沉积矿床的成因类型.ppt

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1、,第八章 沉积矿床的成因类型 及其成矿规律基本内容：包括碎屑沉积矿床：沉积砂矿床，粘土矿床。内源沉积矿床：铝土矿床，沉积铁矿床，沉积锰矿床，硅澡土矿床，蒸发盐岩矿床。,教学思路：包括碎屑沉积矿床：沉积砂矿床（残积-坡积砂矿，冲积砂矿，海滨砂矿，砂岩型钾矿床），粘土矿床（高岭石粘土，蒙脱石粘土，水云母粘土）。内源沉积矿床：铝土矿床（铝土矿成因类型，铝土矿床成矿机理、成矿模式），沉积铁矿床（沉积铁矿成因类型），沉积锰矿床沉积锰矿床成因类型，（海相沉积锰矿床，湖沼相沉积锰矿床，现代海洋沉积锰矿床），沉积锰矿床的成因，硅澡土矿床（硅藻土矿床成因类型，硅藻土矿床成因），蒸发盐岩矿床（蒸发盐岩矿床的成因类

2、型，蒸发矿床的形成条件）。,教学重点与难点：重点：碎屑沉积矿床：沉积砂矿床，粘土矿床。内源沉积矿床：铝土矿床，沉积铁矿床，沉积锰矿床，硅澡土矿床，蒸发盐岩矿床。难点：内源沉积矿床的成矿机理、成矿模式。思考练习题（讨论题，练习题，作业题）：碎屑沉积矿床：沉积砂矿床，粘土矿床成矿机理、成矿模式?内源沉积矿床：铝土矿床，沉积铁矿床，沉积锰矿床，硅澡土矿床，蒸发盐岩矿床的成矿机理、成矿模式?,第八章 沉积矿床的成因类型及其成矿规律,第一节 碎屑沉积矿床一、概述目前世界的金矿，最大、最富的金矿产于砾岩中，即所谓“兰德”式金矿。兰德式金矿是一种变质的含金铀砾岩。最早发现于南非的维特瓦特斯兰德(Witwat

3、ersrand)，而后在加拿大和巴西也有发现，时代均属前寒武纪(同位素年龄2225亿年)。含矿砾岩为孔隙型石英质砾岩，基质为石英质或长石质砂，含绿泥石和绢云母。一般认为属于变质改造成因的砂矿。此外，已在世界上一些地区的不同时代地层中发现未变质的含金砾岩矿床，如苏联乌拉尔的第三系和二叠系，外贝加尔的侏罗系，西伯利亚的寒武系、澳大利亚的石炭二叠系和第三系等，均属于古砾岩型砂矿床。,含矿砾岩形成于高差较大的盆地边缘或盆地初始沉积期，大量发育于大规模的构造运动之后，产于构造活动性较大的地区。如磨拉石建造中，砾岩就占相当大的比例。,表7-1 砂矿类型及重矿物的共生关系（据徐克勤等，1964）,二、沉积砂

4、矿床在碎屑沉积物的搬运和沉积过程中，有用矿物因沉积分异作用而在某些地段富集到可供工业利用的程度，即形成砂矿床。固结成岩后，就成为古砂矿。形成砂矿床的碎屑矿物都是比重较大、化学性质稳定、物理性质坚硬耐磨的矿物。主要有金、铂、铌钽铁矿、锆英石、独居石、磁铁矿、铬铁矿、锡石、黑钨矿、金刚石、红宝石、蓝宝石、黄玉等。这些有用矿物常多种共生，因而有重要的综合利用价值。常见砂矿床类型及其矿物共生关系如表7-1所示。,1残积-坡积砂矿露头附近残积层中，较重和较稳定的有用矿物相对富集，形成残积砂矿。由于重力作用而沿山坡移动。有用矿物在坡积层中的相对集中，即为坡积砂矿。二者空间上毗连，均离母岩或原生矿体不远。,

5、残坡积极砂矿的有用矿物，可以是母岩中的造岩矿物或副矿物，也可以是有工业价值或无工业价值的原生矿体。风化、搬运过程中，轻矿物先迁移和不稳定矿物被淘汰，而使有用矿物相对富集，使之由贫变富或由非矿而成矿。发育在含稀有金属花岗岩和碱性岩体上的残积砂矿(包括部分冲积砂矿)，往往具有较大的工业价值。有用矿物来自岩体的副矿物、伟晶岩脉。这类砂矿距蚀源区近，故成分复杂。按成分可分为：与锡石、独居石共生的铌钽铁矿砂矿；独居石砂矿；斜锆石砂矿；某些风化成因的红土型铝土矿中，也可含铌、钽、钛的重砂矿物。,2冲积砂矿冲积砂矿是河流沉积物中的砂矿床。成矿矿物均属高比重矿物，如金、铂、锡石、钨锰铁矿、钙钨矿、磁铁矿、铬铁

6、矿、钛铁矿、锆英石、独居石、金红石、石榴石、金刚石等。冲积砂矿的形成与河流的一定发充育阶段有关。河流发育早期以下蚀作用为主：继而侧向侵蚀加强。此时主要是母岩和原生矿床的破坏，不成砂矿。到了河流发育的后期，侵蚀作用减弱、沉积作用加强，才是形成砂矿的主要时期。反映在空间上，河流上游以侵蚀作用为主，不是砂矿富集的有利地段：下游缓流区垂向加强作用太强，也不利于有用矿物的富集。最有利于成矿的是河流的中游地段。其中又以下列地段最为有利；河流变宽处、支流汇合处、河曲内侧(点沙坝)、河底凹坑、心滩下游、河底坡度由陡变缓处及河流穿过古砂矿的地方(图72)，冲积砂矿是金、锡石及稀有元素的重要矿床类型。,3海滨砂矿

