是居里兄弟皮埃尔·居里（P·Curie）（居里夫人就是她老婆）与杰克斯（J·Curie）首先发现压电效应（piezo electric effect）。
1880年前在杰克斯的实验室发现了压电性。起先，皮埃尔·居里致力于焦电现象与晶体对称性关系的研究，后来兄弟俩却发现，在某一类晶体中施以压力会有电性产生。他们又系统的研究了施压方向与电场强度间的关系，及预测某类晶体具有压电效应。经他们实验而发现，具有压电性的材料有：闪锌矿（zincblende）、钠氯酸盐（sodiumchlorate）、电气石（tourmaline）、石英（quartz）、酒石酸（tartaricacid）、蔗糖（canesuger）、方硼石（boracite）、异极矿（calamine）、黄晶（topaz）及若歇尔盐（Rochellesalt）。这些晶体都具有各向异性（anisotropic）结构，各向同性（isotropic）材料是不会产生压电性的。
压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。
胆矾，异极矿，菱锌矿，蓝宝石，蓝铜矿，绿铜锌矿，绒铜矿。
其实含铜的矿物都有蓝色的，硅孔雀石也是蓝绿的，还有矿物是由各种颜色的，像石英，萤石。
矿物是具有一定化学组成的天然化合物，它具有稳定的相界面和结晶习性。由内部结晶习性决定了矿物的晶型和对称性；由化学键的性质决定了矿物的硬度、光泽和导电性质；由矿物的化学成分、结合的紧密度决定了矿物的颜色和比重等。在识别矿物时，矿物的形态和物理性质由于其易于鉴定而成为鉴定矿物最常用的标志。
夜明珠是一种萤石矿物，发光原因是与它含有稀土元素有关，是矿物内有关的电子移动所致。
“夜明珠”是在黑暗中，人眼能明视的，天然的、能自行发光的珠宝。夜明珠是一种稀有的宝石，古称“随珠”、“悬珠”、“垂棘”、“明月珠”等。通常情况下所说的夜明珠是指荧光石、夜光石。
它是地球大地内的一些发光物质经过了几千万年，由最初的火山岩浆喷发，到后来的地质运动，集聚于矿石中而成，含有这些发光稀有元素的石头，经过加工，就是人们所说的夜明珠，常有黄绿、浅蓝、橙红等颜色，把荧光石放到白色荧光灯下照一照，它就会发出美丽的荧光，这种发光性明显的表现为昼弱夜强。
此外，部分工艺品也利用萤石的特征制作一些冠以“夜明珠”名称的饰品。
一、概 述
非硫化物型锌矿床 ( nonsulfide zinc deposit) ，过去被称为 “锌氧化物”矿床 ( 戴自希等，2005) 。在 19 世纪和 20 世纪早期，全球锌金属量几乎全都来自含菱锌矿的氧化矿石。到 20 世纪早期随着各种选矿和冶炼技术的进步，采自硫化物矿床的锌金属量逐渐占主导地位，锌氧化物矿床因此受到忽略。近年来，由于湿法冶金技术的突破，降低了锌氧化物矿床的生产成本，使此类矿床再次成为引人注目的勘查目标。据预测，今后每年采自非硫化物锌矿床的锌金属量将占全球锌金属总量的 10% 以上，成为锌金属的一种重要来源。
M W Hitzman 等 ( 2003) 将非硫化物型锌矿床划分为表生矿床和深成矿床两种。其中，表生非硫化物锌矿床最为常见，包括直接交代型、围岩交代型、残留 － 充填型 3 种亚类; 深成非硫化物锌矿床是近年来新认识的一种类型，包括由脉状和不规则筒状硅锌矿 ( － 闪锌矿 － 赤铁矿 － 富锰矿物)组成的构造控制矿床和由锌铁尖晶石 － 硅锌矿 － 红锌矿 ± 锌尖晶石矿物组成的层状型矿床两种亚类( 图 1) 。非硫化物型锌矿床在世界各地均有分布 ( 图 2) ，多产在美洲科迪勒拉、古地中海和东南亚地区。有的硫化物铅锌矿因同时产有氧化物矿体，而被纳入非硫化物型锌矿床，如纳米比亚斯科比翁和中国兰坪金顶铅锌矿床等，它们的原生矿床类别分别归为密西西比河谷型和砂岩型矿床。
图 1 非硫化物型锌矿床分类示意( 引自 M W Hitzman 等，2003)
二、地 质 特 征
1 表生非硫化物型锌矿床
表生非硫化物型锌矿床通常由硫化物和非硫化物锌矿床氧化而成 ( 表 1) ，多产于碳酸盐岩中，是富含闪锌矿矿体分解产生的含氧富锌酸性流体与碳酸盐矿物发生快速反应的结果。其原生矿床以密西西比河谷型或高温碳酸盐交代型硫化物矿床为主，故该类矿床虽然是由各种富闪锌矿矿床氧化而成，但大多数矿床仍保留有密西西比河谷型或高温碳酸盐交代型硫化物原矿体的特征。
( 1) 直接交代型矿床
直接交代型非硫化物锌矿床主要由密西西比河谷型和碳酸盐交代型矿床氧化而成，是菱锌矿和异极矿交代闪锌矿的结果，其实质是富锌的铁帽。该类矿床中的矿物大多数呈混合硫化物和直接交代成因的菱锌矿产出。一般来说，由密西西比河谷型矿床演化而成的矿床，矿物组成简单，主要为菱锌矿、异极矿和水锌矿; 由高温碳酸盐交代型矿床氧化而成的矿床，矿物组成复杂，常含其他金属元素矿物，如锌锰矿和水锌锰矿等富锰锌矿物，以及碳酸铜、菱锌矿、异极矿、水锌矿和砷化合物等矿物。
