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1、沉积矿床胶体化学本讲稿第一页，共四十页v 机械沉积矿床机械沉积矿床v 胶体化学沉积矿床胶体化学沉积矿床v 蒸发沉积矿床蒸发沉积矿床v 生物化学沉积矿床生物化学沉积矿床沉沉 积积 矿矿 床床 的的 主主 要要 类类 型型本讲稿第二页，共四十页v概述概述v 胶体化学沉积矿床形成条件胶体化学沉积矿床形成条件 v 胶体化学沉积矿床类型及特征胶体化学沉积矿床类型及特征 胶胶 体体 化化 学学 沉沉 积积 矿矿 床床本讲稿第三页，共四十页概述概述 胶体溶液胶体溶液 一种颗粒直径介于一种颗粒直径介于11001100mm的分散体系，的分散体系，其性质介于粗分散系（浊液，颗粒直径其性质介于粗分散系（浊液，颗粒直

2、径100100mm）与离子与离子分散系（真溶液，颗粒直径分散系（真溶液，颗粒直径10.2氧化物矿物相带氧化物矿物相带pH 7.07.0Eh 0.2-0.1pH 9.0Eh-3.0-0.5高价铁的氧化物高价铁的氧化物(赤赤铁矿、褐铁矿铁矿、褐铁矿)粗粗细细碎碎屑屑岩岩沉沉积积细细粉粉砂砂质质沉沉积积 铁的硅酸盐铁的硅酸盐(鲕鲕绿泥石绿泥石)pH 7.0 7.0 Eh -0.3 0.0粘粘土土岩岩沉沉积积铁的硫化物铁的硫化物(黄铁矿、黄铁矿、白铁矿白铁矿)-pH Eh-铁的碳酸盐铁的碳酸盐（菱铁矿）（菱铁矿）硅酸盐矿物相带硅酸盐矿物相带碳酸盐矿物相带碳酸盐矿物相带硫化物矿物相带硫化物矿物相带胶胶

3、体体 化化 学学 沉沉 积积 型型 铁铁 矿矿 床床本讲稿第二十页，共四十页v 海相沉积铁矿床主要特征海相沉积铁矿床主要特征分布于地台区和长期遭受剥蚀的造山区分布于地台区和长期遭受剥蚀的造山区矿床产于海侵岩系的底部，含矿岩系主要为砂页岩系，矿床产于海侵岩系的底部，含矿岩系主要为砂页岩系，规模大，层位稳定，延长达几十至几百规模大，层位稳定，延长达几十至几百kmkm矿体呈层状赋存于含矿岩系中，厚几至几十米不等矿体呈层状赋存于含矿岩系中，厚几至几十米不等矿石主要由赤铁矿组成，伴生鲕绿泥石、菱铁矿、石英、矿石主要由赤铁矿组成，伴生鲕绿泥石、菱铁矿、石英、方解石、黄铁矿等，矿石品位高、方解石、黄铁矿等，

4、矿石品位高、P P杂质含量低、杂质含量低、质量好质量好矿石呈鲕状、肾状和块状构造矿石呈鲕状、肾状和块状构造 北方的北方的“宣龙式宣龙式”（ChchChch）;南方南方“宁乡式宁乡式”（DD）胶胶 体体 化化 学学 沉沉 积积 型型 铁铁 矿矿 床床本讲稿第二十一页，共四十页图 河北宣龙铁矿床地质剖面图 本讲稿第二十二页，共四十页图 我国南方宁乡式铁矿剖面图 本讲稿第二十三页，共四十页海相沉积铁矿床的成矿机理v 沉积铁矿床的化学沉积说沉积铁矿床的化学沉积说（1 1）地壳表层，）地壳表层，FeFe2+2+化合物容易形成硫酸盐或重碳酸盐的真溶化合物容易形成硫酸盐或重碳酸盐的真溶 液被搬运，液被搬运，

