成矿作用总论

后勤部长 · 发表于 2011-2-22 16:35

（一）元素的富集和成矿
元素在地壳和上地幔中的含量并不是固定不变的，它们在地球各种内部或外部力量的作用下，总处于来断变化的运动变化之中。运动变化的结果，或导致元素分散，或是导致元素集中。元素这种运动变化和迁移的过程，称为元素的迁移。可以说，没有元素的迁移，就没有成矿作用发生。即元素必须通过一定的地质作用发生迁移，并富集达到能成为矿床的程度，才能成为矿床。元素迁移富集的程度可用浓度系数表示。所谓浓度系数是该元素矿床工业品位与其在地壳中平均含量的比值，便如铁的地壳平含量为5.8%，工业品位为30%，则浓度系数为5，即说明铁要富集5倍以上，才能成为矿床；又如铜，地壳平均含量为0.006%，工业品位为0.5%，必须富集80倍以上才能成为矿床；又如金，地壳平均含量为4×10-7%，工业品位为0.001%，浓集系数为2500，即需富集2500倍才能成为矿床。上述举例也说明，各种元素富集成矿的难易程度是不同的。浓度系数越大，成矿越难。
   在自然界中，元素聚合形成矿石矿物的方式多种多样，主要的作用如下：
1、结晶作用
   按性质和特征又分为：
   （1）岩浆结晶作用：岩浆是一种以硅酸盐为主的熔融体。当岩浆冷凝到一定程度时，达到了其中某一些矿物的饱和点，矿物就从岩晶中结晶出来，矿物高度集中形成矿床。如金刚石、磷灰石、铬铁矿、钛铁矿等就是岩浆结晶作用形成的。
（2）凝华作用：岩浆的热能使一些易挥发物质气化，并沿着裂隙逸散，它们沿火山口、喷气孔或者浅成侵入体周围，直接结晶形成凝华物。如火山口附近的自然流，玛瑙也可通过这种方式形成。
   （3）蒸发作用：在天然盐池中，由于海水来断蒸发，盐不断浓缩，并最终结晶出来形成矿床。
   2、化学作用
   通过化学反应而生成矿石矿物，导致元素集中。主要的作用有：
（1）化合作用：化合作用发生在气体、液体和固体之间。
（2）胶体化作用：如高岭土吸收溶液中的铜，形成硅孔雀石等。
（3）生物化学作用：如礁灰岩即就是又各种造礁生物通过生物化学作用而形成。
   3、交代作用
   实际上也是一种化学作用。但它是特指溶液与岩石在接触过程中，发生的一些组分代入和另一些组分代出的地球化学作用。这种作用广泛发生于岩浆岩与围岩相接触的地带。钨、铜、铁等许多矽卡岩型矿床的形成与此相关。
   4、离子交换作用
   这种作用在内生和外生作用中均广泛存在。
    5、类质同象置换作用
   是指矿物中的一种或多种元素被性质相同的另一种或多种元素置换，而矿物的结晶学性质未发生变化，仅某些物理性质发生变化的现象。类质同象置换作用在宝玉石矿床形成中至关重要，对大多数宝玉石矿床而言，没有类质同象置换，就没有这类矿床的形成。
（二）成矿作用
   成矿作用是指在地球的演化过程中，使分散元素地壳和上地幔的化学元素，在一定的地质环境中相对富集形成矿床的作用，它是地质作用的一部分。按作用的性质和能量来源，可将成矿作用划分为内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用三大类。
   1、内生成矿作用
   主要是由地球内部的能量作用导致形成各种矿床的地质作用。地球内部能的来源有多种方式，如放射性元素蜕变能、岩浆热能、在地球重力场中物质调整过程中释放出的能量等。内生成矿作用按其物理化学条件不同，可分为岩浆成矿作用、伟晶成矿作用、接触交代成矿作用和热液成矿作用等。
   2、外生成矿作用
   主要是在太阳能影响下，在岩石圈上部、水圈、气圈和生物圈的相互作用过程中，导致元素集中，从而形成矿床的作用。外生成矿作用可分为风化成矿作用和沉积成矿作用两大类。外生成矿作用对宝石矿床而言，意义十分重大。
   3、变质成矿作用
   在内生作用和外生作用中形成的岩石或矿床，由于地质环境发生变化，特别是温度、压力的变化，并有其它气液的参加，造成它们的矿物成分、化学成分、物理性质经及结构构造等都要发生改变，造成元素集中，形成矿床的过程。许多玉石矿床就是变质作用的产物。变质成矿作用按其产生的地质环境不同，可分为接触变质成矿作用、区域变质成矿作用和混合岩化成矿作用等。
   4、叠生成矿作用
   这是一种复合的成矿作用，在自然界是常发生的。即在先形成的矿床或含矿建造基础上，又有后期成矿作用叠加，从而形成矿床的过程。叠加过程可使矿床成矿或更加富集，同时也可使原矿床贫化。具体依情况而定。

   （三）矿床的成因分类
   矿床成因分类反映人类对矿床成因和成矿过程的认识程度，也是人类对矿床研究成果的高度概括。正确地制定矿床成因分类对于了解成矿作用的本质、指导生产实践等都具有重要意义。现在普遍认为矿床成因分类要反映3个基本认识,即成矿物质的多元性、成矿作用的多种性和影响成矿因素的多样性。其中成矿作用是首位因素，是成因分类的基础；成矿环境是基本因素，影响矿床的产生和分布；成矿物质来源是重要因素，是矿床形成的必要条件。
   矿床成因分类有多种方案，现在简单介绍一种常用的矿床成因分类方案。
Ⅰ 岩浆矿床
一、岩浆分结矿床
二、残浆贯入矿床
三、岩浆熔离矿床
四、岩浆爆发矿床
五、岩浆喷溢矿床
Ⅱ 伟晶岩矿床
Ⅲ 热液矿床
一、矽卡岩型矿床
二、斑（玢）岩型矿床
三、高中温热液脉型矿床
四、低温热液矿床
Ⅳ 热水喷流沉积矿床
一、贫硫化物型热水喷流沉积矿床
二、块状硫化物矿床
Ⅴ 风化矿床
一、残积和坡积矿床
二、残余矿床
三、淋积矿床
Ⅵ 沉积矿床
一、机械沉积矿床
二、蒸发沉积矿床
三、胶体化学沉积矿床
四、生物化学沉积矿床
Ⅶ 可燃性有机（岩）矿床
Ⅷ 变质矿床