图 2 非硫化物型锌矿床的全球分布示意图( 修编自 A Nuspl，2009，修改)
伊朗安格朗 ( Angouran) 矿床是该类矿床的代表。矿床产在长 1600km 的 Zagros 第三纪碰撞带内，受由角闪岩、蛇纹岩、片麻岩和云母片岩等组成的变质杂岩体控制，矿体发育于云母片岩与大理岩的接触带中。该矿床南北长 600m，东西宽 200 ～300m，由硫化物矿体和以碳酸盐岩为容矿岩石的氧化物矿体共同组成。矿床的上部为氧化帽、菱锌矿矿体和碳酸盐岩容矿的矿体，中间为混合硫化物 － 氧化物矿体，下部为矿化片岩 ( 图 3) 。氧化物锌矿体的品位从上往下逐渐降低。氧化帽中的矿物主要为菱锌矿及少量水锌矿，石英脉石中为微量白铅矿、赤铁矿、针铁矿、高岭石、蒙脱石和方解石，并出现微量方铅矿和砷铅矿。氧化物矿石结构有致密块状结构、角砾状结构、粉末状结构和多孔状结构等，但以角砾状结构为主。
图 3 伊朗安格朗锌矿床剖面图( 引自 H A Gilg 等，2006)
表 1 部分表生非硫化物型矿床的基本情况一览表
资料来源: M W Hitzman 等，2003，略有修改
Irish 为 SEDEX 型铅锌矿床的一个亚型，称为爱尔兰亚型，主要容矿岩石为灰岩和白云岩，也具有 MVT 矿床的一些特征。见本书模型二十。
( 2) 围岩交代型矿床
表生围岩交代型锌矿床常产于原始硫化物矿体及与其相关的直接交代型矿床附近的地下水向下流动的梯度带上，是硫化物矿体逐渐被氧化所形成的含锌酸性地下水在向外运移过程中与钙质围岩发生反应并沉淀形成的。原生硫化物矿体中铁硫化物含量高时，有利于锌从矿体中完全淋滤，但要形成围岩交代型矿床，还需要以下两个有利的条件: 一是矿床构造的抬升和 ( 或) 地下水位的下降; 二是要有渗透性岩体，使流经原生硫化物矿体的地下水的锌含量提高。
纳米比亚斯科比翁 ( Skorpion) 矿床是该类矿床的一个典型代表。该矿床的形成与 MVT 矿床有关。矿床赋存于新元古代沉积岩与火山岩混合岩层层序中。重要的硫化物矿化受长英质火成岩控制，完全氧化的硫化物发育在巨厚的细粒的硅酸盐岩层中。晚古生代岩石经历了强烈的断裂、褶皱作用( 图 4) 。表生锌矿床主矿体的矿石矿物以异极矿和羟锌矿为主，含少量的菱锌矿。表生矿体似乎形成于碳酸盐岩与混合的火山和碎屑沉积层序的接触带内。
图 4 纳米比亚斯科比翁矿区剖面图( 引自 G Borg 等，2003)
当原生硫化物矿体中的锌被完全氧化带出时，或原生硫化物矿体被完全剥蚀掉时，许多围岩交代型矿床与直接交代型矿床在空间上可直接相连。例如，哈萨克斯坦的沙默登矿床 ( Shaimerden) 同时兼有围岩交代和直接交代双重特征 ( 图 5) 。该矿床的容矿岩石为下石炭统碳酸盐岩。该碳酸盐岩位于以火山岩为主的层序地层内，其上覆盖有平均 40m 厚的白垩系至第四系的盖层。矿床主要由异极矿、菱锌矿和微量的羟锌矿组成; 矿体呈不规则状，其规模为 300m × 200m，延伸大于 100m。异极矿的大量出现反映了还原的、低 pH 的成矿环境。残留的原生硫化物矿体被保存在表生矿床的核部。
总的来看，围岩交代型矿床常显示块状到同心带状结构，矿石矿物通常显示白色到暗**，如果原矿富铁或富锰，则显示棕色至棕**。由不同类型的原生矿物发育而成的矿床，其矿物组成差异较大。源于密西西比河谷型矿床的围岩交代型矿床常常含有菱锌矿和碳锌钙石，而源于高温黄铁矿型和富锰碳酸盐岩交代型硫化物的矿体通常由碳锌钙石、亚铁菱锌矿和锰菱铁矿组成。不过，密西西比河谷型矿床仍是许多围岩交代型矿床的主要来源。
( 3) 残留 － 充填型矿床
残留 － 充填型矿床是由锌矿物的机械和 ( 或) 化学搬运作用在岩溶地区的洼地或在洞穴系统中堆积而成的。在降雨较大的地区，锌可快速地与其他金属分离，且在岩溶洞穴中形成高品位的菱锌矿堆积。菱锌矿和水锌矿重复淋滤向下迁移，可在溶坑和洞穴系统中形成一个连续的表生锌矿床剖面。溶坑崩塌常使菱锌矿机械地堆积在水锌矿脉石中。崩积矿床亦发育于残留地表物质沿坡向下运移部位。该亚类矿床通常规模较小，形态极不规则，但品位极高。因此，许多残留 － 充填型矿床对小规模开采具有一定的价值，但不适于大规模开发。
图 5 哈萨克斯坦沙默登矿床剖面图( 引自 M B Boland 等，2003)
该类矿床常发现于赤道热湿气候条件下的构造抬升地区，因为在那里硫化物矿体的氧化能形成酸性溶液，利于喀斯特的发育。在干湿交替的温湿季节性气候地区，低 pH 条件也有利于这类矿床的形成。越南北部 Cho Dien 矿床是这类矿床的典型代表。该矿床产于泥盆纪变质沉积岩中，原生矿床类型为与三叠纪花岗岩侵入体有关的高温碳酸盐交代型矿床。20 世纪早期，在隆升约 700m 的岩溶高原上，许多小而富的硫化物矿体被开采。残留的表生矿床产于岩溶高原的岩溶顶峰。Cho Dien 矿区全是表生矿石，残余软黏土带的锌品位高达 10% ～30%，位于灰岩岩溶高峰之间。在富铁的黏土基质中，异极矿是主要锌矿物，具有少量的水锌矿和菱锌矿。
