碳酸盐替代矿床 (CRD)

碳酸盐替代品 存款 (CRD) 是因取代现有碳酸盐而形成的地质构造 岩石 by 矿石矿物，通常是金属，例如 铅, 锌及 铜。 这些矿床是贱金属的重要来源，并且由于贵重金属的集中而具有重要的经济意义。 矿物质 在他们里面。

基本特性：

1. 形成过程： CRD 通常通过替换过程形成，其中 热液 富含金属的物质渗透到碳酸盐岩中，溶解了原始矿物质，并用矿石矿物取代它们。 更换过程是根据流体的温度、压力和化学成分的变化而发生的。
2. 矿石矿物： CRD 中发现的主要矿石矿物包括 闪锌矿 （锌）， 方铅矿 （铅），和 黄铜矿 （铜）。 这些矿物质通常积聚在蚀变的碳酸盐母岩中，形成经济上可行的矿床。
3. 主机摇滚： CRD 的主岩是碳酸盐岩，例如 石灰石 和 白云石。 这些碳酸盐岩被矿石矿物取代，导致矿床内形成独特的矿化带。
4. 空间分布： CRD 可以表现出广泛的空间分布，从局部矿体到广泛的矿化带。 矿石矿物的分布受地质结构、流体通道和围岩性质的影响。

历史背景和发现： CRD 的发现可以追溯到 19 世纪末和 20 世纪初。 著名的早期发现之一是 1883 年在澳大利亚著名的布罗肯希尔 (Broken Hill) 矿床发现的。布罗肯希尔 (Broken Hill) 是 CRD 的典型例子，含有铅、锌和 银 矿物取代碳酸盐岩。

随着时间的推移，CRD 已在世界各地的各种地质​​环境中被发现。 墨西哥、美国、加拿大、秘鲁和中国都是拥有大量 CRD 矿藏的国家。 地质认识和勘探技术的进步在 CRD 的持续发现中发挥了至关重要的作用。

重要性： CRD 具有重要的经济意义，因为它们可以容纳高浓度的贵重金属。 这些矿床的开采对全球铅、锌和铜的生产做出了重大贡献。 了解 CRD 的地质过程和特征对于成功勘探和开采这些矿产资源至关重要。

地质背景和形成

主机摇滚： 碳酸盐替代矿床（CRD）主要产于碳酸盐岩层序中，石灰岩和白云石是主要的围岩。 这些碳酸盐岩通过矿石矿物替代原始矿物，为 CRD 的形成提供了必要的框架。

有利于 CRD 形成的构造环境： CRD 通常与特定的构造环境和地质环境相关。 一些有利于 CRD 形成的常见构造环境包括：

1. 折叠 山 腰带： CRD 经常出现在与褶皱山带相关的地区。 与这些环境中的构造活动相关的压缩和变形会产生裂缝和 故障，为热液提供通道。
2. 俯冲带： 一个构造板块俯冲到另一个构造板块之下的构造环境可能有利于 CRD 的形成。 与俯冲有关的岩浆作用和流体循环可以导致 改造 和碳酸盐岩的更替。
3. 裂谷区： 地球岩石圈被拉开的裂谷带可以为热液的循环创造有利的条件。 与裂谷带相关的伸展构造可能导致裂缝和断层的发育，为矿化流体提供通道。
4. 故障 区域： 无论具体的构造环境如何，断层系统都可以在 CRD 形成中发挥至关重要的作用。 断层充当热液的管道，使它们能够穿过地壳迁移并与碳酸盐岩相互作用。

