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文档简介
矿山地质部分
一、地质基础知识
宇宙(是空间和时间的统一体)一河外星系(>10亿多个)一银河系
—太阳系(九大行星)一地球一岩石一矿物一化学成份一元素。从无限
一微观组成了物质链。
(一)有关地球知识
地球的内部结构可以分为三层:地壳、地幔和地核。在地球引力的
作用下,大量气体聚集在地球周围,形成包层,这就是地球大气层。
地球就像一只陀螺,沿着自转轴自西向东不停地旋转着。她的自转
周期为23小时56分4秒,约等于24小时。同时,地球还围绕太阳公
转,她的公转轨道是椭圆形,轨道的半长径达到149,597,870公里。公
转一周要365.25天,为一年。
地球是距太阳的第三颗行星,离太阳的距离大约是150000000公里。
地球用365.256天绕行太阳一周,并用23.9345小时自转一圈。它的直径
是12756公里,只比金星大了一百多公里。我们地球的大气里78%是氮
气,21%是氧气,余下的1%是其他成份。地球表面的平均温度是15摄
氏度,平均气压1.013帕。、
地球形成自46亿年前,大约在16亿年前地球每昼夜只有9个小
时,比现在自转快的多,每年约有800多天;到了6亿年前,每昼夜延
长到了20个小时,年缩短到440天,地球正在逐渐放慢自转速度,原因
可能主要是月球的潮汐引力作用。一般认为,地球的形成起源于太阳星
云分化物。46亿年来,地球从一个均质的球体演变成现在的"圈层”结构。
地壳平均厚度17千米,地幔厚度约3473千米,占地球体积的83.4%,
地幔温度为1000-3000摄氏度,地核厚度约3473千米,占地球体积的
16.3%,物质处于液体状态,内核温度高达6000摄氏度以上,与太阳表
面温度差不多!
(二)、地壳及地质作用
1、地壳
地壳是地球的最外层,是由各类岩石组成的固体硬壳。地壳的厚度
各处不一,平均17公里,分为上地壳和下地壳。
地壳不是一个连续的整体。按板块学说,地壳是由几个大陆板块和
大洋板块拼合而成的,每个大板块又是由几个小板块或块体组成的。板
块之间是一些大断裂等的构造活动带。
组成地壳的化学成分主要是:氧(O)、硅(Si)、铝(A1)、铁(Fe)、
钙(Ca)、钠(Na)、钾(K)、镁(Mg)、碳(C)、氢(H)、磷(P)、硫
(S)等;它们占地壳总重量98%以上。
2、地质作用
所有引起矿物、岩石的产生和破坏从而使地壳面貌发生变化的自然
作用,统称为地质作用。表现激烈的如:地震、火山喷发等。进行缓慢
的如:岩石的变质作用、珠峰的升高等。
地质作用可分为内力地质作用和外力地质作用两大类。
(1)内力地质作用
所谓的内力地质作用是指作用的能量来自于一球自身,是由于地球
转动、重力、内部的巨大热能所引起的地质作用。
内力作用的主要形式是:①地壳运动;②岩浆作用;③变质作用。
(2)外力地质作用
由地球以外的能量和力对地壳表层岩石的改造过程叫做外力地质作
用。
外力作用包括:①风化、剥蚀作用;②搬运、沉积作用。
(三)、矿物与岩石
1、矿物
矿物是由地壳中化学元素通过地质作用形成的一种具有一定化学成
分和物理特性的单质或化合物。自然界中矿物存在的状态有3种:固态
(如石英、正长石、云母);液态(如水、自然汞);气态(如二氧化碳、
硫化氢)等。
矿物分类
自然元素矿物:金、铜、石墨、金刚石等;
硫化物及其类似化合物:方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿等;
卤素化合物:萤石、钠盐等;
氧化物及氢氧化物:石英、赤铁矿、磁铁矿等;
含氧盐:正长石、方解石、石膏、白鸽矿、磷灰石等。
鉴定矿物方法:颜色、条痕、光泽、硬度、解理、断口、比重等。
2、岩石
岩石是地球在形成发展过程中由于各种作用而形成的坚硬产物,由
一种或几种矿物所组成的集合体。
岩石是组成地壳的主要物质成分,它是地壳发展一定阶段的由不同
地质作用形成的产物。按其成因,可分为三大类:(1)岩浆岩;(2)沉
积岩;(3)变质岩。
岩石的特性:
(1)岩石的物理力学性质
岩石是在各种地质作用下,由一种或多种矿物有规律地组合成的矿
物集合体。岩石的物理力学.性质表现在其变形特性、强度特征、破坏
形式三方面。
(2)岩石的强度特征
岩石在外载荷的作用下,当应力达到某一极限时便发生破坏,这个
极限就是岩石的强度极限。详细指标有:单向抗压强度、抗拉强度、抗
剪强度、三向抗压强度。
(3)岩石的破坏形式
岩石的破坏形式分为脆性破坏和塑性破坏两种。
按其成因三大岩石类型的特点:
(1)岩浆岩:由岩浆冷凝形成的岩石。又叫火成岩。常见有花岗岩、
闪长岩、辉长岩等;火成岩占地壳总重量的95%。
主要由三部分组成:①炽热高温的硅酸盐熔浆;②是大量的水、二
氧化碳等;③是形成金属矿产的组分。
化学成分主要有九种:O、Si、ALFe、Ca、Na、K、Mg、Ti,这九
种元素的氧化物含量占岩浆岩总量的99%以上,其中SiO2占57.14%0
岩浆岩的矿物成分按矿物在岩浆岩分类命名中的作用分三大类:①
主要矿物;②次要矿物;③副矿物。
主要矿物有石英、长石、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等。
次要矿物是岩石中数量比主要矿物少的矿物。
副矿物是指处于附属地位的矿物,一般在岩石中不超过1%。常见的
副矿物有磷灰石、楣石等。
岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、形态以
及组合方式。
岩浆岩的构造是指岩石中不同的矿物集合体之间的排列方式和充填
方式。常见的岩浆岩的构造有:①斑杂构造;②球状构造;③流动构造;
④块状构造。
岩浆岩按化学成分分为六大类:①超基性岩;②基性岩;③中性岩;
④酸性岩;⑤正长岩;⑥碱性岩。
(2)沉积岩:是在地表或地表以下不太深的地方形成的一种地质体,
它是在常温常压下由风化作用、生物作用和某种火山作用形成的物质,经
过搬运、沉积和成岩作用而形成的岩石。常见岩石有砂岩、页岩、泥岩、
石灰岩、砾岩等;