2 深成非硫化物型锌矿床
深成非硫化物型锌矿床是一种很少见的矿床类型，它是由低—中温 ( 80 ～200℃) 的富锌、贫硫还原性流体与贫硫的氧化性流体混合使锌沉淀而形成的，主要由锌的硅酸盐和氧化物组成，且常常含有微量的闪锌矿，除近地表露头外，很少见菱锌矿、异极矿、水锌矿和羟锌矿。该类矿床可细分为构造控制型和层状型矿床两种，表 2 列出了这两种亚类的代表性矿床及其容矿岩石时代和主要矿物。
( 1) 构造控制型矿床
构造控制型非硫化物锌矿床受构造控制明显，矿体常沿正断层呈脉状和筒状产出，具有特征性的硅锌矿至硅锌矿 ( － 闪锌矿) 至闪锌矿 ( － 硅锌矿) 矿物分带，容矿岩石时代以新元古代的碳酸盐岩为主，硅锌矿矿体深达地下 300 ～900m，远大于已知氧化效应的深度。构造控制型矿床中的硅锌矿可以交代原硫化物矿体的矿物组合，也可以与闪锌矿交错生长和增生。已发现的非硫化物锌矿床中，巴西的瓦扎特 ( Vazante) 、澳大利亚的贝尔塔纳 ( Beltana) 、纳米比亚的 Berg Aukas/Abenab 和赞比亚的卡布韦 ( Kabwe) 是该亚类矿床的代表性矿床。这里仅以巴西的瓦扎特为例介绍一下该亚类矿床的一些基本特征。
表 2 深成非硫化物型锌矿床类型、容矿岩石时代、主要矿物和资源量
资料来源: M W Hitzman 等，2003
注: 表中资源量包括已开采的资源量和未开采资源量。
瓦扎特矿床目前是巴西最大的锌生产矿山，产于 Sao Francisco 克拉通新元古代 ( 600Ma) 的碳酸盐岩沉积层中，该岩层未发生变质，且保留有较好的沉积结构。矿体主要产于厚约 1 3km 的瓦扎特建造中，上覆的 Lapa 建造由暗灰至黑色具有薄层粒状灰岩条带的碳酸盐岩浊积岩组成，向上逐渐过渡到泥质的白云岩和黑色页岩。矿化层集中分布在瓦扎特建造中的 Serra do Poco Verde 组与上 Morrodo Pinheiro 组相接触的地方，并为下 Pamplona 组地层所覆盖 ( 图 6) 。小的变基性岩体产在与角砾变质白云岩和硅锌矿矿体有关的叠瓦状构造中。上 Morro do Pinheiro 组包括灰色变质白云岩、含黄铁矿的黑色页岩和泥灰岩。下 Pamplona 组由板岩和夹有浅灰和粉红色变质白云岩的绢云母千枚岩组成。瓦扎特断层长约 12km，走向为 NE50°，是该矿床最重要的控矿构造。区域地质研究表明，该断层作用与 Lapa 建造的沉积是同期的，断层带内的容矿岩石被剪切，局部发生重结晶，并含有微量的绿泥石。基底断层通常充填有交错生长的硅锌矿和少量的闪锌矿。硅锌矿亦充填于部分分支断裂、不连续面和上盘构造中。
矿体为宽几厘米至几米的脉体，主要由硅锌矿、赤铁矿和含有少量铁白云石的石英、菱铁矿和细粒闪锌矿矿石矿物组成。矿化带内和矿化带周围热液蚀变发育，主要蚀变矿物有亚铁白云石、铁白云石、菱铁矿以及交代的二氧化硅。在瓦扎特断层带内，可见二氧化硅 － 赤铁矿脉穿切亚铁白云石现象，尤其是沿断层带的上、下边缘更为发育。
( 2) 层状型矿床
层状型非硫化物锌矿床是指产在富锰岩层中的层状矿床，主要矿石矿物组合是硅锌矿 － 铁锌尖晶石 － 红锌矿 ( 表 2) 。这类矿床最好的实例是美国新泽西州的富兰克林 ( Franklin) 锌矿和斯特林山( Sterling Hill) 锌矿。
图 6 巴西瓦扎特矿床剖面图( 引自 L V Soares Monteiro 等，2006)
富兰克林和斯特林山锌矿床均产在富兰克林建造中，包括互层的变质沉积岩和变质火山岩以及火成侵入岩。火成岩侵入体在 1080 ～ 1030Ma 期间发生变质作用，变质程度达到了角闪岩相到麻粒岩相。区内元古宙地层发生过复杂的褶皱，但在上覆的片麻岩中，没有发现产在向斜中的富兰克林和斯特林山锌矿体。富兰克林和斯特林山锌矿床赋存于富兰克林大理岩内的不同层位，由一系列厚 1 ～10m 的不连续的板状透镜体组成，其走向平行于矿床的总体形状。矿体常常被含锌和锰的钙硅酸盐条带包围或与其互层。主要的矿石矿物有等粒次圆状铁锌尖晶石、硅锌矿和红锌矿 ( 含 Zn 20%、Fe16% 和 Mn 8% ) 矿物。闪锌矿仅见于斯特林山矿区原始硅锌矿矿体内，而在富兰克林矿区很少见。除锰硅酸盐矿物外，方解石是主要脉石矿物。在矿体中可见一定量的锰橄榄石，更多的锰橄榄石出现于上、下盘的岩石中。
三、矿床成因和找矿标志
1 矿床成因
( 1) 表生非硫化物型锌矿床的成因
常见表生非硫化物型锌矿床是由含锌硫化物矿床经表生氧化、分解和交代而成的 ( 图 7) 。它们的形成受气候条件、原矿组成和围岩构造等因素控制。围岩成分主要影响非硫化物型锌矿床的矿物组成。如，低杂质碳酸盐岩地区形成的矿床的主要矿石矿物为菱锌矿和水锌矿，而在硅质碎屑岩中发育的矿床，常形成含异极矿和羟锌矿的矿物组合。
