2017 － 2018 学年第一学期（A卷）
一、回答下列概念（本题共20分，每小题 4分，选择5题回答） 1．矿产与矿床
“矿产”一词实际上是经济学或者是商业上的名词，矿产是指自然界产出的，由地质作用形成的有用矿物资源。
矿床系指在地壳中由成矿地质作用形成的，其所含有用矿物资源的质和量符合当前经济和技术条件，并能被开采和利用的地质体。 2．同生矿床与后生矿床
同生矿床（syngenetic ore deposits）是指矿体与围岩在同一地质作用过程中同时或近于同时形成的矿床。
后生矿床（epigenetic ore deposits）是指矿体与围岩分别在不同的地质作用过程中形成的，且矿体的形成
明显晚于围岩的矿床.
3．渗滤交代与扩散交代作用
扩散交代作用，交代发生于停滞的溶液内，主要以离子或分子扩散方式进行，即组分的带出和带入是由于浓度梯度所引起；
渗滤交代作用，交代作用发生于流动的溶液中，即组分的带出、带入是由流经岩石的溶液来进行的，这种交代作用常常更重要。
4．岩浆分结矿床与岩浆熔离矿床
岩浆冷凝时，随着温度的逐渐下降，各种矿物依次从中晶出，导致岩浆成分不断改变，岩浆成分的改变又促使某些组分的结晶，这种随结晶作用岩浆成分发生改变的过程称之为结晶分异作用。由岩浆结晶分异作用形成的矿床称为岩浆分结矿床，又称岩浆分凝矿床。 岩浆熔离作用亦称液态分离作用或不混溶作用，是指成分均匀的岩浆熔融体随着温度和压力的降低，分离成2种成分不同的熔融体的作用。由这种方式所形成的矿床就叫岩浆熔离矿床 5．变成矿床与受变质矿床 若岩石中的某些组分，经变质作用后成为有工业价值的矿床，或由于变质作用改变了工业用途的矿床称为变成矿床。
若原来已经是矿床，受到变质作用后，矿石的成分、结构构造以及矿体的形态、产状、品位和规模等方面发生了变化，但其工业用途并未改变的矿床称为受变质矿床
6．粘土化作用与红土化作用
在温暖潮湿的气候条件下，铝硅酸盐岩石在水、二氧化碳和生物的作用下，可分解出碱金属和碱土金属（去碱作用），它们以各种碳酸盐的形式溶于水中被带走。与此同时，从岩石中分解出来的SiO2、A12O3、Fe2O3等在水中易于变成胶体物质，由于沉淀的凝胶SiO2和Al2O3的比例变动很大，于是便形成各种不同的含水硅酸盐矿物，如高岭石、多水高岭石、蒙脱土、白云母等，它们与一些铁的氢氧化物和未分解的矿物（石英、锆英石、金红石等）以及母岩碎块相混合而成为粘土矿床，而形成这类粘土矿床的作用通常被称为粘土化作用
在热带和亚热带的气候下，如果地形平坦或坡度不大，从硅酸盐岩石中分解出来的碱和碱土金属（去碱作用），则不易被地表水带出风化场所，因此溶液具碱性反应；SiO2溶胶在碱性介质中不凝结，而被潜水带走（去硅作用），而溶胶A12O3·mH2O和
Fe2O3·pH2O，则可在原地凝聚。这样，在地表就逐渐地堆积起铝的氢氧化物（三水铝土矿Al2O3·HzO和一水铝土矿A12O3·H2O）与铁的氢氧化物和氧化物（褐铁矿、水针铁矿、水赤铁矿、赤铁矿等），它们一起构成红土。一般把这一作用称为红土化作用。 二、简要论述岩浆矿床的形成条件（本题 10分） 1、岩浆矿床成矿元素的地球化学性状 与镁铁质、超镁铁质岩浆活动有关的成矿元素位于元素周期表的中部，介于亲氧元素和亲硫元素之间。其中Cu、Ni易形成硫化物，而Cr、V、Ti、Fe主要为氧化物，并且有较强的形成金属键的能力，可以形成多种自然金属和金属互化物。 2、控制岩浆矿床形成的岩浆岩条件