沉积岩占地壳总重量的5%,但其分布面积广泛,约占地壳表面的
75%o
沉积岩的矿物达160种之多,但构成岩石的主要矿物只有20余种。
而在一种岩石中,主要矿物才不过1〜3种。
沉积岩的主要矿物是石英、正长石、白云母、方解石、岩盐、石膏、
高岭石等。
沉积岩的结构分为①碎屑结构(砾状结构、角砾状结构、砂状结构、
泥质结构);②结晶结构(石灰岩、白云岩一类化学沉积岩所具有的结构)。
沉积岩的构造是指它的组成的空间分布及其相互排列关系。包括层
理(平行层理、波状层理、交错层理)、波痕、雨痕、冰雹痕以及干裂等。
沉积岩的颜色反映了沉积岩的成分和形成条件。根据成因,分为原
生色和次生色。原生色是由构成岩石的沉积物质和成岩矿物的颜色显示
出来了;次生色是岩石在风化过程中由原生色产生变化形成的。有机质
含量越高岩石的颜色越深。铁质可使岩石显示不同的红色。
沉积岩分三大类。①碎屑岩(石英、长石、云母等);②粘土岩(高
岭石、蒙脱石、水云母、海泡石等);③化学岩及生物化学岩(方解石
CaCO3、白云岩等)。
(3)变质岩:是指在地壳发展过程中,原来已经形成的各种岩石,
经过高温高压以及外来化学成分的渗入等作用,在固体状态下岩石的矿
物成分和结构发生变化所形成的新的岩石。
变质岩的矿物成分极为复杂多样。一部分是与岩浆岩和沉积岩共生
的矿物。如石英、长石、云母、磁铁矿等;另一部分是变质岩特有的矿
物。阳起石、红柱石、兰晶石、蛇纹石、滑石、硬玉、软玉等。
变质岩的结构主要类型有::①变余结构;②变晶结构;③交代结构;
④碎裂结构。
变质岩的构造特点显示在变质过程中的高温、高压的环境。它们是
区别变质岩与其它岩石的重要标志。变质岩的构造分三大类:①变余构
造;②变成构造;③混合岩构造。
变质岩按其成因可分为三大类型:①区域变质岩(包括混合岩);②
接触变质岩;③动力变质岩。
常见的有板岩(低级的变质岩)、千枚岩(比较多见的区域变质岩)、
片岩(分布极广的区域变质岩)、片麻岩、大理岩、石英岩、角岩、矽卡
岩等
(四)、地层及地质构造
1、地层年代及地层单位
地壳上不同年代的岩石在形成过程中的时间和顺序可称之为地质年
代。
国际性地质年代表中最大的时间单位是宙,即分有隐生宙和显生宙。
宙以下为亚宙(或代),代下为纪,纪下为世。对应代、纪、世时间内形
成的地层单位为界、系、统。
2、地质构造运动
地壳构造运动是指地壳范围内,由地球内力作用所形成隆起、凹陷、
错动等现象。
地质构造运动形式:
(1)水平运动:由于水平方向压力作用造成挤压、拉开、错动、旋
转等现象。
(2)垂直运动:多是由于岩浆上侵造成的地壳隆起、坳陷,使陆地
变成大海,使大海变成良田——苍桑之变。
构造运动产物:
(1)褶皱:背斜、向斜;
(2)断层:正断层、逆断层、平移断层。
沉积岩层(包括煤层)在形成时,一般都是水平或近水平的,在一定范
围内是连续完整的。但后来由于受到地壳运动的影响,使岩层的形态和
产状发生了变化。这种由地壳运动所引起的岩层变形和变位的结果叫构
造变动。构造变动按其表现形式,主要可分为褶皱和断裂两类。这种由
地壳运动而造成岩层空间形态的变化,称为地质构造。
3、岩层产状
沉积岩及部分变质岩通常都具有层状构造。原来呈水平的岩层,由
于地壳运动可能产生倾斜,所以岩层有水平岩层和倾斜岩层。
为了说明倾斜岩层的空间形态,常用岩层产状三大要素来表示,即
(1)岩层的走向和走向线;(2)倾向及倾向线;(3)岩层倾角。
产状的测量通常使用地质罗盘仪。
4、褶皱构造
地壳自形成以来一直处于不停的运动,其结果是不断地改变着自身
的结构,促使岩层和岩体发生空间位移和变形。原业水平的岩层可能
发生倾斜和弯曲,形成褶皱。
层状岩石受力变形产生波状弯曲而岩层的连续完整性没有遭到破坏
的这种构造形态称为褶皱构造。
褶皱构造的基本单位褶曲。褶曲就是岩层的一个弯曲。
①褶曲的基本形态:一般把褶曲的基本形态分成背斜和向斜两种。
②褶曲的要素:褶曲要素包括核部、翼部、轴面、轴线、枢纽。
③褶曲的分类:根据褶曲轴面的产状,分为直立褶曲、倾斜褶曲和
倒转褶曲、平卧褶曲。
5、断裂构造
岩石受力产生变形,当其连续和完整性被破坏时便形成断裂构造。
岩层在外力或内力作用下,产生了机械破坏,使岩体丧失连续性和
完整性,不论发生位移与否,都称岩层产生了断裂。断裂后,两侧岩层
若没有发生显著位移,称为裂隙或节理;发生了显著的位移则称断层。
(1)裂隙(节理)
裂隙按成因可分为:原生裂隙、风化裂隙和构造裂隙。
根据裂隙的产状和岩层的产状关系,可分为:走向裂隙、倾向裂隙和
斜交裂隙。
(2)断层
岩层沿断裂面发生显著位移的断裂构造,称为断层。
①断层要素:为了描述断层的性质、位置和空间形态,我们给断层的
各个部位以一定的名称,(断层面、断层线、断盘)这些断层的基本组成
部分叫断层要素。
②断距:断距是指相对移开的距离。断盘在空间上可能向任一方向相
对移动,所以应以“三度空间”不同量来表示断距。
③断层的分类:根据断层上下盘相对移动的方向,可分为:正断层、
逆断层和平推断层。根据断层面的倾角,又把逆断层分为:冲断层(断层
面倾角大于45°)、逆掩断层(断层面倾角为45°〜25°之间)和辗掩断
层(断层面倾角在25。以下)、根据断层走向与岩层走向关系,把断层又
分为:走向断层、斜交断层。断裂构造发育的地区,经常是许多断层以
某种组合形式出现,其中有:地堑和地垒、迭瓦状构造、阶梯状构造。
④野外对断层的认识:综合观察下面几点。A构造上的不连续;b碎
裂层;c擦痕和镜面;d牵引现象。
(六)、矿床及其成因
1、矿床、矿体、矿石的基本知识
矿石:矿石是矿物的集合体,其中包括有用矿物(矿石矿物)和无
用矿物(脉石矿物)两部分。
矿体:有一定形态、产状、规模(长度、宽度、深度)并能被矿
山开采利用的对象,是矿床的组成部分。矿体周围无经济价值的岩石叫
作围岩。围岩有侵入体周围的岩石和矿体周围的岩石二种。
矿床:矿床在空间上包括矿体和围岩两部分。是在当前经济技术条
件下,在质和量方面达到被开采利用的地质体。往往由多条矿体所构成。
2、矿体的形态
矿体的形状和产状主要受下列因素控制和决定:矿床成因、构造条
