第一部分--遥感地质基础

1、地质地质 遥遥 感感 中国地质大学(武汉)资源学院 数学地质遥感地质研究所 徐元进 2011.3 教学安排教学安排 遥感地质学基础遥感地质学基础 遥感地质图像处理及解译遥感地质图像处理及解译 参考书籍参考书籍 地质学基础地质学基础 宋青青宋青青,张振春张振春.高等教育出高等教育出 版社版社,2001. 遥感地质学遥感地质学 朱亮璞朱亮璞.地质出版社地质出版社,1994. 遥感图像处理遥感图像处理 第一部分: 遥感地质学基础 第一章 地球概述 地球的大小和形状地球的大小和形状 地球的内部圈层地球的内部圈层 地球的外部圈层 地球表面形态 第一节 地球的大小和形状 很早以前，人们根据所看到的一些自然

2、现象， 如月蚀时的地球阴影；船桅和船身先后依次露 出海平面；向北旅行时北极星升高而向南旅行 时北极星降低等现象就得出地球呈球形的概念。 1957年，随着人造卫星上天，人类第一次 从太空中看到了完整的地球图像。根据人造卫 星运行轨道状况和分析测算的结果，发现地球 并不是标准的旋转椭球体，而是呈梨形的不规 则球体：北极向外突出约10米，南极凹进约30 米，中纬度地区在北半球向内凹进，在南半球 则向外凸出。 赤道半径a 6378.140 km 两极半径c 6375.755 km 长短半径差 21.385 km 平均半径 6371.004 km 扁率(a-c)/a 1/298.257=0.003352

3、8 赤道周长 40075.036 km 子午线周长 39940.670 km 表面积 510064471.9 km2 体积 108320.69107 km3 子午线也叫经线,是在地面上连接两极的线,表 示南北方向。经线和垂直于它的纬线构成地球 上的坐标既经纬网。地球上任何一个地方的位 置都可以用一条经线和纬线的交叉点来表示。 所有的经线长度都相等。科学家把开始计算经 度的一条经线0度经线叫做本初子午线子午线. 1884年的10月1日，在美国的华盛顿召开了国 际子午线子午线会议。10月23日，大会通过一项决议 向全世界各国政府正式建议，采用经过英国伦 敦格林尼治天文台子午仪中心的子午线子午线，作

4、为 计算经度起点的本初子午线子午线。 从0经线算起，向东划分0180，为东 经度 ，向西划分0180.为西经度，1953 年，格林尼治天文台迁移到东经02025的地 方，但全球经度仍然以原址为零点计算。 第二节 地球的内部圈层地球的内部圈层 地壳地壳 岩石圈岩石圈 软流圈软流圈 地幔地幔 地核地核 地壳 地壳：从地表到莫霍面，由固体岩石组成。地壳的体 积仅占地球的千分之三左右，地壳厚度变化大，陆上 平均35km，最厚达70km；海洋地壳薄，最厚8km， 最薄5km； 在垂直方向,大陆地壳还可分为上、下两层，其间存在 一个次级界面，称为康拉德界面，上地壳平均密度约 2.7g/cm3，平均厚度约1

5、0km,下地壳平均密度 3.0g/cm3。这说明，不仅地球不均一，而且 地壳在纵 向上也是不均一的。在横向上，地壳也是不均一的， 最显著的表现是大洋与大陆的差别，因此地壳在横向 上又分为陆壳和洋壳两部分。 陆壳：约占地壳面积的1/3多一点，陆壳具有明显的双 层 结构，即存在上、下地壳。 洋壳：位于海洋之下，约占地壳面积2/3少一点，其上 为 约4km厚的海水，洋壳缺失上地壳。 岩石圈和软流圈 地壳和软流圈之上的固态上地幔合称为岩石圈。 根据板块构造观点，岩石圈被洋中脊、俯冲带和转换断层 分割为若干岩石圈板块。这些岩石圈板块在地幔对流力的 驱动下，“漂浮”在软流圈之上作大规模水平位移，导致 了大

6、陆的漂移。 软流圈（Asthenosphere）：也称低速带,位于岩石圈之下。 其下界约在地表以下250km深度。 实验模似表明，该层不完全为固相，可能是熔融物质和 固体物质的混合带，熔体约占110。 这样大大降低了其强度，故称软流圈。软流圈可以缓慢地 流动，软流圈在一系列地质作用中起着重要作用。 地幔 位于地壳之下，莫霍面与古登堡面之间。厚度约 2,800公里。体积占地球体积的83%。质量为 4,030 x1021 千克，占地球质量的67.7%。根据地 震波速变化，以1000 公里深度为界，把地幔分为 上、下两层，分别称为上地幔和下地幔。 上地幔在莫霍面以下至1000公里深度之间，平均 密度