5、FeFe3+3+很难溶解，大部分呈胶体溶液被搬运很难溶解，大部分呈胶体溶液被搬运（2 2）由于地表水中含大量游离氧，铁的各种溶解的盐类大多被）由于地表水中含大量游离氧，铁的各种溶解的盐类大多被 氧化、水解成氧化、水解成Fe(OH)Fe(OH)3 3胶体被地表水搬运胶体被地表水搬运（3 3）一定数量的）一定数量的腐植酸腐植酸可起到护胶作用，使胶体在水中作长距可起到护胶作用，使胶体在水中作长距 离的搬运。腐植酸过量或过少可引起沉淀离的搬运。腐植酸过量或过少可引起沉淀（4 4）铁的胶体溶液被搬运至湖、海盆地中时，）铁的胶体溶液被搬运至湖、海盆地中时，FeFe3+3+胶体溶液胶体溶液 由于海水中电解质

6、中和或湖水中腐植酸过量而沉淀由于海水中电解质中和或湖水中腐植酸过量而沉淀本讲稿第二十四页，共四十页v 鲕状构造成因鲕状构造成因（1 1）动荡环境成鲕说）动荡环境成鲕说 鲕粒粒径大小不一，为水体动荡分选的结果 鲕状铁矿内常有菱铁矿和鲕状赤铁矿的角砾碎片 常见复鲕构造 矿石中可见斜层理（2 2）成岩作用成鲕说）成岩作用成鲕说 鲕粒具明显多壳层构造，单层由赤铁矿、菱铁矿、绿泥石、玉髓等组成 鲕粒是在成岩作用时，成矿物质进行剧烈再分配的结果 物质再分配的原因是淤泥和孔隙水物理化学性质的多阶段变化 （3 3）细菌和生物成鲕说）细菌和生物成鲕说 海相沉积铁矿床的成矿机理本讲稿第二十五页，共四十页胶胶 体体

7、 化化 学学 沉沉 积积 型型 铁铁 矿矿 床床v 湖沼相沉积铁矿床湖沼相沉积铁矿床地表水搬运的铁胶体在湖沼盆地边缘浅水地带沉积地表水搬运的铁胶体在湖沼盆地边缘浅水地带沉积 常与煤常与煤系地层伴生系地层伴生矿体呈透镜状、薄层状矿体呈透镜状、薄层状 规模较小规模较小矿石常呈鲕状、结核状构造矿石常呈鲕状、结核状构造 矿石矿物主要为赤铁矿、褐矿石矿物主要为赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿铁矿、菱铁矿品位不稳定品位不稳定 杂质含量高杂质含量高 矿石质量差矿石质量差 工业意义不大工业意义不大淮南淮南C CP P煤系地层中的菱铁矿矿床煤系地层中的菱铁矿矿床 辽宁抚顺地区第三纪煤系中的菱铁矿矿床辽宁抚顺地区第三纪煤系

8、中的菱铁矿矿床本讲稿第二十六页，共四十页胶胶 体体 化化 学学 沉沉 积积 型型 锰锰 矿矿 床床是世界上主要的锰资源是世界上主要的锰资源锰的化学性质与铁相似（锰矿石中常含铁）锰的化学性质与铁相似（锰矿石中常含铁）锰的克拉克值远较铁低（为铁的锰的克拉克值远较铁低（为铁的1/501/50），内），内生矿床的几率比铁小得多；表生条件下沉积锰生矿床的几率比铁小得多；表生条件下沉积锰矿分布十分广泛矿分布十分广泛锰在海盆中的位置比铁距海岸更远些；锰比铁锰在海盆中的位置比铁距海岸更远些；锰比铁沉积更晚些沉积更晚些本讲稿第二十七页，共四十页化学沉积型锰矿床的矿物相分带软锰矿软锰矿-硬锰矿矿石相带（硬锰矿矿石

9、相带（Mn4）,含锰高，杂质少含锰高，杂质少水锰矿矿石相带水锰矿矿石相带(Mn4、Mn2)矿石质量较差矿石质量较差碳酸盐矿石相带碳酸盐矿石相带(Mn2)，含锰量低，杂质含量高含锰量低，杂质含量高沉积锰矿床的相变示意图沉积锰矿床的相变示意图沉积锰矿床的相变示意图沉积锰矿床的相变示意图本讲稿第二十八页，共四十页v 沉积型锰矿床的主要类型沉积型锰矿床的主要类型 1、湖相沉积型锰矿床 产于内陆湖盆地沉积岩系中（砂岩、砂页岩、粘土岩）产于内陆湖盆地沉积岩系中（砂岩、砂页岩、粘土岩）矿体呈透镜状、扁豆状，厚度变化大矿体呈透镜状、扁豆状，厚度变化大 矿石矿物主要是锰菱铁矿矿石矿物主要是锰菱铁矿 矿床规模小，

