沉积矿床汇总课件.ppt
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1、矿 床 学,资源与地球科学学院韦重韬 教授 博士生导师,第九章沉积矿床,提纲沉积矿床概述机械沉积矿床蒸发沉积矿床胶体化学沉积矿床生物化学沉积矿床 可燃有机矿床,第一节沉积矿床概述,一 概念,沉积矿床:指岩石及矿石的风化产物、火山喷发产物、生物机体及残骸经介质搬运和沉积分异作用及成岩作用使有用组分富集而形成的矿床。沉积矿床的有用组分可有如下来源:陆源风化碎屑产物(如重砂矿物)、溶解产物(如铁锰胶体溶液、钾钠盐类溶液);大陆及盆内的火山碎屑及气液;盆内可溶盐类、生物机体及碎屑。,二 特点,1 产于沉积岩系或火山沉积岩系中,属于同生矿床2 具有矿床分带性如铁矿床的矿物相分带:从氧化到还原为赤铁矿菱铁
2、矿黄铁矿3 具有特定的地层层位4 矿体呈层状、似层状、透镜状,与地层整合产出,一般规模较大5 矿石具条带状、条纹状、纹层状、结核状、鲕状等沉积构造6 矿石组分复杂程度取决于矿石的物质来源和沉积环境7 一般无围岩蚀变,第一节沉积矿床概述,三 成矿作用与矿床类型,1 机械沉积分异作用机械沉积矿床2 化学沉积分异作用真溶液化学沉积分异作用蒸发沉积矿床胶体化学沉积分异作用胶体化学沉积矿床3 生物化学沉积分异作用生物化学沉积矿床,第一节沉积矿床概述,第二节机械沉积矿床,一 概念,机械沉积矿床:由被搬运的风化碎屑产物经机械沉积分异(分选)作用使有用矿物富集而形成的矿床。因有用矿物为重砂矿物,因而又称砂矿床
3、。,二 特点,1 主要分布于碎屑层或碎屑岩系中,一般埋藏不深;2 矿体多透镜状、似层状,规模一般不大;3 矿石主要由化学性质稳定、耐磨和比重大的矿物组成;4 矿种多,但以Au、Pt、Sn、金刚石等最重要。,1 有的矿床具有重要工业意义,如南非金铀砾岩矿床;2 由于埋藏不深,易于开采,有的无需加工即可直接利用;3、寻找原生矿床的重要标志。,三 研究意义,1 原岩条件a)原生矿床Au 砂金b)岩石中副矿物伟晶岩中Nd、Ta(如尼日利亚为世界产量95%),花岗岩中独居石、金红石、锆石等,爆破角砾岩(金伯砾岩)中的金刚石,四 形成条件,第二节机械沉积矿床,四 形成条件,2 气候 寒冷或干燥区:物理风化
4、强烈,碎屑多,但水少,无分选;温湿(亚)热带区:化学风化广泛,水系发育,最有利于形成砂矿;冷热交替区:冷时机械风化形成碎屑,湿热时化学风化水系发育,易迁移分选形成砂矿3 地貌 陡峻高山区:剥蚀强,可提供大量碎屑物,但因流速大分选差,不易富集保存;平原区:离剥蚀区远,流速小,水动力弱,搬运多为细粒碎屑物,不易形成砂矿床;低山丘陵河谷区、滨岸区最利于形成砂矿床。,第二节机械沉积矿床,四 矿床分类,按成因划分a)风成砂矿床b)冰积(冰川)砂矿床c)水成砂矿床洪积砂矿床;冲积砂矿床;海滨砂矿床;湖滨砂矿床1 冲积砂矿床冲积砂矿床:含重矿物的岩石或矿床的风化碎屑物经河水搬运到适合地方,通过机械沉积分异逐
5、渐富集而形成的矿床。,第二节机械沉积矿床,1 冲积砂矿床a 特点1)矿床产于河流相碎屑岩系中,其分布与河流相一致;2)具有一定层位和明显的层序 自下而上为基岩层(砂矿床之底岩)粗砾石层(主要含矿层)小砾石层(有时含有重矿物,砂泥质混合物作为粘结物质)泥炭层(砂泥质及有机质沉积物)土壤层(富含腐殖层、植物残余物、淤泥粘土)3)砂矿体呈透镜状,但横向延伸较短;4)砾石磨圆度较好,分选性亦好;5)重要矿种为砂金、砂锡、金刚石、稀有金属,第二节机械沉积矿床,b 有利于冲积砂矿床富集部位1)流速变缓处河流由窄变宽处,坡度由陡变缓处,河流内弯地段,支流与主流汇合处,流经障碍处2)河底底岩变化c、分类1)河