7、3.5克/厘米3。主要成分为超基性岩 。 下地幔位于1000公里至2900公里之间，平均密度 5.1克/厘米3。 主要成分仍然是MgO，FeO和 SiO2, Fe 含量较上地幔略有增加。2750公里至 2900公里深度之 间存在波速较低而密度较高的D 层，预示着地幔向地 核的转化。 地核 位于2,900公里以下，厚度3,471公里。以 古登堡面与地幔分界。体积约占地球的16.2 ;质量1,9001024克，占地球总质量的 32。 根据地震波速划分为外核和内核， 以及两者之间的过渡层。 第三节 地球的外部圈层地球的外部圈层 地球外圈包括大气圈（atmosphere）、水 圈（hydrospher

8、e） 和 生物圈 （biosphere）。它们与人类生产、生活直 密切相关，构成了人类生存的直接环境。 大气圈 由空气构成的包围固体地球的最外部层圈称作大气圈。 土壤和某些岩石中也有某些气体，是大气圈的地下部 分，其深度一般不超过2 公里。空气是一种气体混合 物。其成分主要为氮、氧，其次为二氧化碳、水蒸汽 及微量惰性气体。 大气圈底部约10公里以内称为对流层。对流层与地质 作用关系密切。对流层温度主要受地面辐射的影响。 越高温度越低。同时由于纬度不同，导致温度差别， 形成对流，即大气环流。 对流层以上至50公里高度为平流层，温度来源于太阳 的直接辐射，向高空温度逐步回升，不形成明显的环 流。对

9、流层顶面在赤道为17公里，在两极约为9公里。 自下而上还有电离层和扩散 层。 水圈 水的存在，是地球与其它星球的本质差别之一，也是人类 和地球上一切生命得以生存和繁衍的基础，水对于人类来 说是最熟悉不过的物质。地球表层的水体，大部分汇聚在 海洋中，其余部分分布在河流，湖泊，岩石孔隙和土壤中。 即使在沙漠的地下深处也有水；两极和高山地区存在着大 量的固态水。此外，在大气层的下部和生物中也存在水。 这些水包围着地球，形成连续的封闭圈层，称之为水圈。 水圈的总质量为166.4亿亿吨，总体 积3.9亿立方公里。陆 地水和海洋水是水圈的两大组成部分。它们的物质成分和 物理性质是有差别的。陆地水在体积上和

10、质量上虽然比海 洋水小得多，但它们广泛分布于陆地上，对陆地地形的改 变起着重要作用。 生物圈 生物圈(biosphere):是地球上生物生存和活动的范 围。大量生物集中在地表和水圈上层。在大气圈 10公里的高空、地下3公里的深处和深海底也仍 然有生物存在。 生物圈的总质量约114,800吨。生物的分布很广但 不均匀。在阳光、空气和水分充足，温度适宜的 地区生物多，反之则少。温湿明亮地区的生物密 度比干寒黑暗地区大得多，而且多半是高级生物。 它们在地质作用中起着重要作用。地球上不同的 自然环境有不同的生物组合。动物和植物为了适 应所处的具有一定的生态特征。 第四节 地球表面形态 固体地球表面分为

11、大陆和海洋两大地形单元。 大陆平均高度875米，海洋平均深度3,729米。 无论是海底还是陆地上，都可进一步分为线状 地形区(如陆地和海底山脉，深海沟)和位于它 们之间相对较平坦的地块。这种地形特征在很 多情况下是与地质构造中的线状单元(活动带) 和块状单元(稳定区)相吻合的。 大陆上最具典型意义的地形单元是呈线状延 展的山地和呈面状分布的平原，高原以及裂谷 系，丘陵等。海底最重要的地形单元有洋脊， 海沟，大洋盆地，海山，大陆边缘等。 山地 山地，指的是海拔较高(500米)，地形起 伏较大的地区。 海拔500-1,000米者为低山；1,000-3,500米 者为中山；3,500米以上为高山。世