件、围岩性质。
(1)矿体形状:①瘤状和囊状;②板状;③柱状。
(2)矿体的产状:产状三要素包括:一是走向(与界面(地层层面、
断层层面)上的水平线方向);二是倾向(垂直界面(地层层面、断层层
面)水平线的方向);三是倾角(界面与水平面交角)。
沉积和沉积变质矿床一般都具有层状或似层状的特点,矿体多半平
行于围岩的层理或片理。有的矿体在岩浆岩体内部,有的产在围岩与岩
浆岩的接触带中。
矿体埋藏的三种情况。①矿体完全露在地表;②矿体一部分出露在
地表,一部分在地下;③矿体全部隐伏在地下或深或浅的地方。
3、矿床成因类型
把地壳中的有用成分集中而形成矿床的地质作用叫做成矿作用。
成矿作用分三大类:内生成矿作用;外生成矿作用和变质成矿作用。
矿床类型按成矿作用划分。
(1)、内生矿床
①岩浆矿床:地壳深处的各种岩浆,经分异和结晶作用,使分散在
岩浆的成矿物质聚集而形成的矿床,称为岩浆矿床。
岩浆矿床形成的时间,主要在岩浆阶段。矿床的物质来源,主要是
含矿的岩浆。在岩浆矿床中,与来自上地幔的基性一超基性岩浆有成因
联系的矿床,最为重要/与碱性岩浆有成因联系的稀土式矿床,也具有重
要价值。
岩浆矿床有以下特点:
a成矿作用往往和成岩作用同时进行,即岩浆矿床的形成过程和母
岩体的冷凝结晶过程,在时间上大体相同。少数岩浆矿床的成矿作用,
虽可延续到较晚的时间,但大体上不超出总的岩浆活动时期;
b矿体一般产在岩浆岩母体内,且有时岩体本身就是矿体,有时矿体
是岩体内成矿物质特别富集的那一部分。少数情况下,矿体可离开母岩,
进入邻近的围岩中;
c矿体与母岩成渐变过渡或迅速过渡关系。浸染状矿体与母岩一般成
渐变过渡关系;贯入式矿体则常与母岩间具有清新、明显的界线,成迅
速过渡关系;
d矿石的矿物成分与母岩造岩矿物成分基本相同,在矿石中仅有用
组分相对富集;
e由于成矿作用是在岩浆熔融体冷凝过程中的不同阶段发生的,因
此,多数岩浆矿床的成太温度均为较高,一般在1500-1700度之间。但某
些硫化物岩浆矿床的形成温度可低达650度,甚至300度。矿床形成的
深度多在地下几公里至几十公里;
f岩浆矿床在成因上与超基性岩、基性岩和部分碱性岩有联系,它们
的物质组分主要来源于上地幔。
②气化热液矿床:含矿气水溶液形成的矿床。由于气水溶液形成于
岩浆期(阶段)之后,因而又称岩浆期后矿床。
地质作用会产生气水溶液,它的温度在50〜650℃之间。气水溶液有
气态的,也有液态的,都是以水为分散介质的溶液。含有矿质的气水溶
液沿岩石的孔隙、裂隙流动,由于在溶液中发生了化学变化,导致矿质
过饱和并大量集中沉淀,就形成了气化热液矿床。气态溶液形成气化矿
床,液态溶液形成热液矿床。
由于地壳里温度和压力都比较大,气态和液态两种溶液之间的差别
比较小;一些矿床的形成过程中两种溶液都起了作用。因而气化矿床与
热液矿床不易区分,常统称为气化热液矿床。
气化热液矿床种类很多,经济价值很大,是铜、铅、锌、金、银、
汞、锚、鸨、锡、秘、钥、锯、铝、铁、钻、稀土金属、分散元素(镉、
钱、锢、错、铢、硒、碗、铭)、重晶石、萤石、菱镁矿和硫铁矿等矿产
的重要来源。
气化热液矿床矿床特点:气化热液矿床有如下一些特点:a矿床与
构造关系密切,矿体常常沿裂隙、断层、破碎带或层面生成;b一般是后
生矿床,矿体形成晚于围岩;c矿石以充填和交代的方式沉淀;d矿体形
态多成脉状和网脉状,矿石多见梳状、带状、皮壳状、角砾状、晶簇状、
浸染状、块状构造;e矿脉四周的岩石明显遭受热液作用,围岩发生了矿
物的和化学的变化,出现了很多新矿物f矿脉有分带现象,矿脉中的矿物
分带排列;g矿石中的矿石矿物和脉石矿物,大多有气液包裹体。
气化热液矿床分为5大类:
a喷气矿床:由火山活动喷出的气体形成。矿床形成温度在100〜
600℃之间。矿石矿物大多通过升华作用在火山岩的裂隙中或火山口的四
壁上形成。这类矿床目前为数不多,价值还不大,自然硫矿床可作代表。
b接触交代矿床:由岩浆喷射物在火成岩体四周接触带中形成的矿
床。经常出现在长英质岩浆与碳酸盐岩石的接触带中。由于这类矿床有
典型的蚀变围岩夕卡岩,所以又把这类矿床叫做夕卡岩矿床。矿床形成
过程长,阶段多,通常可以根据特征矿物划分为石榴子石-透辉石、金属氧
化物和金属硫化物3个阶段。形成深度500~2000米,形成温度200〜800
℃o矿体形态不规则,变化大。矿石矿物有磁铁矿、镜铁矿、白鸨矿、锡
石、辉铝矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和自然金等。
脉石矿物有石榴子石、辉石、符山石、透闪石、绿帘石、蛇纹石等。主
要矿产有铁、铜、鸨、铅、锌、铝、锡等,经济价值大。中国接触交代
矿床很多,如湖北大冶铁矿、安徽铜官山铜矿、湖南柿竹园鸨矿、湖南
水口山铅锌矿、辽宁杨家杖子铝矿和云南个旧锡矿(见彩图)等。
C高温热液矿床:形成深度一般大于3千米。成矿温度300〜500℃。
矿床通常与花岗岩、花岗闪长岩有关,产在酸性侵入体内或其附近。交
代和裂隙充填两类矿体均有,矿体的深部持续性较好。矿石矿物有磁铁
矿、镜铁矿、磁黄铁矿、锡石、碑黄铁矿、辉铝矿、斑铜矿、黄铜矿、
含银少的自然金、黑鸨矿、白鸨矿、黄铁矿、方铅矿、富铁的闪锌矿等。
脉石矿物有石英、长石、云母、萤石和石榴子石等。围岩蚀变多见云英
岩化、钠长石化、电气石化等。矿石粒度粗,常呈条带状。主要矿产有
鸨、金、锡、铝、铜、铅、锌、碑等。中国高温热液矿床很多,如赣南
的石英-黑铝矿脉、石英-锡石矿脉分布广、产地多、品位高,铝、锡储量
占世界第一。
d中温热液矿床:矿床形成温度200〜300℃,深度1〜4千米。矿床
多与长英质侵入岩体有关。矿床有的产在火成岩体内部,然而大多数情
况下是产在岩体顶部的沉积岩和变质岩中。矿石矿物有自然金、黄铜矿、
斑铜矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、硫硅铜矿、辉铜矿、车轮矿、辉银
矿、沥青铀矿、红碑银矿、辉碑钻矿、黝铜矿和硫盐等。脉石矿物常见
钠长石、石英、绢云母、绿泥石、碳酸盐类、绿帘石和蒙脱石等。常见
