第四章矿物的标型性.pptVIP

第四章 矿物的标型性 矿物的标型性研究，是20世纪矿物学发展以来的重要成就之一。 这是因为矿物标型性的研究成果，对于阐明岩石和矿床等地质体的成因，指导找矿与勘探，评价工业矿床，建立矿物地质温度计和压力计，以及研究矿物成因分类等方面，具有重要的理论和实际意义。 本章将首先在概述矿物标型学说的基础上，着重论述矿物的化学成分、晶体结构、晶体形态以及物理性质等方面的标型特征，并适当探讨其形成机理。然后概略说明矿物标型的实际应用。 第一节 矿物标型学说概述 一、矿物标型学说发展现状 矿物标型学说是关于标型矿物、标型矿物共生组合和矿物标型特征三个主要方面研究内容的理论，这三个方面都是能够反映矿物或地质体的一定成因特征的矿物学标志。 标型(typomorph)：贝克(1903)提出。他在研究变质岩时，曾把在一定的物理化学条件下所形成的变质岩石组合，冠以“标型岩石”之称。其涵义是指反映形成条件的标志。 标型性(typomorphism)：费尔斯曼(1936)提出。他在研究伟晶岩发育过程中发现：随着残余岩浆温度的降低，所形成的矿物有趋向低级晶系的规律（如等轴晶系→六方晶系→三斜晶系）。他以标型性来表示因矿物形成时的物化条件差异，从而决定了矿物在化学成分、晶体结构、晶体形态和物理性质等相应的特征。后来人们往往把标型性作为泛指矿物本身及其种种性质所反映的有关矿物成因的各种信息和标志的专门术语。 矿物标型学说的基本思路在于： ①自然界的矿物和矿物共生组合，均为天然物理化学体系的产物，它们之间必然存在着相互关联与互相依赖的关系。诸如温度、压力、组分浓度、组分化学位、pH、Eh等影响因素。 ②天然矿物既不是化学纯物质，又不是绝对理想结构的物质，它们的物理、化学性质和结构、形态特性自然也就不是绝对不变的属性，将会随着介质和物理化学条件的变更而起变化。 显然，矿物标型学说是在研究矿物的成分、结构、形态等特性与矿物形成条件的相关性的基础上发展起来的。它建立的理论基础主要是矿物晶体化学、地球化学和物理化学。 当前，国内外矿物标型性研究的基本动向是： 其一，由研究矿物标型性的统计资料积累阶段逐渐转变为建立矿物标型系列和系统的总结阶段； 其二，随着矿物标型学说本身的发展，产生了一些取决于研究目的和研究方法的独立分支；如矿物晶体化学、地球化学和物理化学。 其三，矿物标型性的研究成果，已广泛而有效地应用于实际地质研究与找矿工作。 二、标型矿物 费尔斯曼于1936年提出。他把在伟晶作用过程中每一个阶段的产物，视为标型矿物。并认为标型矿物可以与地史学中的标准化石相类比，藉以确定地质地球化学作用的条件和时间。拉姆多尔(1962)正式提出了标型矿物一词，并赋于它是在一定的温度、压力和浓度范围内形成作为特征的定义。同时，在一些矿物学及岩石学文献里, 还出现了“指示矿物”(index mineral)、“标准矿物”(critical mineral，只限于在某种变质作用条件下稳定的矿物)等术语。尽管名词不一，究其含义基本一致，可以把它们视为标型矿物的同义词。 现代一般把标型矿物理解为：只形成和稳定于某种特定的地质环境，或者只在某一特定的地质作用中形成的矿物。显然，标型矿物的这一概念主要强调矿物的单成因性。就是说， 在自然界有些矿物主要趋向于或者只有一种成因，它们可以表征特定的地质作用条件。因此，标型矿物本身就是成因上的标志。例如，铬铁矿主要产于超基性岩中；斯石英专属于高压冲击变质成因，产于陨石冲击坑；辰砂、辉锑矿是低温热液矿床的标志等。 如果只把形成条件特殊、变化范围狭窄的矿物作为真正的标型矿物，那么真正的标型矿物在自然界是非常稀少的，在矿物学领域内的实用价值也是很有限的。例如， 陨钠镁大隅石仅产于上地幔的榴辉岩中。斜锆石为碱性-超基性岩建造岩浆岩和铁磷橄榄岩 (岩浆型磷灰石-磁铁矿矿床)中。 铯沸石为稀有金属伟晶岩中锂辉石-钠长石组合的标型矿物。 硼镁铁矿和遂硼镁石为镁矽卡岩的标型矿物。 辉钨矿为浅成热液矿床的标型矿物(与白钨矿、金红石、自然铋、辉铋矿等共生)。 辉铼铜矿为含铜砂岩的标型矿物。 碳钠铝石是粘土质灰岩和黑色页岩和沉积铝矿床的标型矿物。 黄钾铁矿为干燥地区硫化铁矿床氧化带的标型矿物。 硅镁镍矿则为超基性岩风化壳的标型矿物。 看来，标型矿物定义太窄，能够利用的标型矿物数量太少。应当将代表特定形成条件的概念予以广义, 以扩大标型矿物的数量和实用价值。因此，任何一种标型矿物的具体涵义只有相对意义而并非绝对不变的。 例如，历来人们普遍认为霓石是内生成因的碱性岩浆岩的特征造岩矿物。然而，从1959年开始却在国内外陆续发现了外生成因的霓石。 如海绿石，一直认为是产于浅海沉积物(如砂岩、碳酸岩等)