《结晶学与矿物学》课程教学资源（步进教程，PPT课件）11 矿物的成因标型

第十一章矿物的形成、变化及其成因标型20世纪矿物学发展的重要成就之一，就是系统总结了反映矿物及其所在地质体形成、稳定和变化的地质成因信息，即矿物的成因标型

第十一章 矿物的形成、变化 及其成因标型 20世纪矿物学发展的重要成就之一，就是系 统总结了反映矿物及其所在地质体形成、稳定和变 化的地质成因信息，即矿物的成因标型

第一节矿物的共生组合与形成矿物的地质作用一、矿物组合、共生与伴生的概念：矿物组合：在同一空间范围内共同存在的各种矿物的总和。共生组合：同一成因、同一物理化学条件下（同一成矿阶段）形成的矿物组合：该组合中各矿物之间的关系称共生。矿物的共生应满足同一空间范围分布、同时间形成以及同成因3个基本条件。伴生组合：不同成因、不同物理化学条件下（不同成矿阶段）形成的矿物组合：伴生组合中各矿物之间的关系称伴生。伴生矿物可以出现化学成分上的继承关系有些岩石，、矿床经历了多期次地质作用或几个成矿阶段，使矿物的共生和伴生关系复杂化，导致矿物共生组合划分困难

第一节 矿物的共生组合与形成矿物的地质作用 一、矿物组合、共生与伴生的概念 ❖ 矿物组合：在同一空间范围内共同存在的各种矿物的总和。 ❖ 共生组合：同一成因、同一物理化学条件下（同一成矿阶段） 形成的矿物组合；该组合中各矿物之间的关系称共生。矿物 的共生应满足同一空间范围分布、同时间形成以及同成因3 个基本条件。 ❖ 伴生组合：不同成因、不同物理化学条件下（不同成矿阶段） 形成的矿物组合；伴生组合中各矿物之间的关系称伴生。伴 生矿物可以出现化学成分上的继承关系。 ❖ 有些岩石、矿床经历了多期次地质作用或几个成矿阶段，使 矿物的共生和伴生关系复杂化，导致矿物共生组合划分困难

二、形成矿物的地质作用及其矿物共生组合按能量来源和物理化学条件，一般将地质作用划分为内生作用、外生作用和变质作用，其中，每一种地质作用还可以作进一步划分。在不同的地质作用中形成不同的矿物共生组合（一）内生作用及其矿物共生组合：内生作用是指由地球内部热能所引起的各种地质作用。除了部分火山作用到达地表外，其他内生作用都发生在地球内部即在较高的温度和压力条件下进行的。主要包括岩浆作用伟晶作用和热液作用

二、形成矿物的地质作用及其矿物共生组合 ❖ 按能量来源和物理化学条件，一般将地质作用划分为内生作 用、外生作用和变质作用，其中，每一种地质作用还可以作 进一步划分。在不同的地质作用中形成不同的矿物共生组合。 （一）内生作用及其矿物共生组合 ❖ 内生作用是指由地球内部热能所引起的各种地质作用。除了 部分火山作用到达地表外，其他内生作用都发生在地球内部， 即在较高的温度和压力条件下进行的。主要包括岩浆作用、 伟晶作用和热液作用

1.岩浆作用及其矿物共生组合岩浆作用是指岩浆的形成、运动、变化、直至冷凝结晶的地质过程。岩浆作用为在地壳深处高温（600-1000℃）和高压（5-20x108Pa）下的结晶作用。在岩浆作用中，元素的结晶顺序一般按Mg一Fe一Ca一Na一K的顺序析出。根据岩浆是否喷出地表，岩浆作用进一步分为侵入作用和火山作用。不同化学成分的岩浆形成不同类型的岩浆岩，它们的矿物共生组合也不同

1. 岩浆作用及其矿物共生组合 ❖ 岩浆作用是指岩浆的形成、运动、变化、直至冷凝结晶的地 质过程。 ❖ 岩浆作用为在地壳深处高温（600-1000℃）和高压（5- 20x108Pa）下的结晶作用。在岩浆作用中，元素的结晶顺 序一般按Mg—Fe—Ca—Na—K的顺序析出。 ❖ 根据岩浆是否喷出地表，岩浆作用进一步分为侵入作用和火 山作用。不同化学成分的岩浆形成不同类型的岩浆岩，它们 的矿物共生组合也不同