围岩蚀变是硅化、绿泥石化、碳酸盐化或绢云母化。矿产有金、银、铜、
碑、铅、锌、银、钻、鸨、铝、铀、石棉、滑石、萤石、菱镁矿和水晶
等。中温热液矿床实用价值很大。由此类矿床可以获得大量的铅、锌、
铜、铜、锡、金、银、石棉、滑石、菱镁矿和水晶。中国中温热液矿床
很多,如小秦岭金矿、江西德兴铜矿、云南金顶铅锌矿(见彩图)、四川
石棉县的石棉矿等。
e低温热液矿床:形成温度50〜200℃,深度从近地表到1500米,矿
床大多产在沉积岩或火山岩中。矿石矿物有自然金、自然银、自然铜、
自然锈、黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、辰砂、脆硫睇铅
矿、辉锦矿、雄黄、雌黄、红银矿、辉银矿、硒化物和硅化物等。脉石
矿物有燧石、玉髓、石英、绿泥石、绿帘石、碳酸盐、萤石、重晶石、
冰长石、明矶石、地开石、菱镒矿、沸石等。围岩蚀变不明显,可以发
现硅化、高岭石化、黄铁矿化、白云石化、明矶石化和绿泥石化。在矿
石结构和构造方面,皮壳构造、条带构造、晶洞都比较常见。重要的矿
产有铅、锌、金、汞、睇、铜、硒、冰洲石、明矶石、重晶石等。低温
热液矿床的经济价值也很大,是金和银的重要来源,提供汞、睇、冰洲石和
明矶石的全部以及相当多的铜、铅、锌、萤石和重晶石。贵州万山汞矿、
湖南锡矿山锚矿很有名。
③矽卡岩矿床:从岩浆中分泌出来的气体和热水溶液与易起化学反
应的围岩发生接触交代而形成的矿床,故又称接触交代矿床。
特征:
a矿床主要产生于酸性侵入体(花岗岩、花岗闪长岩等)与石灰岩或
白云岩的接触地带(该地带通常形成矽卡岩)。这是因为交代作用与围岩
的化学活泼性有关,而石灰岩、白云岩等比砂岩、页岩的性质活泼得多;
b当含矿挥发气体和热水溶液在高温条件下与石灰岩接触时,发生化
学反应,形成有用的矿床;
C围岩产生显著的矽卡岩化现象,所以矽卡岩是寻找这类矿床的重要
木小志。
与此相关的矿产多为金属矿产,如铁、铜、锡、锌、鸨、铝、被等。
此外还有水晶、硼矿。
我国著名的大冶铁矿、个旧铜锡矿即属此类矿床。
矽卡岩矿床的分类:
按形成矽卡岩的原岩成分可分为两类:
a钙矽卡岩型
系交代石灰岩而形成,它是矽卡岩矿床中分布最广的一种类型。有
关的矿床如铁、铜、铅、锌、铝、锡、铝等金属矿床。
b镁矽卡岩型
系交代白云岩或白云质灰岩而形成,分布不广。有关的矿床除铁、
铜金属矿床外,主要为非金属矿床,如硼、金云母、石棉等。
(2)外生矿床
④风化矿床:地壳表层岩石或矿石经风化作用而形成的矿床。风化
作用大多发生在潜水面附近或其上,因此,风化矿床的深度一般距地面
不超过数十米,特殊情况下达100〜200米,个别可达1500〜2000米。风
化矿床规模以中小型为主,个别大型或超大型矿床面积达数千平方公里,
储量几亿吨甚至超过100亿吨。矿石疏松,便于开采加工。风化矿床中
最多的是铁矿和铝土矿,其次是银、镒、铀、铜、稀土元素、粘土、磷
灰石、菱镒矿。其中银矿床和铝土矿床在世界银和铝的生产中占有重要
地位,其他矿种也对产地经济有重要影响。
影响风化成矿作用的因素要有以下几方面。a原岩成分:风化的原
岩是成矿物质来源。基性和超基性岩中铁、镇的含量既高,又易于风化,有
利于形成铁、镇的风化矿床。又如长石质岩石风化后可形成各种粘土或
铝土矿床。b气候条件:它对风化成矿作用有决定性影响。高温有利于原
岩的分解和其中碱和碱土金属的带出,气候潮湿雨量充沛也有利于风化
作用,因此在热带亚热带地区最有利于风化矿床的形成。c地形因素:山
区地形高差大,风化产物不易保留;强烈夷平地形,也不利于风化成矿
作用持续进行;介于二者之间的中低山脉和丘陵地带最有利于风化矿床
的发育。d潜水面:在潜水面以上,强烈的化学中和淋滤作用使残留物质
富集成矿,而其下则可能产生淋滤物质的富集。因此潜水面的深度适中,
岩石的分解和淋失相适应,有利于风化矿床的形成。e地质构造:规模大
的裂隙带和破碎带,决定了风化矿床的位置和延伸方向,同时也控制了
风化矿床的深度。构造运动还影响风化矿床的保存条件,在构造上隆地
区风化矿床易受剥蚀破坏,在沉降地区风化矿床则被掩埋,只有在微弱
沉降的情况下,风化矿床才能被覆盖而保存起来。f时间因素:形成规模
和质量都好的风化矿床,需要很长的时间。已知的风化矿床,多数是在
第三纪、第四纪或中生代形成的。由于世界各地地壳发育历史不完全一
致,它们的风化矿床形成时间也不相同,但它们都是在历次地壳运动后期,
在稳定的地台上形成的。
矿床类型:风化矿床按矿床的形态可以分为沿地表发育的面型矿
床,沿岩石破碎带发育的线型矿床和沿两种岩石的接触面发育的接触型
矿床。按风化剖面的分带性及其形成机理可以分为风化壳顶部的残积砂
矿床、潜水面上的残余矿床及潜水面以下的淋积矿床。因为残积砂矿是
物理风化产物,其成矿规律和矿床特点与其他成因的砂矿床(见沉积矿
床)类似,因而也可归为砂矿床。
残余矿床:地表岩石经化学风化和生物风化作用后,一部分物质被
淋滤,而另一部分残留在风化壳中富集而成的矿床,也称残留矿床。风
化残余物质都是在地表条件下稳定的物质,其中铁和铝是最稳定的,风
化后成为铁矿和铝土矿而富集在风化壳上部成矿。二氧化硅、磷、镒、
钻、银、铜、铀、钢稳定性稍差,在其他条件有利时,可以形成氧化物、
磷酸盐及其他稳定的含氧盐类而成为残余矿床。重要的残余矿床有下列
几种:
a红土型铁矿床:超基性岩在炎热潮湿地区经过强烈风化淋滤作用,
岩石中的镁和硅被地下水带走,低价铁大部分变为高价铁,形成难溶的
含水高铁氧化物,然后脱水成赤铁矿。其结果形成了红土型风化壳,其
上部含铁高达50%以上成为富铁矿。矿体内常有原岩中残留的富含铭、
钛、车凡矿物或风化后残留的钻、银、镒矿物,可以直接冶炼成优质合金
钢。著名的西澳哈默斯利富铁矿,矿石达244.8亿吨,古巴卡腊贾斯铁矿
的天然合金钢富矿石也达到178亿吨,此外,在印尼、菲律宾、前苏联、
美国也都有分布。这类矿床在中国不甚发育,但华北的山西式铁矿,至
少有一部分是含铁碳酸盐岩石风化产物。
b红土型铝土矿矿床:发育在热带和亚热带地区的碱性岩和基性岩
风化壳中。这里经强烈风化作用分离出来的碱和碱土金属离子,使水呈
