矿床学01解答

1、矿床学， 又称矿床地质学，是研究矿床的特征、形成条件、成因和分布规律的科学矿产 是自然界产出的有用矿物资源矿产资源 是赋存在地壳中的有用岩石、矿物或元素的聚集体矿产资源的特点： . 自然资源的属性2. 不可再生性 . 地理分布的不均衡性 . 受一定技术经济条件的制约矿石 ：矿石是从矿体中开采出来的，从中可提取有用组份（元素、化合物或矿物）的矿物集合体。矿石一般由矿石矿物和脉石矿物两部分组成。脉石： 一般泛指矿体中的无用物质， 包括围岩的碎块、夹石和脉石矿物，它们通常在开采和选矿过程中被废弃掉。矿石矿物 是指可被利用的金属或非金属矿物， 也称有用矿物 . 脉石矿物 是指矿石中不能利用的矿物，也称

2、无用矿物。矿石品位 ：矿石中有用矿物或有用组份的含量称为品位。矿石品位是衡量矿石质量好坏的主要标志。矿石的工业品级：主要根据矿石中有益、有害组份含量而对矿石质量划分的不同级别。某些非金属矿石主要根据矿石的工艺技术特征、用途和加工方法的不同加以划分。矿石的构造 ：是指组成矿石的矿物集合体的特点，即矿物集合体的形态、相对大小及其空间相互的结合关系等所反映的形态特征。矿石的结构： 是指矿石中矿物颗粒的特点， 即矿物颗粒的形态、 相对大小及其空间相互的结合关系等所反映的形态特征。也包括矿物颗粒与矿物集合体的结合关系所反映的形态特征。围岩 (wall rock) ：围岩有两重含义，一是指侵入体周围的岩石

3、，二是指矿体周围的岩石。矿床学中的围岩主要指后者。矿体与围岩的边界一般是通过系统采样分析后圈定的。母岩 (mother rock) ：是指提供成矿物质来源的岩石，如从镁质超基性岩中通过结晶作用形成了铬铁矿，那么镁质超基性岩即可称为铬铁矿的母岩。矿体的产状 ：是指矿体产出的空间位置和地质环境同生矿床 ：是指矿体与围岩是在同一地质作用过程中，同时或近于同时形成的后生矿床 ：指矿体的形成明显地晚于围岩的一类矿床矿床的成因类型：按照矿床的形成作用和成因划分的矿床类型，如岩浆矿床、热液矿床、沉积矿床、变质矿床等。矿床的工业类型：一般把作为某种矿产的主要来源，在工业上起重要作用的矿床类型，称为矿床工业类型

4、。矿床工业类型是在矿床成因类型基础上，从工业利用的角度来进行矿床的分类。元素在地壳中的丰度值（abundance ）称克拉克值元素是地壳中各类岩石的基本成分，故称造岩元素元素在地壳和上地幔中的含量不是固定不变的，其运动的结果， 导致元素的分散或集中，这种现象或过程称为元素的迁移浓度系数 即是工业品位与该元素的克拉克值之比。成矿作用 即是在地球的演化过程中，使分散在地壳和上地幔中的化学元素，在一定的地质环境中相对富集而形成矿床的作用。交代作用 ，即是溶液与岩石在接触过程中，发生了一些组份的带入和另一些组份带出的地球化学作用，因此也称为置换作用。矿床成因分类：I. 内生矿床一、岩浆矿床1. 岩浆分

5、结矿床2. 岩浆熔离矿床3. 岩浆爆发矿床二、伟晶岩床三、接触交代( 矽卡岩 ) 矿床四、热液矿床1. 岩浆气液矿床2. 非岩浆热液矿床五、火山成因矿床1. 火山岩浆矿床2. 火山一次火山气液矿床3. 火山一沉积矿床II.外生矿床 六、风化矿床七、沉积矿床八、可燃有机矿床I II.变质矿床九、接触变质矿床十、区域变质矿床十一、混合岩化矿床IV. 叠生矿床 ( 多因复成矿床 )十二、层控矿床接触交代矿床的形成条件 ：1 岩浆岩条件：成分、岩体的产状、规模、时代、2 围岩条件： 围岩岩性是决定矽卡岩及矽卡岩矿床形成的重要条件，它不仅影响成矿物质的沉淀，同时也影响成矿作用方式、矿体规模及矽卡岩和矿石

