矿床学全套课件

绪论第一節礦產資源及其在社會發展中的意義一、礦產資源及其特點二、礦產資源的分類

三、礦產資源在社會發展中的意義第二節國內外礦產資源形勢第三節礦床學的研究內容和一般工作方法一、礦床學的研究任務二、礦床研究的一般方法第四節近代礦床學的形成、發展及現狀礦產資源的概念“礦產（mineralresources）”一詞實際上是經濟學或者是商業上的名詞，礦產是指自然界產出的，由地質作用形成的有用礦物資源。天然賦存於地殼內部或地表由地質作用形成的呈固態、液態或氣態的具有經濟價值或潛在經濟價值的物質。一、礦產資源及其特點礦產資源的概念從地質研究程度而言，礦產資源不僅包括已發現的並經勘查工程控制儲量的礦床，還包括目前尚未發現，但經預測（或推斷）是可能存在的礦物質；從技術經濟條件來說，礦產資源不僅包括在當前經濟技術條件下可以利用的礦物質，還包括隨著技術進步和經濟發展，在可預見的將來能夠利用的礦物質。一、礦產資源及其特點（1）礦產資源的不可再生性礦產資源是在地球幾十億年的漫長歷史過程中，經過各種地質作用形成的，一旦被開採利用，在人類歷史進程中則難以再生出來。地殼上優質易采的礦產資源總是愈來愈少。也就是說，在一定的技術經濟條件下，有經濟價值的礦產是有限的。所以我們在利用已有礦產資源的同時應“開源、節流”。所謂“開源”就是加強已知礦產形成分佈規律的研究，找尋更多的礦產資源。“節流”即對已知礦產資源節約、保護、合理開發和利用，在利用中增加科技含量，與此同時，注重人造岩石、礦物、原料等代用品的開發利用。一、礦產資源及其特點（2）礦產資源分佈的空間不均衡性由於地質歷史時期地球上成礦活動的差異極大，加之成礦物質在地殼內的分佈本來就不均一，以及成礦地質條件的制約，使得礦產資源分佈的不均衡性十分突出。例如，在29種主要金屬礦產中，有19種礦產儲量的3/4集中在5個國家，如南非有金、鉻鐵礦等5種礦產儲量占世界總儲量的1/2以上；中國的鎢、銻占世界總儲量的1/2多，中國的稀土資源占世界總儲量的90%以上；智利國土面積相當於我國青海省，但銅礦資源量列世界之首。能源礦產中的煤主要集中在中國、美國和前蘇聯，約占世界總儲量的70%多；石油則主要集中在海灣國家。一、礦產資源及其特點（3）礦產資源概念的可變性在自然界，礦產資源是以各種形態地質體（礦床或礦體）的形式存在的，只有在技術經濟條件適合的情況下，礦床才能被開發利用，否則得不償失。換言之，礦床既是一個地學概念，更是一個技術概念，隨著技術經濟條件的變化，礦床的概念也會發生變化。科學技術是不斷進步的，社會經濟也是不斷向前發展的，因此很多原來被認為不是礦床的地質體正逐漸成為可供人類開發利用的礦床。礦產資源的這一特點還進一步導致了礦產資源在數量上的不確定性。由於界定礦床的技術經濟條件在不斷變化，就使得礦產資源在數量上總是處在動態變化之中。一、礦產資源及其特點（4）礦產資源賦存狀態的複雜多樣性礦產資源只有少部分出露地表，絕大多數隱藏在地下。礦體的形態、產狀及與圍岩的關係等因素的千變萬化，不是任何簡單的模式所能概括的。尋找、探明礦床需要進行大量的地質調查和礦床勘探工作。開採過程中，也經常對尚未揭露部分的礦體瞭解不夠，隨時可能發生預想不到的變化。因此，探礦和採礦工作具有很大的風險性。此外，隨著生產的不斷發展，採礦速度的加快，近地表的礦產資源日益減少，找礦任務也日益艱巨，開採、冶煉的條件日益困難和複雜。一、礦產資源及其特點（5）礦產資源具有多組分共生的特點礦產資源主要以礦床形式存在於地殼中。由於不少成礦元素地球化學性質的近似性和地殼構造運動、成礦活動的複雜多期性，自然界單一組分的礦床很少，絕大多數礦床具有多種可利用組分共生和伴生在一起的特點。此外，同一地質體或同一地質建造內，也可能蘊藏著兩種或更多的礦體。因此，在礦產勘查過程中，必須注意綜合找礦、綜合評價；在開發利用中，必須強調綜合開發、綜合利用。一、礦產資源及其特點二、礦產資源的分類按礦產存在狀態，可分為固態、液態、氣態按礦產的性質和用途，通常分為4類，並可進一步劃分為亞類金屬礦產金屬礦產一般按可提煉的金屬及其特性分為黑色金屬、有色金屬、貴金屬及稀有、稀土和分散金屬等；非金屬礦產非金屬礦產亞類劃分多不一致，有的按礦物和有用岩石進行分類，有的按礦產的用途進行分類可燃有機礦產（能源礦產）地下水本教材主要按兩種特徵聯合分類二、礦產資源的分類金屬礦產二、礦產資源的分類非金屬礦產二、礦產資源的分類二、礦產資源的分類三、礦產資源在社會發展中的意義礦產資源是人類社會存在與發展的重要物質基礎，是一種重要的生產資料和勞動對象。