12、界上绝 大多数山地呈线状延伸，称为山脉。山脉 主要是地壳运动使地表隆起造成的。 平原 平原，指的是较大的平坦地区，一般海拔200米， 其内部起伏不超过数十米。 典型的平原是冲积平原，如华北平原，松辽平原 等。冲积平原主要为巨厚的松散沉积物覆盖。其 下伏基岩表面有时有较大的起伏。 此外，另有一类不典型的平原，其上覆松散层很 薄，许多地方基岩直接出露。 高原 高原，指的是海拔较高(500-600米)，表面 比较平坦或有一定起伏的广阔地区。 高原是近期地壳大面积整体隆升的地区。 如我国西北的黄土高原，其地表被新生代 黄土覆盖，表面平坦。由于地势高，被地 表水系冲刷出许多很深的沟谷。黄土高原 实际上是

13、上升了的平原。 裂谷 裂谷(rift valley)或大陆裂谷，指的是地球表面由于地壳拉 张开裂而形成的大型线状低地。裂谷一般宽30-50公里， 两壁或一壁为陡峻的断崖，中间为低凹下陷的谷地。 最著名的裂谷是东非裂谷，由一系列湖泊和峡谷组成。东 非裂谷从莫桑比克附近向北经尼亚萨湖，坦喀尼喀湖，维 多利亚湖，阿法尔，红海，卡巴湾至死海附近，全长约 6,500公里.其两侧为高出谷底数百至一，二千米的大断崖； 平面上呈开阔的“之”字形曲折延伸，并且有分支合并的 现象。裂谷两侧的地形凸凹互为消长，可以很好地拼合。 东非裂谷很早就被地学界公认为巨型断裂。 丘陵 丘陵，指的是有一定起伏的低矮地区，一 般海

14、拔在500米以下，相对高差只有几十米， 最多不超过200米。 丘陵的特点介于山地和平原之间。 遥感研究对象 整个地球大气圈、水圈、生物圈和岩石圈 作为研究对象-地球遥感 第二章 矿物和岩石 矿物概述矿物概述 常见矿物常见矿物 三大岩石概述（岩浆岩、沉积岩、变质岩） 常见岩石 第一节 矿物概述 矿物是天然形成的无机化合物或元素单质， 其化学成分和物理性质相对稳定，一般为 结晶质, 极少数为胶体。 已知矿物有2500多种，但常见的不过数十 种，称之为“造岩矿物”。约占地壳总重 的99%。元素在矿物中以离子键、共价键、 金属键、分子键联接，按一定规律排列， 按尽量紧密原则排列。 矿物是组成岩石的基本

15、单位 。 第二节 常见矿物 斜长石斜长石 - 蛇纹石蛇纹石 - 粘土矿物粘土矿物 - 方解石方解石 - 白白 云石云石 黄铁矿黄铁矿 - 磁铁矿磁铁矿 - 赤铁矿赤铁矿 - 正长石正长石 - 石英石英 云母云母 - 角闪石角闪石 - 辉石辉石 - 橄榄石橄榄石 - 石榴子石石榴子石 绿泥石绿泥石 - 褐铁矿褐铁矿 - 石膏石膏 - 黄铜矿黄铜矿 - 方铅矿方铅矿 闪锌矿闪锌矿 - 蓝晶石蓝晶石 - 红柱石红柱石 第三节 岩石概述 岩石:天然形成的矿物或元素集合体. 根据成因,分为:岩浆岩、沉积岩、变质岩 . 第二节 三大岩石 岩浆岩：由岩浆凝结形成的岩石称为岩浆岩。岩浆岩：由岩浆凝结形成的岩石

16、称为岩浆岩。 主要由硅酸盐矿物组成，含微量磁铁矿。组成岩浆岩的矿物主 要为长石、石英、黑云母、角闪石、辉石和橄榄石。组成岩浆岩 的元素主要是氧、硅、铝、铁、钾、钠八种元素。占98% ，其 余许多元素总量不超过2%。按岩石中SiO2含量分为： 酸性岩浆岩 SiO2含量大于65%，以浅色矿物为主； 中性岩浆岩 SiO2含量52%-65%，一般浅色矿物多于或等于 暗色矿物； 基性岩浆岩 SiO2含量45%-52%，一般暗色矿物多于或等于 浅色矿物； 超基性岩浆岩 SiO2含量小于45%，浅色矿物极少或无.? 随着SiO2含量减少，钾、钠一般也相应减少，而镁、铁、钙 则相应增高。少数岩浆岩钾、钠含量特

