矿物学第二章矿物的成因

3Mg2SiO4+4H2O+SiO2→Mg6[Si4O10](OH)8 假象
当交代作用强烈时，原矿物全被新矿物代 替，当新形成的矿物仍保持原矿物的晶形时， 这种晶形称为假象。
失水作用 含水矿物因失去结晶水而变成另一种矿物
的作用。（芒硝）
Na2SO4 ·10H2O → Na2SO4 + 10H2O 水化作用
沉积作用
定义：矿物和岩石在风化作用的过程中遭受 机械破碎和化学分解所产生的风化产物，除 少部分留在原地外，大部分都要被搬运走， 并在新的地方沉积下来，形成另一种矿物或 矿物组合。
如果沉积的物质来源于火山喷发的产物， 这种作用又称为火山沉积作用。
发育地：河流、湖泊及海洋中。
指物理和化学性质稳定的矿物，在风化过 程中主要受机械破碎作用而形成碎屑，他 们除残留原地之外，会被流水搬运到适宜 的场所，由于水流速度降低，矿物按颗粒 大小、比重高低而先后分选沉淀下来，形 成机械沉积。
岩浆期后热液
是在岩浆结晶作用过程中，其内部逐渐积聚 了以水为主的含矿的挥发物质。
在岩浆结晶作用的晚期，由于构造裂隙的发 育，使外压下降，在一定时间内，挥发物质发生 气化作用和蒸馏作用，使这些挥发组分呈高温的 气体物质沿母岩或上盘图岩的裂隙向上运移。
随着温度逐渐降低，至临界温度(约374 ℃) 以下时，这些气体物质便转变为含矿的热水溶液。 矿物在这些气化热液中直接结晶，或从围岩中在 结晶交代而成。
形成的主要矿物及其晶出的顺序
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——橄揽石、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。
定义
指形成伟晶岩及有关矿物的地质作用。 它是岩浆作用的继续。伟晶作用的温度在 400—700°C左右，形成深度约3— 8km。
区域变质作用形成的矿物
（1）矿物的成分与结构取决于原岩的化学组成和遭受变 质作用的程度
可能如出原现岩的的矿主物要有成：分石为英S、iO2红和柱Al石2O、3的蓝粘晶土石岩、，矽经线变石质、后刚， 玉等。但具体出现什么矿物，须视变质条件而定。
其中例红如柱，石Al常2Si形O5成的于同较质高多温像度矿和物较红低柱的石压、力蓝（晶中石等和以矽下线）石， 条件下；蓝晶石形成于低温高压的条件下；而矽线石则能 在高温和压力范围较宽的条件下形成。
围岩蚀变产物有高岭石、明矾石、石英、蒙脱 石、伊利石、沸石、绍云母等。
定义：岩浆沿地壳脆弱带直接上侵至地面 或喷出地表，迅速冷凝结晶形成矿物的作 用。
火山作用形成的矿物特点：颗粒细小，甚 至形成非晶质的火山玻璃，有斑状构造， 斑晶为在地下深处早期结晶的矿物。火山 作用过程形成的矿物都是高温低压相。
由于热液活动强，常与围岩发生化学反 应，使围岩的化学成分、矿物组织和结构构 造方面等方面发生变化，这种作用叫做“围 岩蚀变”
形成矿物
主要以硫化物和氢氧化物为主，其次是各种 含氧盐矿物。
形成约在500—300℃之间。其中高于374℃时称气化 作用， 由于水临界温度是374 ℃,因此，可以推想在 400℃以上时，含矿 的热水溶液是处于气化状态， 故本类型矿物中，一部分是在气化阶段形成的，但 大部分是由高温热液形成。所以，又称气化一高温 热液型或简称高温热液型。
主耍形成W——Sn——Mo—Bi—Be—Fe的矿物组合及 相应的矿床。金属矿物为黑钨矿、辉铜矿、辉锄矿、 磁黄铁矿、毒砂等；非金属矿物为石英、云母、黄 玉、电气石、绿柱石等。相应的围岩蚀变主要为云 英岩化（白云母与石英为主，由长石分解而成）。
温度在300 —200 ℃之间。
主要形成Cu—Pb—Zn的矿物组合和相应的矿 床。金属矿物有黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、 黄铁矿、自然金等；非金属矿物以石英为 主，其次有方解石、白云石、菱镁矿、重 晶石等。
三种主要的作用方式联系
在自然界，物理风化、化学分化和生物分化 三种作用不是彼此孤立的，而是互相联系、相互 促进、相互影响的。单纯的物理风化，只能使矿 物发生机械破碎而变成碎屑，不能导致新矿物的 形成。而表生新矿物的形成则主要依赖于化学风 化（包括生物化学风化）作用的进行。
矿物抵抗风化作用的能力也各不相同：硫化 物最易被风化，氧化物、硅酸盐较稳定。
晶质化
一些非晶质准矿物在漫长的地质历史中会逐 渐变为结晶质，如蛋白质转变为石英，火山玻璃 脱玻化为长石、石英。这种作用称为晶质化或脱 玻化。
定义
自然界地质体中，矿物的形成可以 是同时的，也可以有时间上的先后，这 种矿物形成时间的先后关系，称为矿物 的形成顺序。
外生作用（表生作用） 定义：指发生于地球表层，主要在太阳能作 用下，岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互 作用过程中形成矿物的各种作用。 分类
按性质不同可分为：风化作用 沉积作用
定义