6、的物质成分3 构造条件 :构造控制含矿溶液的通道，也为成矿提供有利的空间.侵入体与围岩的接触带构造、围岩层理、层间破碎带及构造裂隙、褶皱构造、捕虏体构造4 温度条件：一般认为矽卡岩矿物的形成温度在800 300之间，而金属矿物的形成温度约在500 200之间。5 深度和压力条件： 矽卡岩矿床形成的压力与其所在的深度有关，大多数研究者认为主要是在中等深度，也可在浅深条件下形成。成矿过程 ：1) 矽卡岩期 : 主要形成各种钙、铁、镁 铝的硅酸盐矿物，这时没有石英出现。这个成矿期又可以分为三个成矿阶段 : 早期矽卡岩阶段、晚矽卡岩阶段、氧化物阶段2) 石英硫化物期： 这一成矿期中， 二氧化硅一般不再

7、和 Ca、Mg、Fe、Al 组成矽卡岩矿物，而是独立地形成大量的石英， 并有典型的热液矿物如绿泥石、 方解石等。 该期有大量金属硫化物的形成。它又可分为两个成矿阶段:早期硫化物阶段晚期硫化物阶段岩浆矿床 是由各类岩浆在地壳深处，经过分异作用和结晶作用，使分散在岩浆中的成矿物质聚集而形成的矿床。这类矿床是在正岩浆期形成的，因此也称正岩浆矿床。一般特点： 与岩浆岩同步形成， 表现在二者的形成时间、 空间、成分、温度压力等的一致性。时间 ：成矿作用和成岩作用基本上是同时进行的 ; 1)2) 空间 ： 矿体主要产在岩浆岩母岩体内。少量贯入式矿体可进入邻近的围岩中；3) 围岩 ： 一般为岩浆岩母岩；4)

8、成分 ： 矿石的矿物组成与母岩的矿物组成基本相同，仅含量有差异；5)形成条件 ：同岩浆岩岩浆矿床的成矿温度较高, 达 1500-1200 。而其中硫化物矿床的形成温度较低。岩浆中成矿物质的析出和聚集, 是岩浆分异作用的结果。 岩浆的各种分异作用 , 也就是岩浆矿床的成矿作用。按照 分异作用的性质 可分为 结晶分异作用 和熔离作用 两大类矿物按顺序进行结晶 , 并在重力和动力影响下发生分异和聚集的过程, 称为 结晶分异作用 。早期岩浆矿床 : 是指岩浆冷凝结晶时 , 有用矿物较早地从岩浆中结晶和富集所形成的矿床主要特点 ：有用矿物主要聚集在岩体的底部或边部，矿体形态呈矿瘤、矿巢、凸镜状或似层状。

9、矿石的矿物组成与母岩基本一致。矿体与围岩没有明显的界线，一般呈逐渐过渡关系, 矿石常具自形晶半自形晶结构，或被硅酸盐矿物包围 , 形成包含结构。矿石构造以浸染状为主。流动作用可形成条带状构造。（块状 >80，稠密浸染状 50 80，中等浸染状 30 50，稀疏浸染状 <30）矿体和围岩都是岩浆演化的产物，形成时间一致，故为同生矿床。晚期岩浆矿床：在岩浆冷凝过程的晚期阶段, 在矿化剂的影响下, 有用矿物较硅酸盐矿物从熔浆中晶出较晚 , 矿石矿物主要是金属矿物充填在硅酸盐类矿物颗粒间或胶结硅酸盐矿物, 形成海绵陨铁结构。主要特点 ：矿体常呈条带状或似层状，贯入式矿体呈脉状和凸镜状。矿石