6、床砂矿床(现代河流的河道中正在形成的砂矿)2)河谷砂矿床(河漫滩砂矿)分布于河谷底部或谷道附近的砂矿,由河流侧向侵蚀堆积而成。北方以河谷型砂矿为主3)阶地砂矿床由新构造运动引起的地壳上升,使早期形成的冲积砂矿矿层高出河床之上而形成河床两岸的阶地砂矿。南方以阶地型砂矿为主,第二节机械沉积矿床,2 海滨砂矿床海滨砂矿床:指拍岸浪和岸流作用使不易风化的重砂矿物在海滨的浪击带或潮间带中分选聚集而成的砂矿床。海滨砂矿按矿体所在部位可分为海滨砂矿、海成阶地砂矿和海滨埋藏砂矿。海成阶地砂矿和海滨埋藏砂矿分别由海滨砂矿因海平面下降和上升演变而成的。有利成矿区域是河口附近、陆源碎屑发育地区的滨海带。矿体成条带状
7、沿滨线分布,厚仅数米、宽可达数百米,长可达数千米。,第二节机械沉积矿床,第三节蒸发沉积矿床,一 概念,蒸发沉积矿床指在封闭、半封闭水盆地中,某些易溶的无机盐类,通过长期蒸发作用使各种有用盐类物质分别沉淀富集而形成的矿床。,二 特点,1 产于红色碎屑碳酸盐岩的含盐岩系2 具有一定的层位3 具明显的沉积韵律,按溶解度由小到大沉淀:碳酸盐相(石灰岩、白云岩)硫酸盐相(石膏、硬石膏、芒硝)氯化物相(石盐、钾盐)钾镁盐相(光卤石、钾石盐、钾镁矾)4 矿体呈层状、似层状、扁豆状,后期构造影响形成不规则状、盐丘状底劈构造;矿床规模一般较大。5 矿石具块状、条带状、板状构造,结晶粒状结构,颜色多变,矿物有味6
8、 矿石类型多,主要为K、Na、Ca、Mg的硫酸盐、氯化物如石膏、芒硝、泻利盐、石盐、钾盐、光卤石等。,第三节蒸发沉积矿床,三 形成和保存条件,1 物源 陆源,岩石风化,将易溶盐类物质带入海湖盆地最重要来源 海源 深源1)如热卤水或地下热水(柴达木的硼来自温泉水)、2)下部含岩盐系、3)火山喷发物(或火山活动产物)2 气候干旱气候条件是形成盐类矿床的重要条件干旱区蒸发量往往超过降水量和流入地表水之总和(补给量)。由于强烈蒸发,溶液中盐类物质浓度提高,逐渐沉淀出各种盐类。由于干旱,盐类物质才容易保存,若为潮湿地区,则盐类物质因易溶而难以保存。,第三节蒸发沉积矿床,三 形成和保存条件,3 地质构造和
9、地貌成盐盆地的形成是必备条件从现代和古代盐类矿床的分布看,并非所有干旱地区就一定有盐类矿床的形成。盐类沉积只发生在盐类物质突变的内陆闭流盆地和与海洋有水力联系的海岸及其附近海水循环受限制的封闭、半封闭盆地,前者为内陆湖盆,后者为沿海盆地成盐盆地4 保存条件由于盐类矿床是由易溶物质组成,因此盐层沉积后必须有不透水层覆盖保护才能保存下来。否则,若有淡水加入,则强烈迁移元素首先溶解。综上所述,最基本成盐条件是1)干旱的气候,即水的蒸发量水的补给量;2)封闭、半封闭的水盆地,第三节蒸发沉积矿床,四 矿床类型,1 现代沉积盐矿床1)大陆盐湖硼矿床 大柴旦湖 钾盐矿床 察尔汗盐湖 天然碱矿床;石膏、石盐、
10、芒硝2)滨海盐湖 石盐;石膏2、古代沉积盐矿床1)陆相盐类矿床(白垩纪以来):石膏-石盐;石膏-天然碱;天然卤水矿床;天然碱2)海相盐类矿床(侏罗纪以前):石膏-石盐矿床;钾盐矿床;,第三节蒸发沉积矿床,第四节胶体化学沉积矿床,一 概念,胶体化学沉积矿床指地表岩矿石经风化作用形成的部分成矿物质以胶体溶液的形式迁移到有利于胶体凝集的环境中,通过胶体化学分异而使有用物质富集所形成的矿床。,二 特点,1 矿床产于沉积岩或火山沉积岩系沉积间断面上的海侵岩系中2 具有特定层位,如沉积铁矿主要形成于中元古代(Pt2)和泥盆纪(D)3 具明显的分带性:平面上,自岸向海为 AlFeMn剖面上,自下而上为 Al
