矿物的成因等幻灯片.ppt
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1、第十五章第十五章 矿物的成因矿物的成因o形成矿物的地质作用形成矿物的地质作用o矿物的成因信息(矿物形成历史推测)矿物的成因信息(矿物形成历史推测)o矿物的稳定与变化矿物的稳定与变化1一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用内生作用:内生作用:地球内部热能所导致的各种地质作用,包括:地球内部热能所导致的各种地质作用,包括:岩浆作用、伟晶作用、热液作用、火山作用岩浆作用、伟晶作用、热液作用、火山作用等。等。2一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用1、岩浆作用:、岩浆作用:岩浆冷却结晶形成矿物的作用。岩浆冷却结晶形成矿物的作用。岩浆:岩浆:是在地下深处形成的、以硅酸盐为主要成分、含是在地下
2、深处形成的、以硅酸盐为主要成分、含挥发分的高温高压熔融体。沿断裂上升时由于温压降挥发分的高温高压熔融体。沿断裂上升时由于温压降低而冷却结晶形成矿物。低而冷却结晶形成矿物。岩浆结晶分异作用:岩浆结晶分异作用:岩浆结晶不是等成分结晶的,有成岩浆结晶不是等成分结晶的,有成分分异现象,一般先结晶富分分异现象,一般先结晶富Fe、Mg的、后结晶富的、后结晶富Si的:的:橄榄石辉石角闪石黑云母微斜长石石英;橄榄石辉石角闪石黑云母微斜长石石英;基性斜长石中性斜长石酸性斜长石基性斜长石中性斜长石酸性斜长石3一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用岩浆作用所形成的矿床:岩浆作用所形成的矿床:金属矿床:金属矿床
3、:Pt族、铬铁矿、磁铁矿、族、铬铁矿、磁铁矿、Cu-Ni硫化物等。硫化物等。非金属矿床:橄榄石、石榴子石等。非金属矿床:橄榄石、石榴子石等。4一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用2、伟晶作用:、伟晶作用:富含挥发分的(较稀)岩浆在地下富含挥发分的(较稀)岩浆在地下较深部的高温高压条件下结晶大矿物晶体的作用。较深部的高温高压条件下结晶大矿物晶体的作用。与岩浆作用的区别:与岩浆作用的区别:更富含挥发分、形成深度较浅、更富含挥发分、形成深度较浅、结晶环境封闭、结晶作用缓慢、形成的矿物晶体粗结晶环境封闭、结晶作用缓慢、形成的矿物晶体粗大。大。一般来说,岩浆作用后期,岩浆将更富含挥发分一般来说,
4、岩浆作用后期,岩浆将更富含挥发分与硅质,进入伟晶作用阶段。与硅质,进入伟晶作用阶段。5一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用伟晶作用形成的主要矿物:伟晶作用形成的主要矿物:富富Si、K、Na、OH、F、Cl、稀土元素等矿物,并且颗粒粗大:、稀土元素等矿物,并且颗粒粗大:石英、长石、石英、长石、白云母、电器石、黄玉、绿柱石等。白云母、电器石、黄玉、绿柱石等。伟晶作用所形成的矿床:伟晶作用所形成的矿床:大晶体、宝玉石矿床(即利大晶体、宝玉石矿床(即利用的是其大晶体本身,并不是提炼其化学成分)。用的是其大晶体本身,并不是提炼其化学成分)。6一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用3、热液作
