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沉 积 矿 床.  机械沉积矿床  胶体化学沉积矿床  蒸发沉积矿床  生物化学沉积矿床 沉 积 矿 床 的 主 要 类 型沉 积 矿 床 的 主 要 类 型沉 积 矿 床 的 主 要 类 型沉 积 矿 床 的 主 要 类 型.

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1 沉 积 矿 床

2  机械沉积矿床  胶体化学沉积矿床  蒸发沉积矿床  生物化学沉积矿床 沉 积 矿 床 的 主 要 类 型沉 积 矿 床 的 主 要 类 型沉 积 矿 床 的 主 要 类 型沉 积 矿 床 的 主 要 类 型

3  概述  胶体化学沉积矿床形成条件  胶体化学沉积矿床类型及特征 胶 体 化 学 沉 积 矿 床

4 概述 胶体溶液 一种颗粒直径介于 1~100μm 的分散体系, 其性质介于粗分散系(浊液,颗粒直径 >100μm )与 离子分散系(真溶液,颗粒直径 <1μm )之间 胶体特性 带电性 吸附性 胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述

5 自然界中常见的正负胶体 胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述

6 搬运介质 — 地表径流 胶体的带电性对胶体长距离搬运不利 护胶剂 腐殖酸 - 胶体粒子被吸附在腐殖酸的大分 子链上或网状结构中 胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述

7 胶体的沉淀 来自陆地的胶体溶液与富含电解质的海水混合。 腐植酸遇到海水中的 Ca 2+ 离子,结合成不稳定腐 植酸钙沉淀 胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述

8  2Fe( 腐植酸盐 )+3Ca 2+ +6C1 - → 3Ca( 腐植酸盐 )↓+2FeCl 3  进一步水解: FeCl 3 +3H 2 O — Fe(OH) 3 ↓+3HCI  铁、锰、铝等围绕石英等生成鲕状、豆状等胶状构造 矿石  海侵阶段早期 胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述

9 自然界中胶体吸附现象(表面积很大、表面能 较高)在成矿中具重要意义 铁胶体带正电荷,优先吸附溶液中呈阴离子的 As 、 Sb 、 P 等;锰胶体带负电荷,优先吸附阳离 子 Li 、 K 、 Ba 、 Ni 、 Co 、 Cu 、 W 等。 胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述

10  胶体化学沉积矿床 地表岩石(或矿石)风化 形成难溶成矿物质呈胶体状态被流水搬运到 湖、海盆地中,通过胶体凝聚作用使成矿物 质沉淀富集形成的沉积矿床 胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述胶 体 化 学 沉 积 矿 床 概 述

11  分布于大陆边缘浅海地带,分布与海岸线平行  含矿建造稳定  矿体呈层状、似层状或透镜状产出,产状稳定, 与围岩整合  矿物组成,铁、锰、铝的氧化物、碳酸盐、硅酸盐、 硫化物,空间上具有分带性  矿石具有鲕状、肾状、条带状、层状构造  多数矿床规模大,矿体产状稳定,矿石质量好  具较大工业意义,是铁、锰、铝的主要来源 胶体化学沉积矿床概述 — 地质特征

12  成矿物质来源  地貌条件  物理化学条件 胶体化学沉积矿床的形成条件

13  成矿物质来源  主要来自陆源物质。陆壳岩石在风化后期铁、锰、铝 等便被分解出来,形成高分散的胶体溶液  海底火山喷发提供铁、锰等  必要条件 大陆长期而稳定的风化剥蚀,温热而潮湿的 气候,准平原化的地貌等  河流搬运成矿物质能力巨大,亚马逊河,约含 克 / 升铁, 17.6 万年可形成二十亿吨铁矿床 胶体化学沉积矿床的形成条件

14  地貌条件  沉积环境 - 海盆地,构造稳定、海岸线曲折海湾 浅海区。  内陆湖泊或富含有机质沼泽盆地, 湖沼含过多腐 植酸和细菌 过量腐植酸破坏胶体稳定性 → 成矿物质沉淀 细菌和藻类等作用 → 成矿物质沉淀 矿床工业意义较小 胶体化学沉积矿床的形成条件

15  物理化学条件  98 个港湾海水样、 357 个港湾泥样(波罗的海微咸水和 其沉积物、加里福尼亚海湾外潮坪和深水斜坡沉积物, 黑海静水盆地中水样) pH 值为 7~8± ; Eh 值 循环水为正值(最高 0.5eV ); 盆地底部停滞水为负值,下限为 eV ; 沉积物孔隙水中既可正值,亦可为负值 胶体化学沉积矿床的形成条件

16  物理化学条件 胶体化学沉积矿床的形成条件 海湾盆地物理化学条件变化示意图

17  沉积铁矿床  沉积锰矿床  沉积铝矿床 胶体化学沉积矿床的类型及特征

18 胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床  铁的克拉克值为 4.2% ,在氧、硅、铝之后居第四位  沉积铁矿床的物质来源 ①陆地的风化壳 ②海底火山作用 ③海底含铁物质的分解  铁质的搬运方式呈 Fe (OH) 3 胶体溶液被地表水带出风 化壳,在适量腐植酸的保护下,或者 Fe 3+ 离子与腐植酸 结合形成稳定的腐植酸络合物,被河流搬运到汇水盆地 中