碱性,能溶解并带出二氧化硅,而在风化壳中残留的铝形成了三水铝石
和一水铝石,与铁的氧化物和粘土共生,成为易采易炼的优质铝矿石,
是铝的重要来源。美国阿肯色及印度中央高原和巴西、几内亚等地都有
这类矿床。另一种铝土矿床则主要是石灰岩风化产物,称为钙红土型铝
土矿,是含铝石灰岩风化后形成了铁的氧化物和粘土,被带到岩溶洼地
中经改造而成铝土矿;有的可能是附近的红土风化产物,被流水搬运到
石灰岩溶洞中的,所以也称为喀斯特型铝土矿床。这种矿床多分布在地
中海沿岸国家和印度、前苏联等地。中国广西平果铝土矿是二叠系中的
原生铝土矿经风化崩塌堆积而成。
C红土型银矿床:又称硅酸盐镇矿床,由超基性岩风化而成。产在
第三纪、第四纪或中生带的热带、亚热带蛇纹岩风化壳中。当超基性岩
风化时,以类质同象混入橄榄石和辉石中的银转入蛇纹石中,以后蛇纹
石又经分解,银即析出来,进入溶液,从风化壳上部迁到下部,以次生银矿物
和含银矿物再沉淀下来而形成工业富集。著名的南太平洋新喀里多尼亚
(法属)硅酸银矿床,规模很大。中国的云南、台湾等地也有这类矿床。
d残余粘土矿床:岩石中富铝硅酸盐矿物在潮湿温暖气候条件下风
化,而形成粘土矿物为主的堆积,根据原岩成分和风化程度而形成高岭土
矿床或膨润土矿床。高岭土以高岭石为主要成分,是酸性和碱性硅酸盐
岩石风化过程中,尚未达到游离氧化铝阶段,形成了硅酸盐矿物,而酸
性介质淋滤了铁而形成的。中国开采高岭土矿床的历史悠久,以在长江
下游几省为主,高岭土矿是云母花岗岩和花岗伟晶岩的风化产物。膨润
土以微晶高岭石为主,是中酸性火山岩风化形成的。中国东部侏罗-白垩纪
火山岩中膨润土分布较广,其中一部分是风化形成的。如吉林九台膨润
土矿床中主要产出的钙质膨润土是风化残余矿床,而钠质膨润土则是火
山喷发间歇期,在湖水中沉积的。
e残余稀土元素矿床:酸性岩浆岩中分散存在的稀土矿物当岩石风
化时被释放出来,以离子状态被粘土矿物吸附,而在风化壳中富集成矿,
也称离子吸附型稀土元素矿床。中国南岭地区有花岗岩风化残余的重稀
土元素矿床(钮族为主)。华东的流纹斑岩中含轻稀土元素(铺族)较多,
在岩石风化时可富集成矿。
淋积矿床:指原岩中活动性较大的物质,经过风化淋滤被地下水带
至邻近的岩石中富集形成的矿床。这种矿床的形成除由成矿元素的地球
化学性质决定外,还需要有明显的地球化学屏障,主要是潜水运动的阻
滞和物理化学环境的急剧改变。淋积铀矿、铜矿是常见的淋积矿床。
a淋积铀矿床:原岩风化时,其中分散存在的铀化合物被带出到有
利地段沉积富集成矿。铀是变价元素,当含铀矿物中4价铀氧化成为6
价铀,就易于淋滤带去,在运移途中遇到铀的沉淀剂,它就转入沉积物中富
集起来。这种铀矿床的时空分布很广,又可分为砂砾岩中的铀矿床和煤
或沥青质岩石中的铀矿床两类。前者以美国科罗拉多高原的铀机矿床最
著名,后者则是由于煤和沥青是还原剂,促进了潜水中的铀化合物沉淀
富集而成矿的。
b淋积铜矿:经常位于红层中,分布较广泛,铜常与铀共生,也有
单独成矿的。该种矿床成因复杂,有同生沉积说和淋滤再沉积说。淋积
成的铜矿石由铜的氧化物和含氧盐(碳酸盐等)组成,是分散存在的原
生硫化物经氧化、迁移,在潜水面附近堆积成的。⑤沉积矿床:在地表
各种营力(水、风、冰川、生物)作用下,经过分异而沉淀下来并达到工业
能够利用的矿床。赤铁矿,石膏等矿床。
⑤沉积矿床:在地表条件下,成矿物质被流水以及风、冰川、生物
等搬运到河、湖、海洋等水体内,经过沉淀聚积而形成的矿床。沉积矿
床产在一定地质时期的沉积岩系中,矿体多呈层状,层位稳定,矿层与
周围沉积岩层产状一致。矿石成分主要为金属的氧化物和氢氧化物、碳
酸盐和硅酸盐,也有硫酸盐、磷酸盐、硫化物及有机物质等。矿石构造
多为块状、结核状、鲍状、豆状。沉积矿床的分布范围广,储量规模大,
矿石品位均匀,易于勘探开发,有极其重要的经济价值。主要矿产有煤、
石油、天然气、铁、铝、镒、磷、盐类及各种砂矿等。
根据成矿作用的不同,沉积矿床可分为:a机械沉积矿床:成矿物
质呈碎屑状被流水搬运,当因地形变化水的运载能力减弱时,它们常按
体积和比重大小表现出不同的稳定性而分别沉积(分选作用),富集成矿。
如砂金矿、金刚石砂矿、纯石英砂矿等,按产出环境可分为河流砂矿和
海滨砂矿。b蒸发沉积矿床:成矿物质呈离子状态被搬运到封闭盆地,在
蒸发作用下,各种盐类在水体中浓缩结晶沉淀形成矿床,包括钾盐、岩
盐、石膏、芒硝、天然碱等。盐类矿床分为固体矿床和卤水矿床。中国
青海察尔汗盐湖是现代盐矿床,既有结晶的钾盐、岩盐,又有晶间卤水。
四川盆地的地下卤水早在古代就已开发利用。c化学和生物化学沉积矿
床:成矿物质在流水等介质中被搬运到水盆地中,在化学作用和生物作
用下沉积形成矿床,如铁、镒、铝土矿、磷块岩、含铀-钮-锲黑色页岩和
硅藻土等。实例有中国湖南湘潭镒矿、云贵等省的铝土矿等。d生物沉积
矿床:主要是煤和石油矿床。生物在生长过程中,吸收水和空气中各种
无机盐类、CO2等,并把它们转化为生物有机体中的碳氢化合物。在有
利的环境中通过生物大量繁殖、死亡和堆积,这种碳氢化合物大量聚集
在含矿岩层中,并被以后形成的上覆岩层覆盖,再经过一定程度的地质
作用和化学作用,有机质转化为煤、石油和油页岩等。
(3)变质矿床
⑥变质矿床:早期形成的矿床或岩石,受到新的温度、压力、构造
变动或热水溶液等因素的影响,即遭受变质作用,使其物质成分、结构、
构造、形态、产状发生剧烈变化所形成的矿床。通常包括变成矿床和受
变质矿床。如石墨矿床、沉积变质铁矿床、磷灰岩矿床、硫铁矿床、蛇
纹岩矿床等。
4、矿产类别
根据现行的矿产资源分类标准,我国目前的矿产一般分为四大类,
即能源矿产、金属矿产、非金属矿产和水气矿产。
(1)矿物能源:矿产资源中的一类。赋存于地表或者地下的,由地
质作用形成的,呈固态、气态和液态的,具有提供现实意义或潜在意义
能源价值的天然富集物。中国已发现的能源矿产资源有11种,固态的有
煤、石煤、油页岩、铀、针、油砂、天然沥青;液态的有石油;气态的
有天然气、煤层气。地热资源有呈液态、气态的。
(2)金属矿产:可从中提取某种供工业利用的金属元素或化合物的
