2矿床学的一些基本概念

1、矿床学的一些基本概念 1教学内容矿产、矿床、矿点、矿化点和矿体、围岩、主岩（容矿岩石）、母岩和矿源层，矿石、脉石、矿石矿物和脉石矿物，矿石的品位和品级，矿石的结构和构造，矿体的形态和产状，矿石的类型；同生矿床、后生矿床和叠生矿床；矿床类型；矿床工业评价。 2矿产的种类矿产自然界产出的有用矿物资源。 根据形态分作：气体矿产：天燃气液体矿产：石油、汞固体矿产：大部分金属、非金属矿产如金、 银、铜、铁、钨、锡、钼、铅、 锌等。3矿产的分类据矿产的性质和工业用途可分为：金属矿产非金属矿产可燃有机矿产地下水资源4（一）金属矿产从中可提取某种金属元素的矿物资源,按工业用途分为:1）黑色金属:包括铁、锰、铬

2、、钒、钛等；2）有色金属：铜、铝、锌、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑、汞等；3）轻金属：铝、镁等（有将其归入有色金属中）；4）贵金属：金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑等；5）放射性金属：铀、钍、镭等。56）稀有、稀土和分散金属，可分为三类：稀有金属：钽、铌、锂、铍、锆、铯、铷、锶等。稀土金属，包括原子序数39和57一71的16个元素。分散金属：如锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、钪、硒、碲等。（一）金属矿产6稀土金属稀土金属，包括原子序数39和57一71的16个元素。根据地球化学性质和共生关系,可分为二类:i.轻稀土金属铈族元素：包括镧、铈、镨、钕、钷（人造元素）、钐、铕等。ii.重稀土金属钇族元素：包括

3、钇、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等。7（二）非金属矿产从中可提取某种非金属元素或可直接利用的矿物资源。工业上除少数非金属矿产是用来提取某种非金属元素,如硫和磷等之外，大多数非金属矿产是利用矿物或岩石的某些物理、化学性质和工艺特性。例如金刚石大多是利用它的硬度和光泽；云母是利用其透明度和绝缘性；水晶是利用它的光学和压电性能。又如利用石灰岩的化学成分作水泥原料，利用花岗岩的色泽和坚固性作优良的建筑石材。按非金属矿产的工业用途可分为：81冶金辅助原料：如萤石、菱镁矿、耐火粘土、白云岩和石灰岩等。2化学工业包括化肥工业原料:如磷灰石、磷块岩、黄铁矿、钾盐、岩盐、明矾石、石灰岩等。 3工业制造业原料：

4、如石墨、金刚石、云母、石棉、重晶石、刚玉等。4压电及光学原料：如压电石英、光学石英、冰洲石和萤石等。5）陶瓷及玻璃工作原料：如长石、石英砂、高岭土和粘土等。（二）非金属矿产96）建筑及水泥原料：如砂岩、砾岩、浮石、白垩、石灰岩、石膏、花岗岩、珍珠岩和松脂岩等。7）宝石及工艺美术材料：如硬玉、软玉、玛瑙、水晶、蔷薇辉石、绿松石、琥珀、叶蜡石、蛇纹石、孔雀石、电气石和绿柱石等。此外,还有铸石材料如辉绿岩,研磨材料如石榴石、金刚石、刚玉等以及新技术特殊需要的矿物原料(如蓝石棉、钛磁铁矿、金红石等)。（二）非金属矿产10（三）可燃有机矿产是指能为工业和民用提供能源的地下资源。它既是最主要的燃料,又是重

5、要的化工原料。从化学成分看,主要是由碳氢化合物组成的,应该属于非金属矿产,但其形成条件和用途与一般非金属矿产却颇不相同。按其产出状态可分为三类：1) 固体的：如煤、石煤、油页岩、还有地蜡、地沥青等。2液体的：如石油。3气体的：如天然气等。11（四）地下水资源包括地下饮用水、技术用水、矿泉医疗水、地下热水以及有用元素（溴、碘、硼、镭等）含量达到提取标准的卤水等。12资源量(resource)、储量(reserve)13矿床矿床是矿产在地壳中的集中产地。确切地说，矿床是指地壳中由地质作用形成的，其所含有用矿物资源的质和量，在一定的经济技术条件下能被开采利用的地质体。14矿床的规模铜矿床10万吨20