17、高，称碱性岩，大多数与 中性岩SiO2含量相当。 按照岩浆岩产状，岩浆岩喷出地表后冷凝形成的岩石为喷出 岩；未喷出地表，在地下一定深处冷凝固结形成的岩石，为侵入 岩。 第二节 三大岩石 沉积岩：各种外力作用形成的岩石。沉积岩：各种外力作用形成的岩石。 其中以经海、河、湖等流水搬运沉积形成的岩石为主。各种沉积 物原来是松散的，在地质年代里，沉积物逐层堆积，较老的沉积 物被较新的沉积物覆盖掩埋，上覆沉积物逐渐加厚，原来的沉积 物逐渐被深埋，由于上覆沉积物的压力，原来的沉积物逐渐脱水、 被压实，同时由于粒间水的溶解、沉淀作用，使颗粒互相胶结而 固化成岩。 在地表分布最广，约占1/3 ，最常见。按成因

18、分为碎屑沉积、化 学沉积、（如岩盐），生物沉积（如煤和某些灰岩）。 沉积岩是次生岩石，其物质成分除岩浆岩等原来岩石、矿物碎屑 外，还有粘土、胶体矿物、易溶矿物、来自生物遗体的硬体（骨 骼、甲壳等）碎片和有机质等。这些外生组分是沉积岩所特有的。 第二节 三大岩石 变质岩：变质岩： 是变质作用形成的岩石，原来已存在的岩石，在特定的地质和是变质作用形成的岩石，原来已存在的岩石，在特定的地质和 物理化学条件下，矿物成分和组构发生变化，转化再造形成的岩石。物理化学条件下，矿物成分和组构发生变化，转化再造形成的岩石。 这一形成过程一般是在温度和压力升高条件下进行的，在变质作用这一形成过程一般是在温度和压力

19、升高条件下进行的，在变质作用 过程中，岩石基本保持固态。过程中，岩石基本保持固态。 变质作用的产生，可以是因为构造运动、岩石被埋深或者岩浆侵入 等引起的，它是地壳演化的一定阶段，某些地段温度、压力增高的 结果。在变质作用过程中，原有矿物会重新结晶形成较大的晶体， 或者被分解重新组合、形成新的矿物，如粘土矿物在温度、压力增 高时可变为云母。 变质岩的矿物成分和组构都受原来岩石的影响，常有各种残余标志。 例如某些矿物在变质条件下仍然是稳定的，可以保存下来；另外像 某些组构也可保留下来，例如原有的钙质斜长石斑晶可以变为较细 的钠长石等矿物集合体，但仍保持原有斑晶外形轮廓。 另一方面，变质作用会产生一

20、些新的变质矿物，如红柱石、蓝晶石、 矽线石等，是岩浆岩中所没有的；并形成一些变质岩特有的构造和 结构。 第四节 常见岩石 岩浆岩：花岗岩 - 流纹岩 - 闪长岩 - 安山 岩 - 辉长岩 - 玄武岩 - 橄榄岩 沉积岩：砾岩 - 砂岩 - 粉砂岩 - 页岩 - 石 灰岩 - 白云岩 变质岩：角岩 - 大理岩 - 板岩 - 千枚岩 - 片岩 - 片麻岩 - 变粒岩 - 斜闪岩 斜闪岩斜闪岩 常见变质岩岩石类型：常见变质岩岩石类型： 板岩：板岩：是一种结构均匀，致密且具有板状劈理的岩石。它是由泥质岩类经受轻微变质 而成。因而，其结晶程度很差，尚保留较多的泥质成分，具变余泥质结构，板状构造。 矿物颗

21、粒很细，肉眼一般很难识别，只在板理面上可见有散布的绢云母或绿泥石鳞片。 与页岩的区别是，质地坚硬，用锤击之能发出清脆的响声。因板岩可沿板理面裂开成 平整的石板，故广泛用作建筑石料。 千枚岩：千枚岩：岩石的变质程度比板岩深，原泥质一般不保留，新生矿物颗粒较板岩粗大， 有时部分绢云母有渐变为白云母的趋势。主要矿物除绢云母外，尚有绿泥石、石英等。 岩石中片状矿物形成细而薄的连续的片理，沿片理面呈定向排列，致使这类岩石具有 明显的丝绢光泽和千枚状构造。岩石颜色多种，一般为绿色、黄绿色、黄色、灰色、 红色和黑色等。 片岩：片岩：以片状构造为其特征的岩石。组成这类岩石的矿物成分主要是一些片状矿物， 如云母