CRD 形成涉及的水热过程： 碳酸盐置换矿床的形成涉及复杂的热液过程。 以下是关键步骤：

1. 热液流体： 富含金属的热流体通常与岩浆活动有关，在地壳中循环。 这些流体可能源自地幔或地壳更深的部分。
2. 流体-岩石相互作用： 热液与碳酸盐主岩（石灰岩和白云石）相互作用。 这种相互作用涉及原始碳酸盐矿物的溶解和矿石矿物在其位置的沉淀。 更换过程是由温度、压力和流体化学成分的变化驱动的。
3. 区划： CRD 通常呈现带状分布，不同的矿化区域对应于温度、压力和流体成分的变化。 该分区可以包括金属浓度最高的中心区域，周围是浓度较低的外围区域。
4. 断裂和断层相关的矿化： 主岩内的断层和裂缝为热液提供了通道。 矿化通常集中在这些结构上，导致在更广泛的 CRD 系统内形成矿体。

了解 CRD 形成所涉及的地质和热液过程对于矿产勘探和资源评估至关重要。 地质测绘、地球化学和地质学方面的进展 地球物理学 有助于潜在 CRD 矿床的识别和表征。

矿石矿物和矿化

矿石矿物：

与碳酸盐替代矿床 (CRD) 相关的原生矿石矿物包括：

1. 闪锌矿（硫化锌）： 闪锌矿是 CRD 中常见的矿石矿物，是锌的主要来源。 它通常形成轮廓分明的晶体，颜色从黄色到棕色到黑色不等。
2. 方铅矿（硫化铅）： 方铅矿是 CRD 中发现的另一种重要矿石矿物，是铅的主要来源。 它通常表现为闪亮的金属立方体或八面体晶体。
3. 黄铜矿（铜 铁 硫化物）： 黄铜矿是一些 CRD 中存在的含铜矿石矿物。 它呈黄铜黄色，是铜的重要来源。
4. 四面体（铜 锑 硫化物）： CRD 中有时会发现四面体，从而增加了铜含量。 它通常以深色金属晶体的形式出现。
5. 黄铁矿 （硫化铁）： 虽然黄铁矿不是 CRD 中的主要经济矿石矿物，但它通常与矿体伴生。 黄铁矿形成立方晶体并且可以以不同的量存在。

脉石矿物：

脉石矿物是与矿产伴生的非经济矿物。 矿床。 对于 CRD，可能存在以下脉石矿物：

1. 方解石: 方解石是 CRD 中常见的脉石矿物，特别是考虑到碳酸盐母岩。 它通常形成菱面体晶体，并且可以与矿石矿物共生。
2. 白云石： 白云石是另一种碳酸盐矿物，也可以作为脉石存在于 CRD 中。 它的外观与方解石相似，但可以通过其化学成分来区分。
3. 石英: 石英是许多矿床中常见的脉石矿物，它可能与 CRD 伴生。 它形成六方晶体，并且具有抗 风化.
4. 重晶石: 重晶石偶尔作为脉石矿物存在于 CRD 中。 它具有高比重并可形成板状晶体。

矿石矿物的结构和共生：

1. 替换纹理： CRD 中最典型的结构是置换，即原来的碳酸盐矿物被矿石矿物所取代。 这种替换可以在保留原始岩石结构的情况下进行，从而产生独特的纹理。
2. 区划： CRD 通常表现出矿化分区，不同的矿物组合对应于温度、压力和流体成分的变化。 这种分区可以包括高品位矿石矿物的中心核心，周围是浓度较低的外围区域。
3. 共生： CRD 中的共生序列是指矿物形成的时间顺序。 它有助于了解矿床随时间的演变。 通常，闪锌矿和方铅矿等硫化物矿物在共生序列的早期形成，随后是石英和方解石等后期矿物。
4. 横切静脉： 除了置换之外，CRD 中的矿石矿物还可以在主岩内形成横切矿脉。 这些矿脉通常与裂缝和断层有关，代表后期矿化事件。

