结晶学与矿物学 矿物的成因 形成矿物的地质作用 矿物形成的方式和条件 矿物的变化 矿物形成的时空关系 反映矿物成因的一些现象.

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1 结晶学与矿物学 矿物的成因 形成矿物的地质作用 矿物形成的方式和条件 矿物的变化 矿物形成的时空关系 反映矿物成因的一些现象

2 形成矿物的地质作用 结晶学与矿物学 矿物是地质作用的产物, 根据地质作用的性质, 将之划分为: 内生作用: 外生作用: 变质作用: 岩浆作用
伟晶作用 热液作用 外生作用: 风化作用 沉积作用(包括机械沉积, 化学沉积和生物化学沉积作用) 变质作用: 接触变质作用(包括热变质作用, 接触交代作用) 区域变质作用

3 形成矿物的地质作用 内生作用 外生作用 变质作用 岩浆作用 伟晶作用 接触交代 热液作用 火山作用 风化作用 沉积作用 接触变质 区域变质
机械沉积 化学沉积 胶体沉积 生物沉积

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5 岩浆作用 在岩浆作用中，形成的主要矿物及其晶出的顺序依次为：Mg, Fe硅酸盐－橄榄石、辉石、角闪石、黑云母；K, Na, Ca硅酸盐－斜长石、正长石、微斜长石以及石英等造岩矿物。从而在岩浆作用过程中形成不同的矿物组合，构成不同的岩石类型 岩浆作用可以形成重要的矿床，如超基性岩主要形成铬、铂或金刚石矿床；基性岩主要形成铜镍硫化物矿床

6  几乎所有的侵入岩都有自己相应的伟晶岩，如花岗伟晶岩、
伟晶作用  以矿物晶体粗大为特征，形成温度400－700℃，形成 深度约3－8km。一般分为岩浆伟晶作用和变质伟晶作用  几乎所有的侵入岩都有自己相应的伟晶岩，如花岗伟晶岩、 碱性伟晶岩、基性超基性伟晶岩等。其中分布最广、最有 工业价值的是花岗伟晶岩，其次是碱性伟晶岩。  伟晶岩中挥发份大量聚集，富含碱质和稀有、放射性 元素（Nb, Ta, TR, U, Sn, Li, Rb, Cs等）  主要矿物有长石、石英、云母、锂辉石、锆石、铌钽 铁矿、褐钇铌矿、磷铈镧矿等。  伟晶岩还可形成许多宝石矿物，如绿柱石、电气石、黄 玉、水晶等

7 热液作用 高温热液 形成温度约在500－300℃之间 W-Sn-Mo-Bi-Be-Fe的矿物组合及相应的矿床
岩浆期后热液／变质热液／地下水热液 高温热液 形成温度约在500－300℃之间 W-Sn-Mo-Bi-Be-Fe的矿物组合及相应的矿床 金属矿物 黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂 非金属矿物 石英、云母、黄玉、电气石、绿柱石 中温热液 形成温度在300－200℃之间 Cu-Pb-Zn的矿物组合和相应的矿床 金属矿物 黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、自然金等 非金属矿物 石英、方解石、白云石、菱镁矿、重晶石等 低温热液 形成于200－50℃之间 As-Sb-Hg-Ag的矿物组合及相应的矿床 金属矿物 雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂、自然银等 非金属矿物 石英、方解石、蛋白石、重晶石等

8 风化作用 包括物理风化、化学风化和生物风化作用过程。原生矿物经风化后发生分解和破坏，形成在新的条件下稳定的矿物和岩石。不同矿物抗风化的能力是不同的：硫化物、碳酸盐最易风化，硅酸盐、氧化物较稳定；自然元素最稳定 在风化作用下，易溶解矿物的部分组分如K, Na, Ca等形成真溶液，被地表水带走，留下残余空洞；部分难溶组分如Si, Al, Fe, Mn等则残留在地表，生成氧化物、氢氧化物，如褐铁矿、硬锰矿、锰土（在较大面积上分布时，则称“帽”，如“铁帽”，“锰帽”等），铝土矿、高岭石等次生矿物

9 金属硫化物矿床易遭受风化，在良好的风化作用条件下，可以呈现垂直分带，即从地表向地下深部分为氧化带、次生硫化物富集带和原生硫化物带。它们的发育程度与地下水有关，其特点为：
氧化带 分布在地表至潜水面之间，大致相当于地下水渗透带。该部位水解作用和氧化作用非常强烈，硫化物在氧化过程中大部分金属形成可溶性盐类而被淋滤；一些铁和锰的硫化物很容易被氧化，形成氧化物和氢氧化物，构成铁（锰）帽 次生富集带 分布地下水流动带。从氧化带淋滤出来的某些金属硫酸盐溶液渗透到潜水面以下，在还原条件下，与原生硫化物或与化学性质活泼的围岩（如石灰岩）发生化学反应，生成次生硫化物，从而增加了原生矿石中某些金属的含量，使有用金属富集，故称之为次生富集带。 原生带 分布在大致相当于滞留水带。原生硫化物没有遭受风化。