6、万吨 50万吨 500万吨金矿床5吨10吨20吨100吨超大型矿床：划分方案较多，以涂光炽（1994）的分类较为流行：大型矿床5倍以上储量。小中大超大小中大超大15矿点、矿化点矿点：有用组分百分含量达到工业要求，但储量规模很小，难以大规模开发，一般为民采。矿化点：有用组分有一定富集，其含量超过地壳平均值，但储量和品位达不到工业要求。16成矿区域的划分全球成矿域成矿域(省)成矿带矿集区矿田：由统一地质作用形成的，成因上近似，空间上邻近的一组矿床，分布面积一般在几十到一、二百平方公里。1718 环太平洋构造成矿域 中新生代为主；洋陆俯冲作用。前中生代被动陆缘成矿 (Cu、Pb、Zn等)：美、澳：P

7、t2-3Pz；亚洲：Pz2Mz1阿尔卑斯喜马拉雅构造成矿域 中新生代为主；陆陆碰撞作用 与三大洋（古大西洋、古特提斯洋、新特提斯洋）演化有关 古生代北美欧州相连，地中海与阿巴拉阡矿带可以对比中亚蒙古构造成矿域 古生代为主；多陆块拼合造山多次增生和中新生代山盆耦合 穆龙套Au: 5000吨；阿克泰佩Ag：2.5万吨； 干谷Au：1350吨，Pt1000吨； 卡尔马雷克Cu ：1000万吨；科翁腊德Cu：800万吨三个全球性构造成矿域19Global distribution of porphyry copper deposits. They are confined to magmatic be

8、lts, principally around the Pacific Ocean, but also through the Tethys Belt, and in other tectonic belts.20环太平洋地区的浅热液金矿床分布21矿石：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。22脉石、夹石脉石：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。夹石：指矿体内部不符合工业要求的岩石，它的厚度超过了允许的范围，就得从矿体中剔除。23矿石贫化矿体中围岩碎块和夹石的含量过多，相对降低了矿石的品位。24矿石的品位品

9、位：矿石中有用组份的百分含量。多数金属矿石：铜、铅、锌等以其中金属元素含量的重量百分比表示；部分金属矿石：以其中氧化物，如WO3、V2O5等的重量百分比表示；大多数非金属矿产：钾盐、明矾石等，以其中有用矿物或化合物的重量百分比表示；贵金属矿石：克/吨，g/t；原生金刚石：毫克/吨，mg/t；25矿石的品位砂矿：克/ 立方米或公斤/立方米。边界品位：划分矿与非矿的最低品位。如铜矿：0.20.3%，钼矿为0.020.04%工业品位：当前能供开采和利用矿段或矿体的最低平均品位。铜矿：0.40.5%；钼矿0.040.06%工业品位是一个历史概念。铜10%0.5%26矿石的品位27矿石的品位工业品位的决

10、定因素：矿床的规模大小大型钼矿：0.06%；小型钼矿：0.2%矿石综合利用的可能性伴生元素提高矿石的价值，可使矿石品位要求降低。矿石的工艺技术条件不易冶炼的钛铁矿矿石：810%；易冶炼的金红石：34%。28有益组份、有害组份有益组份：可以回收的伴生组份或者能改善产品性能的组份。铁矿石中伴生锰、钒、铌、稀土；铜矿石中伴生钴、镍、金、银等；铅锌矿石中的伴生金、银。有害组份：对矿石加工利用有害的元素。铁矿石中的硫和磷。29矿石的品级也称技术品级，指工业加工利用过程中据矿石的品位及有益和有害组份的含量综合确定的。如磁铁矿矿石在工业上可分为：平炉富矿石：TFe55%高炉富矿石： TFe50%需选矿的贫矿