流体路径部分受控于容矿岩石的岩性、结构构造和风化作用。低渗透率和缺乏重大断裂作用的矿床很难被氧化，尤其是在具很低渗透率的碳酸盐岩地层中。在这种情况下，通过重力驱动溶液运动，表生锌矿床形成于距原硫化物矿床较近的位置。在碳酸盐岩 － 碎屑岩相混合的地层中，流体流动主要取决于碎屑岩是否具有更大的渗透率，且可能受水平地层的控制。在某些矿区，譬如，在泰国的Padaeng矿区，在距原矿床 100 多米的地方，发现了流体侧向运移形成的非硫化物型锌矿床。
图 7 表生非硫化物型锌矿床形成模式( 引自 M W Hitzman 等，2003)
气候和地形对于金属的运移具有重要意义。表生锌矿床通常形成于干旱和热带两种环境下。迄今发现的许多典型的表生非硫化物型锌矿床明显形成于半干旱环境。在半干旱至季风气候条件下，构造抬升导致的潜水面下降提高了锌从硫化物矿体中迁出的能力。这种环境有利于高品位围岩交代型矿床的形成和锌与其他金属 ( 铁除外) 的分离。
非硫化物型锌矿床形成的关键因素是要有有效的圈闭场所。如果在原生硫化物矿体附近遇不到有效的圈闭场所，大雨量气候及由此导致的地下水流速的增加使含锌流体趋于分散。常见的圈闭场所就是富碳酸盐岩脉和灰岩或白云岩岩层。钙质或白云质砂岩亦是有效的圈闭，譬如中国云南金顶锌矿床。富碳酸盐岩圈闭的地方含有硫化脉，是直接交代矿床的产物。
总的来看，形成有经济意义的表生非硫化物型锌矿床取决于以下几个条件; ①事先存在锌矿床，②构造的持续抬升和可产生深度氧化作用的季节性气候; ③允许地下水流动的可渗透性围岩; ④有效的圈闭场所; ⑤不存在促使表生含 Zn 流体分散和损失的水文地质环境。
( 2) 深成非硫化物型锌矿床成因
与表生矿床不同，深成非硫化物型锌矿不是通过硫化物的氧化形成的，而是由低—中温 ( 80 ～200℃ ) 富锌贫硫的还原热液流体与贫硫的氧化流体混合而成 ( 图 8) 。构造控制型矿床是富氧流体沿断层带向下流动与向上运移的富锌贫硫的还原热液流体混合，在有利的构造部位 ( 如不整合面等)发生成矿作用; 层状型矿床则是由富锌贫硫的还原热液流体与硫化物矿体氧化形成的流体或贫硫的氧化流体混合而成的。构造控制型与层状型非硫化物锌矿成矿作用的不同之处在于流体混合的部位不同( 丰成友等，2003) ，构造控制型多发生在断层带内，而层状型则多发育于水体与基岩接触带上，有时产在水体以下沉积岩内。氧化流体可以是海水、地下水或与氧化岩石物质 ( 红层或风化层) 达到平衡的盆地流体。还原热液流体多为深成贫硫的、还原性和弱酸性的成矿流体。
图 8 深成非硫化物型锌矿床剖面示意图
氧化流体中硫含量决定了是硫化物还是非硫化物的沉淀。实质上，在氧化流体缺乏硫的情况下，将形成诸如澳大利亚贝尔塔纳矿床的富硅锌矿矿体; 具有较高硫浓度的流体将形成诸如赞比亚卡布韦的富闪锌矿矿床。氧化流体中硫的连续消耗导致早期闪锌矿的沉淀，并伴有硅锌矿的沉淀，这可以解释巴西瓦扎特和纳米比亚 Berg Aukas 矿床中观察到的矿物共生序列。
由于目前已发现的深成层状非硫化物型矿床很少，对其成因认识仍存在差异。M W Hitzman 等( 2003) 认为，深成层状非硫化物型锌矿床可能是下列两个端元矿床谱系的一部分: ①层状锰矿床，是由携带 Mn、Fe 和少量贱金属的还原流体与贫硫的氧化流体的混合而形成的; ②布罗肯希尔( Broken Hill) 型矿床，是由携带 Mn、Fe 和贱金属的还原流体与富硫的氧化流体 ( 如海水) 混合的结果。深成层状非硫化物型锌矿床可能是由介于上述两种之间携带 Mn、Fe 和贱金属的还原流体与贫硫的氧化流体混合而成的。贫硫的氧化流体可以是贫硫的湖水、冰川水、沉积岩中的空隙流体或高氧化的变质流体 ( 图 8) 。
2 找矿标志
非硫化物型锌矿床形成于特定的地质环境，由于表生的和深成的非硫化物型锌矿床在成因上存在明显的区别，因此需要针对每一类矿床类型制定不同的勘查方法。
( 1) 表生非硫化物型锌矿床找矿标志
A 地质找矿标志
1) 半干旱至季风性气候区，且经历过构造抬升以及潜水面下降的碳酸盐岩地区，应是找寻表生非硫化物型锌矿床的远景靶区。
2) 铁帽、锌帽等地表标志。矿床可以产在铁帽以下或旁侧，铁帽可能是完全贫锌的，表明以前形成的锌被完全淋滤。锌帽产于与易遭受风化的锌矿物的接触带，具有美丽的鲜红色。
3) 对菱锌矿、异极矿、水锌矿和羟锌矿等表生锌矿物的识别，尤其在被赤铁矿和 ( 或) 针铁矿所覆盖的地区进行勘查时更显重要。
4) 有碳酸盐岩圈闭层存在的地区，应是寻找表生非硫化物型锌矿床的优先勘查靶区。富黄铁矿的沉积喷气和火山块状硫化物矿床风化作用很少形成表生非硫化物型锌矿床，但如果它们产在良好的碳酸盐岩圈闭附近，则对这类矿床的形成非常有利，勘查时必须识别这种有利于成矿的古地表地貌特征。
5) 沿古地下水流动路径开展非硫化物型锌矿物的详细矿物学填图，可以判断锌最富集的区域。直接交代和围岩交代矿体中的矿物学研究表明，赤铁矿质燧石→含有弱水锌矿化的赤铁矿→异极矿 －菱锌矿矿体的矿物分带，说明不远处存在原生锌矿; 矿床边缘常见有少量的菱锌矿或富锌方解石或白云石。