10 沉积作用 机械沉积 当风化产物被水流冲刷和再沉积时，物理和化学性质稳定的矿物，就形成机械沉积。如长石、石英砂及少量的重矿物，构成砂岩等沉积岩。比重较大的有工业意义的重砂矿物，在河谷或其它有利地段集中堆积，形成漂砂矿床。Au Pt 化学沉积 由溶液直接结晶。多在干旱炎热气候条件下，在干涸的内陆湖泊、半封闭的泻湖及海湾中，各种盐类溶液因过饱和而结晶。如在盐湖中，结晶的矿物有石膏、硬石膏、石盐、钾盐、光卤石等 胶体沉淀 胶体溶液被带入湖、海盆内，受到电介质的作用发生凝聚而沉淀，形成Fe, Mn, Al, Si的氧化物和氢氧化物，如赤铁矿、铝土矿、软锰矿、硬锰矿等。胶休矿物常形成致密块状、鲕状、豆状、肾状等形态 生物沉积 生物有机体沉积而成。常由生物的骨骼和遗骸堆积而成。如石灰岩、硅藻土、磷块岩、煤、油页岩、石油等

11 接触热变质作用 由于岩浆侵入使围岩受到热的影响而引起的变质作用。引起围岩的重结晶，也可形成新的矿物。 接触热变质
由于围岩的化学成分及变质条件的不同，将产生不同的变质矿物。以泥质岩为例，泥质岩在热变质热变质条件下形成各种角岩： 低级变质（温度不高）时生成斑点状红柱石； 中级变质时（温度中等），主要生成堇青石、 石榴子石、白云母； 高级变质（高温）下，生成矽线石、正长石、 刚玉、石墨等 接触热变质

12 区域变质作用 伴随区域构造运动而发生的大面积的变质作用。引起岩石（或矿床）发生变化的直接因素是高温、高压和以H2O、CO2为主要活动性组分的流体，使原岩矿物重结晶，并常常伴有一定程度的交代作用，结果形成新的矿物组合 分类 低级区域变质作用：一般为白云母、绿帘石、阳起石、蛇纹石、滑石、绿泥石和黑云母等含OH的硅酸盐； 中级区域变质作用：有角闪石、斜长石、石英、石榴子石、透辉石、绿帘石、云母等； 高级区域变质作用：生成不含OH、在高温高压下稳定的矿物，如正长石、斜长石、堇青石、矽线石、辉石、橄榄石、刚玉和尖晶石等 特点  与原岩的成分和变质程度  向生成不含OH的方向发展  向体积小、比重大的矿物转化  定向压力下，柱状和片状矿物呈定向排列，使  岩石具有片理和片麻理构造

13 接触交代作用形成的矿物特点 发生在中酸性岩浆侵入体同碳酸盐类的接触带 ，所形成的岩石称为矽卡岩 。后期有热液矿化交代作用，形成Fe, Cu, W, Mo, B和多金属等矿床。矽卡岩是在600－400C左右形成的。金属矿物在450－200C形成，深度一般在1-4.5km 镁矽卡岩 围岩是白云岩或白云质灰岩。 主要矿物 镁橄榄石、尖晶石、透辉石、镁铝石榴子石、 磁铁矿等 钙矽卡岩 围岩以石灰岩为主 主要矿物 钙铝石榴子石、钙铁石榴子石、透辉石、 钙铁辉石、硅灰石、方柱石、符山石等

14 火山作用形成矿物的特点 火山作用中矿物自岩浆熔体或火山喷气中迅速结晶，或由火山热液充填、交代火山岩而形成。在地表，岩浆在常压、高温下迅速结晶，形成与岩浆成分相对应的各种喷出岩 造岩矿物与岩浆岩类似，区别在于出现高温相矿物，如透长石、高温石英等。矿物除形成斑晶外，均成隐晶质。岩石具有气孔、流纹构造。 火山热液充填于火山岩气孔或交代火山岩，气孔中由于充填物而成杏仁体构造。主要矿物有沸石、蛋白石、方解石、自然铜等。 由火山喷气凝华的产物有自然硫、雄黄、雌黄、硫化物和石盐等。 自然硫

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16 矿物形成的方式和条件 结晶学与矿物学 矿物形成的方式: 矿物形成的条件: 由气态转变为固态, 如H2S + O -- S + H2O
由液态转变为固态, 包括溶液和熔体, 如石盐和岩浆冷凝 由固态转变为固态, 如重结晶, 固态相变, 脱玻化 矿物形成的条件: 温度 压力 组份浓度 介质酸碱度(pH值) 氧化还原电位(Eh值)