19 胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床  非洲的乍得湖 湖面积约 km 2 ,平均水 深约 3.5 m ,水 83% 由南部沙 里河供给。在 湖南部与沙里 河三角洲连结 地带,在水深 1~3 米的局部 地区,正在形 成现代鲕状褐 铁矿岩 在 320 年里, 沉积了面积 为 2,700 km 2 、 厚达 40 cm 的 鲕状铁质岩。 鲕粒直径平 均 0.25mm , 最大达 1.2mm ,成 分蒙脱石、 针铁矿以及 少量高岭石、 石英、方解 石等 乍得湖现代鲕状褐铁矿岩沉积示意图

20  海相沉积铁矿床矿物相带变化规律 海平面 pH 2-3 Eh >0.2 氧化物矿物相带 pH >7.0 Eh 0.2 ~ -0.1 pH 9.0Eh -3.0 ~ -0.5 高价铁的氧化物 ( 赤铁矿、褐铁矿 ) 铁的硅酸盐 ( 鲕绿泥石 ) pH >> 7.0 Eh -0.3 ~ 0.0 铁的硫化物 ( 黄铁 矿、白铁矿 ) ← pH Eh → 铁的碳酸盐 (菱铁矿) 硅酸盐矿物相带 碳酸盐矿物相带 硫化物矿物相带 胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床

21  海相沉积铁矿床主要特征  分布于地台区和长期遭受剥蚀的造山区  矿床产于海侵岩系的底部,含矿岩系主要为砂页岩系, 规模大,层位稳定,延长达几十至几百 km  矿体呈层状赋存于含矿岩系中,厚几至几十米不等  矿石主要由赤铁矿组成,伴生鲕绿泥石、菱铁矿、石 英、方解石、黄铁矿等,矿石品位高、S、 P 杂质含 量低、质量好  矿石呈鲕状、肾状和块状构造  北方的 “ 宣龙式 ” ( Chch ) ; 南方 “ 宁乡式 ” ( D ) 胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床

22 图 河北宣龙铁矿床地质剖面图

23 图 我国南方宁乡式铁矿剖面图

24 海相沉积铁矿床的成矿机理  沉积铁矿床的化学沉积说 ( 1 )地壳表层, Fe 2+ 化合物容易形成硫酸盐或重碳酸盐的真溶 液被搬运, Fe 3+ 很难溶解,大部分呈胶体溶液被搬运 ( 2 )由于地表水中含大量游离氧,铁的各种溶解的盐类大多被 氧化、水解成 Fe(OH) 3 胶体被地表水搬运 ( 3 )一定数量的腐植酸可起到护胶作用,使胶体在水中作长距 离的搬运。腐植酸过量或过少可引起沉淀 ( 4 )铁的胶体溶液被搬运至湖、海盆地中时, Fe 3+ 胶体溶液 由于海水中电解质中和或湖水中腐植酸过量而沉淀

25  鲕状构造成因 ( 1 )动荡环境成鲕说 鲕粒粒径大小不一,为水体动荡分选的结果 鲕状铁矿内常有菱铁矿和鲕状赤铁矿的角砾碎片 常见复鲕构造 矿石中可见斜层理 ( 2 )成岩作用成鲕说 鲕粒具明显多壳层构造,单层由赤铁矿、菱铁矿、绿泥石、玉髓等组成 鲕粒是在成岩作用时,成矿物质进行剧烈再分配的结果 物质再分配的原因是淤泥和孔隙水物理化学性质的多阶段变化 ( 3 )细菌和生物成鲕说 海相沉积铁矿床的成矿机理

26 胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床胶 体 化 学 沉 积 型 铁 矿 床  湖沼相沉积铁矿床  地表水搬运的铁胶体在湖沼盆地边缘浅水地带沉积 常 与煤系地层伴生  矿体呈透镜状、薄层状 规模较小  矿石常呈鲕状、结核状构造 矿石矿物主要为赤铁矿、 褐铁矿、菱铁矿  品位不稳定 杂质含量高 矿石质量差 工业意义不大  淮南 C - P 煤系地层中的菱铁矿矿床 辽宁抚顺地区第三纪煤系中的菱铁矿矿床

27 胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床  是世界上主要的锰资源  锰的化学性质与铁相似(锰矿石中常含铁)  锰的克拉克值远较铁低(为铁的 1/50 ),内生 矿床的几率比铁小得多;表生条件下沉积锰矿 分布十分广泛  锰在海盆中的位置比铁距海岸更远些;锰比铁 沉积更晚些

28  化学沉积型锰矿床的矿物相分带 软锰矿 - 硬锰矿矿石相带 ( Mn 4 + ), 含锰高,杂质少 水锰矿矿石相带 (Mn 4 + 、 Mn 2 + ) 矿石质量较差 碳酸盐矿石相带 (Mn 2 + ) ,含锰量低,杂质 含量高 沉积锰矿床的相变示意图