11、石： TFe2025%而对非金属矿产，则据矿石或矿的的工艺技术特性以及不同的用途和加工方法划分品级，如压电石英、云母、石棉等。30矿石的构造和结构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。31例如铬铁矿矿石,当其中铬铁矿的集合体为延长的形态,它们与硅酸盐矿物集合体呈相间的带状分布时,则矿石的构造属条带状构造。铬铁矿颗粒多数呈自形晶,故为自形粒状结构。有时见到铬铁矿集合体包

12、裹浑圆状橄榄石,而形成海绵陨铁结构。矿石的构造主要是用肉眼观察,但也有显微构造。矿石的结构主要在显微镜下观察,也有由粗大颗粒构成的大型结构。矿石的构造和结构可统称为矿石的组构。矿石的构造和结构32可以帮助分析成矿的物理化学环境、成矿作用特点、成矿过程以及矿床的次生变化等,从而提供有关矿床成因方面的资料；了解各种有用组份在矿石中的分布情况和赋存状态,以及有用矿物的粒度、形态和嵌布特征,为矿石的工业评价、选择最佳的技术加工方法和选矿流程等提供基础资料。矿石构造结构的研究意义33影响结构的因素矿物的粒度粗、中、细等粒、不等粒结晶程度自形半自形它形镶嵌状态34矿物的晶粒形态根据晶粒晶形的完好程度，可分

13、为：自形晶晶粒的晶形完整；半自形晶晶粒的部分晶面残缺；他形晶晶粒的晶形全不完整。35镶嵌类型36矿石构造块状构造：有用矿物集合体在矿石中占80左右，呈无空洞的致密状，矿物排列无方向性者，即为块状构造。共颗粒有粗大、细小、隐品质的几种。若为隐品质者称为致密块状。浸染状构造：指有用矿物颗粒或其细小脉状集合体，相互不结合地、孤立地、疏散地分布在脉石矿物构成的基质中。角砾状构造：一种或多种矿物集合体构成的角砾，被另外一种或多种矿物集合体不规则地胶结。37块状赤铁矿矿石38浸染状自然金矿石39稠密状浸染状鉻铁矿矿石40矿石构造条带状构造：矿物集合体 在一个方向上延伸，呈条带相间出现。脉状、网脉状构造：矿

14、物集合体成细脉不相交地穿插于另一矿物集合体中，称为脉状构造；若有几种矿物集合体细脉彼此交裁，构成网状，则称网脉状构造。41条带状矿石42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。43 指矿体的形成明显地晚于围岩的一类矿床。矿体和围岩是由不同地质作用和在不同时间形成的。后生矿床 44矿体矿体是赋存于地壳中具有一定的形状、产状和大小的矿石自然聚集体。矿体是矿床的基本组成单位，是矿山开采的对象。45矿体的形状和产状 矿体是矿床的主要组成部分,是开采和利用的对象。一个矿床往往是由多个矿体组成的。 46矿体的形状 根据矿体在三度空间长度比例的不同,可将矿体的形状分为三种最基本的

15、类型（图）。1.等轴状矿体指三轴在三度空间大敦均衡延伸的矿体。按其规模又有不同名称,直径达数十米以上的称为矿瘤；直径只有几米的称为矿巢；直径更小的是矿囊和矿袋。如果矿体在一个方向上较短,并且中厚边薄,即成为透（凸）镜体或扁豆体。这类矿体在同生矿床或后生矿床中都很常见。472.板状矿体二向延伸较大长库和宽度,而第三方向(厚度)较小的矿体。称为矿脉或矿层。矿脉是产在各种岩石裂隙中的板状矿体，属典型的后生矿床。按矿脉与围岩的产状关系,又可分为层状矿脉和切割矿脉两种。矿体的形状48矿体的形状49矿层一般是指沉积生成的板状矿体,矿体与岩层是在相同的地质作用下同时形成的,因此二者的产状一致。矿体的形状50