1）岩浆岩成矿专属性：与镁铁质、超镁铁质侵入岩有关的矿床有铜-镍硫化物矿床和钒钛磁铁矿矿床，与正长岩、霞石正长岩和碳酸岩杂岩体有关的矿床有霞石-烧绿石-稀土元素矿床。 2）岩浆中挥发性组分的作用
岩浆中挥发性组分的种类和数量对岩浆的结晶分异及成矿组分的运移、富集也有一定影响，因而也称为矿化剂。
3）岩浆同化作用对岩浆矿床成矿的影响
岩浆在其形成和向上运移过程中，往往会熔化或溶解一些外来物质（如围岩碎块），从而使岩浆成分发生改变的作用，即同化作用。在岩浆侵位过程中，对围岩的同化作用在一定程度上影响岩浆的成分，也影响着其中的成矿组分的分异和聚集能力。 4）岩浆的多期次侵入作用对成矿的控制
大量的资料表明，含矿岩体往往具有如下特征：①从区域上看，它们常常是同一构造运动形成的岩浆岩带中的较晚期产物；②从一个矿区看，矿化主要与复式岩体的晚期岩相关系密切， 3、控制岩浆矿床形成的大地构造条件 大地构造对岩浆矿床的类型、分布等有重要影响。地壳中不同构造单元的结合带以及同一构造单元中次级构造单元的交接处，常常是深大断裂的所在部位，它们常控制着镁铁质、超镁铁质岩浆岩及其中的岩浆矿床的空间分布。 按板块构造学说，两个板块的交接带，是地壳的强烈活动部分，它提供了地幔物质熔化、分异所需的物理化学条件和上升通道，因此它是镁铁-超镁铁质岩的侵入地带。
三、简述热液矿床成矿热液的来源（本题10分）
1. 岩浆成因热液指在岩浆结晶过程中从岩浆中释放出来的热水溶液，最初是岩浆体系的组成部分。
2. 变质成因热液指岩石在进化变质作用过程中所释放出来的热水溶液。岩石遭受进化变质作用时，总伴随着矿物的脱水反应，而且脱水同变质的强度成正比。 3. 建造水指沉积物沉积时含在沉积物中的水，因此又称封存水。
4. 大气水热液包括雨水、湖水、海水、河水、冰川水和浅部地下水。加热的大气水广泛参与热液成矿作用，是20世纪60年代以来在热液矿床研究中取得的一项重要成果。
5. 幔源初生水热液指幔源挥发分流体，其最初来源可以是核幔脱气，也可以是大洋岩石圈俯冲到上地幔中脱气，是在地幔中形成的一种高密度的超临界流体，多数研究者认为属C-H-O体系，幔源流体在向地壳运移过程中，可以参与热液成矿作用。 四、对比苏比利尔型和阿尔戈马型铁矿特征（本题10分）
BIF产于世界各地前寒武纪地盾区和地台区。矿床的形成与前寒武纪地壳演化密切相关，根据矿床的形成时代及含矿建造的不同，可分为阿尔戈马（Algoma）型和苏必利尔（Superior）型。
类型 形成时代 形成环境 伴生岩石 Algoma type ＞25亿年（Ar） 与绿岩带有关（优地槽） Superior type 18-25亿年（Pt1） 与火山活动无关（冒地槽） 基性变质火山岩夹少量中酸性火山岩、陆源碎屑岩为主（石英岩、页岩、板岩），沉积岩 火山岩少见 氧化物相为主，有时出现较多碳酸盐、氧化物相为主，少量硅酸盐、碳酸盐混合相，硫化物相 缺少硫化物 长＜几km，厚几十厘米-几百米 长达几十至几百公里，厚几至几百米 矿物相 规模 矿例 加拿大Algoma矿床、我国鞍－本、冀美国Superior地区 东地区 五、简述斑岩型铜矿床的围岩蚀变特征（本题10分）
