金矿勘查基础知识ppt课件.ppt
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1、武警黄金第七支队,刘金友,基础地质与金矿知识,欢迎同学参加今天的讲座!,一、地球的形成与演化,一、地球的形成与演化,第一部分 地球基本知识,结构,2 、 地球的外部圈层,大气圈 水圈 生物圈,海洋水圈的主体,全球地表径流排入海洋沉积物分布图,全球植被分布图,生物圈,志留纪,3 地球的演化,1、矿物、矿物学,如石英、钾长石、斜长石、角闪石、辉石、橄榄石、云母、方解石,矿物:由地质作用形成的天然单质或化合物。,矿物学:研究矿物的化学成分、内部结构、形态、性质、成因、产状、共生组合、变化条件、用途以及它们之间相互联系的一门科学。,二、物质组成,二、物质组成,黄铁矿 石英,黑云母 石盐 方解石,正长石
2、,斜长石,自然金 金刚石,2、岩石、岩石学,岩石:指天然产出的具有一定结构构造的矿物集合体,它构成地球上层部分(地壳和上地幔),在地壳中具有一定的产状。,岩石学:地质学科中的一门基础科学,主要研究岩石的物质成分、结构、构造、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演变历史和演变规律。,石英,花 岗 岩,岩石是由矿物组成的,集合体,岩石,化学元素,矿物,地质作用,地壳,指哪几类?,各自的成因是什么?,相互演变中有何关系?,三大类岩石,花岗岩,变质岩,沉积岩,三大类岩石占地壳岩石体积的比例,岩浆岩,沉积岩,变质岩,66%,20%左右,9%左右,美国三叠系红色砂岩倾斜岩层,沉积岩,沉积岩:由沉积
3、物质在一定的埋藏条件下,经过复杂的物理、化学以及生物的作用所形成的层状岩石。,沉积过程,母岩的风化产物,生物残骸和有机质,火山碎屑物质和深部卤水,陨石,25,先有沉积物 压实、脱水、胶结、重结晶固结等成为沉积岩的作用我们称为成岩作用 才能形成沉积岩。,裸露岩石,沉积岩,外力侵蚀、搬运、堆积,风、流水、冰川、海浪,特点,层理的岩层(书页),常含有化石(文字),记录地球历史,成因:外力作用,具有明显成层的现象,中细砂岩,砾岩,页岩,硅质岩,灰岩,白云岩,冲刷面,泥裂与雨痕,侵入岩(周口店岩体风化地貌),岩浆岩,正在剧烈喷发的裂隙式火山,正在宁静溢流的中心式火山岩浆,正在剧烈喷发的火山口,火山锥,火
4、山岩,熔岩,重叠的火山双锥,火山喷发类型示意图,熔透式,裂隙式,中心式,火山构造,火山锥,火山口,火山通道,火山颈,13,侵入:辉长岩、花岗岩等等,喷出:玄武岩流纹岩等等,岩浆岩的形成过程(示意图),岩浆,岩浆岩产出状态,由炽热岩浆在地球不同层圈冷凝结晶或固结形成的岩石称为火成岩或岩浆岩.,岩浆:形成于地下深处的、具有较大粘性的高温熔融流体物质.,岩浆发育、运动、固结成岩浆岩的作用.我们称为岩浆作用。,成分:硅酸盐和以水为主的挥发物质;,源区:地表之下50-200公里;,温度:800-1200C;,压力:10千巴大气压(40公里);,条件:,由于岩浆高温、高压,具有潜在的活动能量,能沿早先地壳
5、活动中形成的薄弱带(如断层带)向低压方向运动。早期爆炸喷出,晚期地表溢流;有些岩浆未到达地壳而在地下某深处冷凝结晶固结。,花岗岩:我国的黄山、华山、衡山等都是花岗岩分布区玄武岩:如我国东北的五大连池,花岗岩和玄武岩的生成有什么不同?,两类岩浆岩,侵入岩:地下深处冷凝结晶的岩浆岩。,喷出岩(火山岩):岩浆喷到地表,气体 逃逸,冷凝而成的岩石。,成 因,岩浆,高压,侵入地壳上部或喷出地表,冷却、凝固,岩浆岩,常见岩浆岩,侵入型岩浆岩:花岗岩、辉长岩等,喷出型岩浆岩:玄武岩、流纹岩等,高温,玄武岩,碱长花岗岩,花岗岩,花岗闪长岩,玄武岩,洋脊玄武岩,安山岩,英安岩,流纹岩,碱性玄武岩,英云闪长岩,花