10、的矿物组成与母岩基本一致。矿体与围岩间一般界线明显， 矿石主要为稠密浸染状或致密块状构造， 常见海绵陨铁结构。矿体和围岩都是岩浆演化的产物， 一般形成时间一致， 属同生矿床； 但贯入式矿体可以是后生矿床。如果流体的温度在临界温度以上，则不论压力多么高，矿质的搬运和沉淀都是在气相中发生的这种流体岩浆矿床分类：岩浆分结矿床岩浆熔离矿床岩浆爆发矿床海绵陨铁结构金属矿物充填在硅酸盐类矿物颗粒间或胶结硅酸盐矿物, 不透明的金属矿物包围透明的硅酸盐矿物，型若海绵体，构成海绵陨铁结构汽水热液组分：水：气水热液的主要组分是水；挥发份：挥发份还包括卤素、S、B、 P、CO2等，也可能存在有机挥发物质；基本组分：

11、基本组分是Na，K，Ca，Mg，Sr ，Ba，Al ，Si 及 Cl- ，F- ， SO42-等成矿元素：金属成矿元素主要有铜、铅、锌、金、银、锡、锑、铋、汞等，过渡性元素铁、钴、镍等，以及钨、钼、铍、稀土、铀、铟、铼等。成矿物质来源 ：热液中成矿元素的来源是多方面的， 但可以归结为两类： 一种是来源于形成热液的源岩， 如形成岩浆热液的岩浆体系、 形成变质热液的岩石； 另一种是来源于热液流经的围岩。一定类型的矿床类型通常与一定成分的岩浆岩有关，这一特点称为岩浆的成矿专属性。1. 超基性岩：铬铁矿矿床；2. 基性 - 超基性 : 铜镍硫化物矿床3. 基性岩：钒钛赤铁矿矿床4. 中酸性岩浆岩：矽卡

12、岩性矿床；5. 酸性岩：许多矿产都与岩浆岩有著空间的甚至成因的共生关系。一般认为超基性岩基性岩和酸性岩的成矿专属性明显。 例如与橄榄岩纯橄榄岩有关的铬铂矿床与斜长岩辉长岩有关的钒钛磁铁矿矿床与角砾云母橄榄岩有关的金刚石矿床等都表现出明显的岩浆成矿专属性与酸性花岗岩 - 流纹岩有关的有钨锡锂铍等矿产成矿专属性也较明显。但中性及中酸性岩所表现的成矿专属性就不十分明显。成矿元素的搬运形式：以硫化物的形式搬运，卤化物, 易溶络合物 , 胶体溶液。成矿元素的沉淀：温度的降低，压力的降低，pH 值的变化，氧化- 还原反应，不同性质溶液的混合。矿床的成矿方式： 一种是充填，另一种是交代。1. 充填作用是在已

13、有的空洞中发生的矿物沉淀过程。其特点是： 矿体形态决定于原有孔隙的形态，一般呈脉状、与围岩界限清楚。矿体中矿物沉淀的顺序通常从两壁向中心生长，其发育的晶面指向热液的供应方向。充填作用形成的矿石，可具有梳状、 晶簇状、对称带状、角砾状及同心圆状等构造，为识别标志。充填作用 是在已有的空洞中发生的矿物沉淀过程2. 交代：实质上是一种同时进行的溶解和沉淀过程，新矿物用这种方式替换原先存在的矿物，新矿体集合体替换了以前存在的岩石。岩石在气水热液作用下，发生一系列旧矿物为新的更稳定的矿物所代替的交代作用，称为 围岩蚀变蚀变围岩的命名：1. 根据蚀变岩石的主要矿物来命名，如绢云母化2. 以常见的蚀变矿物共