目前社會生產所需的很多物質來自礦產資源。80%左右的原材料95%左右的能源70%左右的農業生產資料30%以上的飲用水礦產資源是礦業生產的勞動對象。礦業是指在國民經濟中以礦產資源為勞動對象，從事能源、金屬、非金屬及其他一切礦物資源的勘查、開採、選冶生產活動的產業。三、礦產資源在社會發展中的意義礦產資源是礦業生產的勞動對象。礦業是指在國民經濟中以礦產資源為勞動對象，從事能源、金屬、非金屬及其他一切礦物資源的勘查、開採、選冶生產活動的產業。礦業在人類近代的經濟社會發展中率先從農業中分化出來，逐漸發展成為一個獨立的產業，為現代化工業的發展準備了必要的物質基礎。我國目前的國民經濟和社會經濟發展中，礦業的地位和作用礦業對經濟穩定發展具有支柱作用礦業是國民經濟發展中的先行產業礦業是後發經濟效益輻射面寬的產業“發展礦業”是實現現代化難以逾越的階段我國礦業的地位和作用礦業對經濟穩定發展具有支柱作用礦業與其他產業相比，有似“本”與“標”的關係。人類生存、發展所需的多種物質和能源，主要依賴於有機的生物產品和無機的礦物原料。它們主要來源於農業和礦業兩大基礎產業。礦業以礦產資源為勞動對象，其產品又成為後續產業的物質基礎。儘管礦業和農業這兩個基礎產業部門在經濟發達國家的國民生產總值中只占4.5%，但卻支持了其餘占產值95.5%的其他產業，其他產值都是對各類原料加工增值的結果。礦業是國民經濟發展中的先行產業礦業同種植業一樣，它既表現了基礎性，又表現出明顯的先行性。一般來講，為了滿足若干年後礦產的社會需求，從任務設計到完全達到生產能力，估計需要8~15年的時間。三、礦產資源在社會發展中的意義我國礦業的地位和作用礦業是後發經濟效益輻射面寬的產業在我國主要工業部門中，冶金工業、有色金屬工業、電力工業、核工業、建材工業及輕工業等部門的生產，或以礦產品為其燃料和原料，或以礦產品為其主要產品。礦產資源還是交通建設佈局的依據之一。我國鐵路運輸中，煤、石油、鋼鐵、礦物性建材的運量，占總貨運量64%，占運營車數的60%。此外，其他如醫療保健、旅遊、工藝美術，甚至考古等行業都與礦業有直接的橫向聯繫。礦業直接關係到經濟部門的穩定發展。三、礦產資源在社會發展中的意義我國礦業的地位和作用“發展礦業”是實現現代化難以逾越的階段從發展看問題，我國礦業基礎仍較脆弱，能源和原料的供需矛盾突出。主要表現在礦石產量低、產值低。由於礦業發展滯後，導致我國國民經濟中能源、原材料等短缺，不得不大量依賴進口。據統計，“六五”期間我國累計進口鋼材近5000萬噸，占同期國內產量的24.6%；進口有色金屬300萬噸，占同期國內產量的近50%；進口化肥6700萬噸，占同期國內產量的20%。我國目前仍處於工業化起步中期階段，而且今後20~30年將是對礦物原料需求增長最快的時期，如不大力發展礦業，不僅難於扭轉目前產業結構失衡的狀況，而且今後的經濟發展也將失去後勁。進入21世紀以來，礦產資源的需求特點是：①能源需求量有所增長，新的能源礦產結構逐步形成；②非金屬礦產需求發展迅速，金屬礦產需求相對減弱；③在金屬礦產中，鐵合金金屬發展滯後，有色金屬需求穩定，貴金屬需求有所增加；④稀有金屬的新用途不斷增加。三、礦產資源在社會發展中的意義第二節我國礦產資源的總體形勢礦產資源比較齊全，但人均佔有量偏低。在具有一些優勢礦種的同時，尚有一些急需短缺礦種，制約著國民經濟發展。我國約有20種礦產資源名列世界前列，如鎢、錫、銻、鋅、鈦、釩、稀土、硫礦石、菱鎂礦、螢石、重晶石、石膏、石墨、鈮、鉬、汞、鋰、煤等，有的礦產資源不足，甚至嚴重短缺，如富鐵、銅、鉀鹽、鉻鐵礦、金剛石、硼、鈷、石油、天然氣等，石油和不少金屬礦產依賴進口。第二節我國礦產資源的總體形勢多數礦種以中、小型礦床為主，缺少大型、超大型礦床，如金、磷、鈾、錳礦等。多數礦種的貧礦多，富礦少。伴生礦多，單一礦種少，綜合利用程度低，浪費嚴重。礦產的地域分佈極不均衡。如北方富煤，南方富磷，需“南磷北運，北煤南調”；許多重要礦產資源位於邊遠地區，如西藏的鉻鐵礦、銅，新疆的石油和鎳，廣西和雲南、貴州的錳、錫、鋁土礦等，由於交通條件、自然地理條件等影響，開採較為困難。全球鎢礦儲量分佈統計結果

