矿物标型学

矿物标型学是国内外现代矿物学界最活跃的一个研究领域，它包括标型组合、标型矿物和标型特征三个方面的内容。MineralTypomorphismanditsApplication矿物标型学及其应用3.2成分标型主量元素成分标型微量元素成分标型元素对比值标型稳定同位素标型流体包裹体标型判断矿床成因成分标型：磁铁矿：最有指示意义的元素Al，Mg，Ti，V，Cr，Ni，Co，Mn。TiO2递降顺序：岩浆熔离矿床——岩浆岩副矿物——矽卡岩和热液矿床——火山沉积硅铁建造。Al2O3递降顺序：岩浆熔离矿床——岩浆岩副矿物——火山岩-次火山岩型和沉积变质铁矿。MgO递降顺序：矽卡岩矿床——岩浆熔离矿床——热液和沉积变质矿床。MnO在矽卡岩矿床最高。判断含矿性成分标型：黑云母：判断花岗岩的稀有-钨-锡矿化（外贝加尔，250个数据）——Al，Li（1300-1500ppm），Sn（60ppm），SiO2（高于70%）含量高。判断含Cu斑岩黑云母成分含Cu斑岩非矿斑岩Mg/Fe＞0.5＜0.5Al2O3＜15%＞15%K/Na＞10-30＜8CaO＜0.5%0.88-1.89%BaO＞0.2%＜0.02-0.03%Cl＞2000ppm＜2000ppmF1500-5200ppm700-2000ppm判断含矿性成分标型：黄铁矿：（85个数据）判断含Cu斑岩：含矿岩体的黄铁矿含Cu一般超过1000ppm。判断分带性成分标型：黄铁矿：（212个数据）判断含Cu斑岩分带性：矿体中的黄铁矿富集Co，Mo，Cu，Zn，Pb，Ag，As。矿体边缘和顶部富集Zn，Pb，Ag，As（在前缘分别为5000，4000，25，18ppm；根部为200，160，15，8ppm——判断剥蚀程度）。钾长石化带富Ba。00.20.40.60.81((Co+Ni)/Fe)*1000010.80.60.40.20((As+Se+Te)/S)*1000010.80.60.40.20((S/Fe)-1.8)*10000.20.40.60.81((Co+Ni)/Fe)*10010.80.60.40.20((As+Se+Te)/S)*1000010.80.60.40.20((S/Fe)-1.8)*10000.20.40.60.81((Co+Ni)/Fe)*1000010.80.60.40.20((As+Se+Te)/S)*1000010.80.60.40.20((S/Fe)-1.8)*10000.20.40.60.81((Co+Ni)/Fe)*1000010.80.60.40.20((As+Se+Te)/S)*1000010.80.60.40.20((S/F)-1.8)*100黄铁矿成分关系三角图PyriteCompositionTrigraphya.遵义中南村黑色岩系b.界河金矿c.金青顶金矿d.玲珑金矿e.三山岛金矿00.20.40.60.81((Co+Ni)/Fe)*1000010.80.60.40.20((As+Se+Te)/S)*1000010.80.60.40.20((S/Fe)-1.8)*1002）贵州遵义中南村黑色岩系型多元素矿床应为海水沉积、生物沉积和热水沉积混合成因，其源区物质较为复杂。1）在三角图上，成因较为简单的热液型黄铁矿的投点较集中，成因较为复杂的热水沉积型黄铁矿投点较分散。不同成因金矿床黄铁矿Co-Ni–As三角图%46.5546.55FeFe%53.4553.45SS不同成因金矿床黄铁矿δFe-δS散点图（每点为一个矿床均值）微量元素：研究较多的微量元素：Li,Rb,Cs,Ba,Re,Cr,Co,Ni,Zr,Hf,U,Nb,Ta,Ga,Ge,In,TR,F等。As，Sb：As普遍出现，由浅而深含量减少；Sb出现频度向下减小。Pb，Zn，Cu：普遍出现，Cu由浅而深含量减少，Pb，Zn中部最高。Co，Ni：Co/Ni由浅而深减小，浅部Ni明显减少，Co/Ni》1。