16、柱状矿体是指一个方向大多是垂直方向延深很大,而另外两个方向延伸较小的矿体,通常称为柱状、筒状或管状矿体。矿体的形状51矿体的形成与变化52矿体的形成与变化53矿体的形成与变化54矿体的产状矿体的产状是指矿体产出的空间位置和地质环境,包括以下内容：1.矿体的空间位置一般是由矿体的走向、倾向和倾角,即矿体的产状要素来确定的。但对凸镜状、扁豆状以及柱状矿体等,除了测量其走向、倾向和倾角外,还要测量它们的侧伏角和倾伏角,以便准确地判定它们的空间位置。55矿体的产状如图所示,倒伏角（abc）是矿体最大延伸方向（即矿体轴线）与走向之间的夹角。倾伏角（dbc）则是矿体最大延伸方向与其水平投影线之间的夹角。倾

17、角（bfe）乃是矿体真倾斜线与其在水平面投影线之间的夹角。56确定这类矿体的侧伏角和倾伏角对矿床的勘探和开采都有重要的指导意义。2.矿体的埋藏情况是指矿体出露地表还是隐伏于地下、埋藏深度如何等。如矿体大部分出露地表,或由于产出浅经剥离后可以开采的,称为露天矿。而完全隐伏的称为隐伏矿,也称盲矿体。矿体的产状573.矿体与岩浆岩的空间关系是指矿体产于岩体内，还是产在接触带或位于侵入体的围岩之中。4.矿体与围岩层理、片理的关系矿体是沿层理、片理呈整合产出，还是穿切层理或片理。矿体的产状585.矿体与地质构造的空间关系是指矿体产于构造中的部位,与褶皱和断裂在空间上的联系等。影响矿体形态和产状的地质因素

18、很多,其中矿床的成因、围岩性质以及构造条件具有决定性的意义。矿体的产状59 约30-40公分 矿石含金约30-40 g/t有的矿体与围岩之间呈渐变过渡,没有明显的界线,则需要通过采祥和化学分析之后,按照工业指标加以圈定。60围岩即是指矿体周围的岩石。对后生矿床来说,在成矿过程中,围岩的化学成分和物理性质对有用矿物的富集,具有较大的影响。有的矿体与国岩的界线是很清楚的,如脉状矿体；矿脉与围岩61矿脉与围岩62母岩即是在矿床形成过程中，提供主要成矿物质的岩石，它与矿床在空间上和成因上有着密切的联系。母岩63有一些矿床,矿体的围岩就是母岩,如由岩浆结晶分异作用形成的富镁质超基性岩中的铬铁矿矿床,这种

19、富镁质超基性岩就是铬铁矿矿床的成矿母岩。64根据近代矿床学的研究,发现有不少的矿床是受地层控制的。而这些地展中往往相对富集了某些成矿组份,但还未达到工业要求,如炭质页岩中的Cu、Pb、Zn含量可分别达到20-30ppm、20-400ppm在100-1000ppm,较一般岩石高数十至数百倍。其它还有含铜的页岩、含铅锌的白云岩等。当后来有热液在这些岩层中活动时,可使成矿组份发生活化和转移,并在附近有利的岩层和裂隙构造中富集成矿。这些能为后期热液活动提供成矿物质的岩层,称之为矿源层，它与成矿母岩具有相似的意义。母岩和矿源层65决定矿床工业价值的因素（一）矿床本身的特征和性质包括矿体的形态、产状和储量,矿石的质量品位、有益和有害组份含量,矿石综合利用价值和矿床开采、选矿、冶炼技术条件等。对非金属矿床,不仅要注意矿床的储量和品位，而且要注意有用矿物的物理性质、化学性质以及工艺技术特点,有时这方面的因素，还是评价矿床的主要因素。66二国民经济和国防建设对矿产的要求主要包括建设中对各类矿产的需要数量,矿床的地理分布,该地区的发展远景计划等。也要考虑矿产的市场价格、供求情况等因素。决定矿床工业价值的因素67三矿区的经济因素如动力资源、水文地质和工程地质条件、交通运输以及粮食、劳动力供应等。在评价一个矿床时,应该全面考虑上述各种