(世界總儲量:200萬噸)全球稀土金屬(氧化物)資源儲量分佈統計結果

(世界總儲量:1億噸)全球工業金剛石礦產資源儲量分佈示意圖

(根據美國地質調查局1998年資料)全球銅礦儲量分佈統計結果(世界總儲量:1.4億噸)全球黃金資源儲量分佈統計結果

(世界總儲量:45,000噸)全球鉻礦儲量分佈統計結果

(世界總儲量:370

萬噸)全球鉑族金屬資源儲量分佈統計結果

(世界總儲量:71,000

噸)全球鐵礦儲量分佈統計結果

(世界總儲量:740億噸)第三節礦床學的研究方法

礦床是在地殼長期發展過程中形成的，而人們的觀察卻不能不受到時間和空間的限制。由於這種觀察的局限性，很容易導致對礦床認識的片面性。在研究礦床時，必須全面觀察各種地質礦化現象，掌握大量的實際資料，對礦床進行具體研究分析、比較和綜合，以便對礦床成因獲得較為客觀的認識。由於絕大多數礦床是在地殼長期發展過程中形成的，今天所能見到的成礦作用不能與以往地質時期的成礦作用簡單的加以比擬，因此必須從歷史唯物主義的觀點出發，正確運用將今論古的方法。礦床學的研究必須與找礦、勘探和採礦生產實踐緊密結合，使之成為實踐、認識、再實踐，再認識、反復迴圈並不斷提高的過程。1.野外（現場）觀察觀察和編錄，測制各種地質圖、剖面圖和素描圖等，查明礦床範圍內的地質情況。這是進行礦床研究的基礎。利用槽探、井探和坑道等手段，查明礦體在空間上的具體位置和形狀、大小、產狀特徵。對礦體和圍岩進行系統的取樣和分析，瞭解礦體和圍岩的物質成分及其在空間上的變化規律。化學取樣、礦物取樣、物理取樣、工藝取樣。第三節礦床學的研究方法1.野外（現場）觀察應用地球物理勘探技術方法，瞭解礦體在空間上的分佈和延伸情況。①航空物探：主要有航空磁測、航空電磁法、航空放射性測量等；②地下物探：主要有地下電磁波法、井中瞬變電磁法、井中聲波法、綜合測井等；③地面物探：主要有譜分析面波技術、高精度重力測量、多功能電法測量、瞬變電磁法、抗干擾高解析度地震技術、淺層地震測量等。第三節礦床學的研究方法1.野外（現場）觀察應用地球化學勘探技術方法，主要任務是研究地殼中元素的分佈及其運動規律，其目的是通過發現與礦化有關的地球化學元素異常，尋找有經濟價值的礦床。①岩石測量法（原生暈）；②土壤測量法；③水系沉積物測量法（分散流）；④水化學測量法（水化學）；⑤生物測量法；⑥氣體測量法第三節礦床學的研究方法2.室內研究用反光和透射光顯微鏡鑒定、研究透明與不透明礦物的種類、結構構造、生成順序和形成方式。用各種化學分析方法、發射和原子吸收光譜、X光螢光分析、中子活化、電子探針和離子探針等分析方法，確定有關岩石和礦物的化學成分及礦物微區的化學成分。利用差熱分析、X光分析、電子顯微鏡、紅外光譜、順磁共振、穆斯鮑爾譜及其他譜學方法，研究有關礦物的結構、種類和原子價態。對包裹體進行分析，研究成礦溫度、壓力、pH、Eh以及含礦流體成分等。用同位素地質學方法確定成礦時代、成礦物質來源，成礦的物理化學條件等。對有關成礦、成岩過程進行模擬實驗。第三節礦床學的研究方法3.綜合分析在野外和實驗室工作基礎上，對各種數據、資料、資訊進行綜合分析與對比，編制綜合性的圖件和專題性圖件，如地質圖、岩相古地理圖、構造裂隙系統圖、岩漿岩及岩相圖、圍岩蝕變圖，成礦階段與礦物生成順序圖，以及各種輔助圖件，總結礦床成因、礦床和礦體的時空分佈規律，對找礦勘探工作提出建議。還要綜合地質勘探、水文地質及其他經濟技術資料準確評定礦床的工業價值及其利用的可能性。第三節礦床學的研究方法礦床學的研究任務第一，正確認識各類礦床的地質特徵、形成條件和形成過程，查明礦床的成因。