Al2 SiO5 同质三象变体之一的矿物共生,具体地,低温高压环境有利于蓝晶石形成,夕线石的形成则需要较高的温度,而红柱石形成的温压条件均相对较低。随着区域变质程度加深,其变质产物向着结构紧密、体积小、相对密度大、不含OH-和 H2 O的矿物演化。

应当指出,形成矿物的地质作用是各种因素的综合表现,上述内生、外生和变质作用并非彼此孤立、截然分开的。在分析矿物成因时,应全面考虑,作出合理的推断。

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