斑岩型铜、钼矿床的蚀变带模式，自岩体中心向外依次出现4个蚀变带： （1）钾质蚀变带：蚀变矿物主要为黑云母和钾长石； （2）似千枚岩化蚀变带（石英-绢云母化带）：蚀变矿物主要为石英和绢云母； （3）泥质蚀变带：蚀变矿物主要为高岭石、蒙脱石、石英； （4）青盘岩化带：蚀变矿物主要为绿泥石、绿帘石、方解石。 六、简述卡查可夫的成磷假说 （本题8分）
卡查科夫（1937）提出的“生物化学成因说”被视为解释磷矿床形成的经典理论。他将海水划分成4层，并系统地阐明了磷的生物化学沉积过程。
（1）第一层，从水面至60m深的上部海水层，是浮游生物的活动地带，称为光合作用带。在大约60m深度的范围内几乎不含磷，因海水中的磷已被生物大量吸取。 （2）第二层，水深60m至300~400m地带，为死亡生物通过带，当生物死亡后向海底下沉，也将表层水中磷带到较深水层。
（3）第三层，水深300~1000m，为死亡生物大量分解带。此层海水CO2的分压力增加到12×10-4大气压左右，生物遗体至此处完全分解，使磷大量溶解在海水中。 （4）第四层，水深1000~1500m以下的地带，磷的含量重新降低。
卡查科夫（1937）认为，当上升洋流把富含磷和CO2的深部寒冷海水带至近岸陆缘地带时，由于水温越来越高、深度越来越小，CO2不断向浮游植物光合作带扩散，或形成碳酸钙的沉积。在此情况下，水中CO2分压力减少，磷酸盐在水中的溶解度也随之下降，所以磷酸钙就以磷灰石的一种变种（氟磷灰石）沉淀下来，在陆缘带的上部和中部（海水深50~150m），生成具鲕状构造的层状磷块岩。
七、简述块状硫化物矿床的类型及特征（本题10分） 块状硫化物矿床分为VMS型和SMS型两类。
类型 诺兰达型 分异完全的玄武岩到流纹安山岩岩套，火成碎屑岩，杂砂岩 亚类 容矿岩石 大地构造环境 消亡板块边缘上的俯冲带 成矿时代（Ga） Hutchison的分类 Zn-Cu (Ag-Au) 太古代（>2.5） 原始型 早元古代（>1.8） 前寒武纪-泥盆纪 黑矿型 双峰（？）拉斑玄武岩，钙碱性熔岩套，火山碎屑岩 会聚板块边缘的岛弧火山带和弧后盆地 早元古代（>1.8） 奥陶纪 中生代 第三纪 多金属型 Pb-Zn-Cu (Ag-Au) VMS 塞浦路斯型 蛇绿岩套，拉斑玄武岩 扩张洋中脊，和蛇绿岩套有关 寒武-奥陶纪 中生代 含铜黄铁矿型 Cu，Au 铜-锌黄铁矿型 Cu-Zn (Au) 以碎屑岩为容矿围岩的类型 Zn-Pb (Ag) 以碳酸盐岩为容矿围岩的类型 Zn-Pb (Ag) 别子型 基性岩，拉斑玄武岩（？），杂砂岩，页岩（？） 弧前海沟 晚元古代1.2~0.8 古生代 沙利文型 页岩（泥岩）、浊积岩 大陆裂谷 中元古代1.7~1.0 寒武纪-泥盆纪 SMS 银矿山型 灰岩、白云岩为陆架，同生盆地 晚元古代~1.0 密西西比期 主，砂岩、页岩 断裂控制的八、浅成低温热液贵金属矿床的类型及特征（本题10分） Hendenquist（1994）根据矿床特征和成矿流体的特点也将浅成低温热液型矿床分成2个亚类：一类是高硫化型（HS），相当于 Heald等（1987）划分的明矾石-高岭石型；另一类为低硫化型（LS），相当于上述的冰长石-绢云母型。