7、海滨砂矿平行海岸分布，是海流和岸流作用下有用矿物聚集的结果。岸流把物质带到海滨，本身就有分异轻、重矿物的作用：海浪又把碎屑物质抛回海滩，回流和底流带走轻的和细粒物质。因此沉积物的分选性极好。大而重的物质聚集在海滩上，即形成海滨砂矿。现代海滨砂矿一般位于潮间带。较老的砂矿，随着岸边部分一同抬升，就形成阶地砂矿：若岸边部分相对下降，即形成被埋藏的砂矿。海滨砂矿富集的有用矿物，主要是一些比重不大(3236)、硬度较高(5575)、稳定耐磨的矿物。如锆英石、独居石、钛铁矿、金红石、磁铁矿、钛磁铁矿等。有时有锡石和金刚石。澳大利亚东海岸的海滨砂矿，从纽卡斯尔到弗列则尔岛，南北延伸近千公里，可分海滩砂矿和

8、砂丘矿两种类型。,4砂岩型钾矿床 砂岩型钾矿床是我国近年来新确定的一种机械沉积矿床。最早发现于燕山地区，尔后在华东、华南一带相继发现。已知层位有震旦系下部(串岭沟组)、寒武系中上部及上石炭统、下二叠统等。燕山地区的富钾岩系产于粗碎屑岩碳酸盐岩的旋回中部。由下而上为含铁的长石石英砂岩、富钾岩石、白云岩。含钾岩石有两种基本类型：(1)长石型：含钾矿物中，钾长石占60%以上。(2)云母型：富钾矿物中，黑云母和水白云母占60%以上，分布于含钾岩系的中上部。,三、粘土矿床自然界中常见的、工业意义较大的粘土矿床是高岭石粘土、蒙脱石粘土和水云母粘土矿床。1高岭石粘土 主要由高岭石组成，含量90；其次有多水高

9、岭石及水云母。常混入黄铁矿、菱铁矿、碎屑石英、长石及重矿物等。凝胶状结构。毡状构造或定向构造。谷称高岭土或瓷土。工业上用作陶瓷原料。高岭石粘土一般为白色、浅灰色或浅黄色。含杂质较多时，呈黄、褐灰或黑色。硬度小(125)、性脆，具贝壳状断口。质纯者有珍珠光泽，表面有滑感，常为致密块状。,高岭石是温湿气条件下铝硅盐矿物(主要是长石)的分解产物。一般需要酸性(pH=56)介质条件。高岭石矿床的主要类型有残积型和沉积型两种。风化残余的高岭石粘土系由母岩化学风化产物在原地堆积而成。一般呈坡盖状产于母岩表面，因地形起伏而厚度多变。我国东南沿海、江西景德镇、四川德昌、乐山等地均有高岭石粘土矿床。母岩风化形成

10、的高岭石经搬运、沉积，达到一定的工业品位即形成沉积高岭石粘土矿床。多产于大陆中泻湖环境，分布稳定，常与煤系共生。如我国华北石炭二叠系、鄂尔多斯侏罗系及茂名第三系等均产煤系沉积型高岭土。,2蒙脱石粘土蒙脱石粘土又称膨润土、膨润岩、斑脱岩、漂白土等。主要由蒙脱石组成含少量拜来石、绿脱石、贝得石、水云母等。非粘土矿物有长石、石膏、方解石、石英及分解不彻底的火山灰。一般为粉红色、白色、浅黄色、淡灰绿色。常呈胶状结构。硬度小，触之有滑腻感。吸性极强，浸入水中急剧膨胀。可塑性差。耐火度也低。工业上用作吸附剂和脱色剂。蒙脱石粘土常由火山灰或凝灰岩在海水或地下水的作用下风化而成。沉积于中性或碱性(pH：785

11、)介质条件。其成因类型也有残积和沉积两种。沉积的蒙脱石粘土可分为海相和陆相两种。海相蒙脱石粘土一般是由海底火山灰经海解作用形成的。常呈稳定层状产出。陆相蒙脱石粘土产于湖泊或沼泽沉积物中，其成因亦与凝灰质的次生变化有关，规模一般不及海相大。我国东部侏罗、白垩系火山岩中有之。,3水云母粘土水云母粘土的成分比较复杂。除水云母外，经常还有其它粘土矿物，以及石英、长石、云母等碎屑矿物和重矿物。有时含非粘土自生矿物或有机质。纯水云母粘土是罕见的。因为常含有机质不同介态的铁化合物，故颜色多变，但以黄、灰、红色为最常见。多为粉砂泥状结构。常具水平层理及极细的波状层理，镜下常为毡状构造或定向构造。水云母粘土是各

12、种含铝硅酸盐矿物的岩石，在化学风化初期的产物。,第二节 内源沉积矿床,内源盆地沉积是指沉积盆地和沉积区内部水溶液中通过化学作用或生物作用形成的沉积，它们常常是再通过原地机械作用生成的。内源盆地沉积的物质来源不是直接依靠大陆母岩的风化剥蚀碎屑产物，而主要是由海洋盆地水体直接提供的沉淀物质，其中主要是海洋水的碳酸盐，硫酸盐、卤化物、磷酸盐、二氧化硅，以及锰、铁、铝的化合物等。当然包括由陆地所提供的上述物质。,一、铝土矿床(一)铝土矿成因类型1古风化壳型(红土型)铝土矿古风化壳型铝土矿是铝硅酸盐岩石红土化作用的产物。红土化作用是化学风化作用的高级阶段，一般发生在热带、亚热带的温热气候条件下。由于粘土