矿产。根据金属元素的性质和用途将其分为黑色金属矿产,如铁矿和镒
矿;有色金属矿产,如铜矿和锌矿;轻金属矿产,如铝镁矿;贵金属矿
产,如金矿和银矿;放射性金属矿产,如铀矿和针矿;稀有金属矿产,
如锂矿和被矿;稀土金属矿产;分散金属矿产等。中国金属矿产资源品
种齐全,储量丰富,分布广泛。已探明储量的矿产有54种。
(3)非金属矿产:我们通常所说的非金属矿产指的是除金属矿石、
矿物燃料以外具有经济价值的任何种类的岩石、矿物或矿物集合体。非
金属矿产主要品种有金刚石、石墨、自然硫、硫铁矿、水晶、刚玉、蓝
晶石、夕线石、红柱石、硅灰石、钠硝石、滑石、石棉、蓝石棉、云母、
长石、石榴子石、叶蜡石、透辉石、透闪石、蛭石、沸石、明矶石、芒
硝、石膏、重晶石、毒重石、天然碱、方解石、冰洲石、菱镁矿、萤石、
宝石、玉石、玛瑙、石灰岩、白垩、白云岩、石英岩、砂岩、天然石英
砂、脉石英、硅藻土、页岩、高岭土、陶瓷土、耐火粘土、凹凸棒石、
海泡石、伊利石、累托石、膨润土、辉长岩、大理岩、花岗岩、盐矿、
钾盐、镁盐、碘、溟、碑、硼矿、磷矿等。非金属矿产根据其用途可分
为7类:机械加工工业非金属矿产,仪器仪表工业非金属矿产,电气工
业非金属矿产,化学工业非金属矿产,硅酸盐工业非金属矿产,天然石
材工业非金属矿产,美术工艺矿产。中国非金属矿产资源丰富,品种众
多,分布广泛,已探明储量的非金属矿产有88种。
(4)水气矿产:包括地下水、矿泉水、二氧化碳气、硫化氢气、氮
气和氨气共6个矿种。
(七)、地下水
1、地下水的分类
按地下水的埋藏条件分为潜水和承压水;按地下水含水层性质分为孔
隙水、裂隙水、岩溶水。岩溶发育必须具备的四个条件:要有可溶岩层、
岩层因具有裂隙而透水、水必须有侵蚀性,水在岩层中应是流动的。
2、地下水的化学成分
由于所含化学成分的不同,地下水表现了不同的化学性质。反映地
下水化学性质的常用指标有水的总矿化度、氢离子浓度(pH值)、水的硬
度。
3、矿井水的来源
地下矿山生产过程中,经常见地下水流入或涌入巷道或工作面,这就
是矿井水。矿井水来源有地表水、含水层水、老窑水和断层水。
4、井下矿坑的防排水
井下矿坑的防排水主要方法有:(1)超前探水和放水;(2)砌筑防水
墙;(3)留设防水矿柱;(4)矿坑排水;(5)注浆堵水。
二、地质勘查方法
(一)地质勘查(过程)阶段
预查一普查一详查一勘探共四个阶段。
1、预查
在广泛收集资料的基础上,对所选的研究区进行1:5万——1:2.5
万地质路线踏勘,选择有效的方法布设2——3剖面,必要时可对矿化蚀
变带进行揭露,预测圈定矿产资源远景区。可估算预测的资源量——潜
在矿产资源。
2、普查
通过系统的1:1万——1:2千的地质、物探、化探、遥感等最佳方
法组合进行勘查,大致控制主要矿体特征(长、宽、品位、组份),用稀
疏工程控制,对已发现矿体与相邻矿山作对比,无矿山时可作可选性试
验,确定是否有进一步工作价值并进行资源量估算。
金矿普查找矿方法有:(1)金矿地质调查法;(2)砾石碎屑追索法;
(3)重砂找矿法;(4)地球化学找矿法;(5)地球物理找矿法;(6)遥
感找金法等。
3、详查
通过1:1万——1:2千地质填图,系统采样,控制主矿体特征、
空间分布。进行矿石组份查定,是否有可综合利用的伴生矿产,进行综
合评价。指出影响矿床开采的水文地质、工程地质、环境地质问题,对
开采可行性做出评估。估算储量、基础储量、资源量。
4、勘探
通过1:1万——1:2千(或1:5百)综合找矿,详细控制矿体特
征、空间分布、矿石质量,求出储量,进行选矿、冶炼流程试验,必要
时进行半工业试验,进行可行性研究。将地质勘探报告上报管理部门批
准,储量、基础储量经过批准确认后,可送矿山设计部门进行矿山设计,
然后进入采矿阶段。
(二)、地质矿产勘查程序
立项——设计——审批一一野外勘查——质量检查——编制报告-
一审查批准。
1、项目的确立与论证(立项论证)
凡是国家出资或接受委托的,在指定范围内,以找矿为目的进行地
质勘查,都要编制设计,进行野外地质勘查,并提交勘查报告的工作地
区,统称为勘查项目。
2、勘查设计编制与审批
项目确定后要制定勘查行动方案——勘查设计,内容:设计区位置、
交通、自然地理,经济地理、设计目的任务,设计依据:区域地质背景、
矿区地质特征、工作方法技术、劳动组织、主要实物工作量、经费预算、
预期提交成果等。设计形成后上报主管部门,批准后方可实施。
3、勘查工作的组织与实施
由具备资质的地勘单位,按审批后设计实施。工作过程中,由各工
种都要按规范进行检查要求,普查项目的检查验收由勘查单位组织。详
查、勘探系统由省、自治区、直辖市地矿局组织验收。
4、勘查报告的编制与审批
勘查报告是勘查在某一阶段勘查研究的总结和最终成果。普查报告
是为勘查区是否进行详查提供依据,详查为勘探提供依据,勘探报告为
矿山建设提供依据。
一般普查报告由勘查单位审批,重点普查、详查报告由地勘单位预
审,报各省、市原地矿局审批;勘探报告经勘查单位上报主管部门预审
通过,报各省、市、原储委或全国储委批准。总之,目前执行凡是有勘
查证的设计都一律报各省批准。
(三)、矿产勘查方法技术
矿产勘查方法技术包括(1)、地质测量;(2)重砂测量;(3)、地球
化学测量;(4)、地球物理测量;(5)、遥感地质测量;(6)、探矿工程等
方法。
(1)地质测量:以地质观察为手段(主要工具有地质锤、罗盘、放
大镜、手持卫星定位仪)进行地质找矿的方法。并将区域或矿区的各种
地质现象客观的纪录在相应的图纸上,通过山地工程验证,最终提交地
质报告。
①小比例尺地质测量:1:100万----1:50万;
②中比例尺地质测量:1:20万——1:5万;
③大比例尺地质测量:1:1万——或更大。
(2)重砂测量:以研究各种松散物中自然矿物进行找矿的方法。多
数是对水系冲积物进行采样——淘洗——分离——挑选单矿物,求得重
量百分比。
(3)地球化学测量:以研究元素在地壳中分布分配、共生组合、变
化规律进行找矿的方法。根据采样介质可分为岩石地球化学测量、土壤
地球化学测量、水系沉积物地球化学测量、气体地球化学测量、生物地
球化学测量等。