22、、绿泥石、滑石等，此外尚含有石榴子石、蓝晶石、十字石等变质矿物。 片岩与千枚岩、片麻岩极为相似，但其变质程度（结晶程度）较千枚岩深。而片岩与 片麻岩的区别，除在构造上不同外，最主要的是片岩中不含或很少含长石。根据片岩 中片状矿物种类不同，又可分为云母片岩、绿泥石片岩、滑石片岩、石墨片岩等。 片麻岩：片麻岩：以片麻状构造为其特征。片麻岩可由各种沉积岩、岩浆岩和原已形成的变质变质 岩岩经变质作用而成。这类岩石变质程度较深，矿物大都重结晶，且结晶粒度较大，肉 眼可以辨识。主要矿物为石英和长石，其次为云母、角闪石、辉石等，此外尚可含少 量的石榴石、矽线石、堇青石、十字石、蓝晶石和石墨等典型变质矿物。

23、大理岩：大理岩：较纯的石灰岩和白云岩在区域变质作用下，由于重结晶而变为大理岩，也有 部分大理岩是在热力接触变质作用下产生的。这类岩石多具等粒变晶结构，块状构造。 因主要矿物为方解石，故滴冷稀盐酸强烈起泡，以此可与其他浅色岩石相区别。大理 岩色彩多异，有纯白色大理岩（又称汉白玉），浅红色、淡绿色、深灰色及其它各种 颜色的大理岩，同时常因其中含有杂质而呈现出美丽的花纹，故广泛用作建筑石料和 雕刻原料。 石英岩：石英岩：由较纯的石英砂岩经变质而成，变质以后石英颗粒和硅质胶结物合为一体。因此，石英岩的硬度和结 晶程度均较砂岩高。主要矿物成分为石英，尚有少量长石、云母、绿泥石、角闪石等，深变质时还可出现

24、辉石。 质纯的石英岩为白色，因含杂质常可呈灰色、黄色和红色等。这类岩石亦多具等粒变晶结构，块状构造。石英 岩有时易与大理岩相混，其区别在于大理岩滴盐酸起泡，且较石英岩硬度小。 角岩：角岩：由泥质岩石在热力接触变质作用下形成的一种致密微晶质硅化岩石。主要成分为石英和云母，其次为长 石、角闪石，尚有少量石榴子石、红柱石、矽线石等标准变质矿物。北京西山菊花沟即产有红柱石角岩，红柱 石晶体呈放射状排列，形似菊花，故又称菊花石。 矽卡岩：矽卡岩：是由石榴子石、透辉石以及一些其它钙铁硅酸盐矿物组成的岩石。它是在石灰岩或白云岩与酸性或中 酸性岩浆岩的接触带或其附近形成的。岩石的颜色常为深褐色、褐色、褐绿色。

25、具粗一中粒状变晶结构，致密 块状构造。根据矽卡岩的矿物成分可分为： 简单矽卡岩主要由钙铁石榴子石和透辉石组成，还可含少量硅灰石、符山石、方柱石等矿物，其中金属矿物很 少。 复杂矽卡岩由简单矽卡岩再经热液蚀变而成。除前述之主要矿物外，还可有绿帘石、阳起石或磁铁矿、黄铜矿 等金属矿物。 伴随着矽卡岩的生成，可以造成若干重要金属矿产。因此，这类岩石可以认为是一种重要的找矿标志。 蛇纹岩：蛇纹岩：是以蛇纹石为主要矿物成分的岩石。成分较纯者和蛇纹石相似，一般呈黄绿色，也有呈暗绿色和黑色 者。质软，略具有滑感，片理及碎裂构造常见。 蛇纹岩大多是由超基性岩（橄榄岩）在热液作用下使其中的橄榄石、辉石变成蛇纹石

26、而形成的，这种变化称为 蛇纹石化。蛇纹石化作用多沿断裂破碎带发育，也可由区域变质作用和动力变质作用产生。在蛇纹石化作用不 彻底的某些蛇纹岩中，常保留有橄榄石和辉石等原岩的残留矿物。 蛇纹岩呈片状者，一般称为蛇纹石片岩，有的蛇纹岩常含有由蛇纹石纤维状变种石棉所组成的细脉。因此， 蛇纹岩常是石棉矿床的找矿标志。 构造角砾岩：构造角砾岩：是高度角砾岩化的产物。碎块大小不一，形状各异，其成分决定于断层移动带岩石的成分。破碎 的角砾和碎块已离开原来的位置杂乱堆积，带棱角的碎块互不相连，被胶结物所隔开。胶结物以次生的铁质、 硅质为主，亦见有泥质及一些被磨细的本身岩石的物质。 碎裂岩：碎裂岩：在压应力作用下