13、矿物进一步分解，氧化铝和氧化硅发生分离。前者因水化作用而形成氢氧化铝三水铝石；后者则以胶体形式渗入地下水或为地表水带走(去硅作用)。与此同时，铁的氢氧化物(褐铁矿、针铁矿)大部分转变为含水针铁矿，使土壤呈赭红色，因而称为红土化作用。红土的成分与母岩关系密切。一般由火成岩和变质岩风化形成的铝土矿称为红土型(1alerile)，其中又以富铝的砼性岩和基性岩为最有利。由灰岩风化形成的铝土矿称为钙红土型(terrarossa)。后者常与岩溶地貌有关。举世闻名的牙买加铝土矿、法国、匈牙利及西欧诸国的铝土矿均属钙红土型。,2沉积型铝土矿(1)陆相沉积铝土矿这类铝土矿形成于湖泊或沼泽环境，有时也形成于河谷中

14、。我国华北石炭、铝土矿即产于近海的湖泊、沼泽中，山东淄博铝土矿即为一例。该矿产于中奥陶统灰岩的侵蚀面上，二者呈假整合接触，中间有长期的沉积间断。主要矿层有二；一层产于中石炭统底部(G层铝土矿)，一层产于上二叠统含煤地层中(A层铝土矿)。,(2)海相沉积铝土矿这类矿床一般形成于海盆地边界或泻湖环境内。物质来自毗邻大陆的红土型风化壳。由于铝的氢氧化物溶解度小，在护胶剂保护下呈胶体入海不久即行沉淀，故搬运距一般不大。矿层几乎都产在碳酸盐岩的沉积间断面上。矿体一般呈层状，延伸可达数公里，厚数十米。矿石的矿物成分较单纯。由一水型铝土矿(硬水铝石和勃姆石)组成。伴生矿物有针铁矿、含水针铁矿及鳞绿泥石等。常

15、为鲡状或豆状结构。我国贵州某地的石炭-叠纪铝土矿即属此类。矿层覆盖在寒武纪石灰岩之上(图74，7-5)。层位稳定。,(二)铝土矿床成矿机理、成矿模式1成矿机理根据许多证据和特征(诸如氧同位素分析结果、层矿中高岭石结晶度指数、矿层及矿石碎屑物质特征等)证明铝土矿层是基底风化、含铝物质原地或异地堆积，而后经过埋藏和表生富集而最终形成。根据廖士范等(1989)的研究，这个过程经历了三个阶段：(1)风化陆生阶段(2)水体淹没和埋藏阶段(3)表生富集阶段,二、沉积铁矿床(一)沉积铁矿成因类型1前震旦纪地槽型沉积变质铁矿床这是铁矿中最重要的一种类型。其储量远远超过其它各类铁矿储量的总和。均产在前震旦纪变质

16、岩系中，年龄为1725亿年。中国、北美、巴西、印度、南非、澳大利亚、苏联、斯堪的纳维亚等地均有大矿。我国的“鞍山式”铁矿即属此类。从现有资料来看，其成因是复杂的。有的明显地与火山序列有关，有的则毫无火山活动的标志；有的属海相，有的则可能为河口或淡水环境。因此，前震旦纪的沉积变质铁矿，应当是一个相当长的地质历史肘期内，多种沉积矿床的变质产物。,2海相沉积铁矿床 海相沉积铁矿床是仅次于前震旦纪沉积变质铁矿床的重要类型。其中又可分为两种，一种产生在近岸海相序列中汉称“明尼特型”或“洛林型”)；另一种与火山沉积有关汉称“拉思狄尔型”)。我国目前发现的海相沉积铁矿床，主要产在近岸海相序列中。这种矿床分布

17、稳定，度较大，具有重要的工业价值。主要成矿时代，北方为震旦纪，南方为泥盆纪。华北宣龙式铁矿产于震旦系串岭沟组中。矿区位于燕辽沉降带西段北邻内蒙古陆。化、龙关、赤城、井陉等地均有矿，以宣龙一带为最佳。矿体产于砂、页岩组成的海侵序列下部(图7-6)。我国南方泥盆纪沉积铁矿统称“宁乡式”铁矿，形成和分布与古陆边缘浅海有关。黔、桂、滇一带海侵较早，故主要成矿期为中泥盆世，而湘、鄂二省海侵较晚，成矿在晚泥盆世。宁乡式铁矿层位具良好的稳定性，大范围可以对比(图7-7)。,3湖沼相沉积铁矿床 形成于湖泊或沼泽环境。矿石成分主要为针铁矿、菱铁矿，有时为铁的磷酸盐(蓝铁矿)。常含nn0：及其它微量元素。矿石呈鲕

18、状、结核状或疏松土状。矿体为透镜状。规模一般较小，品位变化大。常与煤系地层共生，我国石炭二叠纪、侏罗纪、白垩纪、第三纪均有。,(二)沉积铁矿的成因沉积铁矿床矿物质的来源有三：一是大陆侵蚀：二是火山活动：三是洋底、湖底含铁物质的成岩分异作用。风化作用使母岩中的含铁矿物分解。这些铁质必须通过介质搬运到海盆地内才能沉积成矿。,三、沉积锰矿床(一)沉积锰矿床成因类型l海相沉积锰矿床这类矿床形成于浅海的近岸地带，沿古陆边缘呈带状分布。矿层往往位于沉积间断面上的海侵层序底部，具有稳定的层序，与粉砂岩、泥质岩、硅质岩共生。矿体呈层状或透镜状，储量巨大。由岸线向海盆地深处，常有软锰矿一硬锰矿矿石相一水锰矿矿石

