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矿物岩石学5
矿物岩石学 授课教师:邱世藩 2013年上学期 第四章 矿物的成因和分类 【内容摘要与学习要求】 各种矿物都是在不同的地质作用中形成的,矿物特征上有形成作用留下的痕迹。研究成矿规律,有助于人们对矿产的勘探。本章主要对形成矿物的地质作用、矿物的形成方式、矿物的共生组合、标型特征以及矿物的晶体化学分类等进行阐述,并简要介绍了矿物的命名方法。本章重点学习内容是矿物的形成作用及矿物组合特征和矿物的分类 第一节 成矿作用及方式 地球的化学元素在不同的地质作用下,以不同的方式相互结合而成特定的某些矿物,并组成相应的岩石和富集成各种矿产。已经形成的矿物,在各种地质作用条件下,会被破坏、分解、演化成新的地质体。不同的地质作用条件将出现在不同矿物的形成及其组合,这是确定矿物成因的主要依据 通常根据形成矿物的地质作用性质和能量来源不同,将其分为内生作用、外生作用和变质作用 内生作用的能量来自地球内部热量、压力及放射性,但是热量在地质作用中占主导地位,因而内生作用又分为与岩浆活动有关的岩浆作用和变质作用。 外生作用又称为表生作用,其能量来自地球外部,如:太阳能、水、大气和生物等所产生的作用 一、内生成矿作用 内生成矿作用主要是指由地球内部热能形成的岩浆引起矿物形成的各种地质作用。由于物理化学条件变化很大,所以形成的矿物也不尽相同。一般来说,岩浆的凝结和成矿作用根据其物理化学条件不同,可分为岩浆成矿作用、伟晶成矿作用、热液成矿作用等 (一)岩浆成矿作用 岩浆成矿作用是指岩浆熔融体在冷凝条件下结晶形成矿物的作用 岩浆:来自地球深处、高温、高压、成分相当复杂的富含挥发组分的硅酸盐熔融体 岩浆由地球深处向地表侵入的过程中,使地壳内部原有地层的物理、化学平衡状态被打破,岩浆中的各种组分便以不同的化学形式和物理状态彼此分离,形成不同的矿物及组合,并构成不同的岩石类型,从而形成了一系列的岩浆岩和相伴产出的一系列矿物(或叫内生矿物) 当岩浆沿裂缝向上运动时,上覆地层温度、压力随高度逐渐降低,在岩浆冷凝过程中不容熔点的矿物依次结晶,成岩的矿物主要是硅酸盐 岩浆作用早期形成的为铁、镁矿物,如橄榄石、斜方辉石等;中期结晶形成的为含钙矿物,如基性斜长石、单斜辉石、角闪石等;末期形成的为含钾、钠的矿物,如酸性斜长石、钾长石、白云母等,岩浆中过剩的SiO2则形成石英(鲍温反应序列) 地球的内部圈层结构 地幔热对流 岩浆活动 火山作用是岩浆作用的一种特殊形式。在岩浆高压力作用下,岩浆沿地壳薄弱带上升至近地表或溢出地面,甚至喷向空中。由于外部压力骤然下降,冷却速度急剧加快,除形成大量与侵入岩类似的矿物外,还形成了透长石、磷石英等高温相矿物。而且,除含斑晶的岩矿外,一般火山作用还形成结晶颗粒细小的矿物。 岩浆流动 鲍温反应序列 (二)伟晶成矿作用 伟晶成矿作用是指岩浆结晶作用的末期,残余岩浆在地下较深处的高温(约400~700oC)、高压(外压力大于内压力)条件下形成一系列粗大晶体矿物的作用,伟晶作用形成的岩石称为伟晶岩。 (三)热液成矿作用 热液成矿作用是指热液在地表下0.5~8km处,在较低温度(50~400oC)和较低压力下,从围岩裂隙中析出或与围岩反应生成一系列矿物的作用。 地壳中热液作用多种多样,按热液来源不同,可分为岩浆后期热液、变质热液和地下水热液等。 热液是岩浆后期的热液,即岩浆侵入并在冷却的过程中分泌出的以H2O为主的、成分复杂的挥发性气水溶液。这些气水溶液当温度下降到岁的临界温度(374℃)以下时,就转变成热水溶液。由热液作用形成的矿物成为热液矿物 热液作用按温度、矿物及组合可分为: (1)高温热液作用 (2)中温热液作用 (3)低温热液作用 二、外生成矿作用(表生作用) 外生作用发生在地壳的表层或近地表处的环境中,是在常温、常压下进行的,并在H2O、O2、CO2及太阳能、生物和有机质的参与下导致矿物形成的各种地质作用的总称。其结果是先形成的矿物在外生成矿作用下便会受到破坏、分解和改组,形成一系列稳定与新环境的矿物。 外生作用主要包括风化成矿作用和沉积成矿作用 (一)风化成矿作用 风化作用形成的矿物,不仅取决于原岩的成分,而且也取决于风化条件,尤其是气候条件。 (二)沉积成矿作用 沉积作用是指矿物和岩石在风化作用过程中所形成的风化产物,经水流、空气等介质搬运,并在地表适当条件下发生堆积的作用 沉积作用形成一系列沉积矿床。根据沉积方式的不同,可分为机械沉积作用、化学沉积作用(包括胶体沉积在内)和生物化学沉积作用 三、变质成矿作用 地壳早期已经形成的矿物和岩石,由于构造运动或岩浆侵入等地球内部营力作用的影响,在地表以下一定深度内已经存在的岩石在基本保持固态的情况下,发生结构、构造或矿物成分的改变,这一变化过程称为变质作用。变质作用类型比较所,其中与矿物形成有关
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