14、生组合来命名，如云英岩化3. 用蚀变过程中从热液加入的元素来命名，如硅化矿化期 代表一个较长的成矿作用过程，它是根据显著的物理化学条件变化来确定的矿化阶段 代表一个较短的成矿作用过程，表示一组或一组以上的矿物在相同或相似的地质和物理化学条件下形成的过程在同一矿化阶段中不同矿物结晶的先后顺序叫做矿物的生成顺序。主要标志 :1) 穿插 : 一矿物穿插另一矿物或矿物组合，被穿插者生成较早；2) 交代 : 先成的矿物被后成的矿物所交代，常显交代残余结构；3) 包围 : 先成矿物的全部或一部分被后成矿物所包围，4) 粒间位置 : 后成矿物生成于先成矿物的颗粒之间；5) 假象 : 先成矿物被后成矿物交代后

15、，尚保留其原来晶形。如磁铁矿变成假象赤铁矿后仍保留其等轴晶系的晶形；6) 构造 : 在对称带状构造中， 外层矿物早于内层矿物 : 晶洞构造中的矿物一般晚于洞壁的矿物。热液矿床 是指含矿热水溶液在一定的物理化学条件下，在各种有利的构造和岩石中，由充填和交代等成矿方式形成的有用矿物堆积体。主要特点： 1）形成矿床的含矿热液是多来源的2）含矿热液的成分是复杂的3）形成温度和深度较其它内生矿床低和浅4）构造控制作用极为显著5）成矿时间一般晚于围岩6）成矿方式：以充填作用和交代作用为主7）矿石物质成分复杂8）矿床的形成过程的多期多阶段性一定的矿床类型 （或矿石建造） 和矿种与一定成分的岩浆岩有关，这一性

16、质称为 岩浆岩的成矿专属性火山矿床火山有关的矿床主要包括：1火山岩浆矿床矿浆（晚期岩浆、熔离岩浆）喷溢、贯入成矿2 火山 - 次火山气液矿床陆相、海相，火山、次火山3 火山沉积矿床火山来源，沉积形成火山成因矿床的特点： 1）矿床位于同构造旋回的火山岩浆一构造活动带中。在矿区内或其附近有同期的火山岩、次火山岩或侵入体的分布。2）含矿介质比较复杂。有岩浆、喷气、热液及火山烤热的海水或湖水。3）矿床产生在地表 （陆面、 水下），或地下浅处 （ 01.5km）。与其它内生矿床相区别的 斑岩铜矿10 大特征。具网状细脉浸染成矿特征；主要金属矿物黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、辉铜矿，有些矿床中有斑铜矿、硫砷铜矿

17、和伴生的非金属矿物石英、绢云母、钾长石、黑云母、高岭石类矿物等的成分稳定；铜平均含量在原生矿石中比较低0.3% 0.8%，而在氧化矿中较高，达11.5%, 钼在原生矿和氧化矿中分布都比较均匀，约0.005%0.05%；成矿岩体为中性成分为主的斑岩侵入体花岗闪长斑岩、 石英二长斑岩， 少量偏酸性 （花岗斑岩、 石英斑岩） 和偏基性 （闪长斑岩） ；矿化直接或间接发生在斑岩侵入体中或紧靠侵入体的外接触带围岩火山岩、 侵入岩和变质岩中； 矿体发育在广泛出现热液蚀变岩的地带， 蚀变岩石为绢云母石英质、 黑云母钾长石质、泥质以及青盘岩型交代岩；矿物（元素）分带：Fe3+ Mo(Cu) Cu(Mo) Cu

18、(Au) Fe2+(Au) Pb Zn (Au 、 Ag) 黑云母、钾长石绢云母、石英蒙脱石、高岭石青盘岩；矿床储量巨大，成本低廉，并有露天采矿的可能性；氧化造成覆盖较贫原生矿的次生硫化物富集带，导致富矿的形成； 斑岩型铜矿形成于地槽褶皱区的不同发育时期。斑岩铜矿床成矿条件大多数斑岩型铜金矿与钙碱性及偏碱性花岗岩类有关，含矿岩石可以是闪长岩、斜长花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、石英斑岩等成份，属安第斯型(Andinotype)( 又称 I 型、磁铁矿型、壳幔同熔型) 花岗岩类侵入岩。岩性差异影响成矿元素组合，主要是铜与钼的比例。矿床受区域断裂 - 构造带控制，故常呈带状分布。矿体常受次一级构造