B 地球物理找矿标志
1) 由于缺乏产生电磁响应的矿物，很难应用地球物理技术直接探测非硫化物型锌矿床。但地球物理技术能够提供关于风化剖面的有用信息，能够探测可能赋存表生矿床的深度风化带或岩溶带。这些带与致密和高阻抗的风化碳酸盐岩相比具有低密度和低电阻率的特征。
2) 详细的电阻率测量和浅震测量能够圈定由原生硫化物矿体风化形成的地下水水流梯度。有硫化物氧化的地方能够产生自然电位响应。
C 地球化学找矿标志
1) 岩石地球化学可圈定原含锌硫化物铁帽内及其周围的负异常，并可在地下水水流方向上探测到典型的 Zn、Pb、Cu、Fe 和 Mn 正异常。古水流路径表明铅异常最接近于原生矿。
2) 深层土壤剖面采样有助于解释锌在风化剖面中的行为，通过残余锌堆积和原生异极矿的识别有助于圈定埋藏矿体靶区。要注意锌在浅层土壤中的活动性和次生富集对土壤地球化学测量的影响。针对含锌矿物设计的选择性提取技术，对识别深层土壤中氧化锌或硅酸锌产生的异常非常有效。
3) 有 SO2的气体异常。在有些地区，可能正在发生残余硫化物的氧化，因此识别 SO2的气体异常地球化学技术很有效。
4) 由于水锌矿和菱锌矿产生短波红外光谱，因此遥感技术和红外光谱矿物测量仪 ( PIMA) 在一些地区也是有效的勘查技术。
( 2) 深成非硫化物型锌矿床的找矿标志
A 地质找矿标志
1) 深成非硫化物型锌矿床的勘查目标，应以赋存已知非硫化物型锌矿床、层状锰矿床或布罗肯希尔型矿床的沉积地层为重点。对巨厚沉积层的氧化状态进行测量，有助于勘查靶区的选择。
2) 已发现的构造控制的硅锌矿矿床多产于新元古代至早寒武世地层。因为这一时期的地质历史以大规模冰川作用为主，大陆冰川作用向冰盖之下注入了大量的氧化地下水，为与富金属热液流体混合提供了丰富的富氧贫硫地下水。
3) 碳酸盐岩地层之上的不整合面 ( 如瓦扎特) 和直接位于碳酸盐岩地层之上的红层 ( 如贝尔塔纳) 是重要的勘查层位。这种层位常出现在盆地的中上部和不整合面附近，有利于在沉积环境下形成的还原性流体沿构造向上运移与来自岩层的氧化性流体的有效混合。
4) 硅锌矿、硅锌矿 － 闪锌矿、闪锌矿 － 硅锌矿矿物组合标志。有经济意义的矿床，通常由贫硫富锌的还原性流体与贫硫的氧化性流体的混合形成，容矿岩层中上述矿物组合，能反映出氧化还原环境的变化。而硅锌矿、铁白云石、水锌矿和菱锌矿等表生矿物，在短波红外光谱中具有特征光谱，因此，在植被覆盖稀少的地区可利用遥感技术进行测量。
B 地球物理找矿标志
1) 地球物理勘查用于寻找深成非硫化物型锌矿床可能是困难的。尽管像硅锌矿之类的锌硅酸盐和围岩之间具有很大的密度差异，硅锌矿矿石的比重为 3 2 ～ 3 4，而白云质容矿岩的比重大约是2 85，但小规模的硅锌矿矿体并不能产生显著的重力异常。在卡布韦和贝尔塔纳矿区，利用网度为25m × 25m 的高密度重力测量已经探测到硅锌矿矿体，但这一方案可能不适于大规模勘查。
2) 由于非硫化物矿床中缺乏硫化物，尤其是黄铁矿，所以用电法寻找此类矿床不太有效。尽管已发现的几个构造控制型硅锌矿矿床，含有 1% ～2% 的铁锌尖晶石 － 磁铁矿，但由此引起的航磁异常也十分微弱。
3) 不过，层状非硫化物型锌矿床含大量的铁锌尖晶石 － 磁铁矿，通常存在磁异常，可用航磁和地面磁法进行测量。
( 唐金荣 周 平)
化学元素符号只有一位或者两位英文字母，并且首字母大写。没有三个字母的。
①、以“Z”开头的化学元素有：
Zn：锌（xīn），ⅡB族第四周期元素，原子序数30，原子量6541，较活泼的金属；
Zr：锆（gào），ⅣB族第五周期元素，原子序数40，原子量9122，稀有金属。
②、以“L”开头的化学元素有：
Li：锂（lǐ），ⅠA族第二周期元素，原子序数3，原子量6941，非常活泼的金属，最轻的金属。
La：镧（lán），第六周期镧系金属首位，原子序数57，原子量1389，稀土金属。
Lu：镥（lǔ），第六周期镧系金属末位，原子序数71，原子量1750，最硬最致密的稀土金属。
Lr：铹（láo），第七周期锕系金属末位，原子序数103，原子量262，1961年人工合成的放射性元素。
Lv：鉝（lì，找不到这个字的简体字），ⅥA族第七周期元素，原子序数116，原子量293，2000年人工合成的放射性元素。
③、以“O”结尾的化学元素有：
O：氧（yǎng），ⅥA族第二周期元素，原子序数8，原子量1600，地球上含量最多的元素，将近一半（466%）质量都是氧，它也是生命体不可或缺的元素。
Co：钴（gǔ），Ⅷ族第四周期元素，原子序数27，原子量5893，具有铁磁性的金属。
Mo：钼（mù），ⅥB族第五周期元素，原子序数42，原子量9594，硬而坚韧的金属。
Ho：钬（huǒ），第六周期镧系金属，原子序数67，原子量1649，稀土元素。
Po：钋（pō），ⅥA族第六周期元素，原子序数84，原子量209，放射性元素。