了解这些矿石矿物、脉石矿物、结构和共生关系对于 CRD 的勘探和开发至关重要。 地质研究，包括详细的实地考察和实验室分析，有助于揭示这些矿床的复杂历史。

CRD 的地球化学特征

碳酸盐替代矿床 (CRD) 的地球化学特征提供了有关矿化流体的起源和演化的宝贵信息。 主要地球化学指标包括：

1. 金属含量： 锌、铅和铜等金属浓度升高是 CRD 的主要指标。 岩石样品的地球化学分析可以揭示这些具有经济价值的金属的存在。
2. 探路者元素： 某些元素与特定类型的矿床有关。 就 CRD 而言，探路者元素可能包括银、锑、 砷及 铋。 这些元素可以作为探索过程中的指标。
3. 硫 同位素： CRD 中硫化物矿物的硫同位素组成可以深入了解矿化流体中硫的来源。 硫同位素的变化可能表明不同来源的贡献，例如岩浆或沉积硫。
4. 碳和氧同位素： CRD 中的碳酸盐矿物（例如方解石和白云石）可能表现出碳和氧同位素的变化。 同位素研究有助于了解热液中碳和氧的来源，并可以提供有关流体-岩石相互作用的信息。

流体包裹体研究：

流体包裹体是矿物内含有截留流体的微观空腔，为矿化流体的成分和特征提供了直接证据。 CRD 中的流体包裹体研究涉及：

1. 流体成分： 分析夹杂物中流体的成分有助于识别负责矿化的热液流体的化学特征。
2. 温度和压力条件： 对流体包裹体的研究使地质学家能够估计矿化过程中的温度和压力条件。 这些信息有助于重建矿床的地质历史。
3. 盐度： 流体包裹体的盐度是一个关键参数。 盐度的变化可以表明矿床演化过程中热液化学成分的变化。
4. 相变： 观察流体包裹体中的相变（例如，汽-液或液-液转变）有助于确定捕获条件并了解流体的行为。

同位素研究：

同位素研究为 CRD 形成的来源和过程提供了更多见解：

1. 稳定同位素（氧、碳）： 碳酸盐矿物中氧和碳的稳定同位素可以指示热液的温度和来源。 稳定同位素的变化有助于区分不同的流体来源并提供有关流体-岩石相互作用的信息。
2. 放射性同位素（铅、锶）： 放射性同位素，例如铅和锶同位素，可用于确定矿化年龄并追踪金属的来源。 同位素比有助于区分金属的不同地质来源。
3. 硫同位素： 如前所述，硫化物矿物中的硫同位素提供了有关热液中硫来源的信息。

这些地球化学、流体包裹体和同位素研究的整合使地质学家能够全面了解 CRD 的起源和演化，从而有助于矿物勘探和资源评估。

碳酸盐替代矿床的类型

碳酸盐替代矿床（CRD）根据其地质特征可以表现出各种类型和分类， 矿物学和地质环境。 一些常见的 CRD 类型包括：

1. 密西西比河谷类型（MVT) 存款：
   • 主持人摇滚： 通常存在于碳酸盐岩中，例如石灰岩和 白云岩.
   • 矿物质： 主要成分为闪锌矿（锌）、方铅矿（铅）和 萤石。 有时与重晶石有关。
   • 分布： 经常发现于沉积盆地内的断层控制环境中。
2. 爱尔兰型锌铅矿床：
   • 主持人摇滚： 产于石炭系石灰岩中。
   • 矿物质： 以闪锌矿和方铅矿为主要矿石矿物。
   • 分布： 发现于爱尔兰和英国部分地区。
3. SEDEX （沉积呼气）沉积物：
   • 主持人摇滚： 主办于 沉积岩，包括碳酸盐序列。
   • 矿物质： 由闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等硫化矿物组成。 也可能存在重晶石。
   • 分布： 广泛分布于全球，通常与盆地和裂谷环境有关。
4. 布罗肯希尔类型存款：
   • 主持人摇滚： 主要赋存于碳酸盐岩中。
   • 矿物质： 以方铅矿、闪锌矿和少量其他硫化物为特征。
   • 分布： 著名的例子包括澳大利亚的布罗肯希尔矿床。
5. 矽卡岩型矿床：
   • 主持人摇滚： 由于岩浆岩的侵入而发生交代蚀变的碳酸盐岩。
   • 矿物质： 矿石矿物包括闪锌矿、方铅矿和黄铜矿，通常与 矽卡岩 矿物质如 石榴石 和 辉石.
   • 分布： 与侵入火成体周围的接触变质带有关。
6. 分层绑定替代存款：
   • 主持人摇滚： 通常出现在沉积盆地内的碳酸盐层序中。
   • 矿物质： 矿石矿物可包括闪锌矿、方铅矿和其他硫化物。
   • 分布： 存在于地层层中，可能受区域构造的影响。
7. 热液白云岩矿床：
   • 主持人摇滚： 主要赋存于白云岩中。
   • 矿物质： 闪锌矿和方铅矿等矿石矿物与白云石置换有关。
   • 分布： 发生在发生白云石化的地区，通常与热液流体流动有关。
8. 碳酸盐岩铅锌 (CHZ) 矿床：
   • 主持人摇滚： 碳酸盐岩石，包括石灰岩和白云石。
   • 矿物质： 主要成分为方铅矿和闪锌矿。
   • 分布： 存在于各种地质环境中，包括台地碳酸盐岩和裂谷相关环境。