19、控制，即岩体和围岩中的微裂隙控制（层间裂隙、 片理、原生裂隙等） 。典型的斑岩型矿床中角砾岩化或角砾岩体很发育，它与成矿关系密切。矿体的围岩岩性对成矿有一定影响，如为硅铝质岩石，裂隙又不发育，岩石致密， 可作为岩体顶盖的“隔挡层”， 使矿液不易流通和散失，有利于矿液在岩体内部特别是顶部和接触带成矿，矿床的围岩蚀变很发育，蚀变范围可达几百米到几千米。常具明显的、 有规律的水平和垂直的分带现象。围岩蚀变呈带状分布的特点，可作为寻找斑岩铜矿的有效标志。斑岩型矿床典型的蚀变分带是：从岩体中心向外依次出现钾化带（钾质蚀变带） ：包括钾长石化和黑云母化。主要矿物为钾长石、黑云母、石英。石英一绢云母化带（似

20、千枚岩化带）主要矿物成分有石英、绢云母、少量黄铁矿。泥化带（粘土化带）：矿物成分有高岭土、绢云母、石英、绿泥石。青盘岩化带：矿物成分为绿帘石、绿泥石、绢云母、石英、黄铁矿。次生石英岩化带：矿物成分主要为石英、黄铁矿、高岭土等，是较低温的热液活动的产物。斑岩铜矿的基本特征：矿体形态： 矿体形态主要受各种复杂地质条件控制，如侵人体的形态、接触面的形状和产状、成矿前的裂隙构造及围岩蚀变等。全岩矿化，则矿体形状多呈柱状、筒状 . 沿接触带矿化，矿体则多呈环状、似层状围岩为裂隙发育的硅铝质碎屑岩，沿裂隙形成细脉浸染体，如德兴斑岩铜矿，矿石储量约23 产在围岩中。沿岩体内外构造破碎带成矿，则多呈脉状、条带

21、状等。岩墙或岩床状侵人体，全岩矿化，则矿体多呈板状。规模：大，可达大型、超大型，全岩矿化产状： 浅，往往可以露采生矿石由含矿石矿物细脉和浸染体的蚀变岩石组成。岩石裂隙是控制成矿作用的重要因素。典型的矿石构造为细脉浸染状。也可出现致密块状、 角砾状等构造。 从岩体中心向外，矿石构造呈现分带性：浸染状微细脉状细脉状脉状风化矿床 ( 风化壳矿床 ) 系指陆地表层在风化作用下形成的, 质和量都能满足工业要求的有用矿物堆积的地质体。风化作用 是指地壳最表层的岩石和矿石在大气、水、生物等营力的影响下, 发生物理的、化学的和生物化学的变化作用元素在特定的风化条件下迁移能力的不同, 引起了它们的彼此分异风化分

22、异风化矿床的分类：根据风化矿床的形成作用和地质特点分为以下三类：1. 残积及坡积砂矿床 2. 残余矿床 3.淋积矿床从硫化物矿床氧化带淋滤出来的某些金属硫酸盐溶液渗透到潜水面以下，在还原环境中， 以交代原生硫化物的方式生成次生硫化物。于是增加了原生矿石中某种金属的含量，提高了矿石的工业价值，故称之为 次生硫化物富集作用沉积矿床的特点： ?沉积矿床的形成也是经过同生阶段、成岩阶段和后生阶段?沉积矿床产于沉积岩系或火山一沉积岩系中，矿体和其顶底板岩石同属沉积成因，并且表现出沉积的同时性和连续性，属于同生矿床 。 ?各种矿层及其沉积岩系剖面，各具有明显的特殊性，显示一定的矿产与一定的岩性岩相的专属性