No：锘（nuò），第七周期锕系金属，原子序数102，原子量259，1957年人工合成的放射性元素。
Zn[CO3]。菱锌矿中Zn可被Fe2+、Mn2+、Cu2+等代替，含FeCO3达50%时称铁菱锌矿(Monheimite)。三方晶系，晶体很少见，多呈肾状、葡萄状、钟乳状、皮壳状(照片110)、土状等。菱面体解理夹角为72°20′。菱锌矿多呈无色或灰色、暗灰、白、绿、蓝绿、浅棕、褐、浅红色等，薄片中无色。No=1849(正极高突起)，Ne=1621(正中突起)，闪突起明显。双折射率No-Ne=0228，干涉色达高级白。一轴晶负光性。菱锌矿的折射率及双折射率因成分变化而改变。菱锌矿可变为异极矿或部分变为褐铁矿。菱锌矿常产于金属矿脉中，是矿床氧化带的次生矿物，主要由闪锌矿变化而成，也常与孔雀石、蓝铜矿等矿物共生。菱锌矿大量聚集时，可作锌矿石开采。
1化学成分
硅酸盐矿物的阴离子主要为［SiO4］4-四面体及其以不同形式连接而成的各种络阴离子。一些硅酸盐矿物中还出现O2-，（OH）-，F-，Cl-以及S2-，［CO3］2-，［SO4］2-，［PO4］3-等附加阴离子。
本类矿物的阳离子主要为惰性气体型离子（Si4+，Al3+，K+，Na+，Ca2+，Mg2+等）和部分过渡型离子（Fe2+，Fe3+，Mn2+，Cr3+，Ti4+等）（图19-1）。极少数硅酸盐如异极矿（Zn4［Si2O7］（OH）2·H2O）、硅孔雀石（（Cu，Al）4H4［Si4O10］（OH）8·n H2O）含铜型离子。
图19-1 组成硅酸盐矿物的主要阳离子和阴离子
硅酸盐中除有结构水（OH）-（即附加阴离子）外，还可以有结构水（H3O）+及中性水H2O。H2O分子主要见于层状硅酸盐矿物如蒙脱石、埃洛石、海泡石中（层间水）及架状硅酸盐矿物如沸石中（沸石水），只在少数硅酸盐中才以结晶水的形式存在，起着填充空隙或水化阳离子的作用。（H3O）+也只在某些层状硅酸盐中少量存在，且易转变为H++H2O。
2晶体结构特点
从硅酸盐的化学成分来看，其组成元素并不多，但为何其矿物种如此众多呢？其原因主要是其基本构造单位——［SiO4］四面体既可以孤立地被其他阳离子包围起来（［SiO4］四面体的4个氧都是“活性氧”或“自由氧”），也可以彼此以共用角顶的方式相连接（被共用的氧为“桥氧”或“惰性氧”），形成多种形式的复杂络阴离子。由于［SiO4］四面体内Si—O键强远大于氧与其他阳离子的键强，这些硅酸根络阴离子在硅酸盐矿物中起着骨架的作用，因而称为“硅氧骨干”。硅氧骨干形式多样，不仅导致硅酸盐矿物种类繁多，而且是制约硅酸盐矿物形态、物理与化学性质及成因等各种内外属性的结构要素。
（1）硅氧四面体的联结方式——硅氧骨干类型与特点
硅氧骨干的联结方式虽然繁多，但其基本形态类型却只有以下5种。
图19-2 岛状硅氧骨干
岛状硅氧骨干 单个［SiO4］四面体（图 19-2a）或［Si2O7］双四面体（图19-2b）在结构中被其他阳离子所包围，彼此并不直接相连，因而称岛状（island）硅氧骨干。前者如橄榄石（Mg，Fe）2［SiO4］，后者如异极矿（Zn4［Si2O7］（OH）2·H2O）。此外，孤立四面体和双四面体还可并存，组成两者的混合类型，如绿帘石Ca2（Al，Fe）3［SiO4］［Si2O7］O（OH）。
环状硅氧骨干［SiO4］四面体以角顶相连形成封闭的环时称为环状（ring）硅氧骨干。环中［SiO4］四面体的数目可为3、4、6或它们的倍数，称三方环状［Si3O9］（如硅酸钡钛矿BaTi［Si3O9］）、四方环状［Si4O12］（如包头矿Ba4Ti4（Ti，Nb）4［Si4O12］O16Cl）、复三方环状［Si6O18］［如镁电气石 NaMg3All6［Si6O18］［BO3］（OH）4］和六方环状［Si6O18］（如绿柱石Be3Al2［Si6O18］）（图19-3）。相同的环还能共用［SiO4］四面体的1个氧而重叠成双环，如六方双环［Si12O30］（如整柱石KCa2AlBe2［Si12O30］·1/2H2O）等。
图19-3 环状硅氧骨干
链状硅氧骨干［SiO4］四面体以角顶相连并沿一个方向延伸便构成链状（chain）硅氧骨干。常见的硅氧骨干有单链和双链。在单链中，每个［SiO4］四面体有两个角顶与相邻的［SiO4］四面体共用，按［SiO4］四面体的重复周期可分为二重单链［Si2O6］（如辉石）、三重单链［Si3O9］（如硅灰石）、五重单链［Si5O15］（如蔷薇辉石）等（图19-4）。双链犹如两个单链并联而成，如两个辉石二重单链［Si2O6］并联成角闪石二重双链［Si4O11］、两个硅灰石单链［Si3O9］并联成硬硅钙石三重双链［Si6O17］。链的类型还有很多，如星叶石双链［Si4O12］。有时，［SiO4］四面体中的部分Si可被Al所置换，如矽线石的双链［AlSiO5］是由［SiO4］四面体和［AlO4］四面体相间排列而成的。上述双链见图19-5。