10、矿石平均品位低且变化大，工业意义不大矿床规模小，矿石平均品位低且变化大，工业意义不大 主要成矿时代主要成矿时代 Z Z（PtPt）、）、P P、K K、E E、N N 山西省石盒子组（山西省石盒子组（P P2 2s s）中的锰矿床中的锰矿床胶胶 体体 化化 学学 沉沉 积积 型型 锰锰 矿矿 床床本讲稿第二十九页，共四十页v 海相沉积型锰矿床（1）分布于浅海近岸地带的古陆边缘分布于浅海近岸地带的古陆边缘（2 2）位于沉积间断之上的海进层序的底部或上部，具固定层位）位于沉积间断之上的海进层序的底部或上部，具固定层位 瓦房子锰矿（瓦房子锰矿（PtPt3 3）、）、湘潭锰矿（湘潭锰矿（Z Z）、）、

11、遵义锰矿（遵义锰矿（P P2 2煤系地层）煤系地层）（3 3）矿体呈层状、似层状、透镜状、饼状，由单层或多层组成，）矿体呈层状、似层状、透镜状、饼状，由单层或多层组成，空间延伸很远空间延伸很远（4 4）矿石类型有原生氧化物矿石、原生碳酸盐矿石和次生氧化物）矿石类型有原生氧化物矿石、原生碳酸盐矿石和次生氧化物 矿石。矿石矿物主要为硬锰矿、软锰矿、水锰矿、菱锰矿等矿石。矿石矿物主要为硬锰矿、软锰矿、水锰矿、菱锰矿等 矿石具鲕状或块状构造矿石具鲕状或块状构造（5 5）规模大）规模大 品位高品位高 锰资源的主要来源锰资源的主要来源胶胶 体体 化化 学学 沉沉 积积 型型 锰锰 矿矿 床床本讲稿第三十页

12、，共四十页瓦瓦房房子子锰锰矿矿地地层层柱柱状状图图本讲稿第三十一页，共四十页 本讲稿第三十二页，共四十页v 现代深海沉积的锰质结核矿床（1870年首次发现）（1）广泛分布于海洋底部的某些海区，以太平洋最有分布于海洋底部的某些海区，以太平洋最有 工业意义工业意义（2 2）大洋中约有锰结核）大洋中约有锰结核1.7101.7101212t t，其中含其中含Mn 410Mn 4101111t t，Ni 1.6410 Ni 1.64101010t t，Cu 8810Cu 88108 8t t，Co 5810 Co 58108 8t t，以及以及FeFe、BaBa、ZnZn、MoMo等等2020余种有用金

13、属及余种有用金属及1010余种余种 稀有分散金属及放射性金属稀有分散金属及放射性金属 每年约有每年约有1101108 8t t的锰结核在继续堆积的锰结核在继续堆积 胶胶 体体 化化 学学 沉沉 积积 型型 锰锰 矿矿 床床本讲稿第三十三页，共四十页世界洋底锰结核分布图黑十字为岩芯取样位置，黑园点为挖泥船取样位置本讲稿第三十四页，共四十页（3 3）结核大小）结核大小0.1-300.1-30cmcm不等，最大不等，最大850850kgkg；呈不规则球状呈不规则球状 或饼状；棕或饼状；棕-黑色，黑色，土状多孔，比重土状多孔，比重2-32-3（4 4）结核具凝胶状结构，）结核具凝胶状结构，同心构造，核

14、为火同心构造，核为火 山熔岩、碎屑及生山熔岩、碎屑及生 物残骸，外壳主要物残骸，外壳主要 为锰、铁矿物、有为锰、铁矿物、有 机质、粘土矿物等机质、粘土矿物等胶胶 体体 化化 学学 沉沉 积积 型型 锰锰 矿矿 床床本讲稿第三十五页，共四十页胶体化学胶体化学 沉积型沉积型 铝土矿铝土矿 矿床矿床在内动力地质作用中，Al2O3和SiO2易于结合成铝硅酸盐矿物；在外动力地质作用下，则二者易分离，形成铝的氧化物和氢氧化物富含铝的氢氧化物的红土型风化壳受剥蚀时，铝的氢氧化物便成为机械悬浮物或在腐植酸保护下呈胶体状态被搬运至湖海盆地中本讲稿第三十六页，共四十页胶体化学胶体化学 沉积型沉积型 铝土矿铝土矿