第二，查明礦床在時間上和空間上的演化特徵，認識礦床在地殼中的分佈規律，預測在何種地質環境中，可以期望找到何種礦產和礦床類型。第三節礦床學的研究方法第四節近代礦床學的形成、發展及現狀近代礦床學則形成和發展始於16世紀中葉。自18世紀以來，對礦床成因解釋最有代表性的是“水成論”和“火成論”兩種學術觀點的爭論。系統的近代礦床學理論基礎是在19世紀中葉至20世紀初葉奠定的。火成論學派形成“岩漿-熱液”成礦觀點，發展成為岩漿熱液成礦論，影響礦床成因認識達半個世紀之久。水成論學派形成新的“側分泌”成礦觀點，進而形成了“層控”新觀點。第四節近代礦床學的形成、發展及現狀20世紀60年代以來，礦床學的邊緣學科快速發展，如同位素地質學、礦床地球化學、地球物理學、數學地質、海洋地質學等。20世紀60~70年代，板塊構造學說的建立和發展是地質學的一次重大革新，對區域成礦理論的發展具有決定性意義。近年來，礦床學家們廣泛開展了各種礦床專題研究，礦床成因理論已經由傳統的岩漿熱液成礦理論發展為多源、多因、多期的全新的礦床成因理論。我國近代礦床學的形成、發展第四節近代礦床學的形成、發展及現狀20世紀30年代起，翁文灝、謝家榮、孟憲民、丁道衡、徐克勤、馮景蘭、王竹泉等一批地質學家先後發現或調查、指導了白雲鄂博鐵礦、攀枝花鐵礦、個舊錫礦、東川鎳礦、贛南鎢礦、湘黔汞礦等金屬礦產及若干煤、石油和非金屬礦產。發表了不少論文和專著，為中國礦床學的發展鋪下了基石。新中國成立後，礦床地質工作得到了前所未有的重視。20世紀50年代起，一批老一輩礦床學家帶領地質隊伍對全國重點礦床進行了系統的勘察工作。程裕淇等在鞍山鐵礦、郭文魁等在銅官山銅礦、宋叔和等在白銀廠銅礦、王植等在中條山銅礦以及其他一些學者在大冶鐵礦、白雲鄂博鐵礦、贛南鎢礦等礦床進行了全面的礦床地質勘探和研究，撰寫發表了一批重要的論著。與此同時，一批學者結合生產實踐進行了礦床學科的專題研究。他們的研究成果和發表的論著至今還指導著這一領域的生產、科研工作，為我國礦床事業的崛起和礦床學的發展奠定了基礎。我國近代礦床學的形成、發展20世紀80年代起，我國湧現出一大批優秀的中青年礦床學者，他們深入研究礦床特徵、成礦作用、成礦規律，獲得一系列有意義的成果，他們和老一代礦床學家一起撰寫和出版了大量論著。王恒升等（1983）的《中國鉻鐵礦及成因》、張秋生等（1984）的《礦源與成礦》、芮宗瑤等（1984）的《中國斑岩銅、（鉬）礦床》、塗光熾等（1984，1987，1988）的三卷《中國層控礦床地球化學》，姚鳳良等（1990）的《膠東西北部脈狀金礦》、常印佛等（1991）的《長江中下游鐵銅成礦帶》、羅鎮寬等（1993）的《中國金礦概論》、韋永福等（1994）的《中國金礦床》、裴榮富（1995）主編的《中國礦床模型》、翟裕生等（1997）的《大型構造與超大型礦床》和翟裕生等（1999）《區域成礦學》、湯中立等（1995）的《金川銅鎳硫化物（金、鉑）礦床成礦模式及地質對比》、陳毓川等（1999）的《中國主要成礦區帶礦產資源遠景評價》、塗光熾和趙振華等（2000；2003）的《中國超大型礦床》（Ⅰ、Ⅱ）。第四節近代礦床學的形成、發展及現狀我國近代礦床學的形成、發展20世紀80年代起，很多學者還在各類期刊專業雜誌上發表了一系列重要的科技論文，如程裕祺關於鐵礦方面的論述，葉連俊、範德廉關於錳礦方面的論述，郭文魁等關於銅礦方面的論述，塗光熾關於鉛鋅礦、金礦及大型、超大型礦床方面的論述等。所有這些論著以其豐富的地質資料、翔實可靠的測試數據，總結論證我國大量礦床的地質、成礦特徵，充實了我國礦床地質的寶庫，豐富了我國礦床學的文獻資料，提高和發展了我國礦床學科的理論和學術水準。第四節近代礦床學的形成、發展及現狀