29  沉积型锰矿床的主要类型 1 、湖相沉积型锰矿床 产于内陆湖盆地沉积岩系中(砂岩、砂页岩、粘土岩) 矿体呈透镜状、扁豆状,厚度变化大 矿石矿物主要是锰菱铁矿 矿床规模小,矿石平均品位低且变化大,工业意义不大 主要成矿时代 Z ( Pt )、 P 、 K 、 E 、 N 山西省石盒子组( P 2 s )中的锰矿床 胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床

30  海相沉积型锰矿床 ( 1 )分布于浅海近岸地带的古陆边缘 ( 2 )位于沉积间断之上的海进层序的底部或上部,具固定层位 瓦房子锰矿( Pt 3 )、湘潭锰矿( Z )、遵义锰矿( P 2 煤系地层) ( 3 )矿体呈层状、似层状、透镜状、饼状,由单层或多层组成, 空间延伸很远 ( 4 )矿石类型有原生氧化物矿石、原生碳酸盐矿石和次生氧化物 矿石。矿石矿物主要为硬锰矿、软锰矿、水锰矿、菱锰矿等 矿石具鲕状或块状构造 ( 5 )规模大 品位高 锰资源的主要来源 胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床

31 瓦房子锰矿地层柱状图瓦房子锰矿地层柱状图

32

33  现代深海沉积的锰质结核矿床( 1870 年首次发现) ( 1 )广泛分布于海洋底部的某些海区,以太平洋最有 工业意义 ( 2 )大洋中约有锰结核 1.7×10 12 t ,其中含 Mn 4×10 11 t , Ni 1.64×10 10 t , Cu 88×10 8 t , Co 58×10 8 t , 以及 Fe 、 Ba 、 Zn 、 Mo 等 20 余种有用金属及 10 余种 稀有分散金属及放射性金属 每年约有 1×10 8 t 的锰结核在继续堆积 胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床

34 世界洋底锰结核分布图 黑十字为岩芯取样位置,黑园点为挖泥船取样位置

35 ( 3 )结核大小 cm 不等,最大 850kg ;呈不规则球 状 或饼状;棕 - 黑色, 土状多孔,比重 2-3 ( 4 )结核具凝胶状结构, 同心构造,核为火 山熔岩、碎屑及生 物残骸,外壳主要 为锰、铁矿物、有 机质、粘土矿物等 胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床胶 体 化 学 沉 积 型 锰 矿 床

36 胶体化学 沉积型 铝土矿 矿床 在内动力地质作用中, Al 2 O 3 和 SiO 2 易于结合成铝 硅酸盐矿物;在外动力地质作用下,则二者易分离, 形成铝的氧化物和氢氧化物 富含铝的氢氧化物的红土型风化壳受剥蚀时,铝的 氢氧化物便成为机械悬浮物或在腐植酸保护下呈胶 体状态被搬运至湖海盆地中

37 胶体化学 沉积型 铝土矿 矿床 pH 值为 4.1~7 , Eh 较低以及有大量电解质存在的地 质环境中,呈氢氧化铝(水铝石、一水软铝石、一 水硬铝石)沉淀出来,形成沉积铝土矿 海滨地区为最有利的成矿环境(大量电解质 pH 接近于 7 )

38  沉积型铝土矿矿床的主要类型 ( 1 )湖相沉积型铝土矿矿床 产于内陆湖盆地中 与陆相沉积的砂岩、页岩 互层,或产于煤系中 , 延伸一般不稳定 产于内陆湖盆地中 与陆相沉积的砂岩、页岩 互层,或产于煤系中 , 延伸一般不稳定  矿石由三水铝石和一水铝石组成  矿床规模小,工业意义较差 胶体化学 沉积型 铝土矿 矿床

39 ( 2 )海相沉积型铝土矿矿床 比沉积铁矿床更靠岸,产于海盆地边缘,滨海沼泽相下 部,下伏岩层常为灰岩 比沉积铁矿床更靠岸,产于海盆地边缘,滨海沼泽相下 部,下伏岩层常为灰岩 矿体呈厚层状、似层状、透镜状,规模大 矿体呈厚层状、似层状、透镜状,规模大 矿石矿物主要为一水铝石,具鲕状、豆状、块状构造 矿石矿物主要为一水铝石,具鲕状、豆状、块状构造 我国铝土矿主要形成于 C 、 P ,共分七层( A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 、 G 层),以 G 层工业意义最大 我国铝土矿主要形成于 C 、 P ,共分七层( A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 、 G 层),以 G 层工业意义最大 山东淄博、山西太原地区、广西平果、贵州、河南等地 山东淄博、山西太原地区、广西平果、贵州、河南等地 胶体化学 沉积型 铝土矿 矿床

40 胶体化学沉积矿床 主要内容 1 、胶体化学沉积矿床的概念 2 、胶体化学沉积矿床的成矿物质的搬运、沉淀 富集机制 3 、胶体化学沉积矿床的矿床类型 4 、胶体化学沉积矿床的基本特征 5 、沉积型铁矿床、锰矿床的矿物相分带及其影 响因素


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