15、矿床矿床pH值为4.17，Eh较低以及有大量电解质存在的地质环境中，呈氢氧化铝（水铝石、一水软铝石、一水硬铝石）沉淀出来，形成沉积铝土矿海滨地区为最有利的成矿环境（大量电解质 pH接近于7）本讲稿第三十七页，共四十页沉积型铝土矿矿床的主要类型沉积型铝土矿矿床的主要类型（1）湖相沉积型铝土矿矿床）湖相沉积型铝土矿矿床 产于内陆湖盆地中产于内陆湖盆地中产于内陆湖盆地中产于内陆湖盆地中 与陆相沉积的砂岩、页岩互层，与陆相沉积的砂岩、页岩互层，与陆相沉积的砂岩、页岩互层，与陆相沉积的砂岩、页岩互层，或产于煤系中或产于煤系中或产于煤系中或产于煤系中 ，延伸一般不稳定延伸一般不稳定延伸一般不稳定延伸一般不

16、稳定v 矿石由三水铝石和一水铝石组成矿石由三水铝石和一水铝石组成vv 矿床规模小，工业意义较差矿床规模小，工业意义较差矿床规模小，工业意义较差矿床规模小，工业意义较差 胶体化学胶体化学 沉积型沉积型 铝土矿铝土矿 矿床矿床本讲稿第三十八页，共四十页（2 2 2 2）海相沉积型铝土矿矿床）海相沉积型铝土矿矿床）海相沉积型铝土矿矿床）海相沉积型铝土矿矿床 比沉积铁矿床更靠岸，产于海盆地边缘，滨海沼泽相下部，比沉积铁矿床更靠岸，产于海盆地边缘，滨海沼泽相下部，比沉积铁矿床更靠岸，产于海盆地边缘，滨海沼泽相下部，比沉积铁矿床更靠岸，产于海盆地边缘，滨海沼泽相下部，下伏岩层常为灰岩下伏岩层常为灰岩下伏岩

17、层常为灰岩下伏岩层常为灰岩 矿体呈厚层状、似层状、透镜状，规模大矿体呈厚层状、似层状、透镜状，规模大矿体呈厚层状、似层状、透镜状，规模大矿体呈厚层状、似层状、透镜状，规模大 矿石矿物主要为一水铝石，具鲕状、豆状、块状构造矿石矿物主要为一水铝石，具鲕状、豆状、块状构造矿石矿物主要为一水铝石，具鲕状、豆状、块状构造矿石矿物主要为一水铝石，具鲕状、豆状、块状构造 我国铝土矿主要形成于我国铝土矿主要形成于我国铝土矿主要形成于我国铝土矿主要形成于C C C C、P P P P，共分七层（共分七层（共分七层（共分七层（A A A A、B B B B、C C C C、D DD D、E E E E、F F F

18、 F、G GG G层），以层），以层），以层），以GGGG层工业意义最大层工业意义最大层工业意义最大层工业意义最大 山东淄博、山西太原地区、广西平果、贵州、河南等地山东淄博、山西太原地区、广西平果、贵州、河南等地山东淄博、山西太原地区、广西平果、贵州、河南等地山东淄博、山西太原地区、广西平果、贵州、河南等地 胶体化学胶体化学 沉积型沉积型 铝土矿铝土矿 矿床矿床本讲稿第三十九页，共四十页胶体化学沉积矿床主要内容1 1、胶体化学沉积矿床的概念胶体化学沉积矿床的概念2 2、胶体化学沉积矿床的成矿物质的搬运、沉淀富集机、胶体化学沉积矿床的成矿物质的搬运、沉淀富集机制制3 3、胶体化学沉积矿床的矿床类型、胶体化学沉积矿床的矿床类型4 4、胶体化学沉积矿床的基本特征、胶体化学沉积矿床的基本特征5 5、沉积型铁矿床、锰矿床的矿物相分带及其影沉积型铁矿床、锰矿床的矿物相分带及其影 响因素响因素本讲稿第四十页，共四十页