变质矿床變質礦床的概念變質作用——由內生作用或外生作用形成的岩石和礦石，由於地質環境的變化和溫度、壓力的增高，其礦物成分、化學成分、物理性質及結構構造等發生變化，產生這種變化的地質作用被稱為變質作用。變質礦床——遭受變質作用改造過的礦床和由變質作用形成的礦床都稱為變質礦床（metamorphicoredeposits）。第一節變質礦床的概念、特點及工業意義變質礦床的概念變成礦床——若岩石中的某些組分，經變質作用後成為有工業價值的礦床，或由於變質作用改變了工業用途的礦床稱為變成礦床。富鋁岩石經變質後形成的剛玉礦床煤經過接觸變質後形成的石墨礦床受變質礦床——若原來已經是礦床，受到變質作用後，礦石的成分、結構構造以及礦體的形態、產狀、品位和規模等方面發生了變化，但其工業用途並未改變的礦床稱為受變質礦床由赤鐵礦-蛋白石組成的沉積鐵礦床變質後形成由磁鐵礦-石英組成的變質鐵礦床等第一節變質礦床的概念、特點及工業意義1．礦物成分和化學成分的變化

這種變化主要由以下變質作用造成：（1）脫水作用（dehydration）：原來岩石或礦石中經常含有較多的水分，變質過程中由於溫度和壓力的升高，就會使它們變成少含水或不含水礦物。褐鐵礦變為赤鐵礦水錳礦變為褐錳礦（2）重結晶作用（recrystallization）：在高溫高壓作用下，原來小顆粒礦物便會逐漸結晶長大。蛋白石轉變為石英石灰岩變為大理岩第一節一、變質礦床基本特徵1．礦物成分和化學成分的變化

這種變化主要由以下變質作用造成：（3）重組合作用（reorganization）：由於溫度、壓力或其他物理化學條件發生變化，使得原來穩定的礦物平衡組合，被在新的條件下穩定的礦物組合所代替。方解石和石英轉變為矽灰石粘土礦物變為藍晶石和石英（4）還原作用（reduction）：在高溫缺氧條件下，礦物中一些易於還原的變價元素，常由高價轉變為低價，而使一種礦物變為另一種礦物。赤鐵礦變為磁鐵礦軟錳礦變為褐錳礦第一節一、變質礦床基本特徵1．礦物成分和化學成分的變化