这些类型的 CRD 展示了地质环境和过程的多样性，可以导致形成具有重要经济意义的区域。 矿床。 每种类型都有其自己的一套特征，了解这些差异对于成功的矿产勘探和开采至关重要。

CRD 的区域示例

1. 澳大利亚布罗肯希尔矿床：
   • 地点： 澳大利亚新南威尔士州。
   • 矿物质： 主要是方铅矿（铅）和闪锌矿（锌）。
   • 地质特征： 布罗肯希尔 (Broken Hill) 是世界上最丰富的 CRD 之一，矿化发生在一系列志留纪沉积岩中。 该矿床与断层有关，位于富含碳酸盐的环境中。 历史上它一直是铅、锌和银的重要来源。
2. 科索沃特雷普查矿山：
   • 地点： 科索沃北部。
   • 矿物质： 方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和黄铁矿。
   • 地质特征： Trepča 矿场代表了碳酸盐岩中的 CRD 复合体。 矿化与断层带有关，发生在构造活跃区域内。 该矿床历史上对于铅、锌和其他基本金属都很重要。
3. 加拿大派恩角矿：
   • 地点： 加拿大西北地区。
   • 矿物质： 闪锌矿、方铅矿和黄铁矿。
   • 地质特征： Pine Point 是密西西比河谷型 (MVT) 矿床的典型例子。 矿石产于白云岩和石灰岩中，成矿与岩溶特征和断层有关。 它过去是一个重要的铅锌生产商。
4. 保加利亚博里耶瓦矿：
   • 地点： 保加利亚马丹矿田。
   • 矿物质： 闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和黄铜矿。
   • 地质特征： 博里耶瓦矿位于一个采矿历史悠久的地区，以其碳酸盐矿床而闻名。 矿化与断层作用有关，发生在碳酸盐岩内，有助于保加利亚的铅和锌生产。
5. 德国拉梅尔斯贝格矿：
   • 地点： 德国下萨克森州。
   • 矿物质： 闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和黄铜矿。
   • 地质特征： 拉梅尔斯贝格 (Rammelsberg) 是一个历史悠久的矿区，已经开发了几个世纪。 该矿石产于火山岩和沉积岩复合体中的多金属矿床中。 它是世界上最大的铅锌银矿床之一。
6. 土耳其奥兹达格矿区：
   • 地点： 土耳其安纳托利亚中部。
   • 矿物质： 闪锌矿、方铅矿和黄铁矿。
   • 地质特征： 奥兹达格矿区以其碳酸盐岩 CRD 而闻名。 矿化与断裂带有关，矿石产于白云岩和石灰岩中。 土耳其一直是此类矿藏中锌和铅的重要生产国。
7. 爱尔兰纳文矿区：
   • 地点： 爱尔兰米斯郡。
   • 矿物质： 闪锌矿、方铅矿和黄铁矿。
   • 地质特征： 纳万矿区是爱尔兰型锌铅矿床。 该矿石产于石炭纪石灰岩中，与断层作用有关。 它一直是爱尔兰锌和铅的主要来源。