5、用:、热液作用:不是岩浆,而是水液气液形成矿物不是岩浆,而是水液气液形成矿物的作用。的作用。热液的来源:热液的来源:岩浆期后热液、火山热液、变质热液、岩浆期后热液、火山热液、变质热液、地下水热液。地下水热液。如果是岩浆期后热液,则是由岩浆作如果是岩浆期后热液,则是由岩浆作用演化而来:用演化而来:岩浆作用伟晶作用热液作用岩浆作用伟晶作用热液作用 温压降低、深度变浅、挥发分富集温压降低、深度变浅、挥发分富集7一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用热液作用形成的主要矿物及矿床:热液作用形成的主要矿物及矿床:高温热液:高温热液:W、Sn、Bi、Mo的氧化物、硫化物;的氧化物、硫化物;中温热液:中
6、温热液:Cu、Pb、Zn硫化物;硫化物;低温热液:低温热液:As、Sb、Hg、Ag硫化物。硫化物。到热液阶段,也有一些硅酸盐矿物:石英、长石、到热液阶段,也有一些硅酸盐矿物:石英、长石、白云母等。白云母等。8一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用4、火山作用:、火山作用:岩浆沿地壳脆弱带直接上侵至地面岩浆沿地壳脆弱带直接上侵至地面或喷出地表,迅速冷凝结晶形成矿物的作用。或喷出地表,迅速冷凝结晶形成矿物的作用。火山作用形成的矿物特点:火山作用形成的矿物特点:颗粒细小,甚至形成非晶颗粒细小,甚至形成非晶质的火山玻璃,有斑状构造,斑晶为在地下深处早质的火山玻璃,有斑状构造,斑晶为在地下深处早期
7、结晶的矿物。火山作用过程形成的矿物都是高温期结晶的矿物。火山作用过程形成的矿物都是高温低压相。低压相。9一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用火山作用可以将地下深处高温高压形成的矿物,如金火山作用可以将地下深处高温高压形成的矿物,如金刚石,带至地表,使其在常温常压下刚石,带至地表,使其在常温常压下准稳定准稳定下来。下来。这种高温高压矿物如果不是被火山作用迅速带至地这种高温高压矿物如果不是被火山作用迅速带至地表,则在温压缓慢降低的过程中失去稳定性而不能表,则在温压缓慢降低的过程中失去稳定性而不能够在地表稳定。够在地表稳定。所以,金刚石矿床都与深成的火山岩(金伯利岩)有所以,金刚石矿床都与深
8、成的火山岩(金伯利岩)有关。关。10一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用外生作用:外生作用:地表或近地表处由于太阳能、水、大气和生地表或近地表处由于太阳能、水、大气和生物作用参与的形成矿物的地质作用,包括:物作用参与的形成矿物的地质作用,包括:风化作用、沉积作用风化作用、沉积作用。11一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用1、风化作用:、风化作用:原先形成的矿物、岩石在太阳能、原先形成的矿物、岩石在太阳能、水、大气和生物等作用下发生机械破碎、化学分解,水、大气和生物等作用下发生机械破碎、化学分解,被溶解、粉碎的成分被流水带走,留下的成分重新被溶解、粉碎的成分被流水带走,留下的成分
9、重新组合、改造成新的矿物、岩石。组合、改造成新的矿物、岩石。不同矿物抗风化能力不同:不同矿物抗风化能力不同:硫化物最易被风化,氧化硫化物最易被风化,氧化物、硅酸盐较稳定。物、硅酸盐较稳定。12一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用 硫化物风化后形成氧化物、氢氧化物、碳酸盐等。硫化物风化后形成氧化物、氢氧化物、碳酸盐等。如黄铜矿如黄铜矿CuFeS2风化形成赤铜矿风化形成赤铜矿Cu2O和孔雀石和孔雀石Cu2CO3(OH)2,黄铁矿黄铁矿FeS2风化形成褐铁矿风化形成褐铁矿(FeOOH)。)。风化带:风化带:土壤层土壤层 机械风化机械风化+化学风化化学风化+生物风化生物风化 地表地表 残积层残