這種變化主要由以下變質作用造成：（5）交代作用（metasomatism）：在變質過程中，當有大量化學活動性流體存在時，原岩組分與化學活動性流體起積極化學反應，而形成新的礦物或礦物組合。變質流體主要產生於區域變質尤其是混合岩化過程中；它會增加岩石的塑性，促進岩石、礦物在定向或非均勻壓力作用下發生塑性流動和變形；在溫壓升高及流體參與下會降低岩石的熔點，使其發生選擇性重熔、局部熔融。第一節一、變質礦床基本特徵2．礦石結構和構造的變化變質礦床的礦石有變餘結構、構造和變成結構、構造。變餘結構、構造是指岩石或礦石經變質後保留下來的原來岩石或礦石的結構、構造。磁鐵石英岩中的變餘鮞狀變餘砂狀結構和殘留斜層理構造塊狀硫化物礦床中殘留的熱水噴流形成的細、微層理。第一節一、變質礦床基本特徵2．礦石結構和構造的變化變質礦床的礦石有變餘結構、構造和變成結構、構造。變成結構、構造是指變質過程中形成的結構、構造。在淺變質時，礦物重結晶不明顯，通常表現為隱晶變晶結構；由於礦物定向排列產生千枚狀或板狀構造。當變質程度較深時，主要有花崗變晶、斑狀變晶、鱗片變晶等結構及片狀、片麻狀、皺紋狀等構造。當動力作用顯著時，由於定向壓力的影響，產生劈理及破碎，常見壓碎結構及角礫狀構造。在變質過程中，當變質氣水熱液作用顯著時，常見各種交代結構和脈狀構造等。第一節一、變質礦床基本特徵3．礦體形狀和產狀的變化變質礦床礦體的形狀和產狀，既受原來岩層或礦體的控制，也受變質作用類型和強度的制約。原生的沉積礦床經變質後礦體形態依然比較規則；原生的內生礦床形態本來就較複雜，經變質後礦體形態更為複雜第一節一、變質礦床基本特徵3．礦體形狀和產狀的變化變質作用類型對礦體形狀、產狀也有較大影響接觸變質礦床沿接觸帶附近發育，礦體形態不規則，產狀變化大，規模一般較小區域變質礦床礦體形態大多比較規則，產狀較穩定，規模也較大第一節一、變質礦床基本特徵3．礦體形狀和產狀的變化變質過程中成礦組分活化轉移能力和塑性形變強度，對礦體形態、產狀的改變有很大影響。成礦組分的活化轉移，可在在層狀、似層狀礦體基礎上形成脈狀礦體塑性形變強烈時，成礦組分雖無大量活化轉移，但礦體形態和產狀可發生非常大的變化，如層狀礦體在受到強烈擠壓褶皺後，形成透鏡狀、彎鉤狀、串珠狀甚至不規則狀礦體第一節一、變質礦床基本特徵二、變質礦床的工業意義變質礦床的礦產種類繁多金屬礦產——主要有鐵、金、鈾、銅、鉛、鋅等金屬礦產非金屬礦產——滑石、菱鎂礦、硼、磷、石墨和石棉等。一些變質礦床分佈廣、儲量大變質鐵礦床儲量占全球鐵礦總儲量的2/3以上變質金-鈾礫岩礦床則是世界上金和鈾的主要來源第一節一、變質礦床基本特徵二、變質礦床的工業意義前寒武紀的變質鐵礦床在全球各大陸均有分佈，占世界鐵礦總量的2/3以上，其中還不乏一些大的富礦，澳大利亞的哈默斯利鐵礦巴西的米納斯鐵礦帶印度、南非、阿富汗的一些大的富礦變質鐵礦占我國鐵礦儲量的60％，以鞍山-本溪、北京-冀東、五臺-太行、內蒙陰山等地最為集中，但總體而言以貧礦為主。第一節變質礦床的概念、特點及工業意義二、變質礦床的工業意義變質型金礦也是金礦床的重要類型之一，美國霍姆斯塔克金礦加拿大赫姆洛金礦我國黑龍江東風山金礦南非的維特瓦特斯蘭德含金鈾礫岩礦床是世界上最大的金和鈾產區變質型銅礦也極具規模，如沉積變質型銅礦（我國東川銅礦、贊化亞-薩伊銅礦帶等）火山變質型銅礦（我國中條山銅礦、澳大利亞萊伊爾山銅礦等）第一節變質礦床的概念、特點及工業意義二、變質礦床的工業意義變質鉛鋅礦床也不乏大礦，如澳大利亞的布羅肯山鉛鋅礦床，其鉛鋅含量大於20％，儲量大於600×104t，銅、金、銀和鎘可綜合利用。變質菱鎂礦（遼寧大石橋），變質錳礦（印度、巴西），變質磷礦（江蘇、湖北、吉林）變質硼礦（我國遼東、瑞典）變質石墨礦（我國山東、黑龍江、福建、印度）雲母、寶石及研磨原料，部分稀有分散元素礦床等第一節變質礦床的概念、特點及工業意義1．地質條件（1）構造背景：前寒武紀古老的地盾區和地臺區是變質礦床的最重要分佈區，顯生宙造山帶是另一類比較重要的變質礦床分佈區。