Au，Ag：Au多于Ag，由浅而深含量减少，浅部Au/Ag=1，中部达39.9，深部5-3。含Au硫化物中的黄铁矿和毒砂微量元素（前苏联168个矿床）多元回归（95%信度）：黄铁矿：Au=23.95+0.84Ag-7.255Zn+6.445Co-2.228Ni+0.632Sb毒砂：Au=91.036-35.723Mo+0.613Ti-3.714Zn+0.361Sb一般，矿物中呈负相关的元素可能为类质同象成分，呈正相关的元素可能为超显微矿物包体所致。成分标型天河石：Rb/K斜长石：Ca/Al闪锌矿：Fe/Zn黄铁矿：Co/Ni辉钼矿：Re/Mo——比值大，温度高；天河石Rb/K大，反映酸性岩浆分异强，大于100时发生Nb，Ta矿化。矿物中Zr/Hf，Th/U，Nb/Ta，Y/Ce——比值大，趋于基性和碱性，反之趋于酸性。成分标型：元素对比值变价元素Fe3+/Fe2+，Mn3+/Mn2+，Ti4+/Ti2+——比值大，氧化环境；反之还原环境。黄铁矿Fe/S：铜镍硫化物0.878，岩浆热液0.887，斑岩0.91，VMS0.96，金矿床大于理论比0.871。Co/Ni：同生沉积小于1，沉积改造近于1，沉积-变质1.47-5.75（变质过程中磁黄铁矿增多，Ni趋于在其中富集，Co在两矿物中分配系数为1），火山成因1.93-89.35（火山喷气12-22，火山热液5-10，火山沉积小于1）热液成因1-5，岩浆成因Co，Ni很高，贯入式钛磁铁矿中黄铁矿Ni显著高于Co，比值0.09，融离型铜镍矿床（含大量磁黄铁矿）Co显著高于Ni，比值1200。成分标型：元素对比值黄铁矿（王奎仁，1989）S/Se：同生沉积总大于30000，沉积改造1900-8000，层控176000-334000。火山成因（Se很高）小于10000（3000-8000）；岩浆热液成因10000-28000。一般，热液由高温到低温，Se减少，比值增大。岩浆矿床，4000-21400。（黄铁矿Se/Te，Cu/Zn，Ag/Zn，Pb/Zn等）成分标型：元素对比值δ18O（SMOW）δ（样品）=1000（R样品/R标样-1）——随结晶温度升高而减小。例：钾钠长石自生钾钠长石变质钾钠长石花岗岩、伟晶岩钾钠长石612161828成分标型：稳定同位素207Pb/204Pb-206Pb/204Pb相关图15.415.4515.515.5515.615.651717.51818.5206Pb/204Pb207Pb/204Pb豫西南铅锌矿208Pb/204Pb-206Pb/204Pb相关图37.53838.53939.5401717.51818.5206Pb/204Pb208Pb/204Pb207Pb/204Pb-208Pb/204Pb相关图15.415.4515.515.5515.615.6537.53838.53939.540208Pb/204Pb207Pb/204Pb铅同位素比值-构造环境图斑岩钼矿铅锌矿铅同位素模式年龄1.已有9个数据集中在400—900Ma范围，多数集中在600±Ma；2.在比值图上，34个数据呈明显的线性分布，指示模式年龄变化范围不太大；1.本次12个地幔-造山带，与斑岩型钼矿相似；2.34个分散，原因：多源区—深部相集中，浅部相分散；多期次，如刘国印的燕山期改造。铅源分析210.93.41.56.83.26.9-1.20.71.30.11.59.6-2024681012银洞沟百炉沟冷水北沟杨树凹前柳关银河沟δ34SV-CDT/‰硫同位素硫同位素分布直方图（刘国印，2003）斑岩钼矿δ34S值一般为2‰—4‰，平均3.02‰，铅锌矿则一般为3‰—6‰，平均4.85‰，而围岩值较大12‰—18‰，平均15.53‰。（马圈、三道庄、骆驼山、赤土店、卢氏后瑶峪）（三道庄千枚岩中黄铁矿）VMS矿床硫同位素δ34S特点：1850Ma前，0±2‰；显生宙：-10—20‰；日本Shakanai矿床，由下而上，+8—-6‰；矿区分组，矿床单一（加拿大NewBrunswick南部+16‰，北部+7‰）。