(4)地球物理测量:利用地球物理性质进行找矿的方法。磁法测量、
电法测量(自电法、电阻率法、激发极化法、电测深法等)、重力测量、
放射性测量、地震测量等。
(5)遥感地质测量:利用航空航天摄影对目标物进行解译的方法。
遥感装置将地面地物发射或反射的光信号通过光电效应转换为电信号,
用磁带记录下来发回地面站,通过计算机数据处理形成各种图件(或数
据)再对图像解译获取资料・。如卫片、航片。
(6)探矿工程
坑探:包括槽探、浅井、平窿、石门、沿脉、穿脉、竖井、暗井、
斜井等。
钻探:浅钻<100m,地下多水无法打竖井或验证物化探异常时多用。
岩芯钻:在详查、勘探阶段主要手段。
勘查工作阶段:前述已有——略
预查阶段:在区调基础上,对矿化潜力较大地区进行物化探及少量
工程验证——针对大面积调查。
投入1:5万——1:2.5万路线地质踏勘,采集少量样品,确定是否
有进步勘查意义。
普查阶段:查明成矿有利地段,圈定成矿远景区,优选找矿靶区,
对已发现的矿点进行评价,确定是否转入详查,地表要用稀疏工作控制。
详查阶段:对成矿有利地段和找矿靶区进行详细勘查,用系统工程
揭露圈定矿体,确定矿体特征:矿体数量、倾向、倾角、长度、宽度、
延深、品位、组份等。对矿石技术加工性能及开采条件进行试验,确定
是否转入勘探。
勘探阶段:对矿床进行系统研究,控制主要矿体特征——空间分布。
查明矿石组成,赋存状态、质量、分布规律、构造的破坏程度。详细查
明水文地质、工程地质、环境地质,加密工程进行系统按网度勘探。对
采、选、冶进行半工业试验,决定是否建设矿山。
三、矿床勘探
1.矿井地质构造的物探方法
我国矿井应用的物探方法主要有直流电法(电阻率法)、电磁频率测深
法、无线电波透视法、地质雷达法,以及浅层地震勘探、瑞利波勘探方
法等。这些方法分属于电法勘探与地震勘探两大领域。
(1)电法勘探
电法勘探是利用地壳中各种岩石、矿石电学性质间的差异来发现地质
目标的。它是基于观测和研究电场或电磁场空间和时间分布规律来勘查
地质构造和寻找有用矿产的一类勘探方法。按电磁场和时间特性,电法
勘探可以划分为3类:直流电法、交流电法(电磁法),过渡过程法(脉冲
瞬变场法)。
(2)地震勘探
地震勘探是地球物理勘探中的一个重要领域,它是利用人工激发的弹
性波(地震波)来探测大地,获取岩层地质信息以达到勘探的目的。地震
勘探按照其观测空间和工作场所可以划分为地面地震勘探和地下地震勘
探。孔中地震和矿井地震勘探都属地下地震勘探。按照地震波的类型,
地震勘探又可划分为:体波勘探,如地面(也包括浅层)地震勘探;面波
勘探,如瑞利波勘探;槽波勘探等。
2.矿井地质构造的化探方法
四、遂昌金矿矿区地质特征
(一)、区域地质概况
遂昌金矿矿区位于绍兴一江山深大断裂以南、余姚一丽水深大断裂
以西,遂昌断隆的东段,全省成矿区划归浙江中部贵金属成矿带。测区
位于遂昌断块隆起的北东端,北西向的松古盆地的北东侧。
区域内出露的地层主要为下白垩统、上侏罗统、下元古界的地层。
下白垩统地层主要分布在松古盆地、武义盆地内。有方岩组、朝川
组、馆头组等地层。方岩组主要为紫红色厚层块状砾岩,夹砂砾岩、砂
岩,偶夹火山岩;朝川组主要为紫红色沉积岩及中性、中酸性火山岩;
馆头组主要为杂色砂岩、泥岩夹中性火山岩。
上侏罗统地层出露面积大,主要有西山头组、高坞组、大爽组地层。
西山头组主要为流纹质凝灰岩和熔结凝灰岩;高坞组主要由中酸性、酸
性火山碎屑岩组成;大爽组底部有薄层杂色粉砂岩,其余均为火山碎屑
岩和火山熔岩。
下元古界八都群,在区域内呈断块出露。主要为片麻岩、混合岩化
片麻岩、混合岩。
区域构造类型主要有变形褶皱构造、断裂构造、火山构造。北东向
的变形褶皱及断块隆起带、北西向及近南北向的构造盆地、断层、火山
构造,组成了区域构造的基本骨架。
区域出露的侵入岩主要有晋宁期混合花岗岩和燕山期中、酸性侵入
岩,其中燕山期侵入岩分布最广。
区域矿产丰富,矿产种类较多。金属矿产主要有:金、银、铅、锌、
被、铜及含银多金属矿等,非金属矿产主要为:萤石、石英、黄铁矿等。
金银矿集中产于变质岩断块或变质天窗中,其中遂昌治岭头金银矿床为
浙江省最大的金银矿产地。铅锌及多金属矿主要产于火山机构的环状断
裂带中或岩筒中。萤石矿则主产于北西向断裂中,其中湖山萤石矿田为
我省重要的萤石生产基地。
(二)、矿区地质特征
1、地层
区内地层为上侏罗统地层火山碎屑岩,基底下元古界八都群变质岩。
2、石U-J浆Y1Z/石U-4
区内岩体、脉岩极大部分为酸性岩与中酸性岩,主要为花岗斑岩、
石英闪长岩侵入体。岩脉有:辉绿玲岩、闪长粉岩、花岗斑岩、二长斑
岩、霏细斑岩、霏细岩、煌斑岩等。据侵位地层和同位素年代学资料•,
侵入时代属加里东晚期和燕山期。
加里东晚期石英闪长(粉)岩
分布于银坑山金银矿区东部,岩体规模较小,呈舌状、脉状及小岩
株状产出。岩体走向长600米,平均宽100余米。侵位于下元古界变质
岩糜棱岩带中,平面形态很不规则,界线分枝曲折。总体产状南倾,倾
角30—50°o岩体被后期花岗斑岩、霏细斑岩穿切。推测为一层状岩
体。成岩年龄K—Ar法测定结果为396.9±7.2百万年。
燕山早期侵入岩
侵入体为花岗斑岩,出露于崇尖山及华峰尖火山构造周边,以及华
峰尖火山构造深部。崇尖山岩体面积约lkm20脉岩有霏细斑岩、花岗斑
岩、闪长(粉)岩、煌斑岩、辉绿玲岩等。
燕山晚期侵入岩体
工作区仅出露脉岩:闪长粉岩、二长斑岩、霏细岩,以及次火山岩。
测区以西的社后复式岩体由石英二长岩及花岗岩组成。
3、构造
治岭头地区构造类型有变形褶皱构造、火山构造、断裂构造,并可
划分为两大构造层,即基底变质岩构造层和盖层火山岩构造层。
基底变质岩构造层
区内变质岩系下元古界地层,在长期的区域热动力作用过程中,形
成了复杂的变形褶皱构造,且出现了变形构造中表现最为强烈的韧性剪
切构造。
盖层火山岩构造层
主要为断裂构造和火山机构。
断裂构造
主要有北东向、北西向、南北向三组。北东向断裂主要有三笋坑一
一梧桐岗断裂、石壁——仰天背断裂,为压性断裂;北西向断裂为杨梅
岗一一东姑断裂;近南北向断裂有九盘岭——治岭头断裂(矿区称F1),
为一压扭性断裂。