10、积层 机械风化机械风化+化学风化化学风化 半风化层半风化层 机械风化机械风化 原岩原岩 地下地下13一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用2、沉积作用:、沉积作用:风化产物(被溶解、粉碎的成分)被流风化产物(被溶解、粉碎的成分)被流水、冰川、生物狭带,搬运至适当的环境下沉积下来,水、冰川、生物狭带,搬运至适当的环境下沉积下来,形成新的矿物、岩石。形成新的矿物、岩石。机械沉积:机械沉积:风化中被粉碎的难溶物质因流水减速等因素而沉风化中被粉碎的难溶物质因流水减速等因素而沉积。如:砂岩。积。如:砂岩。化学沉积:化学沉积:风化中被溶解的成分因化学环境改变、干旱蒸发风化中被溶解的成分因化学环境改变
11、、干旱蒸发过饱和等因素而沉积下来。如:石盐、石膏。过饱和等因素而沉积下来。如:石盐、石膏。生物沉积:生物沉积:生物体直接沉积、或生物作用导致化学环境改变生物体直接沉积、或生物作用导致化学环境改变而使其他物质沉积。如:硅藻土、磷灰石。而使其他物质沉积。如:硅藻土、磷灰石。14一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用变质作用:变质作用:在地下深处的已形成的矿物,由于在地下深处的已形成的矿物,由于温压条件改变及岩浆活动等因素,使其在温压条件改变及岩浆活动等因素,使其在基本保基本保持固态持固态的情况下发生成分、结构的变化而形成新的情况下发生成分、结构的变化而形成新的矿物。的矿物。15一、形成矿物的
12、地质作用一、形成矿物的地质作用1、接触变质:、接触变质:岩浆与围岩的接触带上发生的变质岩浆与围岩的接触带上发生的变质作用。包括:作用。包括:热变质作用热变质作用 接触交代变质接触交代变质16一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用热变质作用热变质作用岩浆与围岩之间只有热能交换,岩浆与围岩之间只有热能交换,基本上无物质交换,围岩一般受热能影响而发基本上无物质交换,围岩一般受热能影响而发生重结晶(如灰岩变质为大理岩),也可形成生重结晶(如灰岩变质为大理岩),也可形成新矿物(如泥岩变质为红柱石)新矿物(如泥岩变质为红柱石).17一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用接触交代变质接触交代变质
13、岩浆与围岩有物质交换,在交岩浆与围岩有物质交换,在交代作用的基础上形成一系列新矿物,最典型的代作用的基础上形成一系列新矿物,最典型的代表是酸性岩浆(代表是酸性岩浆(SiO4,K,Na)与碳酸盐围)与碳酸盐围岩岩(CaCO3,MgCO3)之间的接触交代之间的接触交代变质,形成变质,形成夕卡岩夕卡岩,因为这两种岩石成分反差,因为这两种岩石成分反差大,交代作用的化学活力也大,交代作用明显。大,交代作用的化学活力也大,交代作用明显。思考:思考:夕卡岩里应该有哪些矿物?夕卡岩里应该有哪些矿物?18一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用2、区域变质:、区域变质:由于区域构造运动引起的大面由于区域构造
14、运动引起的大面积范围内发生的变质作用。积范围内发生的变质作用。温压条件改变是发生区域变质作用的主要因素,可温压条件改变是发生区域变质作用的主要因素,可以根据温压不同划分变质相:低级变质相、高级以根据温压不同划分变质相:低级变质相、高级变质相等等,各变质相有一些特征变质矿物及矿变质相等等,各变质相有一些特征变质矿物及矿物组合帮助我们判断,如绿泥石、红柱石代表低物组合帮助我们判断,如绿泥石、红柱石代表低级变质,刚玉、夕线石、蓝闪石代表高级变质。级变质,刚玉、夕线石、蓝闪石代表高级变质。19一、形成矿物的地质作用一、形成矿物的地质作用区域变质矿物不仅与温压有关,还与原岩有关,区域变质矿物不仅与温压有