2.伟晶作用及其矿物共生组合伟晶作用是指由富含挥发组分岩浆的结晶作用或者由大量挥发组分的交代作用、混合岩化作用形成伟晶岩或伟晶岩矿床的作用伟晶作用的形成条件为温度400-700℃，压力1-3x108Pa形成深度为3-8km之间。伟晶作用过程中，形成的矿物特点是晶体颗粒粗大：矿物成分中富含挥发组分：稀有元素明显富集，可形成稀有元素、放射性元素矿床：白云母结晶巨大常见的花岗伟晶岩及其矿床主要由碱性长石、石英云母构成矿物共生组合

2. 伟晶作用及其矿物共生组合 ❖ 伟晶作用是指由富含挥发组分岩浆的结晶作用或者 由大量挥发组分的交代作用、混合岩化作用形成伟 晶岩或伟晶岩矿床的作用。 ❖ 伟晶作用的形成条件为温度400-700℃，压力1-3 x108Pa， 形成深度为3-8 km之间。伟晶作用过程中，形成的矿物特点 是晶体颗粒粗大；矿物成分中富含挥发组分；稀有元素明显 富集，可形成稀有元素、放射性元素矿床；白云母结晶巨大。 ❖ 常见的花岗伟晶岩及其矿床主要由碱性长石、石英、 云母构成矿物共生组合

3.热液作用及其矿物共生组合热液作用是指气水溶液（简称热液）在逐渐冷却或与围岩相互作用过程中形成矿物的地质作用。按热液的温度分为高温热液（600～300℃C）、中温热液（300~200）和低温热液（200~50℃）。：高温热液作用形成的矿物共生组合通常以W、Sn、Fe等的氧化物和含氧盐为主，并可出现Mo、Bi、Fe的硫化物。金属矿物主要有磁铁矿、锡石黑钨矿、赤铁矿、白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂等：非金属矿物主要有石英、长石、角闪石、锂云母等。中温热液作用形成的矿物共生组合通常以大量出现Cu、Pb、Zn的硫化物和硫盐矿物等为特征。金属矿物有黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿自然金等：非金属矿物有石英、方解石、萤石、绢云母、蛇纹石、滑石、菱镁矿等。低温热液作用形成的矿物共生组合通常以出现Hg、Sb、As、Ag硫化物矿物为特征。其中，金属矿物有辉矿、辉银矿、自然银、辰砂等：非金属矿物有雄黄、雌黄、石英、蛋白石、方解石、萤石、重晶石、明矾石、绢云母、高岭石、蒙脱石、伊利石、沸石等

3. 热液作用及其矿物共生组合 ❖ 热液作用是指气水溶液（简称热液）在逐渐冷却或与围岩相互作用过程 中形成矿物的地质作用。按热液的温度分为高温热液（600～300℃）、 中温热液（300～200℃）和低温热液（200～50℃）。 ❖ 高温热液作用形成的矿物共生组合通常以W、Sn、Fe等的氧化物和含氧 盐为主，并可出现Mo、Bi、Fe的硫化物。金属矿物主要有磁铁矿、锡石、 黑钨矿、赤铁矿、白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂等；非金 属矿物主要有石英、长石、角闪石、锂云母等。 ❖ 中温热液作用形成的矿物共生组合通常以大量出现Cu、Pb、Zn的硫化 物和硫盐矿物等为特征。金属矿物有黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、 自然金等；非金属矿物有石英、方解石、萤石、绢云母、蛇纹石、滑石、 菱镁矿等。 ❖ 低温热液作用形成的矿物共生组合通常以出现Hg、Sb、As、Ag硫化物 矿物为特征。其中，金属矿物有辉锑矿、辉银矿、自然银、辰砂等；非 金属矿物有雄黄、雌黄、石英、蛋白石、方解石、萤石、重晶石、明矾 石、绢云母、高岭石、蒙脱石、伊利石、沸石等

（二）外生作用及其矿物共生组合外生作用亦称表生作用，是指主要在太阳能的影响下（在火山活动地区，还有地球内部热能参与），在岩石圈、水圈、生物圈相互作用过程中发生的地质作用。外生作用是在地壳表层较低的温度、压力和介质富含水、O、CO，及有机质条件下发生的。外生作用包括风化作用和沉积作用，它们形成的矿物主要是氧化物、氢氧化物、含氧盐、卤化物等。1.风化作用及其矿物组合&风化作用是指出露于地表或近地表的已有矿物和岩石，在太阳能、大气、水及有机物的作用下，发生机械破碎和化学分解的作用。风化作用包括物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。风化作用的产物有碎屑物质、溶解物质和难溶化学物质