其中F1断裂宽几米至几十米,区域上为延伸几十公里断裂带,在银
坑山矿区错切金银矿体,以变质岩不整合面为标志,西盘下降100〜300
米左右。该断裂向西陡倾,倾角80°余度。断裂带中充填闪长粉岩、石
英闪长岩、霏细斑岩、花岗斑岩等脉岩。断裂中的挤压片理,透镜体,
镜面、擦痕,阶步等表明,该断裂具有多期次的活动。
火山机构
区内以牛头山为主火山口,周边发育次火山口构造的格局。
(三)、矿床特征
治岭头地区矿产丰富,形成了贵金属金、银,有色金属铅、锌、铜、
铝、硫铁矿等矿产组合。火山岩盖层以铅锌矿床、硫矿床为主,变质岩
基底中见有金银矿、铅锌矿、铜多金属矿、硫铁矿以及铜矿。
(四)、矿体赋存规律
1、矿体赋存规律
银坑山金银矿床位于华峰尖破火山口的北侧,矿床被近南北向的F1,
F42右行斜滑断层分割成三个自然块段。
2、矿体形态与产状
矿体呈脉状赋存于构造片麻岩中,中矿段矿体呈右行雁列排列,总
体走向为北东向,产状140°〜180°Z4O0〜50°。西矿段矿体被多条
右行断裂所切,呈右行排列,总体走向北西向,产状180°〜225°Z50
°〜50°。中西块段矿体总体呈“S”型分布。
3、矿石矿物组合
中矿段矿石中金属硫化物含量高(S>5%),主要为黄铁矿,其次为
方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿等。脉石矿物以石英为主,还有少
量的蔷薇辉石、方解石等矿物。而西矿段矿石金属硫化物含量少(S<
1%),方解石含量高,以脉石矿物石英为主。
4、矿石组构及成矿阶段划分
矿石构造为浸染状、脉状、角砾状、条带状、环带状构造。矿石结
构有自形、半自形、它形粒状结构等。
按照矿物共生组合及相互关系,将成矿作用划分为中矿段三个阶段,
即①含微量硫化物石英阶段;②蔷薇辉石硫化物石英阶段;③黄铁矿一
铅锌硫一石英阶段。西矿段矿石阶段发育不明显。
5、围岩蚀变
矿体围岩蚀变发育,主要有硅化、黄铁矿化、方解石化、绢云母化、
绿帘石化。其中硅化、黄铁矿化、方解石化与矿化有关。
采矿部分
自然界赋存着大量的对人类生存和发展有用的矿物0为了把这些有用
矿物从地下提取出来,为人类所使用,就必须采用相当的方法和技术手
段。这就形成了采矿工业。
一、采矿基本概念
1、矿床:地壳中有用矿物的聚积体,其质和量达到工业要求且在目
前的经济技术条件下能够开采。矿床的空间范围包括矿体和围岩。
2、矿体:具有一定形状和产状的矿石堆积体。
3、围岩:包围在矿体周围而无经济价值的岩石。
4、矿石品位:指矿石中有用组分的单位含量。有百分比法和每吨所
含克数法。
5、矿体的产状:指矿体在空间的位置,用走向,倾向和倾角来表示。
6、容重:矿岩单位体积的重量,吨/米3。
7、矿岩硬度系数(坚固性系数):是矿岩的单向极限抗压强度R除
以100的值,表示矿岩坚固性大小的指标。用f表示,f=R/100
8、矿岩松散系数(松散比):是等重量矿岩在爆破后的松散体积Vs
与爆破前原岩体积V之比。K=Vs/V
9、阶段(中段):将矿体在垂直方向上划分的矿段叫阶段或中段。
10、矿块:在阶段中,沿走向将阶段划分为独立的回采单元,称为
矿块。
二、矿床分类
1、矿床的埋藏要素包括(1)走向长度;(2)厚度;(3)倾角;(4)
延深。
2、按矿床存在形状分类(1)层状矿床(2)脉状矿床(3)块状矿床
3、按矿体厚度分类
(1)极薄型:厚度在0.8米以下;(2)薄型:厚度在0.8—2米;(3)
中厚型:2—5米;(4)厚型:5—20米;(5)极厚型:大于20米。
4、按矿体倾角分类
(1)近水平矿床:倾角小于5度;(2)缓倾斜矿床:5—30度;
(3)倾斜矿床:30—55度;(4)急倾斜矿床:大于55度。
三、金属矿床地下开采
1、地下开采分为四个步骤:(1)开拓;(2)采准;(3)切割;(4)回
采。
(1)开拓工作:从地表向矿体掘进一系列的巷道与确定形成完整的行
人,运输,通风,排水,供电,供风,供水充填等系统,使矿床与地面
建立起运输、通风、排水、压气等方面的通路,这些主要干线的开掘工
作称开拓工作。
(2)采准工作:在开拓工作完结的阶段里,掘进采准巷道将阶段划
分成矿块,并在矿块内完善行人,凿岩,放矿,通风等工程。
(3)切割工作:在采准工作结束的矿块里,为大规模回采矿石而开
辟自由面和自由空间的工作,称为切割工作。
(4)回采工作:在切割工作结束的矿块里进行大量采矿的工作。其包
括三项主要作业:
①落矿:用凿岩爆破方法崩落矿石称为落矿。
②运搬:在矿块内把崩落下来的矿石运搬到阶段运输平巷并装入矿
车,称为矿石运搬。
③地压管理:在采矿过程中,对地压现象采取技术措施称为地压管
理。地压现象是指在采矿后的采空区内,经过一段时间,矿柱和上、下
盘围岩发生变形,破坏崩落现象。
地压管理方法有三种:(1)支一留矿柱支撑采空区;(2)充一用充填
料充填采空区;(3)崩一崩落围岩充填采空区。
四、矿石损失与贫化
1、矿石损失:由于某些原因,矿床开采过程中,工业储量的一部
分未能采出或采下矿石未能完全运至地表而损失在地下的现象。
矿石损失率=矿石":鬻失量*100%
工业储量
2、矿石贫化:矿床在开采过程中,由于废石的混入及富矿粉流失,
使采出矿石品位降低,这种现象称为矿石贫化。
矿石的废石量(废石混入量)*
矿石贫化率=100%
采出矿石量
五、矿床开拓
矿床的开拓是对某个有用矿物进行开采时整个矿山生产建设中最重
要的工作。起着全局性的作用。
(一)矿山巷道的种类
为了勘探、开拓、通风、排水等各种技术目的,在矿床和岩石里开
凿而形成的孔或酮、统称为矿山巷道。
地下矿山巷道根据巷道中心线与水平面所成的角度分为水平巷道、
倾斜和垂直巷道。按巷道的用途又可分为开拓巷道、采准巷道、回采巷
道。
1、水平巷道:是中心线与水平面平行或基本平行的巷道,如:隧道、
石门、平巷、横巷等。
2、倾斜巷道:是巷道中心线与水平面成各种倾斜角度的巷道,如:
斜井、倾斜天井、溜井、上山、下山等。
3、垂直巷道:是巷道中心线与水平面垂直的巷道,如
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