《结晶学与矿物学》课程教学资源（课件讲稿）11 矿物的形成、变化及其成因标型

第十章 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 v 矿物组合：在同一空间范围内共同存在的各种矿物的总和。 v 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。 v 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。 v 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 ν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 v 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 v 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 ⅴ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。 v岩浆作用为在地壳深处高温(600-1000°C)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 v 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。 v 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。 v 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 ⅴ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。 v伟晶作用的形成条件为温度400-700℃C,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 v 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。 v 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。 v 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℃)、 中温热液(300~200°℃)和低温热液(200~50℃)。 v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、F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

3.￾热液作用及其矿物共生组合 v 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℃）。 v 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。 v 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。 v 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 ν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、C02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 v 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 v 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。 v 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、A、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。 ν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。 ν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。 ν次生疏化物富集带：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

v 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。 v 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。 v 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。 v 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。 v 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 ν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。 ν机械沉积作用常见矿物有石英、长石等； V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、铝士矿等氧化物、氢氧化物、部分含氧盐 矿物

2.￾沉积作用及其矿物组合 v 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。 v 机械沉积作用常见矿物有石英、长石等； v 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 潜水面 地下水流动带 滞留水带 原生带

外生作用