第1章矿床学绪论ppt课件.ppt

第1章 绪论 李长民教授 长城学院岩矿教研室 Simpleform Combinationform 矿床学A 的学习目的 学习目的 掌握矿床学的基本理论和基本概念 学习研究矿床的基本技能 学时数 70 14 5 54 16长城学院 46 18 64 学时 期末考核 总成绩 实习课成绩 20 平时成绩 10 期末考试成绩 70 主要参考教材1 冯钟燕 矿床学原理 1984 地质出版社2 任启江等 矿床学概论 1993 南京大学出版社3 姚凤良等 矿床学基础教程 1983 地质出版社4 袁见齐等 矿床学 1985 地质出版社5 周明宝 矿床学 1993 冶金工业出版社 本章概述 一 矿床学概述二 矿产资源的概念和特点三 珠宝等鉴赏四 矿产资源在社会发展中的意义五 国内外矿产资源形势六 我国矿产资源形势七 矿床学研究的主要任务及具体问题八 矿床学研究简史和发展趋势九 矿床研究的一般方法十 本章小结 矿床学要研究的主要问题 即矿床学要研究矿床在地壳中的形成条件 形成的原因 形成的机理及其分布规律 在这里 我们首先要了解两个主要概念 即 矿床 和 矿床学 导入 何为 矿床 和 矿床学 矿床 是矿产在地壳中的集中地 指存在于地壳中的 由地质作用形成的 其所含有用矿物集合体的质和量都能到达当前工业经济技术指标要求 能被开采利用的地质体 叫 矿床 矿床由矿体和围岩两部分组成 矿床学 是地学中专门研究矿床在地壳中形成条件 形成原因 形成机理和分布规律的一门分支学科 矿床地质学 StudyofOreDeposit 经济地质学 EconomicGeology 应用地质学 AppliedGeology 一 矿床学概述 一 矿产的概念及涵义矿产是指自然界中由地质作用形成的有用矿物资源 是自然界产出的 赋存于地壳内部或地表 由地质作用形成的 可呈固态 液态或气态是一种有用矿物资源 具有经济价值或潜在经济价值1 从地质研究程度而言矿产资源包括已发现的并经勘查工程控制储量的矿床 还包括目前虽然未发现 但经预测 或推断 是可能存在的矿物质 2 从技术经济条件来说矿产资源不仅包括在当前经济技术条件下可以利用的矿物质 还包括因技术进步和经济发展 在可预见的将来能够利用的矿物质 二 矿产资源的概念和特点 三 矿产分类 1 按存在状态分类 二 矿产资源的特性1 不可再生性2 经济上的可应用性3 数量和概念的可变性 按矿产资源的性质和用途可分为四类具体包括 1 金属矿产 从中可提取某种金属元素或矿物的有用矿物资源 黑色金属 钢铁冶金金属有色金属 非钢铁冶金金属轻金属 K Al Mg贵金属 Au Ag Pt及Pt元素放射性金属 U Th Ra稀有 RE 稀土 REE 和分散金属 2 可燃有机矿产固体 煤 油页岩 地蜡 地沥青 油砂 液体 石油 气体 天然气 煤层气 煤成气 3 地下水资源地下饮用水医疗矿泉水地下热水可提取某些有用元素 I Sr B 的卤水 4 非金属矿产非金属矿产 从中可提取某种非金属元素或矿物的有用矿物资源 按其性质和主要用途又可分为 三分法 冶金工业原料 萤石 菱镁矿 耐火粘土 石灰岩等 化学工业及肥料工业原料 磷灰石 钾盐 黄铁矿等 工业制造业原料 石墨 金刚石 云母 石棉 重晶石 刚玉等陶瓷及玻璃工业原料 长石 石英等 非金属矿产 从中可提取某种非金属元素或矿物的有用矿物资源 按其性质和主要用途又可分为 四分法 