6、岗闪长岩镜下特征,变 质 岩,是原来已存在的各种岩石,在特定的地质和物理化学条件下,矿物成分和组构发生变化,转化再造形成的岩石。,主要发生在地壳深部,一般10km。,变质三要素,温度(温度最重要),压力(但陨石撞击及高压变质, 主导因素则是压力。),流体,(1)温度 变质温度:150-900低于150为常温,高于900则地壳岩石熔化。 温度的作用: 非晶体结晶体; 结晶体重结晶; 物质与结构重组,一种矿物另一种矿物, 变质温度四来源: 地热增温(1C/33m)、构造运动热、岩浆热、放射热,(2)压力静压力(垂或侧):由上复岩石重量引起,随深度增加而增加。流体压力:封闭系统的流体压力等于上复岩石
7、的静压值。 开放系统的流体压力等于流体本身的重量。 流体是物质成分进行交换的自由市场。,(3)具有化学活动性的流体 以H2O,CO2为主,一方面可以作为化学反应的媒介,也直接参与化学反应,另一方面降低岩石的熔点。 化学活动性流体的参与,大大加快变质作用的进行。,以上各因素常常是同时存在,相互作用,但一般情况下,温度是最重要的因素。,已成岩石,变质岩,岩浆活动、 地壳运动,举例,石灰岩,大理岩,页 岩,板岩,高温、高压条件,高温,高压,成因:变质作用,(高温),石灰岩受热变成大理岩,侵入型,喷出型,岩石风化碎屑,岩浆,沉积岩,变质岩,高温高压变质,高温高压变质,风、流水、等外力作用将岩石碎屑物由
8、高处搬运到低处沉积,接触岩浆后重融、再生,变质岩,岩浆,冷却凝固,岩浆岩,风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩等作用,沉积岩,重熔再生,变质作用,变质作用,风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩等作用,重熔再生,重熔再生,变质作用,沉积作用,板岩,片岩,千枚岩,片麻岩,恒山的条带状片麻岩,中条山的变形的斜长角闪岩,变粒岩,麻粒岩,糜棱岩,变质核杂岩,大理岩,构造地质学是地质学的一门分支学科,其研究对象是地壳或岩石圈的地质构造。所谓地质构造是指组成地壳的岩层和岩体在内、外力地质作用下发生的变形,从而形成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他种种面状和线状构造等。,三、构造地质学,三、构造地质学,断层,线理,褶
9、皱,节理,劈理,1、沉积层理,斜层理,2、褶皱,纵弯褶皱作用,横弯褶皱作用,剪切褶皱作用,柔流褶皱作用,褶皱的成因,揉流褶皱作用,3、面理、线理,线理是岩石中小尺度的透入性构造。按其规模把线理分小型线理和大型线理。,(1)拉伸线理(2)矿物生长线理(3)皱纹线理(4)交面线理,(1)小型线理,线理类型,拉伸线理,皱纹线理,矿物生长线理,交面线理,(2)大型线理,大型线理包括:(1)石香肠构造(2)窗棱构造(3)杆状构造(4)铅笔构造(5)压力影构造,香肠构造,压力影构造,窗棱构造,杆状构造,铅笔构造,节理是岩石中的裂隙,是没有明显位移的断裂,4、节理,四、地质作用,四、地质作用,1、河流的侵蚀