19、相一碳酸盐矿石相的相变序列。但相带的宽窄因地而异，取决于盆地的沉降速度和海底坡度。世界上著名的大型锰矿床和我国的一些锰矿床均属此类。,(1)与石英挣砂岩一海绿石一粘土共生的锰矿床这类沉积锰矿床是目前最重要的类型，其储量达794亿吨，约占世界锰矿的70。名的矿床有苏联的尼柯波尔、波尔谢、托克曼克斯克、拉宾斯克、奇阿杜拉、曼捷斯拉克、波伦诺奇诺、马尔西茨柯夫(时代均为第三纪)：地中海北缘以色列、土耳其、保加利亚等地的锰矿床(时代为第三纪)、澳大利亚葛罗特、伊拉特下白垩系地层中锰矿床等。此类矿床一般产于构造上较稳定的地区。基底以前寒武纪或古代地层为多。矿体或直接覆于不整合面之上，或为相当厚的沉积物所

20、隔开。成矿的古地理环境为浅海或海湾。共生的岩石为砂岩、粉砂岩、粘土、海绿石层、泥灰岩、灰岩、砾岩、炭质页岩，有时含煤层。这类矿床的矿石类型以氧化矿石为主，也有碳酸盐矿石。它们之间有明显的相变关系(图7-8)。在尼柯波尔，岸边为氧化矿石带，由硬锰矿和软锰矿组成，与泥灰岩、泥质岩、砂岩共生；向盆地内部渐变为氧化物、碳酸盐混积带，主要含锰矿物硬锰矿、水锰矿、锰方解石、菱锰矿；第三带为碳酸盐带，主要是含钙的菱锰矿和锰方解石，有较多的海绿石和硅质混入物。再往深处，矿体尖灭于蓝绿色泥质岩中，后者常含锰方解石的小结核。奇阿杜拉也有类似的分带现象。这类矿石的化学成分颇有特色。Mn/Fe比达8-10。15-20

21、者亦常见。这与湖相矿石(Mn/Fe=0.1-2.5)、大洋锰结核(Mn/Fe=1030)有很大的差别。,(2)与灰岩白云岩共生的锰矿床这类矿床的形成与海相碳酸盐的沉积作用有关。主要产于地台区的凹陷带内，形成于浅海或陆缘海环境。锰矿层大多位于海进层序的中上部，即陆源碎屑沉积物减少，碳酸盐岩沉积为主的地带，少数位于海退层序的中下部，含锰碳酸盐岩与泥质岩密切共生。我国该类矿床位于蒸辽沉降带偏北部，含矿岩系为震旦系铁岭组，原生矿石有氧化锰和碳酸锰两种。如瓦房子锰矿形成于震旦纪末期的古海盆地(图7-9)，东南部海水较浅，为近岸地带；向西北海水渐深，过渡为还原环埂。从而导致矿相的变化。,(3)与火山沉积有

22、关的锰矿床北美、乌拉尔、澳大利亚等地均有此类矿床。莎茨基(，1964)，又将它分为两种建造类型，一种是绿岩型火山建造，有关的火山岩为玄武岩、细碧岩、角斑岩、安山岩及安山凝灰岩，属基性中基性火山岩组合，与碧玉、硅质页岩相共生。另一种是斑岩型火山建造，意义不大。2湖沼相沉积锰矿床这类矿床虽然在第三纪和更老的地层中也有发现，但主要是在第四纪，尤其是北半球加拿大、斯堪的纳维亚和苏联的冰川苔原区。较大的一个实例是加拿大新布伦斯维克的湖相锰矿，分布面积约10英亩，矿层最厚达15英尺，其成因与热泉有关。湖相锰矿常呈结核状产出，具鲕状或被壳状结构。主要为氧化矿石。铁、锰密切共生。含锰520，含铁2540。这类

23、矿床规模小、质量低，工业价值不大。,3现代海洋沉积锰矿床一百多年前即已发现现代大洋中有锰结核。最先是在445kin的深水区，而后在瑞典西海岸克列德河口的浅水区亦有发现。现已证实，大洋底部有着储量极大的锰结核。锰结核的分布有三种情况：(1)分布于只有陆源碎屑沉积物的海区。如北冰洋、波罗的海、白海、巴伦支海、卡拉海。这些地区无近代火山活动。(2)分布于既有陆源物质、又有火山物质的大型海盆。如大西洋、印度洋和太平洋。(3)分布于具有海底热液活动的局限海或开阔海。东太平洋山脉附近的海底，锰结核的分布明显地与海底热梯度较大的地带有关。,这三种地区的锰结核极为相似。含锰矿物主要为锰的氧化物和氢氧化物。结核

24、大小1030Ocm，平均为3Ocm。最大的有850公斤。形态呈不规则的球形或饼状。后者的直径可超过1m。结核色棕黑。土状。因孔隙度很高，比重只有23。内部为凝胶状结构，具同心构造，核心为碎屑(常为火山碎屑)或介壳(如coccoliths)。同心层有不等量的混入物，其成分为粘土矿物、介壳碳酸钙、火山碎屑、重晶石以及极细的石英、长石、磷灰石、金红石等。含多种微量元素，尤以Co、Ni、Cu、Cd、Mo为多。不同大洋所产结核的微量元素有差别。分布深度大多为36006000m，个别海区可达10，000m的深海底。,(二)沉积锰矿床的成因关于沉积锰矿的成因有多种不同认识，仅就目前主要的观点概括为以下几点：