陶瓷及玻璃工业原料 长石 石英等 压电及光学原料 压电石英 光学石英 冰洲石 光学萤石等建筑业及水泥原料 砂 浮石 花岗岩 石灰岩 珍珠岩 石膏 白垩等宝石及工艺美术材料 硬玉 软玉 玛瑙 水晶 琥珀 绿柱石 金刚石 石榴石 孔雀石等 自然金 Golddragonfly 赤铁矿矿石 四 矿产分类小结 按产出状态 气体矿产 液体矿产 固体矿产按矿产的有机 无机属性 分为无机和有机矿产按社会发展的历史时期分为传统 现代 新兴矿产按性质和主要用途 金属矿产 非金属矿产 能源矿产和 地下水资源四类 1 5 三 珠宝等鉴赏 一 矿物的比重 1 6 二 钻石的鉴别与鉴赏 1 9 钻石的颜色 无 黄或褐 粉 红紫 黑 蓝 绿 红 1Ct 0 2g 100分 1 14 萤石 常林钻石 三 红 蓝宝石 1 三方晶系 2 六方双锥和筒鼓状晶形 3 硬度为9 4 密度4 0g Cm3 5 N 1 762 1 770 6 多色性明显 7 含Cr元素时呈红色 含Fe和Ti时呈蓝色 8 一轴晶负光性 1 16 红宝石 1 17 双晶发育的晶体可显三组裂理 菱面体和底面裂理 1 18 1 19 蓝宝石的英文名Sapphire也源自拉丁文Sapphins 意思是蓝色 蓝宝石是指除了红色系列以外的所有颜色的刚玉宝石 这其中包括了蓝 天蓝 蓝绿 绿 黄 橙 褐 灰 黑及无色等多种颜色 蓝宝石的颜色多由其化学成分中所含钛 铁 钒等微量元素造成 蓝宝石通常冠以其颜色名称 如白色蓝宝石 紫罗兰色蓝宝石 黄金蓝宝石 绿色蓝宝石 黄色蓝宝石等 在各种色彩之间 以蓝色蓝宝石最为流行 蓝宝石 1 20 四 翡翠及其鉴赏 1 23 蓝背翡翠鸟 1 主要成分硬玉 2 密度3 33 3 硬度6 5 7 4 N 1 66 5 红翡 含Fe 绿翠 含Cr 颜色多不均匀 具有 阳 浓 正 和 特点颜色的翡翠为上乘 1 24 1 25 翡翠 硬玉 NaAlSi2O6 1 33 林志玲秀珠宝 没有珠宝也一样漂亮 没有珠宝也一样漂亮 台湾故宫的国宝 翡翠透明度 水头 分成5个级别 透明 亚透明 半透明 微透明和不透明 1 26 1 30 1 31 1 32 1 38 五 和田玉及其鉴赏 1 39 深山访友 山仔伯牙抚琴 香炉 生命 1 41 六 祖母绿和海蓝宝石 祖母绿 Emerald 含铬或钒而呈翠绿 深翠绿色的绿柱石 海蓝宝石 Aquamarine 含铁而呈天蓝 海蓝色的绿柱石 1 43 祖母绿 1 44 宝石晶体 绿柱石族 beryl 绿柱石 祖母绿 海蓝宝石 金绿柱石 摩根石 1 45 海蓝宝石 1 46 七 石英质宝玉石 1 三方晶系 2 硬度为7 3密度2 66g Cm3 4 无解理 1 21 石英质宝玉石 石英是自然界最常见 最主要的造岩矿物 也是珠宝界应用范围最广 使用规模最大的一类珠宝玉石 石英质宝玉石有显晶质 隐晶质等多种结晶形态 紫晶 黄晶 烟晶 水晶 紫晶 芙蓉石 水晶 1 22 八 天然青金石原石摆件 煤 石油 九 煤与石油 珠 玉 宝 小测验 石 1 69 矿产资源是人类社会存在与发展的重要物质基础 目前 社会生产所需的80 以上的工业材料 95 以上的能源 70 以上的农业生产资料 30 以上的饮用水来自矿产资源 目前国民经济中 矿业的地位和作用体现在以下几个方面 1 矿业对经济稳定发展具有支柱作用 2 矿业是国民经济发展中的先行产业 其关联效应大 3 