27、，岩石沿扭裂面破碎，方向不一的碎裂纹切割岩石，碎块间基本没有相对位移，碎块 外形相互适应，这样的岩石称碎裂岩。可根据破碎轻微部分的岩性特征确定其原岩名称。命名时可在原岩名称 前冠以“碎裂”两字，如碎裂花岗岩。 糜棱岩：糜棱岩：是粒度比较小的强烈压碎岩，岩性坚硬，具明显的带状、眼球纹理构造。带状构造在标本上很像流纹， 不同条带中矿物粒度、成分及颜色都有所差异，它是在压碎过程中，由于矿物发生高度变形移动或定向排列而 成。在受压碎较浅的部分，残留有较大的眼球状矿物，这些残留矿物多已发生碎裂、形变，晶粒边缘已经磨碎 或圆化。此岩石往往伴随有些重结晶或少量新生矿物析出物，如绢云母、绿泥石及绿帘石等。 后

28、三类岩石均系构造运动产生的局部应力使原岩破碎、粒化、甚至重结晶而形成的。多呈狭长带状分布，并有 一定局限性。构造角砾岩和碎裂岩分布地带常是矿液上升通道和沉淀的场所，某些矿体即分布其中或其附近， 因而具有找矿意义。 第三章 矿床 一、矿床的基本概念 二、矿床的类型 第一节 矿床的基本概念 1.矿产：矿产：地壳中由地质作用形成的可被国民经济利用的自 然资源。 2.矿床：矿床：即是矿产的产地，其主体是含有用组分的质和量 在当前经济技术条件下可开采利用的地质体。 矿床的两个含义： a、矿床的主体是地质体，因此矿床的形成和分布是受 地质条件控制的，是有地质规律可寻的。 b、确定矿床的标准是随经济需要和技

29、术发展而变化的， 即现在的一些矿床在数年或数十年前并不是矿床（如硅灰 石及透灰石的矿床），现在不能构成矿床的一些地质体将 来随着选、冶技术的发展可能会构成矿床。 第一节 矿床的基本概念 3.矿体矿体：即是矿床的主体，是矿床中可供开 采的地质体。 一个矿床含一个或多个矿体，如铁山铁 矿床有六个主要矿体。 图图 铁山铁矿床地质图铁山铁矿床地质图 1第四系；第四系；2第七段具花斑构造的大理岩；第七段具花斑构造的大理岩；3第六段大理岩夹少量白云质大理岩；第六段大理岩夹少量白云质大理岩； 4第五段大理岩常具细齿状缝合线；第五段大理岩常具细齿状缝合线；5第四段大理岩含角岩石香肠断块；第四段大理岩含角岩石香

30、肠断块； 6第三段石榴第三段石榴 石石透辉石大理岩；透辉石大理岩；7第二段夹角岩条带大理岩；第二段夹角岩条带大理岩； 8第一段页岩夹泥灰岩有时角岩化；第一段页岩夹泥灰岩有时角岩化；9中细粒含石英闪长岩；中细粒含石英闪长岩； 10黑云母透辉石闪长岩；黑云母透辉石闪长岩；11闪长玢岩；闪长玢岩；12煌斑岩体；煌斑岩体； 13钠长岩脉；钠长岩脉；14矽卡岩；矽卡岩；15矿体；矿体；16压性断裂压性断裂 ； 第一节 矿床的基本概念 4.矿石：矿石：是矿体的主体，是矿体中有工业价值的矿物集合体。 5.夹石：夹石：矿体中无工业价值的矿物集合体。 矿石与夹石的区别是：前者所含有用组分在当前技术条件 下可提取

31、利用；后者不含或少含有用组分，在当前技术条件下 不可利用。 6.围岩：围岩：指矿体周围的岩石。沉积矿床矿体的上、下围岩常称 为顶、底板；脉状矿体的上、下围岩常称为上、下盘。 7.母岩：母岩：是指在成矿过程中提供了成矿物质的岩石，如“矿源 层”即是指沉积成因的母岩。 围岩和母岩是两个完全不同的概念。对某些矿床而言矿体的 围岩就是母岩，如多数岩浆矿床；在另一些矿床中矿体的围岩 与母岩无关，如多数热液形成的脉状矿床。 第二节 成矿作用分类与矿床成因分类 一.成矿作用分类 成矿作用就是使地壳及地幔中分散的元素在特定的环境 中富集形成矿床的地质作用。 按照成矿作用的性质和能量来源可将其分为内生成矿作 用