15、关,还与原岩有关,原岩富原岩富Al、Si,则形成红柱石、夕线石、刚玉,则形成红柱石、夕线石、刚玉等,原岩富等,原岩富Mg、Fe,则形成绿泥石、蓝闪石,则形成绿泥石、蓝闪石等。等。20二、矿物的成因信息:二、矿物的成因信息:形成矿物的地质作用、地质过程是不能再现形成矿物的地质作用、地质过程是不能再现的,我们研究矿物的成因,主要是根据包含在的,我们研究矿物的成因,主要是根据包含在矿物里面的一些成因信息来推测矿物的形成条矿物里面的一些成因信息来推测矿物的形成条件、形成历史。件、形成历史。21二、矿物的成因信息:二、矿物的成因信息:矿物的时空关系:矿物的时空关系:1、矿物的生成顺序:、矿物的生成顺序:
16、生成的先后关系。判断标志:生成的先后关系。判断标志:空间位置,穿插关系,自形程度,交代关系。空间位置,穿插关系,自形程度,交代关系。(图片图片)2、矿物的世代:、矿物的世代:同一地质体中,同种矿物在形成同一地质体中,同种矿物在形成时间上的先后关系。例如:花岗岩中的石英与时间上的先后关系。例如:花岗岩中的石英与后期石英脉中的石英为两个世代,这是根据产后期石英脉中的石英为两个世代,这是根据产状来判断的。状来判断的。3、矿物的共生:、矿物的共生:同一成因、同一成矿期所形成的同一成因、同一成矿期所形成的不同矿物在空间上共存。不同矿物在空间上共存。4、矿物的伴生:、矿物的伴生:不同成因、不同成矿期所形成
17、的不同成因、不同成矿期所形成的不同矿物在空间上共存。如黄铜矿与孔雀石。不同矿物在空间上共存。如黄铜矿与孔雀石。22返回请同学们根据图片判断生成顺序请同学们根据图片判断生成顺序23二、矿物的成因信息:二、矿物的成因信息:矿物的标型性:矿物的标型性:1、标型矿物:、标型矿物:某些矿物只在某种特定的地质作用中形成与稳某些矿物只在某种特定的地质作用中形成与稳定,它的出现就指示了这种地质条件,如:斯石英指示高定,它的出现就指示了这种地质条件,如:斯石英指示高压冲击变质条件,辰砂、辉锑矿只在低温热液条件形成。压冲击变质条件,辰砂、辉锑矿只在低温热液条件形成。2、标型矿物共生组合:、标型矿物共生组合:某些矿
18、物共生组合只出现在某种特定某些矿物共生组合只出现在某种特定的地质作用中,这种组合一旦出现,就可指示地质条件,的地质作用中,这种组合一旦出现,就可指示地质条件,如:镁橄榄石金云母铬镁铝榴石铬次透辉石等,就如:镁橄榄石金云母铬镁铝榴石铬次透辉石等,就指示金刚石的形成条件。指示金刚石的形成条件。3、矿物的标型特征:、矿物的标型特征:同种矿物在不同的地质条件下形成时可同种矿物在不同的地质条件下形成时可具有不同的结构、成分、物性特点,这些特点可反映形成具有不同的结构、成分、物性特点,这些特点可反映形成条件。例如:白云母的晶胞参数条件。例如:白云母的晶胞参数b0随压力升高而增大;电随压力升高而增大;电器石
19、的颜色与温度有关,等等。器石的颜色与温度有关,等等。24二、矿物的成因信息:二、矿物的成因信息:注意标型矿物与矿物的标型特征的区别:注意标型矿物与矿物的标型特征的区别:标型矿物强调矿物的单一成因性,而矿物的标标型矿物强调矿物的单一成因性,而矿物的标型特征则要求矿物多成因性。型特征则要求矿物多成因性。另外,某些标型矿物共生组合、矿物的标型性另外,某些标型矿物共生组合、矿物的标型性可得到具体的矿物形成温度、压力,这叫地可得到具体的矿物形成温度、压力,这叫地质温、压计,如:红柱石蓝晶石夕线石质温、压计,如:红柱石蓝晶石夕线石3者共生,则根据相图可确定温度压力(者共生,则根据相图可确定温度压力(相相图
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