11、FeMn4 矿体呈层状、似层状,与围岩产状一致5 矿石具鲕状、豆状、肾状、条带状构造,结核状、胶体结构 6 矿石成分主要为Fe、Mn、Al的金属氧化物、氢氧化物、硫酸盐和硅酸盐等7 主要矿种为铁、锰、铝及粘土矿,第四节胶体化学沉积矿床,三 形成条件,1 物源陆源风化产物最重要;火山物质;陆源海解2 气候与地貌温带热带气候和水盆地汇水范围内的成年期地貌发展阶段,对成矿特别有利准平原地形有利于较彻底的风化作用3 地质构造稳定的海岸线对矿质的平稳持续沉积有利地台边缘或陆缘海盆地有利于成矿,第四节胶体化学沉积矿床,四 矿床类型,第四节胶体化学沉积矿床,1 矿床分类沉积铁矿床;沉积锰矿床;沉积铝土矿;沉
12、积粘土矿2 沉积铁矿床特点1)产于海侵岩系中下部,2 沉积铁矿床特点2)具有明显的铁矿物分带性(由岸边到大洋),第四节胶体化学沉积矿床,四 矿床类型,2 沉积铁矿床特点3)矿体呈层状、似层状,与围岩产状一致4)矿石具鲕状、豆状、肾状、条带状构造,胶体结构5)矿石成分主要为铁的氧化物、碳酸盐矿物,次为铁的硅酸盐、硫化物矿床实例:宣龙式铁矿:产于中元古界长城系串岭沟组底部的沉积铁矿床,以宣龙庞家堡为代表;宁乡式铁矿:产于泥盆系中上统砂页岩中的沉积铁矿床,以鄂西宁乡铁矿床为代表。綦江式铁矿:产于侏罗纪煤系砂页岩中的铁矿床,以重庆綦江铁矿床为代表。,第四节胶体化学沉积矿床,四 矿床类型,四 矿床类型,
13、2 沉积锰矿床特点1)产于沉积间断面之上海侵岩系中上部2)具有明显的矿石相分带,第四节胶体化学沉积矿床,2 沉积锰矿床特点3)矿体呈层状、透镜状及典型的“矿饼群”4)矿石具鲕状、结核状、条带状构造5)矿石主要为锰的氧化物(以软锰矿最重要)及碳酸锰矿物(菱镁矿和锰方解石)矿床实例辽宁瓦房子锰矿床(产于中元古界蓟县系)湖南湘潭锰矿床(震旦系)贵州遵义锰矿床(二叠纪乐平煤系底部)云南斗南锰矿床(三叠系中统),四 矿床类型,第四节胶体化学沉积矿床,3 现代沉积锰结核1870年挑战者号探险队首次在太平洋底发现含Fe、Mn氧化物,并定为锰结核。现已证实,大洋底部有着储量巨大的锰结核,是极为重要的有待开发的
14、海洋矿产资源。特点1)主要分布于深度为3600-6000m的海域(个别海区可达10000m的深海区)中,主要分布于只有陆源碎屑沉积物的海区(如北冰洋、波罗的海)、既有陆源物质又有火山物质的大型海盆(大西洋、印度洋和太平洋)和具有海底热液活动的局限海或开阔海(如东太平洋山脉附近的海底);2)矿体呈不规则球形或饼状,储量巨大约17000亿吨,其中含Mn4000亿吨,Ni164亿吨,Cu为88亿吨、Co为58亿吨。,四 矿床类型,第四节胶体化学沉积矿床,3 现代沉积锰结核特点3)矿石具土状、结核状、同心状构造,内部为凝胶状结构 4)主要矿物为锰的氧化物、氢氧化物(托锰矿、水钠锰矿、硬锰矿、软锰矿和针
15、铁矿等),富含多种有益元素如Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Pb、Zn、Ba、Mo、V、Cr、Ti等20多种,且平均品位高。,4 沉积铝土矿床我国铝土矿主要形成于石炭纪和二叠纪;陆相产于内陆湖盆地中,常与陆相砂页岩互层;海相铝土矿床产海盆地边缘地带,即滨海沼泽相下部,具海陆交互相沉积特点。,四 矿床类型,第四节胶体化学沉积矿床,第五节生物化学沉积矿床,一 概念,生物化学沉积矿床指在水盆地中由沉积作用堆积起来的生物遗体,或经过生物有机体的分解或细菌生命活动过程中通过(直接或间接的)生物化学沉积作用使有用物质聚集而形成的矿床。,二 特点,1 产于富含有机质的沉积岩系2 具有特定层位,如我国磷块岩主要
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