10、作用,河流在运动过程中对组成河谷的岩石的破坏作用侵蚀作用河谷横剖面由谷底、河床和谷坡组成侵蚀作用方式:磨蚀、冲蚀、溶蚀河流侵蚀作用类型:底蚀作用和侧蚀作用,两种作用在任一河段都同时存在,只不过有主次之分,底蚀作用,底蚀是指河流向河床深部不断下切的作用过程。河流的上游以及山区的河流一般以底蚀作用为主,结果使河谷形成“V”形。底蚀作用在加深河谷底同时,又使河流向源头方向伸长,造成向源侵蚀瀑布的形成需要河谷落差的存在。形成落差的原因有岩性的差异,断层的作用。河流的底蚀作用不是无止境的,当河面趋近于注入水体的水面时,下蚀作用趋近于零。,强烈下蚀的黄河上游龙羊峡,峡 谷 型 河 谷,长 江 三 峡 的
11、峭 壁,河流侧蚀作用及堆积作用,牛轭湖的形成,2、风的地质作用,风的吹蚀作用,是指风力将地表松散沉积物或基岩物理风化产物,吹离原地的作用。,风 的 磨 蚀 作 用,被风吹扬起来的碎屑物质和风一起组成风沙流,当其沿地表运动时,对地面岩石和粗大的碎屑、砾石进行碰撞和磨损的作用,风蚀蘑菇,风蚀柱,风棱石,风蚀蜂窝石,风蚀洞,风城风蚀盆地风蚀谷,3、风化作用,温度风化昼夜温差和季节温差热胀冷缩岩石中矿物的差异岩石的各向异性同一矿物的晶格差异,机械风化外部营力作用使岩石发生机械破坏冻结风化植物根系,层 状 剥 落,differential weathering(差异风化),倒石堆,4、地下水的地质作用,
12、岩溶作用是流水(地表水和地下水)对易溶岩石进行溶解、淋滤、冲刷等地质作用所形成的独特的地貌景观,喀斯特地貌(Karst Topography)岩溶发育的基本条件是: 可溶性岩石具有较好的透水性(主要是 裂隙) 水可以沿裂隙自由流动 水有较强的溶解性,而且充足,岩溶地貌,5、冰 和 冰 水 流 的 地 质 作 用,冰川的类型,从大的方面,冰川可以分为两大类,山岳冰川和大陆冰川。拱形冰川 从同一源地向不同方向流出的冰川。悬冰川 位于陡峭的山坡上,填充在较小的盆地里,从盆地中伸出的短舌状冰川。冰斗冰川 形成于安乐椅状的山窝中.山谷冰川 为从粒雪盆或冰斗中流出的大量冰体,顺山谷向下流动,形成狭长的舌状
13、冰流.大陆冰川 目前只有南极大陆和格陵兰发育有大陆冰川。其特点是盾状形态、厚度大、不受地貌影响、冰源区在大陆中部、辐射状流动。,五、金矿概述,五、金矿概述,古代黄金开采与利用,人类发现和使用黄金迄今已有7000年的历史。我国黄金的开采和使用亦至少有4000年的历史。大约在新石器时代就已经认识了黄金。 中国黄金生产始于商、兴于汉、衰于两晋南北朝,复于唐。唐以后的宋、元、明、清,对黄金时而禁采,时而开禁。,在世界上没有任何一种金属能像黄金这样源源地介入人类的经济生活,并对人类社会产生如此重大的影响。它那耀眼夺目的光泽和无与伦比的物理化学特性,有着神奇的永恒的魅力。黄金的社会地位虽在人类数千年的文明
14、史中,历尽沧桑,沉浮荣辱,升降变迁不定,但至今在众多的人群之中仍保持着神圣的光环,为世人共同追求的财富。,1978年中国的改革开放导致黄金市场的巨大波动,“金实质上是人所发现的第一种金属。”时间可追溯到新石器时代。那时人们用磨制的石器,将采来的自然金加工成各种形状的贡品和器物,渐渐地认识了它的与众不同的特性。黄金以它的美丽、稀有、名贵、稳定和极好的延展性倍受人类的喜爱。金的化学元素符号是Au,它来自拉丁文AURNM,其原意为曙光,它是从朝霞一词衍生出来的。黄金由于闪闪发光,人们习惯地把它和太阳相提并论。古人崇拜黄金像崇拜太阳一样,因此有关黄金与太阳的传说很多,流传也相当广。,金是黄色强金属光泽