25、1、沉积锰矿的锰质主要来源于海底热水溶液：2、根据不同时代沉积锰矿的和值的分布规律认为，锰矿的沉积形成同藻类生物作用关系密切，也反映了同淡水化作用环境有一定关系。3、沉积锰矿床分布于古陆边缘的近岸浅海地带断陷或裂谷而形成的深水台沟与其附近，后者随海底热液活动事件，而出现热液化学锰矿沉积。4、沉积锰矿形成与生物作用有密切关系，特别是藻类生物活动。,四、硅澡土矿床(一)硅藻土矿床成因类型 1陆缘海相硅藻土矿床主要产于第三纪地层中，其次是第四系，局部地区中生代地层中也有分布。这种类型矿床主要形成于海湾、泻湖及滨海环境中，矿床规模一般都比较大，如形成于第三纪的美国加利福尼亚州的隆波克硅藻土矿床是世界上

26、最完整的硅藻土矿床。该矿床具有矿石质量好，矿床规模大的特点，有经济意义的工业矿层厚达300m，此外，丹麦、西德、阿尔及利亚和我国南海海岸等地也有陆缘海相硅藻土矿床。,2陆内沼相硅藻土矿床该类型矿床在世界上的分布非常广泛，我国的硅藻土矿床主要属于这一类型，主要分布于吉林、云南、浙江和山东四省。其中，以吉林长白、云南滕冲，山东临朐的硅藻土为优。吉林长白硅藻土矿床形成于淡水湖泊中，矿区分布面积达150km2。目前仍保存着原来湖泊的构造形态，矿体厚度大，品质优良，它可以同隆波克硅藻土相比，是生产助滤剂的理想原料。3现代湖泊，沼泽中沉积的硅藻土矿床这类矿床一般不具备工业开采价值，其代表矿床(点)有美国佛

27、罗里达州新约克郡的现代湖泊、沼泽、泥塘中含硅藻沉积物。,(二)硅藻土矿床成因硅藻土的成因来自于硅藻骨骸的堆积。在适宜的沉积环境和地质条件下，湖泊和海洋中的硅藻均可堆积成巨厚的硅藻土层，硅藻生长须具备下列条件：(1)大型浅水盆地(2)有丰富的可溶性SiO2供应(3)有丰富的养料供应(4)碎屑物质的供应量少 此外，温度、光、压力以及其它因素也影响硅藻的生长。,五、蒸发盐岩矿床(一)蒸发盐岩矿床的成因类型1现代盐湖盐湖是指盐度达到或超过35的闭塞水体。现代盐湖都分布在干旱或半干旱气候带。大致位于南、北纬10-15和40-50之间，构成所所谓“盐带”。我国现代盐湖分布于内蒙、新疆、西藏、青海、甘肃等高

28、原或沙漠地区。它们的成因，或为河流侵蚀洼地或风蚀洼地：或为河床堵塞、干涸而成。构造上常受新的坳陷或断陷所控制。大陆盐湖的大小变化很大。面积从几平方公里到几百平方公里以上。柴达木盆地的霍布逊、达布逊、东西台尔湖等，面积都达到数百平方公里。深度一般很小，几十厘米到几米。如内蒙等地的一些盐湖，表层卤水深度数厘米至50厘米，少数深达13m。有的甚至大部分时间卤水位低于盐层面。形成的矿床一般规模较大。,盐类沉积的底部常有淤泥层。湖周无常年溪流，主要由大气降水和地下潜水补给。卤水白勺成分复杂，除Ca、Mg、Na、K外，还有B、Li、Br、I、Rb、Cs等稀有元素。根据湖水的地球化学特征可分为碳酸盐型、硫酸

29、盐型、氯化物型三类盐湖，其特征见表72。现代盐湖的沉积分异现象多数不明显。但也有的如宁夏吉兰太盐湖的蒸发岩，自下上为石膏、芒硝和石盐沉积，有清楚的分异现象(图7-10)。,现代盐湖是寻找碱、芒硝及石盐的主要对象。一般不是寻找钾盐和硼盐的主要对象。天然碱一般呈米黄、棕褐色。结晶粒状或柱状结构。常混入方解石、岩盐和有机质。块状构造或条带构造。属于盐化程度较低的内陆盐湖的产物。近年来在豫南新生代内陆盆地内发现了天然碱矿床。矿层位于五里堆组下段，与油页岩密集地段基本吻合。矿层最多可达30余层。一般按泥岩或粉砂岩一油页岩一天然碱的顺序呈韵律交替。从盆地的边部向中心，从剖面的下部至上部，有CaCO3Na2

30、CO3NaHC03NaCl的带状分布，反映了盆地浓缩过程。工业价值较大的石膏硬石膏矿床一般产于泻湖相沉积物中，与海相石灰岩、泥灰岩、白云岩共生。色浅，常为淡青灰色、白色、淡红色等。矿物成分单一，常混有白云石、石盐、天青石、黄铁矿、白铁矿及粘土矿物等。矿体呈层状或大透镜状，延伸数十米至数百米，厚数米至数十米。,石膏和硬石膏可以相互转变。在温度、压力的作用下，石膏可以脱水变为硬石膏；反之，硬石也可以水化形成石膏。有人把石膏的原生沉积称为矿床都是同生矿床：而由原生硬石膏水化形成的石膏矿床称为后生矿床。世界上最大的石膏矿床都是后生矿床。根据世界上许多矿床的观察，硬石膏的水化深度一般不超过150m，最深

31、可达400m。4岩盐矿床这类矿床分泻湖相和陆相盐湖两类。海相的特征与石膏硬石膏矿床相似。但以岩盐为主要矿层。有时夹钾盐薄层，但多不具工业意义。陆相岩盐矿床一般产于红层中。含盐岩系由细粒陆源碎屑岩组成。矿体呈透镜状或薄层状。成盐矿物除岩盐外，还有石膏、硬石膏或芒硝、钙芒硝。据此可以分为石膏硬石膏岩盐矿床和芒硝岩盐矿床等类型。这类盐矿在我国分布广泛。如江西周田、云南元永并及衡阳盆地等。这类古盐矿床，其成分在纵向上常有一定的先后顺序和交互重复现象，表现出多旋回的特征。常见的顺序为：下部石膏、硬石膏，上部岩盐。周田盐矿也是这样，中上部NaCl高，石膏、钙芒硝等与NaCl呈反比关系。,5钾镁盐矿床 6天