华南黑色岩系黄铁矿碳同位素1.一般，深源/岩浆源-7±‰，海相碳酸岩0±‰，沉积有机碳-20±‰。2.斑岩矿床：多宝山Cu矿（10个）-2.48‰团结沟Au矿（5个）-1.1‰冷水Pb-Zn矿（4个）-3.82‰3.小秦岭-熊耳山Au矿（100）-7.726—0.03‰4.本区冷水北沟方解石-0.7‰——晚期共性氢氧同位素1.一般，δD（V-SMOW）：岩浆水-40—-80，变质水-20—45，海水-10‰2.一般，δ18O（V-SMOW）：岩浆水6—9，变质水4—20，海水-1‰3.本区：δD-80—-90，δ18O6.2—14.9‰——混合水岩浆热液成因：高温500-200OC，高压，低盐度，富挥发分；地下水热液成因：低温200-100OC，低压，高盐度，富Na，K，Ca，Cl，K+Na+；Ca2+Mg2+;包裹体中CO2随深度加大而降低。金刚石包裹体气相：金伯利岩中含N（N0.001%）；宇宙无N(N0.001%)。地幔源：缺CO2，富N，CO，CH4，H2。成分标型：流体包裹体石英：晶胞参数随变质程度加深而减小。例：美国佐治亚洲变质硬砂岩18颗石英显示，绿泥石带V0113.050，黑云母带113.029，十字石带112.993A。透辉石、钙铁辉石：随平衡温度升高，呈6次和8次配位的阳离子（M）和硅氧四面体中氧原子的间距规律增大。a0，b0，c0，V增大。压力增大，T，M1，M2三种配位体减小，a0，b0，c0，V减小。白云母：随变质压力增大b0增大，多硅白云母形成。一般，低压带小于8.995，中压带9.010-9.025，高压带9.035-9.055A。晶胞参数3.3矿物结构标型钙质和碱性角闪石：随平衡温度升高，Fe2+由M1和M3位转到M2；Mg2+和Al3+由M2向M1和M3位转移。压力的效应与之相反。研究方法：红外光谱，穆斯堡尔谱，X射线衍射分析。离子占位透长石——正长石——最大微斜长石：Al-Si有序排列。新老长石：由老而新有序度降低。机理：内能及生成条件。研究方法：红外光谱，穆斯堡尔谱，X射线衍射分析。有序度白云母：花岗岩1M，伟晶岩2M1，喷出岩1M；热液1Md，1M，2M1（绢云母）；沉积岩1Md，1M；变质岩1M，3T，2M1。黑云母：岩浆岩2M1，1M，喷出岩1M；沉积岩1M，1Md；接触变质岩2M1，区域变质1M，3T。伟晶岩各种多型。辉钼矿：2H600-13000C，3R350-9000C；3R杂质（Re，Sn，Ti，Bi，W。研究方法：X射线衍射分析。多型POLYTYPE判断矿床成因结构标型：辉钼矿：2H——岩浆熔离矿床，伟晶岩，接触交代，气成高温热液矿床；3R——中低温斑岩Cu-Mo矿和花岗岩中石榴石石英辉钼矿脉。找矿标志结构标型：黄铁矿：金矿——a0大于标准0.54175nm，机理：As，Se，Te，Co，Ni类质同象；金矿——含金黄铁矿的X射线漫反射增强，低、中角度衍射线宽化、锐度降低；hkl（211）、（321）、（220）、（420）、（332）、（422）衍射线强度与（311）（其本身最强线）衍射线强度比大——晶体不完善而有镶嵌亚组织发育——金易于进入。闪锌矿：随S活度增大，由黑-褐-黄。电气石：高温热液到较低温，黑（未交代伟晶岩）-绿（Sn，Ti，Nb矿化伟晶岩）-粉红（Li伟晶岩）。普通角闪石：温度升高，薄片中c轴蓝绿-绿-棕褐（Ti增加）。翠榴石：含铬钙铁榴石，超镁铁质岩中与紫色绿泥石共生——铬矿。铬云母：金矿。蓝晶石：均匀淡蓝色——稳定T、P、C环境；非均匀深蓝色——非稳定环境。颜色3.4矿物物理性质标型镁铝榴石：富金刚石金伯利岩中紫色者大于3.75，反之多小于3.75.而非金伯利岩的超基性岩-基性岩中小于3.75。相对密度麻粒岩相——角闪岩相——侵入花岗岩——交代花岗岩：X射线发光强度（相对单位）28000——5000——1000——300萤石：中酸性