矿业是后发经济效益辐射面宽的产业 4 发展矿业 是实现现代化难以逾越的阶段 四 矿产资源在社会发展中的意义 原地质矿产部地质矿产信息研究院於1994年统计了1979 1989 1992年世界主要矿产产量和保证年限 世界矿产资源总体形势 不同矿种 100年以上 铁矿石 铬矿石 钴 釩 铝土矿 原镁 铂族 锂 铍 REE 钾岩 煤 50 100年 铀 萤石 硼化物 磷酸盐 镍 钨 钛 TiO2 锑 30 50年 石棉 重晶石 滑石 石墨 石油 锰 锡 汞20 30年 铜 铅 铋 硫 石膏 20年以下 锌 金 银 金刚石等 一个美国人一生需要消耗的矿产 lbs 代表磅1磅 0 4536千克1盎司 oz 28 35克 中 国 阿克泰佩银矿 2 5万吨银 穆龙套金矿 卡尔马雷克铜矿 1000万吨 干谷金 铂矿床 金1350吨 铂族 1000吨 中亚邻国典型超大型矿床探明储量 中国进口矿产品花费7年增加了一倍多 亿美元 2004年已经达到1037亿美元 全球钨矿储量分佈统计结果 世界总储量 200万吨 全球稀土金属 氧化物 资源储量分佈统计结果 世界总储量 1亿吨 全球工业金刚石矿产资源储量分佈示意图 根据美国地质调查局1998年资料 全球铜矿储量分佈统计结果 世界总储量 1 4亿吨 全球黄金资源储量分佈统计结果 世界总储量 45 000吨 全球铬矿储量分佈统计结果 世界总储量 370万吨 全球铂族金属资源储量分佈统计结果 世界总储量 71 000吨 全球铁矿储量分佈统计结果 世界总储量 740亿吨 一个国家的矿产资源情况不是固定不变的 它随着社会经济发展和科学技术水平的提高 而呈现动态变化 新世纪矿产勘查的特点 1 找矿从发达地区逐渐转向边远地区 从发达国家转向发展中国家和欠发达国家 2 从陆地转向海洋 3 从地球浅部向地球深部发展 4 从主要寻找传统的矿产资源转向寻找非传统的矿产资源 5 矿产勘查开发与生态环境协调发展 走绿色矿业之路 五 国内外矿产资源形势 新世纪的矿产勘查变得更为复杂和困难更多的资金投入更科学的勘查技术实用的勘查理论更具创新思维的勘查人员 五 国内外矿产资源形势 续 六 我国矿产资源形势 成矿条件优越 矿产资源丰富 矿产种类较为齐全 有些矿种优势明显总形势不容乐观 有些矛盾日益突出 1 成矿地质条件多样 矿产资源比较齐全 但人均占有量偏低 2 尚有一些急需短缺矿种 如富铁 铜 钾盐 铬铁矿 金刚石 石油 天然气等 3 多数矿种以中小型矿床为主 缺少超大型矿床 4 贫矿多 富矿少 如铁 金等 5 隐伏矿多 露天矿少 找矿难度越来越大 6 伴生矿多 单一矿种少 综合利用程度低 浪费严重 稀土金属 钨 锡 钼 锑 铋 硫 菱镁矿 硼 煤等居世界前列 我国钨资源量占世界总量43 主要集中在华南地区 我国稀土金属的储量仅内蒙古的白云鄂博一个矿床即相当国外总储量的三倍 我国锑资源量占世界探明总量的44 已发现矿产171种 其中已探明储量的有156种 已探明储量的潜在价值居世界第三位 翟裕生 2002 我国矿产资源形势 总形势不容乐观 有些矛盾日益突出 1 成矿地质条件多样 矿产资源比较齐全 但人均占有量偏低 2 尚有一些急需短缺矿种 如富铁 铜 钾盐 铬铁矿 金刚石 石油 天然气等 3 多数矿种以中小型矿床为主 缺少超大型矿床 4 贫矿多 富矿少 如铁 金等 5 隐伏矿多 露天矿少 找矿难度越来越大 6 伴生矿多 单一矿种少 