32、然卤水及盐泉矿床7硼戌碘的蒸发矿床(二)蒸发矿床的形成条件通过上述可以看出蒸发矿床的形成机制是复杂的，很可能是多种多样的但是不管何种形成机制，都需要一些条件。这些条件是：(1)蒸发量大于降水量的干燥或半干旱气候条件，地球表面气候带的形成，主要取决于地球与太阳的相对位置和太阳辐射等因素。(2)提供盐源的水文条件，成盐水文条件可分为闭流的内陆湖盆和沿海盆地两类。(3)保证盐水浓集封闭条件，要使盐水浓集，单有气候条件是不够的，还必须有必要的封闭条件使盐水不断向浓缩的方向发展。(4)为保存盐矿所必须的后生条件即盐层沉积后要有适当的盖层，防止盐层为后进入的海水再度溶解。(5)构造条件，许多盐矿厚度巨大，

33、达数百米及至数千米，并有明显的韵律性。只有上述条件适当的配合在一起，才能形成工业蒸发矿床。,课后小结：重点：碎屑沉积矿床：沉积砂矿床，粘土矿床。内源沉积矿床：铝土矿床，沉积铁矿床，沉积锰矿床，硅澡土矿床，蒸发盐岩矿床。难点：内源沉积矿床的成矿机理、成矿模式。,第三节 可燃有机矿床,基本内容：包括煤矿床:煤的成因类型,成煤阶段,煤矿床形成的地质条件.油气藏的形成.成矿地质条件：地层条件，岩性条件，矿体及矿石特征，沉积古地理环境，风化和地貌条件，构造条件，成岩变质条件。成矿规律：成矿时间的分布规律，成矿的空间分布规律，矿床成因分析和成矿模式建立。,教学思路：包括煤矿床:煤的成因类型,成煤阶段,煤矿

34、床形成的地质条件.油气藏的形成.成矿地质条件：地层条件，岩性条件，矿体及矿石特征，沉积古地理环境，风化和地貌条件，构造条件，成岩变质条件。成矿规律：成矿时间的分布规律，成矿的空间分布规律，矿床成因分析和成矿模式建立。,教学重点与难点：重点：包括煤矿床.油气藏的形成.成矿地质条件，成矿规律。难点：成矿地质条件，成矿规律。思考练习题（讨论题，练习题，作业题）：煤的成因类型,成煤阶段,煤矿床形成的地质条件是什么?成矿地质条件：地层条件，岩性条件，矿体及矿石特征，沉积古地理环境，风化和地貌条件，构造条件，成岩变质条件是什么?成矿规律：成矿时间的分布规律，成矿的空间分布规律，矿床成因分析和成矿模式建立是

35、什么?,第三节 可燃有机矿床,煤和油页岩是固态的可燃有机岩。它们的物质组成和物理性质都是不均一的。组成煤的有机组分主要由植物而来；无机组分则来自原始物质堆积时混入的矿物质、植物体内原有的无机成分等。煤燃烧后，有机组分烧掉或挥发，剩下的固体残渣称为灰分。灰分愈高，煤质愈差。一般，当灰分45%时，就不成其为煤了，而称为炭质页岩(对腐植煤而言)。但是，这一指标并不是绝对的。我国南方诸省所用的“石煤”，灰分就高于45，只要合理使用，一样可用作燃料和工业能源。煤的化学成分主要是C、H、O。其含量随着变质程度的不同而变化。总的趋势是C的含量增高，H、0的含量减少。从岩石学的观点，可以把煤的主要组成物质分为

36、四种煤岩成分，即镜煤、暗煤，亮煤和丝炭。这四种煤岩成分交互成层，组成煤层。镜煤和丝炭在煤层中所占的比例不大，很少单独成层。暗煤和亮煤是煤层的主要成分，有时可单独成层。,1煤的成因类型煤的成因类型主要是根据成煤的原始物质及其变化环境。一般按成因将煤分为两类：一类是由高等植物形成的腐植煤类；另一类是由低等植物形成的腐泥煤类。前者又分腐植煤和残植煤：后者又分为狭义的腐泥煤和胶泥煤(表73)。腐植煤是自然界中分布最广、规模最大、工业价值最高的煤种。腐泥煤比较少见，因而不占重要地位。但当其规模较大时，则有很大的实际意义。残植煤是由植物遗体在畅通的活水条件下，经受长期的氧化分解作用，使腐植酸和沥青质遭受氧

37、化或冲刷，植物稳定组分在沼泽底部逐渐富集而形成的。也可以通过其它方式，如已形成的泥炭层由于潜水面降低而露出水面遭受氧化分解，使植物的稳定组分相对集中，或由于已形成的泥炭被搬动到异地堆积的过程中稳定组分相对富集而成。,腐植煤是自然界中分布最广、规模最大、工业价值最高的煤种。腐泥煤比较少见，因而不占重要地位。但当其规模较大时，则有很大的实际意义。残植煤是由植物遗体在畅通的活水条件下，经受长期的氧化分解作用，使腐植酸和沥青质遭受氧化或冲刷，植物稳定组分在沼泽底部逐渐富集而形成的。也可以通过其它方式，如已形成的泥炭层由于潜水面降低而露出水面遭受氧化分解，使植物的稳定组分相对集中，或由于已形成的泥炭被搬