（二）外生作用及其矿物共生组合 ❖ 外生作用亦称表生作用，是指主要在太阳能的影响下（在火 山活动地区，还有地球内部热能参与），在岩石圈、水圈、 生物圈相互作用过程中发生的地质作用。外生作用是在地壳 表层较低的温度、压力和介质富含水、O2、CO2及有机质条 件下发生的。外生作用包括风化作用和沉积作用，它们形成 的矿物主要是氧化物、氢氧化物、含氧盐、卤化物等。 1. 风化作用及其矿物组合 ❖ 风化作用是指出露于地表或近地表的已有矿物和岩石，在太 阳能、大气、水及有机物的作用下，发生机械破碎和化学分 解的作用。风化作用包括物理风化作用、化学风化作用和生 物风化作用。 ❖ 风化作用的产物有碎屑物质、溶解物质和难溶化学物质

风化作用下，易溶组分K、Na、Ca等进入溶液进行迁移，而难溶组分如Si、Al、Fe、Mn等则残留在地表，形成氧化物、氢氧化物矿物，如褐铁矿、硬锰矿、铝土矿、高岭石等：金属硫化物最易遭受风化，在风化条件下可形成垂直带状分布特征。，氧化带：分布于地表，硫化物矿物在水和氧化作用下形成可溶性的硫酸盐被淋滤，而铁、锰硫化物容易被氧化形成氧化物或氢氧化物矿物残留地表而构成铁、锰帽。：次生硫化物富集带：硫化物矿物遭受氧化及淋滤所形成的可溶性金属硫酸盐，在还原条件下与原生硫化物及围岩发生化学反应形成次生硫化物带。：原生硫化物带：分布在地下，没有被氧化改造的硫化物矿带

❖ 风化作用下，易溶组分 K、Na、Ca 等进入溶液进行迁移， 而难溶组分如Si、Al、Fe、Mn 等则残留在地表，形成氧化 物、氢氧化物矿物，如褐铁矿、硬锰矿、铝土矿、高岭石等。 ❖ 金属硫化物最易遭受风化，在风化条件下可形成垂直带状分 布特征。 ❖ 氧化带：分布于地表，硫化物矿物在水和氧化作用下形成可 溶性的硫酸盐被淋滤，而铁、锰硫化物容易被氧化形成氧化 物或氢氧化物矿物残留地表而构成铁、锰帽。 ❖ 次生硫化物富集带：硫化物矿物遭受氧化及淋滤所形成的可 溶性金属硫酸盐，在还原条件下与原生硫化物及围岩发生化 学反应形成次生硫化物带。 ❖ 原生硫化物带：分布在地下，没有被氧化改造的硫化物矿带

2.沉积作用及其矿物组合沉积作用主要是风化作用的产物和部分火山喷出物质及生物物质，经水流、风或冰川的搬运，在地表某一地理环境中发生沉降堆积的作用。沉积作用包括机械沉积作用、化学沉积作用和生物化学沉积作用机械沉积作用常见矿物有石英、长石等：化学沉积作用和生物化学沉积作用过程中，则形成石膏、石盐、芒硝、光卤石、钾石盐、硼砂等易溶盐类矿物，以及方解石、白云石、玉髓、软锰矿、赤铁矿、高岭石、蒙脱石磷灰石、蛋白石、铝土矿等氧化物、氢氧化物、部分含氧盐矿物

2. 沉积作用及其矿物组合 ❖ 沉积作用主要是风化作用的产物和部分火山喷出物质及生物 物质，经水流、风或冰川的搬运，在地表某一地理环境中发 生沉降堆积的作用。沉积作用包括机械沉积作用、化学沉积 作用和生物化学沉积作用。 ❖ 机械沉积作用常见矿物有石英、长石等； ❖ 化学沉积作用和生物化学沉积作用过程中，则形成石膏、石 盐、芒硝、光卤石、钾石盐、硼砂等易溶盐类矿物，以及方 解石、白云石、玉髓、软锰矿、赤铁矿、高岭石、蒙脱石、 磷灰石、蛋白石、铝土矿等氧化物、氢氧化物、部分含氧盐 矿物

外生作用氧化带渗透带（通气带）河流次生富集带地下水流动带潜水面滞留水带原生带

外生作用