这些区域实例突出了碳酸盐替代矿床的全球分布及其形成环境的地质多样性。 每个矿床都具有由其地质历史和构造环境决定的独特特征，为各自矿区的经济意义做出了贡献。

与其他存款类型的比较

1. 斑岩铜矿床：

• 对比： 斑岩铜矿床主要与岩浆侵入有关，其特点是在大量母岩中发生浸染式矿化。 相比之下，CRD 通常存在于碳酸盐岩中，是热液流体将原始矿物替换为矿石矿物的结果。
• 共性： 这两种矿床类型都可能是包括铜在内的贱金属的重要来源，并且通常与构造板块边界有关。

2. 火山成因的块状硫化物 (VMS) 存款：

• 对比： VMS 存款 其形成与海底火山活动有关，其特点是海底有大量硫化物堆积。 另一方面，CRD 通常与沉积环境有关，是由矿石矿物取代碳酸盐岩造成的。
• 共性： VMS 和 CRD 均含有多种贱金属，包括锌和铅，并且可能具有一些共同的地球化学特征。

3. 矽卡岩矿床:

• 对比： 矽卡岩沉积物是通过热液与碳酸盐岩的相互作用形成的，类似于 CRD。 然而，矽卡岩通常与岩浆岩的侵入有关，导致周围岩石发生变质变化。 相比之下，CRD 可能与侵入岩浆作用没有直接关系。
• 共性： 这两种矿床类型都可能含有锌、铅和铜等贱金属，并且可能具有重叠的矿物组合。

4. 沉积呼气（SEDEX）沉积物：

• 对比： SEDEX 沉积物是通过从海底呼出富含金属的流体而在沉积盆地中形成的。 CRD 虽然也与沉积环境有关，但通常涉及由于热液而用矿石矿物取代碳酸盐岩。
• 共性： 两种矿床类型都可以是层状的并含有贱金属矿化，但导致其形成的具体地质过程有所不同。

5. 浅成热液 黄金 存款：

• 对比： 浅成热液金矿床由地球表面附近的低温热液流体形成，其特点是沉积金和银。 CRD 虽然涉及热液，但重点是用贱金属硫化物替代碳酸盐岩。
• 共性： 这两种矿床类型都与热液过程有关，一些 CRD 还可能含有金和银作为副产品。

6、层状铅锌矿床：

• 对比： 层状铅锌矿床与SEDEX矿床类似，都是沉积岩中的层状矿床。 CRD 虽然也发生在碳酸盐层序中，但可能涉及更复杂的热液置换过程。
• 共性： 两种矿床类型都可以是层状的，并含有铅和锌矿化，但导致其形成的地质过程可能不同。

虽然这些矿床类型具有一些共同的元素，但区别在于它们的地质背景、矿物学以及导致其形成的具体过程。 了解这些差异对于有效的矿产勘探和资源评估至关重要。

参考清单

图书：

1. 吉尔伯特，JM 和帕克，CF (1986)。 矿床地质学。 弗里曼。
2. 斯普里，PG (2003)。 硫化物矿物学和地球化学。 剑桥大学出版社。
3. 凯斯勒，SE 和威尔金森，BH (2008)。 地球早期的大气和海洋，以及生命的起源。 施普林格。
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期刊文章：

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3. 霍夫斯特拉，AH（1995）。 矽卡岩矿床。 经济地质学评论，7, 13-29。
4. 医学博士汉宁顿和康涅狄格州巴里 (1999)。 加拿大阿比蒂比省西部巨型基德溪火山成因块状硫化物矿床：综述。 矿石地质评论，14(1), 101-138。

在线资源：

1. 经济地质学家协会 (SEG)：https://www.segweb.org/
2. 美国地质学会 (GSA)：https://www.geosociety.org/
3. 美国地质调查局 (USGS)：https://www.usgs.gov/
4. 澳大利亚矿山地图集 – 澳大利亚地球科学：http://www.australianminesatlas.gov.au/