大面積分佈的古老地盾和地臺區蘊藏著極為豐富的變質礦產，特別是金、鈾、釩、鈦、鉻、鈷、鉑、錳、稀有稀土、磷、雲母、石棉、菱鎂礦、石墨等，大部分儲量都集中在前寒武紀礦床中；顯生宙造山帶中變質岩呈帶狀分佈，其內也有較豐富的變質礦床，主要有鉻、鐵、銅、鉛、鋅、鎢、鉬、鈷、稀有稀土、放射性元素以及雲母、壓電石英、石棉等。第二節一、變質礦床形成條件1．地質條件（2）原岩建造：原岩建造的含礦性是形成變質礦床的物質基礎。不同類型的岩石含礦性往往差別很大，而產於不同地質背景下的同類岩石含礦性也往往不同。有些原岩在遭受變質之前，其所含的成礦物質已達工業品位和規模，變質過程中成礦物質又發生局部遷移，形成一定數量的富礦體。原岩只是比其他區段岩石成礦元素相對富集，遠未達到工業品位和規模，經過變質後才形成工業礦床，而絕大多數變質礦床產於富含成礦物質的原岩建造中，很少超出含礦的原岩建造範圍。因此，原岩建造的含礦性研究，對變質礦床形成機理及找礦都具有十分重要的意義。第二節一、變質礦床形成條件2．物理化學條件（1）溫度：溫度變化是使岩石發生變質的最主要因素，因為變質作用是隨溫度的變化而進行的。溫度的升高和降低決定了變質作用進行的方向和速度。溫度的增加促使吸熱反應的進行，而溫度的降低有利於放熱反應的進行。根據研究，接觸變質和中、深區域變質都屬於吸熱反應，動力變質和一部分淺區域變質則屬放熱反應。溫度的升高促使變質含礦流體的活動性增強，從而引起成礦物質的遷移，促使交代作用的發生。溫度升高還能使礦物發生重結晶和重組合，進一步可發生選擇性重熔，引起複雜的混合岩化作用。第二節一、變質礦床形成條件2．物理化學條件（1）溫度：變質礦床形成的溫度可分為3類第一類相當於沸石相-綠片岩相（100~450℃），第二類為綠簾石角閃岩相（450~650℃），第三類相當於角閃岩相和麻粒岩相（600~800℃）。變質過程中引起局部性溫度升高的原因主要是岩漿侵入火山噴發地殼局部應力作用第二節一、變質礦床形成條件2．物理化學條件（1）溫度：變質過程中引起區域性變質作用中溫度升高的原因是深部熱流的上升。地殼深部上升的熱流值，在不同時期和不同構造單元內是不同的，前寒武紀明顯較近代大，所以區域變質作用和與其有關的成礦作用主要發生在前寒武紀。古生代以後，熱流值增高以造山帶最為劇烈，區域變質也限於這些地帶。第二節一、變質礦床形成條件2．物理化學條件（2）壓力：壓力在變質成礦作用中也具有重要意義。由上覆岩層重力而產生的靜岩壓力的增高，使變質反應向體積變小的方向進行。變質過程中，壓力和溫度的變化往往是同時進行的，有些礦物的形成溫度隨著壓力的變化而變化，如壓力為1×105Pa時，矽灰石的形成溫度為470℃，當壓力增至500×105Pa時，其形成溫度為650℃。在溫度相同，壓力不同時，則可出現不同的礦物，如Al2SiO5在500~600℃，當壓力較高時成為矽線石，壓力較低時成為紅柱石。第二節一、變質礦床形成條件2．物理化學條件（2）壓力：由構造應力產生的定向壓力可使岩石和礦石破碎、褶皺和流動，形成片理、劈理、線理等構造，可促使熔體和氣液運移，降低變質礦物的熔點。在變質成礦過程中，定向壓力可促使成礦物質發生遷移和富集。變質成礦過程中的壓力隨著變質程度的增加而增大，在綠片岩相中是1.5×108~2×108Pa（相當於5~7km深度），在綠簾石角閃岩相中是2×108~2.5×108Pa（相當於7~9km深度），在麻粒岩相中是4.2×108~4.4×108Pa（相當於15~16km深度）。第二節一、變質礦床形成條件2．物理化學條件（3）流體作用：各種流體在變質過程中也起重要作用，其中以H2O和CO2為主，其次還包括F、Cl、B等。它們部分來源於受變質岩層本身，另一部分可能來源於岩漿或地殼深部。在一般的變質過程中H2O和CO2等流體等可以與外界自由交換，它們可以促進化學反應和重結晶的進行，如：H4Al2Si2O9→Al2SiO5＋SiO2＋2H2O高嶺石紅柱石石英CaCO3＋SiO2