38、动到异地堆积的过程中稳定组分相对富集而成。残植煤可以根据稳定组分的类型分为孢子残植煤、角质层残植煤、树脂残植煤或树皮残植煤等四种。腐泥煤可分为藻煤、烛煤等。,2成煤阶段煤的形成过程大致可以分为两个阶段。第一阶段是泥炭化(或腐泥化)阶段。这个过程是在沼泽(泥炭化)或(湖泊(腐泥化)中进行的。包括植物的繁殖，以及在微生物的参与下，植物遗体不断分解、合成和堆积。经过生物化学作用，使植物转化为泥炭(高等植物)和腐泥（低等植物），这些都是煤的前身。当泥炭或腐泥堆积于湖底并为上覆沉积物掩埋时，成煤作用就进入第二阶段即煤化作用阶段，亦即煤的成岩作用和变质作用阶段。在上覆沉积物的静压力下，首先使泥炭压缩，大量

39、失水，挥发分减少，含炭量相对增加，并逐渐固结，转化为褐煤。褐煤外表为褐色、棕褐色或深褐色。条痕为褐色、浅褐色。一般无光泽，比重较小(08125)而性脆。与KOH作用能析出游离的腐植酸而使溶液呈褐色，在HNO3中呈浅黄到褐色。从泥炭到褐煤的转变，属于煤的成岩作用阶段。,当盆地继续下沉，上覆沉积物不断加厚，褐煤逐渐没入较深的部位。在较高的温度压力下，褐煤进一步发生变化：结构更加紧密，比重加大(126135)，产生了粘结性，出现光泽，于是转化为烟煤。烟煤的外表呈黑色，条痕为黑色，总体光泽较弱，常具明显的层状构造。质地致密，硬度较高，性脆而易碎。由于失去了腐植酸，故在KOH和HNOa中不染色。从褐煤转

40、化为烟煤，属于煤的变质作用阶段。对煤来说是一个十分明显的转变。但处于相同条件下的围岩来说，并无显著变质现象。这是因为有机沉积物对条件的变化更为敏感的缘故。而所谓煤的变质作用亦仅就此而言，与岩石的变质作用不可同日而语。烟煤进一步变化就成为无烟煤，无烟煤的质地更加致密，外表无层状构造，结构渐趋均一。硬度大，比重高(136)。黑色而具金属光泽，具导电性。在KOH和HN03中不染色。这时煤的变质作用已进入更高一级阶段，但围岩依然有明显的变化。如果继续处于高温高压条件下，无烟煤就会进而变成石墨，围岩也发生变质。石墨是碳原子按一定格架排列而成的单元素矿物，已经失去煤的一切特征。从无烟煤到石墨，是成煤物质运

41、动的一个质的飞跃。至此，成煤过程也就宣告终结。,3煤矿床形成的地质条件(1)源源不断的植物供应，以提供充分的物质来源，是成煤的首要条件。(2)温暖而潮湿的气候，有利于植物的发育，也有利于植物转化为煤的生物化学过程。干燥寒冷气候显然对成煤是不利的。(3)静水或死水盆地，有利于植物遗体的堆积。这种盆地或位于近海地带(近海湖泊)，或位于大陆内部(内陆湖沼)。近海盆地构成的煤系常由海陆交互相组成。(4)构造运动条件。成煤盆地的升降运动，决定了煤层的厚度和组成。,石油和天然气石油是一种可燃的流体矿产，是生成于地层中的碳氢化合物的复杂混合物。天然石油也称为原油，是绿色、棕色、黑色或黄色的油脂状液体。气态的

42、轻质碳酸氢化合物就是天然气。石油碳氢化合物主要由烷烃()、环烷烃()、芳香烃()组成。非碳氢化合物存在于550仍不蒸发的重组分中。其中包括酸类、酚、硫化物、胶质、沥青质和灰分。石油的平均化学成分约为C8387%，Hll一15；其它元素(0、N、S)约占1，很少达到23%，碳氢比介于5785之间。石油和天然气大多埋藏在地下深处的地层中，油气在单一圈闭内的基本聚集称为油气藏。而油气田则是同一生泊盆地内形成的、在地域上不可分割的油气藏的自然组合。油气藏的形成是一个复杂的地质过程，将油气藏的形成条件概括为“生、储、盖、圈、运、保”六个字。说明生油层、储油层、圈闭、运移，保存这六个条件对油气藏的形成都是

43、不可缺少的。,第四节 成矿地质条件及成矿规律,成矿规律研究首先要从分析控制和影响矿床形成的各种地质因素着手，通过它将各个基础地质学科的理论，广泛应用于矿床预测评价的实践。,一、成矿地质条件(一)地层条件 1沉积矿床富集的时代及层位沉积矿床的形成、富集在时间上具不均匀性，例如铁、锰、铝、磷、煤及盐类矿床等都具一定的时代和地层层位，叶连俊教授总结了我国沉积矿床的成矿时代(图7-13)。地层分析对于预测和发现沉积矿床极为重要。2沉积矿床的成矿系列 在盆地演化历史过程中，沉积矿床具明显的成矿期(图7-14)，在每个成矿期，主要沉积矿床形成有规律的成矿序列。自老到新大致以铁锰磷一铝煤一铜一盐类的顺序出现

44、。这种成矿序列反映了古气候、海侵、海退等变化规律，通过拔矿序列分析，结合沉积古地理研究，利用矿产共生组合和序列演变的规律，能够预测可能的新矿床。,(二)岩性条件 沉积矿床通常与一定的岩石组合共生，这是由于二者具共同的物质来源及沉积环境。例如，沉积铁矿可以分布在四个不同相带中。各自具不同的矿石和岩性组合，品位高、矿质好的铁矿往往是沉积赤铁矿床，它赋存于砂岩、页岩组合中。风化矿物床和砂矿床的形成，都必须在能提供矿质来源的一定岩石类型的基础上，由于有利的气候和地貌条件，才使有用矿物和元素富集。另外，岩性条件由于能反映沉积环境和确定岩石的孔隙度、渗透性、碎屑物胶结性质、结构等特征，因此，能提供层控矿床