32、、外生成矿作用、变质成矿作用和叠生成矿作用。 同生同生：指矿体与围岩为同期或近于同期。 后生：后生：指矿体晚于围岩。 叠生成矿作用:指在不同地质时期以不同地质作用使有 用组分多次叠加富集形成矿床的复合成矿作用。例如 “层控矿床”一般是地层沉积期一些成矿物质由沉积作 用得到先期富集，在后期热液的作用下又使有用组分进 一步集中、富集形成的。 二.矿床成因分类 以成矿作用为主要依据、适当考虑成矿地质环境和尽量能反映成矿物质来源 的原则，划分如下： 接触交代矿床按接触交代矿床按 成矿作用应属热成矿作用应属热 液矿床，考虑到液矿床，考虑到 成矿地质环境和成矿地质环境和 矿床特征而划分矿床特征而划分 为独

33、立的内生矿为独立的内生矿 床类型。床类型。 可燃有机矿床按可燃有机矿床按 成矿作用应属生成矿作用应属生 物沉积矿床，考物沉积矿床，考 虑其特殊性划分虑其特殊性划分 为一个独立的沉为一个独立的沉 积矿床类型积矿床类型。 1.岩浆矿床岩浆矿床 岩浆矿床是指岩浆经分异作用使其中的有用组分 富集而形成的矿床。 岩浆矿床的成矿物质主要来自上地幔，部分来自 地壳。成矿物质是岩浆的组成部分，由岩浆携带 运移的。岩浆矿床成矿的介质是岩浆，主要发生 在岩浆完全固结之前的冷凝结晶过程中，不包括 岩浆气液的成矿作用。成矿作用主要是岩浆分异 作用和冷凝结晶作用，一些非金属矿床，如浮石 及火山渣、膨胀珍珠岩原料等矿床就

34、是由岩浆爆 发、喷溢和快速冷凝形成的。岩浆矿床主要形成 于地壳深处，但也可形成于近地表或地表。 2.伟晶岩矿床伟晶岩矿床 伟晶岩是一种矿物颗粒粗大的脉岩，其矿物颗粒特别粗大，伟晶岩是一种矿物颗粒粗大的脉岩，其矿物颗粒特别粗大， 一般多在一般多在1-10cm以上，大者可达以上，大者可达1-2m。 伟晶岩矿床是在伟晶岩形成过程中有用组分富集达到工业伟晶岩矿床是在伟晶岩形成过程中有用组分富集达到工业 要求而形成的矿床。要求而形成的矿床。 成因成因: (1)岩浆说岩浆说 此种观点认为，伟晶岩及伟晶岩矿床是由高挥发分岩浆此种观点认为，伟晶岩及伟晶岩矿床是由高挥发分岩浆 在有利条件下经过缓慢、充分的结晶分

35、异作用形成的。在有利条件下经过缓慢、充分的结晶分异作用形成的。 (2)重结晶交代说重结晶交代说 此种观点否认高挥发分岩浆的存在，认为伟晶岩及伟晶此种观点否认高挥发分岩浆的存在，认为伟晶岩及伟晶 岩矿床是由已结晶的岩石在后期热液的作用下被交代、重岩矿床是由已结晶的岩石在后期热液的作用下被交代、重 结晶形成的。结晶形成的。 3.气水热液矿床气水热液矿床 气水热液：地下形成的含多种挥发组分和成矿元素 的气态或液态水溶液。（简称热液） 热液矿床是由含矿热液在有利构造及岩石中通过充 填及交代作用使有用组分富集而形成的矿床。 岩浆热液是岩浆中所含的水及其他挥发组分在岩浆热液是岩浆中所含的水及其他挥发组分在

36、 岩浆上侵和冷凝结晶过程中，由于温度、压力岩浆上侵和冷凝结晶过程中，由于温度、压力 和成分的变化与其所溶解的化学成分一起被析和成分的变化与其所溶解的化学成分一起被析 出形成的。出形成的。 地下水热液是大陆地区向下渗透的地下水及沉地下水热液是大陆地区向下渗透的地下水及沉 积物中的封存水因地热梯度的影响和（或）受积物中的封存水因地热梯度的影响和（或）受 深部岩浆的烘烤，温度升高、化学活动性增强深部岩浆的烘烤，温度升高、化学活动性增强 进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。 海水热液是向下渗透的海水受深部岩浆的烘烤海水热液是向下渗透的海水受深部岩浆的烘烤 和