风化作用（weathering)是指地表或接近地 表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触 过程中产生物理、化学变化而在原地形成松 散堆积物的全过程 。根据风化作用的因素和 性质可将其分为三种类型：物理风化作用、 化学风化作用、生物风化作用。
注：在这个作用过程中，基本上不发生侵 入体和围岩之间的交代作用，或胶带作用 及其微弱。
定义：指岩浆侵入围岩时，侵入体与围岩交换某些 组分发生化学反应，而形成新矿物的地质作用。
例子：以中酸性侵入体与石灰岩接触胶带为例。侵 入体中富含挥发性组分的气体和溶液进入围岩，带 有SiO2、Al2O3等组分，而围岩中部分CaO、MgO组 分被带出到侵入体，接触带附近的围岩和侵入体都 要发生成分、结构构造的变化，形成一系列接触交 代作用成因的矿物，他们组成交代成因的矽卡岩。 这种作用也叫双交代作用。
风化作用产生的胶体溶液被水流带入 海、湖盆后，受到电解质的作用而发 生凝聚、沉淀的作用。主要形成铁、 锰、铝等氧化物和氢氧化物的胶体矿 物。
某些动物死亡后，骨骼堆积形成矿物，以及在 细菌等有机质的参与下，通过复杂的生物化学 反应形成矿物的沉积作用。如硅藻土、方解石 等。
此外在生物的生理活动过程中，能产生大量的 CO2、H2S、NH3等气体，可影响沉积介质的酸 价度和氧化还原条件，并对有机体进行分解和 合成作用，从而形成矿物。如磷灰石等。
一般分为岩浆伟晶和变质伟晶作用两类。
岩浆伟晶岩是在岩浆作用的晚期,在侵入体
冷凝的最后阶段，由于熄体中富含挥发组 分，在外压大于内压的封闭条件下缓慢结 晶的作用。
变质伟晶岩与变质作用有关，是混合岩化
晚期阶段伟晶岩化作用的产物。这种伟晶 岩一股只有少数具有工业意义。
主要矿物有长石、石英、云母等，与岩浆 岩中的主要矿物成分相似
岩浆的组分
其组分中0、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等 造岩元素占90 %左右；
挥 C0发2、组H2分S、约占Cl、8—F、9%B,等其；中以H20为主，其次有 其他组分约占 1—2%,其中Cr、Ti、V、Ni、Pt、 w、 Sn、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Hg、Sb 等金属元素在适当条件下可以富集成工业矿 床。
围岩蚀变的产物可以有绢云母化、绿石泥 化、硅化等。
温度在200—50 ℃之间。低温热液的来源很复 杂，大部分热液不一定直接来自岩浆，地表下 渗水和变质热液可能起了主要作用。
主要形成的矿物是As—Sb—Hg等的硫化物（雌 黄、雄辉锑矿、辰砂等）和重晶石等硫酸盐矿 物及相应的矿床。
矿石矿物有雄黄、雌黄、解锑矿、辰砂、自然 银等；非金属矿物有石英、方解石、蛋白石、 重晶石等。
使得接触带附近的岩石在矿物组成、结构等 方面发生变化的地质作用。 种类 按侵入体和围岩之间有无元素之间的交换：
接触热变质作用 接触交代作用
定义：当岩浆侵入体与围岩接触时，围岩 受岩浆高温的影响，而引起围岩中矿物重 结晶或生成与围岩成分有关的另一些矿物。
例子：如石灰岩变成大理岩（方解石发生 重结晶，颗粒变大）。泥质岩石中形成的 红柱石、堇青石等富铝矿物。
（2）压力的影响 在定向压力起主要作用的地段中，有利于柱状（如角
闪石）和片状（云母、绿泥石等）矿物的形成；以静压力 为主的地段中，加上温度的增高，可形成结构紧密、体积 小、比重大、不含水和（OH）—的矿物，如石榴石、矽线 石等。
交代作用
在地质作用的过程中，已形成的矿物与 熔体、气液或溶液相互作用而发生组分上的 交换，使原矿物转变为其他矿物的作用。
显然在机械沉积作用的过程中，一般不形 成新的矿物，主要是矿物的再沉积。
风化作用 的携带矿物质的深部卤水等，当它们进入 内陆湖泊、封闭或半封闭的泻湖或海湾以 后，如果处于干热的气候条件时，水分将 不断蒸发，溶液浓度不断增高，达到饱和 时，所发生的沉积，即为化学沉积。
注：它与热变质不同，在于有交代作用的发生，所 形成的矿物的种类随侵入体与围岩成分的不同而异。
定义
指伴随着区域构造变动而发生的大面积 的变质作用，造成变质的直接因素是地壳的 高温、高压及以水、二氧化碳为主要活动组 分的液体，使原有岩石和矿物所处的物理化 学条件发生了很大的变化，原有岩石在结构 构造和矿物成分上调整改造，以适应新的物 理化学条件，从而导致了新矿物的形成。
富含挥发性成分的矿物，如白云母、黄玉、 电气石等，可形成白云母等非金属矿床。
稀有元素矿物显著富集，如绿柱石、锂辉 石、磷灰石、 居石、锆石、、铌铁石、钽 铁石、褐帘石等，常形成稀有元素、放射 性元素的矿床。
定义
指从气水溶液到热水溶液过程中形成矿物 的地质作用。
热液按来源主要有岩浆气候热液、火山热 液、变质热液和地下水热液等。
无水矿物因水得加入变为含结晶矿物的作 用。（硬石膏）
CaSO4+2H2O → CaSO4·2H2O
非晶化作用
含放射元素铀或钍的矿物，钍锆石ZrSiO4等， 由于受到成分中微量铀、钍等放射蜕变发出能量 的作用，晶体结构遭受破坏，由结晶质转变为变 生非晶质。这种作用称为非晶化作用或玻璃化作 用。这些变生非晶质的矿物成为变生矿物。