15、的金属,比重19.32gcm3,熔点1064.43,易于在煤气或一氧化碳气体中挥发,金的摩氏硬度2.5,导电率仅次于银和铜。 金的延展性极好,可压成0.021微米厚的金箔,可拉成0.5毫克米重的金丝,相当于1克金拉成3500米长的细丝,1平方米的金箔。,(一)金的地球化学性质,金的化学性质十分稳定,一般不发生氧化,也不溶于酸碱,但可溶于王水,也可溶于碱金属氰化物溶液中,一些腐殖酸可以溶解微量金。,亲硫性:常与硫化物如黄铁矿、毒砂、方铅矿、辉锑矿等密切共生;易与亲硫的银、铜等元素形成金属互化物。亲铁性:陨铁中含金(115010-12)比一般岩石高3个数量级,金经常与亲铁的铂族元素形成金属互化物。
16、99%以上的金都富集于地核中,丰度2.610-6,1、矿床分类 成岩矿床与非成岩矿床,金属于非成岩矿产。2、金的原始富集 根据天体地球化学研究,陨石中存在铁镍合金、硫化物及硅酸盐三种矿物相。 与陨石相似,地球内原始岩浆向三种矿物相的分异导致壳幔形成。 其它元素按照它们对于铁镍、硫化物或硅酸岩的亲和性、自由能大小而进行分配,形成有规律的共生组合。,FeMgSiOS五元素构成地球组成的90以上,因此其间平衡关系影响其它元素的分配。 O与S的总量少于全部电正性的元素总和,Fe比Mg和Si更丰富,与O和S结合后还有剩余Fe形成金属相存在,因此最初的地球存在铁镁硅酸盐、硫化物和金属铁三个不混溶相。 其余
17、正电性元素分配受下列反应控制: Me(亲氧元素)Fe硅酸岩Me硅酸岩Fe Me(亲硫元素)Fe硫化物Me硫化物Fe 三种物相的质量差异,原始熔铁移向地心,硅酸盐较轻物质相上升形成地壳。,其它元素的分异不是由于密度或原子质量起作用,而是与上述三种物质相的亲和力及电子层结构、化学键特性有关: 化学性质稳定易于形成金属态的元素,与金属铁形成合金流向地心; 化学性质活跃易于形成氧化物或其它化合物的元素,流向地壳,这样就形成了元素的自然分异组合。 如U、Th、碱金属是强正电性、易于呈氧化态的元素,所以富集于地壳中; Au、Pt化学性质稳定,倾向于金属态,常与铁形成合金而不易形成氧化物或硅酸岩,在地核中富
18、集。,这样地球中可以形成的分异富集层,从地核到地壳或大气层,依次是铁镍合金亲硫元素亲石元素(亲氧元素)碱性金属元素(氯化物易溶元素)亲气元素。 自元古代(25亿年)之后,地球分地壳、地幔、地核多个稳定的固体层圈,而发生成矿作用的主要是在地壳与上地幔之间的地质作用。 大陆区稳定地壳厚度为 3545Km,一般分为上地壳,其平均成分接近花岗闪长岩,厚约15Km,下部地壳平均成分接近闪长岩,其处于高温高压条件下,常发生岩石变质作用和岩石重熔作用。,3、金及成矿元素的丰度值,地球中元素的含量是明显不同的,地球元素丰度最大的是Fe、Mg、Si、 O、 S ,其总和在90%以上,其次是Ni、Ca、Al、Na
19、、Cr、Mn、P,其总和在8.09%,但这几种元素在地壳、地幔、地核中的分布是不同的,Fe、Mg、Cr、Ni、Mn等主要集中于地核和下地幔,而O、Si、Al、Na、Ca、K等主要集中于地壳和上地幔。 因此一般也把地壳称为硅铝层、地幔称为铁镁层。,4、元素聚集成矿的地球化学特征 第一取决于元素丰度,由于我们说的矿床主要是在地壳中形成的,因此地壳中元素丰度值大的元素也易于形成矿床,且规模巨大,有用矿物元素含量高,也是世界上用量最大的矿床。如铁、铝、石灰岩、石盐、粘土矿床等。这些元素只要富集几十倍就可以形成大型高品位的矿床。 而地壳丰度值小的元素其成矿就困难,难于形成大矿和高品位矿床,好在人们对这类
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