图19-4 单链状硅氧骨干
（据潘兆橹等，1993）
a—辉石二重单链［Si2O6］；b—硅灰石三重单链［Si3O9］；c—蔷薇辉石五重单链［Si5O15］
图19-5 双链硅氧骨干
（据潘兆橹等，1993；其中c有修改）
a—角闪石双链［Si4O11］；b—硬硅钙石双链［Si4O17］；c—矽线石双链［AlSiO5］；d—星叶石双链［Si4O12］
层状硅氧骨干［SiO4］四面体以角顶相连，在二维空间无限延伸时便形成层状（sheet）硅氧骨干。在层状硅氧骨干中，每个［SiO4］四面体以3个角顶与相邻的［SiO4］四面体相联结，即有3个“桥氧”（“惰性氧”）而只有1个“端氧”（“活性氧”）。端氧可全部指向一方也可指向两个相反的方向，层内的［SiO4］四面体也可以不同方式联结。硅酸盐中较常见的是［SiO4］四面体相联成六方网层，活性氧指向一方，如滑石（Mg3［Si4O10］（OH）2）（图19-6a）；有的层状骨干由［SiO4］四面体相联成四方形网，活性氧分别指向网的上、下两方，如鱼眼石（KCa4［Si4O10］2F·8H2O）（图19-6b）。
图19-6层状硅氧骨干
a—滑石的层状硅氧骨干；b—鱼眼石的层状硅氧骨干
图19-7 方柱石的架状硅氧骨干
架状硅氧骨干［SiO4］四面体全部4个角顶均与其相邻的［SiO4］四面体共用便形成在三维空间延伸的架状（framework）硅氧骨干。其中，所有的氧都为“惰性氧”。石英（SiO2）族矿物的架状结构就是由［SiO4］四面体4个角顶共用而形成的。如果四面体中的阳离子全部为Si4+，结构中便不存在剩余电价，便不能形成硅酸盐矿物。因此，在架状硅酸盐的骨干中，必须有部分Si4+被Al3+所置换，使氧离子带有部分剩余电荷才能与骨干外的其他阳离子结合，形成铝硅酸盐。架状硅氧骨干的化学式一般写作 ，如钠长石 Na［AlSi3O8］、钙长石Ca［Al2Si2O8］、方柱石（Na，Ca）4［Al2Si2O8］3（SO4，CO3）2等（图19-7）。
以上是硅酸盐矿物中硅氧骨干的基本类型。研究硅酸盐矿物的硅氧骨干，应当特别注意其形态特征、［SiO4］四面体共用氧的个数、络阴离子的组成及其nSi/nO比值（表19-2），还应注意：某些矿物中可以存在两种不同骨干，如绿帘石Ca2（Al，Fe）3［SiO4］［Si2O7］O（OH）中，［SiO4］为单四面体，［Si2O7］为双四面体；不同骨干间存在过渡类型，如葡萄石Ca2Al［AlSi3O10］（OH）2，它的骨干由3层［SiO4］四面体组成，中间1层的每个［SiO4］四面体与4个［SiO4］四面体相连，构成层状向架状过渡的骨干类型。
表19-2 硅氧骨干基本类型及主要特征
（2）铝在硅酸盐中的作用
在硅酸盐中，铝可呈4次配位（AlⅣ）置换部分［SiO4］四面体中的Si4+而进入络阴离子，形成“铝硅酸盐”（aluminosilicate）。架状硅酸盐除少数铍硅酸盐（如铍榴石Fe2+4［BeSiO4］3S）和硼硅酸盐（如硼钠长石Na［BSi3O8］）外，均为铝硅酸盐（如钠长石Na［AlⅣSi3O8］）。铝还可呈6次配位（AlⅥ），存在于硅氧骨干之外，起着与Mg2+和Fe2+等一般阳离子类似的作用，形成“铝的硅酸盐”（aluminum silicate），如高岭石 ［Si4O10］（OH）8。有时Al在同一结构中以上述两种形式存在，形成铝的铝硅酸盐，如白云母 ［AlⅣSi3O10］（OH）2。铝在硅酸盐中既可呈4次配位，也可呈6次配位的性质称为铝的双重作用。
据鲍林法则，阴阳离子半径比决定阳离子的配位数，而 Al3+与 O2-的半径比 / =0419，近于4配位与6配位分界处的阴阳离子半径比0414，所以铝在硅酸盐中可有双重作用。铝具体形成什么配位形式，与外界环境有关：在高温、低压或碱性条件下主要形成4配位铝硅酸盐，相反则成6配位铝的硅酸盐。例如，蓝晶石 ［SiO4］O为高压低温矿物，矽线石AlⅥ［AlⅣSiO5］（一半Al3+为4配位）为高温低压矿物。
在硅酸盐的4配位结构中，Al—O键的键强（阳离子电荷/配位数=3/4）小于Si—O键的键强（4/4），且［AlO4］四面体的体积也略大于［SiO4］四面体。因此，［AlO4］四面体为一种不稳定的配位形式（高压或低温时尤甚）。假定离子比nAl/nSi＞1，［AlO4］四面体必有彼此邻接的情况。此时，连接两个Al3+的桥氧键强和为3/4+3/4=15，据鲍林第二法则，某离子的键强和等于其电价才是稳定的，15偏离氧离子电价（-2）达25%，超过了稳定化合物键强和偏差容忍极限16%，因此两个［AlO4］四面体不能邻接（铝回避原理），需与［SiO4］四面体连接才能稳定存在。因此，在硅氧骨干中，nAl/nSi≤1；从岛状→环状、链状、层状→架状，［AlO4］四面体从不存在→存在→必须存在。
（3）结构中的离子堆积