17 矿物的变化 结晶学与矿物学 矿物形成之后，在后来的地质作用中，当物理化学条件的改变超出矿物的稳定范围时，矿物就会发生变化。 化学成分的变化:
交代作用: 已经形成的矿物与熔体、气液或溶液的相互作用而发生组份上的交换，使原矿物转变为其它矿物。假象 失水作用和水化作用: 石膏和硬石膏之间的转化 矿物结构的变化: 相转变(如同质多象转变) 玻璃化作用和变生矿物 胶体结晶作用(如蛋白石--石英)和胶体矿物 矿物外表和形态上的变化:

18 矿物成分和结构的变化 矿物形成之后，在后续的地质作用过程中，由于物理化学条件的改变，使矿物的成分和结构变化而形成新的矿物。例如，在风化作用中，钾长石变为高岭石： 4K[AlSi3O8]+4H2O+2CO2Al4[Si4O10](OH)8+8SiO2+2K2CO3 假像和副像 交代作用通常沿矿物的边缘、裂隙、解理开始进行，若交代强烈时，原来的矿物可全部被新形成的矿物所代替。当交代后矿物成分已完全转变为新的矿物，但仍保留原矿物的外形，此现象称为假像。属于交代成因的称为交代假像，如褐铁矿呈黄铁矿假像或称假像褐铁矿；矿物发生同质多像转变后，新的矿物仍保留原矿物的外形，称为副像

19 晶质化与非晶质化 一些非晶质矿物在漫长的地质年代中逐渐变为结晶质，称为晶质化或脱玻化。 如蛋白石转变为石英
火山玻璃的脱玻化形成石英、长石晶雏等 与晶质化现象相反，一些晶质矿物因获得某种能量而使晶格发生破坏，转变为非晶质矿物，称为非晶质化或玻璃化。非晶质化的矿物称为变生矿物。 如晶质的锆石因含放射性元素，由于放射性元素蜕变，放出能量（射线）而非晶质化变为变生矿物水锆石,进一步变成曲晶石，与此同时矿物的一系列物理性质也随之变化

20 矿物形成的时空关系 结晶学与矿物学 矿物的形成顺序: 矿物的世代: 矿物的共生和伴生: 矿物边界的接触关系 矿物晶体的自形程度
矿物之间的交代关系 矿物的世代: 同种矿物形成的时间差异性 矿物的共生和伴生: 共生: 同一成矿阶段不同种矿物同时出现的现象(可接触或否) 矿物的共生组合反映了化学组成的特点和形成条件 伴生: 不同成因或不同阶段的矿物在空间上共存的现象

21 矿物的生成顺序和世代 同种矿物也有生成早晚的不同。凡经过一定时间间隔，介质和生成条件发生改变或生长经过中断时，其前后所生成的同种矿物，属于两个世代

22 矿物的组合、共生和伴生 矿物组合 不管生成时间先后，只要在空间上共同存在 的不同矿物就称为一个矿物组合 共生组合 同一成因、同一成矿期
（或成矿阶段）的矿物组合 伴生组合 不同成因或成矿期（或成矿阶段）的矿物组合

23 反映矿物成因的现象 结晶学与矿物学 标型矿物: 矿物的标型特征:
矿物的标型性(typomorphism): 能反映一定成因信息的矿物学标志。 标型矿物: 指只限于某种特定的成岩、成矿作用中形成的矿物。标型矿物是单成因的, 因此, 标型矿物本身就是成因上的标志。 矿物的标型特征: 指不同成因的同种矿物，由于其形成时的物理化学条件有所不同，而在其成分、微观结构、晶形、物理性质上反映出一定的差异，且此种差异可作为成因上的标志者。 化学组成标型 结构标型 形态标型 物理性质标型

24 矿物的标型特征—不同成因的同种矿物 不同成因的同种矿物其成分、结构、形态、特性等因生成条件不同而有差异，这些能反映生成条件的特征称为矿物的标型特征 成分标型－微量元素类质同像混入物、不同种类水的含量 结构标型－多型、有序度、阳离子配位、键长、晶胞体积等 形态标型－晶体的形状、习性、大小、双晶邻界面、集合体 特点 物性标型－颜色、条痕、光泽、硬度、相对密度、发光 性、磁化率、热电系数等

25 标型矿物 只生成在低温热液矿床中的辰砂、辉锑矿 只产于变质岩中的十字石，标志中级变质作用环境 蓝闪石是低温高压变质带产物的特征
—只限于某种特定的成岩、成矿作用中才能形成的矿物，亦即单成因矿物。 如： 只产于碱性火山岩和次火山岩中的白榴石 只生成在低温热液矿床中的辰砂、辉锑矿 只产于变质岩中的十字石，标志中级变质作用环境 蓝闪石是低温高压变质带产物的特征 柯石英超高压变质（>2.8GPa)的产物 标型矿物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

26 结晶学与矿物学 矿物中的包裹体 何谓包裹体？ 包裹体的分类 包裹体的研究意义 水胆玛瑙？