综合利用程度低 浪费严重 一 矿床学的两个主要任务1 研究矿床的成因即要认识单个矿床的地质特征 研究各种矿床的形成条件 形成过程 控矿因素 成矿机理 查明一个具体矿床的形成 2 研究成矿规律 研究相同类型的多个矿床在地壳中的分布规律 即查明矿床形成的时间 空间分布特点 在地质体中以及在地质时代有什么规律性 这是从理论上对矿床成因的进一步总结 提高 知道下一步的找矿工作 七 矿床学研究的主要任务及具体问题 二 矿床学研究的具体内容 三 矿床的研究途径及方法如下 四 矿床学与其他学科的关系 八 矿床学研究简史和发展趋势 1 矿床学的萌芽始于16世纪中叶 2 18世纪以来关于矿床学成因的水火之争 水成论者认为 矿床都是大洋水中沉积形成的 代表人物德国维尔纳 1755 火成论者认为矿石是地球深部火成的溶液注入地壳裂隙中形成的 代表人物英国郝顿 1726 1797 3 19世纪末近代矿床学理论的奠定阶段 由于资本主义工业的迅速发展 促进了采矿业的发展 极大的推动了矿床地质的研究 使矿床学成为一门新颖而独立的学科 代表人物W 林格仑 AE费尔斯曼 CC斯米诺夫等建立了岩浆 热液成矿为主导的学派 认为大部分金属矿床都与岩浆热液作用有关 影响矿床成因达半个世纪之久 4 层控矿床和多成因理论的兴起 20世纪中叶以来 层控矿床的兴起 强调同生成矿的重要性 矿质多来源 成矿多阶段 矿床多成因 的观点逐渐形成 并被广泛认同 5 20世纪70年代以来板块构造学说的兴起 开拓了用活动论观点研究全球成矿的新途径 20世纪80年代以来已扩大到对大陆动力学和区域成矿学的研究 6 近些年来人们广泛开展各种矿床专题研究 或科学问题研究 如 多期成矿作用 叠生成矿作用 海底黑烟筒成矿 壳幔相互作用与成矿 地幔柱与成矿 造山作用与成矿等研究 并开展研究金属巨量富集机理的新领域 九 矿床研究的一般方法 或如何开展一个具体矿床的研究工作 一般对一个具体矿床进行研究 是为了解决该矿床的成因问题 获得矿床分布的规律性认识 把研究结果用以指导找矿勘探和采矿工作 大致可分为五个方面 具体如下 一 资料收集室内 广泛阅读研究区相关文献 消化前人的研究成果 包括图书馆 网络媒体的信息资料 野外 充分利用地方队伍 地质队 矿山 研究成果 大量收集研究相关地质矿产资料 包括勘探设计和报告 各种相关图件以及地 物 化 遥等相关资料的收集和整理工作等 二 野外 现场 观察对区域地质和矿床地质进行细致的观察和编录 测制各种地质图件 采集需要深入研究的矿物 岩石 矿石及化石 构造现象标本等 在条件许可时 对这些标本就地进行一些测试和鉴定 以便能及时指导现场工作 另外 还要测量采样点的GPS坐标 进行必要的野外照片拍摄和剖面素描图的测绘工作 三 实验室研究为了深入认识矿床 需要将现场采取的标本和样品 在实验室内进行鉴定 测试和分析 以了解矿石与有关岩石的矿物组成 化学成分 结构构造和形成条件以及确定矿石的质量 品级和类型 四 成矿模拟实验为了深化对矿床成因的认识 常应用数学的 物理学的 物理化学的和生物化学的原理 包括不可逆过程热力学等来分析各种成矿作用 必要时 还要模拟自然界的类似条件 在实验室内进行成岩 成矿实验研究 利用所获得的实验结果 对比分析地壳中成矿的物理化学 生物条件和成矿物质的运移和堆积的机制 以便深入地认识矿床的成因 五 综合研究在上述工作的基础上 进行系统整理和综合分析 并运用对比方法