37、地热梯度的影响，温度升高、化学活动性增和地热梯度的影响，温度升高、化学活动性增 强进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。强进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。 变质热液是岩石在变质过程中随变质温度和压变质热液是岩石在变质过程中随变质温度和压 力不断增加依次释放出来的粒间水、矿物的结力不断增加依次释放出来的粒间水、矿物的结 晶水和结构水溶解了成矿物质形成的。晶水和结构水溶解了成矿物质形成的。 4.接触交代矿床接触交代矿床 接触交代作用接触交代作用：指岩浆期后热液在岩体与 围岩接触带及其附近发生的交代作用。 发生接触交代作用的热液主要是来源于侵 入岩浆冷凝结晶过程中释放出来的岩浆热 液，但是

38、也不排除在岩浆热能作用下参与 对流循环的地下水热液。 5.风化矿床风化矿床 风化矿床的成矿物质来自受风化的基岩或 矿石，成矿前未经过长距离搬运和再沉积 过程。 风化作用 自然界的岩石都形成于特定的地质条件下，在高温，高压，少游 离氧的条件下处于相对稳定状态。岩石一旦出露或接近地表，接 受太阳的幅射热，并与大气圈，水圈和生物圈相接触时，岩石不 再保持稳定，而发生一系列的变化，如崩裂，分解成地表稳定的 新矿物。这种使岩石在原地发生物理状态或化学成分变化的破坏 作用叫风化作用。 根据风化作用的因素、作用方式和性质，一般将其分为物理风化 作用，化学风化作用，和生物风化作用。风化作用从本质上讲， 只有物

39、理和化学风化两种方式。 物理风化作用:处于地表的岩石，主要由于温度变化在原地产生 机械破碎而不改变其化学成分，不形成新矿物的作用。 化学风化作用:在地表或接近地表的条件下，岩石矿物在原地发 生化学变化并可产生新矿物的过程。化学风化作用的主要因素是 氧和水溶液，其进行的方式主要有氧化作用和水溶液的作用。自 然界的的水都是水溶液，它溶解有多种气体和化合物，除具有溶 解、水化和水解性能，还具碳酸化作用的能力. 生物风化作用:处于地表的岩石，由于生物的作用使其在原地发 生破坏的作用。生物在其生命活动过程中，可以不断的对其周围 的岩石产生崩解和分解作用，其方式有物理和化学两种方式。生 物的物理风化作用是

40、生物活动对岩石产生机械破坏作用。 6.沉积矿床 沉积矿床是指岩石及矿石的风化产物、火 山喷发产物、生物机体及残骸经介质搬运 和沉积分异作用及成岩作用使有用组分富 集而形成的矿床。 7.变质矿床变质矿床 (1)受变质矿床：原矿床经变作用后矿体形态、矿受变质矿床：原矿床经变作用后矿体形态、矿 物组合及结构构造发生了一定变化但工艺性能和物组合及结构构造发生了一定变化但工艺性能和 用途没有改变的矿床。用途没有改变的矿床。 (2)变成矿床：经变质作用改变了工艺性能和用途变成矿床：经变质作用改变了工艺性能和用途 的矿床或岩石经变质作用后形成的矿床。的矿床或岩石经变质作用后形成的矿床。 ( 3)变质矿床：受

41、变质矿床和变成矿床统称变质矿变质矿床：受变质矿床和变成矿床统称变质矿 床，即经变质作用后改变了矿体形态、矿石结构床，即经变质作用后改变了矿体形态、矿石结构 构造、矿物组合及工艺性能的矿床和经变质作用构造、矿物组合及工艺性能的矿床和经变质作用 形成的矿床均称为变质矿床。形成的矿床均称为变质矿床。 变质作用 动力变质作用是在应力作用下，岩石发生破碎、变形、同时伴有 一定的变质结晶、重结晶作用的一类变质作用。 混合岩化作用是一种高级变质作用，变质作用过程中有流体相的 参与，形成由片理化的变质岩基体和顺层或沿裂隙分布的花岗质 脉体相混杂的变质岩。混合岩化作用过程中的流体有很多成因： 重熔作用形成流体、再生作用形成流体等。对此目前尚无定论。 混合岩化作用是岩浆作用的开端。 接触变质作用发生在与岩浆岩相接触的围岩中。围岩在岩浆体的 热量及挥发分的影响下，发生重结晶、变质结晶作用，形成变质 岩。 气液变质作用常发生在构造破碎带及矿脉边缘。由热的