主要特征 矿体形态 矿石构造 低硫化型（LS型） 明显的脉状为主（石英脉），有网脉状 高硫化型（HS型） 不规则体型（残余多孔状硅核） 脉状、网脉状构造为主，可见孔洞充填状（条带、浸染状构造为主、可见角砾状、脉状构胶状、晶簇状）和角砾状构造 造，少见网脉状 黄铁矿、硫砷铜矿、黄铜矿、砷黝铜矿、铜蓝、自然金、碲化物等 矿石矿物 黄铁矿、银金矿、自然金、闪锌矿、方铅矿、毒砂等 脉石矿物 石英、玉髓、方解石、冰长石、伊利石、碳酸盐等 石英、明矾石、重晶石、高岭石、叶蜡石等 核部为强硅化的残余多孔状硅核、其外为高级泥化带（主要为明矾石和高岭为泥化带（伊利石化、蒙脱石，少量绢云母化）；最外带为青磐岩化 围岩蚀变 在靠近矿脉壁的围岩中发育冰长石、硅化（石英和玉髓）和绿泥石化；向外为绢云母化、伊利石最外带为青磐岩化 化，再向外为泥化蚀变矿物（高岭石和蒙脱石），石、还有迪开石、叶蜡石等）、再向外成矿元素组合 以Au、Ag、Zn、Pb为主，Cu、Sb、As，Hg、Se为辅 以Cu、Au、Ag、As为主，Pb、Hg、Sb、Te、Sn、Mo、Bi为辅 成矿流体以岩浆水为主，性质为氧化、酸性流体，pH值<2， w（NaCl）小于5% 成矿流体特征 成矿流体以大气降水为主，含有来自岩浆的挥发分S和C，属还原、近中性流体，盐度小于3.5wt%NaCl 九、在碳酸盐岩为主分布区能找到哪些矿床类型，并简述其特征（12分） 在碳酸盐岩为主分布区能找到的矿床类型主要有矽卡岩型、卡林型金矿、密西西比河谷型铅锌矿、似层状汞锑矿床、银矿山型SMS型块状硫化物矿床以及钙红土型（喀斯特型）铝土矿床。 1．矽卡岩型矿床：产于中酸性岩浆岩和碳酸盐岩接触带上，硅化和矽卡岩发育，矽卡岩存在明显分带，矿化和矽卡岩分带对应，主要由热液发生硅钙双交代形成，矿种主要有铁、铜、钨、锡、钼、铅锌等。 2．卡林型金矿：主要形成于裂谷带和弧后盆地，围岩主要为海相不纯碳酸盐岩，控矿构造主要为高角度正断层和层间构造破碎带控制，分别控制脉状矿化和似层状矿化，围岩蚀变包括去碳酸盐化和硅化以及泥化。金主要为微细浸染型，存在明显的卡林组合（Au、As、Sb、Hg、Tl）。 3．密西西比河谷型铅锌矿：主要产于沉积盆地中，受一定层位控制，主要岩性为厚层白云岩为主，少量石灰岩；矿化主要铅锌矿化，多呈浸染状沿微层理分布，表现为似整合层状似层状矿体，也有不整合脉状矿体，成矿流体为沉积建造水（含矿热卤水），围岩蚀变以硅化和白云岩化为主。
4．似层状汞锑矿床：矿体主要产于薄-中厚层灰岩、白云岩中，矿体之上常有页岩、泥灰岩等遮挡层，灰岩和白云岩的层间断裂控制矿体产状和形态，矿体多呈层状、似层状，围岩蚀变以硅化和白云岩化为主，矿石矿物主要为辉锑矿或辰砂，矿石构造以角砾状为主。 5．银矿山型块状硫化物型铅锌矿：具有沉积岩中块状硫化物矿床的典型特点，产于陆架上受同生断裂控制的盆地内，主要围岩为灰岩和白云岩，矿化主要为层状，下盘存在少量网脉状矿化，与同沉积断裂关系密切。 6．钙红土型铝土矿床：为残余红土型矿床，是含粘土质石灰岩和不纯石灰岩在长期风化过程中形成，常和喀斯特地貌有关，风化作用通过去碱作用和去硅作用最终形成红土，其中富含铝土矿而成为红土型矿床。
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