23、?矿床常具特定的地层层位?矿体多呈层状、似层状和凸镜状，具明显的层理?一般沉积矿床规模较大 ?由于沉积作用较为复杂，因而沉积矿床的物质组成也较复杂矿物相富铁沉积的主要矿物相共有四种:1)氧化矿物相带 : 氧化界面 ( 即游离氧的下界 ) 低，直达盆地底部 , 在水底淤泥层中有大量过剩氧,而成为充分的氧化环境, 形成铁的氧化物和氢氧化物 ,如赤铁矿、 褐铁矿、 针铁矿等。 2) 硅酸盐矿物相 ( 鲕绿泥石相 ) 带 : 氧化界面在盆地底面附近 , 但淤泥中已无剩余的游离氧 , 这样就形成了铁的硅酸盐 ( 鲕绿泥石 ) 等矿物。 3) 碳酸盐矿物相 ( 菱铁矿相 ) 带 : 氧化界面在盆地底面以上

24、 , 在淤泥中含有机物质 , 含氧量不足 , 不能使低铁化合物氧化。因此, 在还原条件下, 形成菱铁矿和碳酸钙的混合物, 而以菱铁矿为主要成分。4)硫化物相( 硫化氢相) 带 : 氧化界面远在水盆地底面之上, 在细菌活动下, 使有机物质分解产生大量的硫化氢 , 并与铁结合 , 形成黄铁矿、白铁矿、胶黄铁矿等。胶体化学沉积矿床的概念和特点地表岩石和矿床风化后，其中含铁、 锰、铝的矿物分解形成胶体溶液和真溶液。当其中的胶体溶液在有利于胶体粒子聚沉的条件下， 经化学分异作用， 使有用物质得到相对集中， 其储量和质量都能满足工业要求时，便成为胶体化学沉积矿床。矿床特点： 1）铁、锰、铝和粘土矿床的成矿

25、物质来源, 主要来自地质构造比较稳定的经长期风化的准平原地区, 所以矿体的赋存位置主要是沉积间断面之上的海侵岩系的底部( 铝土矿床 ), 或下部 ( 铝和铁矿床 ), 中部 ( 铁和锰矿床 ), 上部 ( 锰矿床 ) 。 2）矿床常产于一定地质时代的沉积岩系和火山沉积岩系内，层位稳定，产状与沉积岩层一致。3）矿体呈层状或凸镜状，沿海湾边缘或湖盆边缘展布。铝土矿和粘土矿在最靠近岸边的地方沉积下来，铁在陆棚的上部沉积下来，而锰在距海岸更远一些，在陆棚的下部才沉积。4）矿石成分主要为金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐和硅酸盐等，常常具有鲕状、豆状和肾状构造，显示胶体结构特征。5）矿床规模大，分布普遍，具有

26、很大的经济意义。胶体化学沉积矿床的形成条件1成矿物质来源：胶体化学沉积矿床的物质来源可能是多方面的，但是陆源物质是铁、 锰、铝和粘土等沉积矿床的最主要的来源。海底火山喷出物和海底岩石的分解物也可能成为成矿物质的来源。气候和地貌条件。 热带一温带气候和水盆地汇水范围内的成年期地貌发展阶段，对成矿特别有利变质矿床是由变质作用引起原有的岩石或矿石矿物成分的重组而形成的新矿床变质矿床作用类型： 脱水作用。重结晶作用。还原作用重组合作用变质矿床根据原岩的建造特点可分为受变质矿床和变成矿床两类：受变质矿床指原岩建造中成矿元素已经富集达到工业要求，再经受变质作用， 通常使矿物成分和结构构造发生一定程度的变化，有用组分的含量可能发生变化，也可能变化不大。变成矿床指原岩未达到工业要求， 通过变质作用成为矿石，或含某一有用组分的矿石变质后成为具有另一种工艺技术特性的矿石。层控矿床的特点： 1）具有外生和内生矿床的某些特点，故兼有同生和后生矿床的某些成矿标志， 反映出其成矿过程的多阶段性和复杂性。2）矿源层的存在是层控矿床主要特征之一，但矿源层和贮矿层可以是同一层位，也可以是不同层位。3）矿体常集中于某一特定的岩性段中，往往具有多层的特点4）矿床产于一定地层层位中，因而“时控”特征明显。5) 矿床常具有成群、成带展布和一定的“层”、“相”、“位