在硅酸盐矿物中，氧及其他离子的堆积特点与硅氧骨干类型密切相关。在岛状硅酸盐中，孤立的［SiO4］四面体在结构中能自由调整其位置，如果阳离子大小适于充填到氧堆积所形成的四面体或八面体空隙中，氧离子便能达到或近于达到最紧密堆积（如橄榄石、黄玉等）；如果阳离子大小不合适，氧的最紧密堆积就会被破坏，但整个结构还是趋于紧密堆积的（如石榴子石）。
在环状、链状和层状硅酸盐中，环与环、链与链、层与层之间作平行排列且尽可能排得最紧，但氧不作最紧密堆积。
在架状硅酸盐中，［SiO4］四面体彼此共4个角顶相联，不能自由调整位置，离子和整个结构都不能呈最紧密堆积。
（4）骨干外阳离子与硅氧骨干的适配关系
在岛状硅酸盐中，孤立［SiO4］四面体的氧可近似紧密堆积且剩余电荷高，骨干外的阳离子通常电价高、半径小而配位数CN不大于6（如锆石Zr4+［SiO4］）。在架状硅氧骨干中，一般Al3+置换Si4+的量不多，氧离子剩余电荷低，骨架中的空隙也较大。因此，架状骨干外的阳离子通常电价低、半径大而配位数高（常见K+，Na+，Ca2+，Ba2+，Rb+，Cs+；CN常为8、10或12），骨架间隙还可有附加阴离子和水分子。环状、链状、层状骨干外的阳离子在价态、半径和配位数等方面通常介于中间状态，如Mg2+，Fe2+，Fe3+，Al3+等，它们在岛状硅酸盐中也颇常见，配位数多为6。
一般来说，［SiO4］四面体的体积很稳定，但骨干外阳离子的配位多面体的体积随阳离子大小和温压环境变化较大。为了适应这种变化，硅氧骨干常发生变形，以与骨干外阳离子的配位多面体相匹配。
图19-8 顽火辉石中［MgO6］八面体链与［Si2O6］链状硅氧骨干的匹配（a）；硅灰石中［CaO6］八面体链与［Si3O9］链状硅氧骨干的匹配（b）
（据潘兆橹等，1993）
例如，在单链状硅酸盐中，如果骨干外阳离子为Mg，骨干外的八面体链内两个［MgO6］八面体的长度与两个以角顶相连的［SiO4］四面体的长度相适应，所以硅氧骨干为［SiO4］四面体重复周期为2的［Si2O6］单链，形成顽火辉石Mg2［Si2O6］（图19-8a）；如果阳离子为Ca，因Ca比Mg大，两个［CaO6］八面体的长度与3个以角顶相连的［SiO4］四面体的长度相当，所以硅氧骨干为［SiO4］四面体重复周期为3的［Si3O9］单链，形成硅灰石Ca3［Si3O9］（图19-8b）；若阳离子为Mn和Ca，则较小的［MnO6］八面体与较大的［CaO6］八面体结合起来要求［SiO4］四面体重复周期为5的［Si5O15］单链与之相适应，形成蔷薇辉石（Mn，Ca）5［Si5O15］。
又如，层状硅酸盐叶蛇纹石Mg6［Si4O10］（OH）8结构中［MgO2（OH）4］八面体片与［SiO4］四面体片构成一定的匹配关系。由于八面体片中O（OH）—O（OH）间距较四面体片中O—O间距略小，因此为了使［SiO4］四面体片与八面体片相适应，结构层发生弯曲，八面体片在外圈，四面体片在内圈，并使方向相反的结构层联结起来，形成波浪状（图19-9）。
在架状硅酸盐中，由于硅氧骨干比较牢固，骨干外的阳离子种类也较少，因此骨干外阳离子的配位对硅氧骨干不起控制作用。在岛状硅酸盐中，硅氧四面体孤立分布，骨干外阳离子配位对骨干的排布方向有明显的影响。
（5）类质同象
图19-9 叶蛇纹石中［MgO2（OH）4］八面体片与［SiO4］四面体片示意图
（据潘兆橹等，1993）
硅酸盐矿物中类质同象替代的难易程度及相互代替的范围与硅氧骨干类型密切相关。岛状硅酸盐橄榄石A2+2［SiO4］中，A2+位离子可为 Ni2+，Mg2+，Co2+，Fe2+，Mn2+，Cd2+，Ca2+，Sr2+，Ba2+，其半径变化范围为0068（Ni2+）～0144nm（Ba2+），极差达0076nm。链状硅酸盐普通角闪石A2B5［Si4O11］2（OH）2中，A位离子Ca，Na，K大小变化范围为0108（Ca2+）～0146nm（K+），相差0038nm；B位离子Mg2+，Fe2+，Fe3+，Al3+大小变化范围为0061（Al3+）～0080nm（Mg2+），相差0019nm。层状硅酸盐云母AB2［AlSi3O10］（OH）2中，A位离子为K+，Na+，B位离子Mg2+，Fe2+，Mn2+（或Li+和Al3+）大小变化范围为0061（Al3+）～0080nm（Mg2+），相差0019nm。架状硅酸盐斜长石系列Na［AlSi3O8］-Ca［Al2Si2O8］中，相互代替的Na+与Ca2+半径差仅为0004nm。
显然，在不破坏原来晶体结构的前提下，岛状硅氧骨干与阳离子配位多面体之间的调整是最易实现的，因此从岛状→环状→链状→层状→架状，硅酸盐中不同大小的离子替代难度逐渐增大，替代范围逐渐缩小。
此外，硅酸盐中各种附加阴离子之间的类质同象也是很常见的，其中（OH）-与F-的代换几乎没有限制。
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