45、的矿液迁移和富集以及油气储层质量的认识和评价。,(三)矿体及矿石特征矿体的形态、厚度，产状及其空间分布变化等特征，主要决定于矿床的成因和成矿地质条件，也决定于成矿后的改造与破坏。因此，矿体的宏观特征及其控制矿体变化因素的研究有利于查明矿床的成因类型，更好地掌握其变化规律，为矿床预测可提供依据。矿石的物质组成及其矿床矿物学、成因矿物学研究和元素分析、同位素分析等提供矿质来源，流体性质、成矿温度、成矿介质地球化学等信息，可提供成矿作用的依据。,(四)沉积古地理环境 在同一地层中矿床富集的具体空间部位，又受一定的岩相古地理条件所控制。通过地层对比和岩相分析，可以恢复和识别各部位的古地理环境，从而指导

46、矿产预测。所以地层、岩相、古地理之间是密切联系不可分割的。基本工作方法是进行详细的地层对比和岩相分析，在此基础上做出尽可能详细的岩相古地理图，以此为底图编制成矿规律图和成矿预测图。古地理环境的分析是以岩相研究为基础进行的。从不同的岩相分布和变化，综合分析当时的海陆分布、海水深浅、海水进退方向、海水的含盐度变化以及古气候的变化和沉积物的来源等。恢复古地理环境；在矿床预测中有重要的实际意义。古气候因素是另一重要的控制矿因素。不同的古气候条件制约着不同的沉积环境。在确定古气候时，主要以沉积岩相和古生物资料为依据。同位素和古地磁资料用于确定古纬度，成为古地理图编制的重要依据。,岩相古地理环境对各种沉积

47、矿床的控制，其基本规律表现在以下几个方面；1、主要外生矿产均分布在沉积区与剥蚀区的中间地带，如古陆的边缘、滨海、浅海、湖、三角洲等地。震旦纪下部的宣龙式沉积铁矿和瓦房子锰矿分布在内蒙地轴的南缘我国中南地区泥盆系的宁乡沉积铁矿主要产于江南古陆的边缘(图714，15)。我国西南地区的铁、铜、铝等，主要产于康滇地轴的东缘，这与物质来源和沉积分异作用于有关。,2、按气候条件主要可以分为温湿和干旱两大类，前者以Fe、Mn、序列为代表；各种膏盐矿为干旱气候的代表。两者中间为过渡类型，A1和煤成矿。3、主要外生沉积矿床的形成，从地壳构造运动，可以分为海侵与海退两个不同的序列。海侵阶段形成的矿床包括Fe、Un

48、、P等，多分布在海侵岩系的底部。而海退阶段形成的矿床Cu、膏盐类矿床等Al、煤为其间过程渡阶段的产物。相对稳定阶段则有灰岩、硅藻土等非金属矿床形成。,4、各种外生矿床受特定的古地理环境控制。温湿气候条件下的内陆盆地和滨海沼泽是煤矿形成的有利环境：Fe、Mn、P、A1主要形成在温湿气候条件下的古陆边缘、滨海浅海地带和淡水湖盆地中；干旱气候条件下古内陆盐湖、泻湖，是各类膏盐矿床形成的有利地带。包括石膏、岩盐、钾盐、硼砂、天然碱等矿床；三角洲、内陆大型盆地是油气和含铜砂页岩形成的有利环境；古河谷、阶地、海滨、部分坡积层和冲积层是各类砂矿形成的有利地方，重要的矿床有Au、Pt、Zr、Nb、Ta、Tr、

49、W、Sn、Ti、金刚石等；炎热潮湿气候条件下，地形平缓，是风化淋滤矿床和风化壳矿床形成的有利环境；冰川、岩溶亦可以形成工业意义的Au、A1等工业矿床。,5、重要的沉积矿床受特定的岩相控制，并存在一定的相变规律，形成特有的沉积矿床分带；这不仅反映了成因特征，而且指出了空间分布规律，对预测找矿有重要意义。如各种沉积铁矿，可以具有四个不同的矿物相带(图716)：氧化矿物相带：形成于充分氧化环境，以铁的氧化物和氢氧化物为主，如赤铁矿、褐铁矿、针铁矿等：硅酸盐矿物相带(鲡绿泥石相)：以鲕绿泥石等硅酸盐矿物为主；碳酸盐矿物相带(菱铁矿相)：由于有机质的存在，处于较还原条件下，形成菱铁矿和含铁碳酸盐的混合物

50、：硫化物相带(硫化氢相)：由于处于较深水的环境中的细菌活动和有机质的分解，产生大量的H2S并与铁结合，形成黄铁矿、白铁矿等，以含黄铁矿的页岩和煤系为代表。,四个相带与湖、海盆地的深度或距岸远近等有密切的关系。海盆浅部以沉积氧化物相为特征，而深部以硫化物相为特征，相变本身反映了形成古地理环境的变化。锰矿亦有利类似的相变规律。A别捷赫琴按距离岸线远近将沉积锰矿分为三个相带(如图716 b)。锰矿在海盆内不同深度的各个相及其厚度变化，取决于盆地底部的倾斜情况。在倾斜平缓的盆底地形上，上述各相可展布数公里，各相带逐渐过渡；而在陡倾斜的情况下，仅能延伸数百米，各相带迅速变化。磷块岩的沉积矿床按麦凯尔维(