→CaSiO3＋CO2↑方解石石英矽灰石上述反應中PH2O和PCO2的高低對變質反應方向有明顯的制約。第二節一、變質礦床形成條件1．區域變質成礦作用區域變質成礦作用（regionalmetamorphicore-formingprocess）是指在地殼深部地質作用過程中，由於區域性溫度、壓力升高和岩漿作用等，使原岩或原生礦床中的成礦組分聚集或改造形成礦床的作用。由此形成的礦床稱為區域變質礦床。區域變質成礦作用主要發生在前寒武紀古老的地盾或地臺區，少數發生在後期造山帶。區域變質礦床分佈廣泛，礦種繁多，主要礦產有鐵、金、銅、鈾以及磷、菱鎂礦、石墨和石棉等區域變質礦床規模一般較大，具有重要的工業價值第二節二、變質作用類型1．區域變質成礦作用含礦原岩建造是區域變質成礦作用的物質基礎。如條帶狀含鐵石英岩建造，含金、鐵的綠岩建造，含磷、石墨的片岩建造，含鈦、釩、磷的輝石岩-角閃岩建造，含硼的鈉長變粒岩建造，富鎂（滑石、菱鎂礦）變質碳酸鹽建造。第二節二、變質作用類型1．區域變質成礦作用區域變質過程中，含礦原岩建造中的成礦物質通過2種方式得到改造和富集。一種是由於溫度升高，原岩中的礦物經脫水、重結晶和重組合作用而富集成礦，其形成的礦體以似層狀、透鏡狀為主。磁鐵石英岩礦床、磷灰石礦床、石墨礦床等；另一種是由變質熱液交代使成礦組分得到富集。有時含礦的變質熱液，受原岩的構造裂隙控制，形成各種形態的礦脈綠岩帶中的脈型金礦等。第二節二、變質作用類型2．接觸變質成礦作用接觸變質成礦作用（contactmetamorphicore-formingprocess）主要是由於岩漿侵位而引起圍岩溫度增高而產生的變質成礦作用。壓力對其影響很小，以熱力作用為主，主要是交代作用，重結晶和重組合作用。接觸變質礦床主要為非金屬，如石墨、大理岩、高鋁礦物原料等，也可形成一些金屬礦床，較貧的沉積赤鐵礦經接觸變質後可成為較富的磁鐵礦礦床。第二節二、變質作用類型2．接觸變質成礦作用接觸變質成礦作用過程中幾乎沒有外來物質的加入和原有物質帶出，揮發分的影響也很微弱，在某情況下，局部地段可發生一定的交代作用。在交代作用比較劇烈時，接觸變質成礦作用就過渡為接觸交代成礦作用，形成矽卡岩型礦床。圍岩性質對接觸變質礦床的形成具有十分重要的意義。圍岩成分直接決定接觸變質的產物，如煤經接觸變質後形成石墨，石灰岩則形成大理岩；圍岩物理性質對接觸變質強度和規模有一定影響，鈣質岩石較泥質岩石導熱性強，重結晶範圍較泥質岩石大，常出現大面積的接觸變質。第二節二、變質作用類型2．接觸變質成礦作用侵入體的岩性和規模對接觸變質礦床的形成也有很大影響。通常講，同等規模的岩體中，中酸性侵入體的熱容量較大。侵入體規模大其含熱量也越大，故規模大的中酸性侵入體會使圍岩重結晶和重組合更強烈，波及範圍也更廣泛。統計顯示大部分接觸變質礦床都分佈在規模較大的中酸性岩體周圍。接觸變質成礦作用主要形成於中深或淺成條件。接觸帶特徵對接觸變質發育程度有一定影響。侵入接觸面和圍岩層理面斜交時，有利於熱的擴散和傳導，可形成較寬的接觸變質暈。第二節二、變質作用類型2．接觸變質成礦作用接觸變質暈常成帶狀分佈，一般可分為3個帶：顯著重結晶帶，過渡帶原岩帶湖南郴州石墨礦，靠近侵入體為石墨，稍遠為半石墨，再遠則為未變質的煤層。第二節二、變質作用類型3．混合岩化成礦作用在區域變質作用基礎上，由於深部上升的流體作用，原岩在地殼深處重熔成熔漿；這些流體和熔漿又滲透到變質岩中，以交代方式帶入K、Na和Si等組分，帶出Fe、Mg、Ca等組分，使變質岩的礦物成分和化學成分不斷地發生變化，最終向接近花崗質岩石的方向發展；這種由變質作用向岩漿作用轉化的過程稱為混合岩化作用（migmatization），又叫花崗岩化作用。混合岩化過程中，由於強烈的交代作用可使一部分成礦物質發生遷移和富集，從而形成混合岩化礦床。依混合岩化作用的發展演化，與其有關的成礦作用可分為早期交代重結晶階段和中晚期熱液交代階段。第二節二、變質作用類型3．混合岩化成礦作用（1）早期交代重結晶階段：主要是新生的長英質熔漿對原岩組分的交代作用，以堿質交代為主（鉀化和鈉化），揮發份也起一定作用。在交代過程中，由於溫度增高，變質岩中的矽酸鹽礦物發生重結晶，組分重組合，可導致有用礦物的粒度加大和局部富集，使其具有工業價值。形成的礦床有雲母、石墨、磷灰石、剛玉、石榴石、鋯石、獨居石和金紅石等。第二節二、變質作用類型3．混合岩化成礦作用（1）早期交代重結晶階段：早期交代重結晶階段後期，通過各種交代反應原岩中的鐵鎂質矽酸鹽礦物大量分解，形成含(OH)-較多的鋁矽酸鹽，如透輝石被交代成為陽起石和透閃石等。隨著交代作用的進行，原來的長英質熔漿，逐漸演變成熱液，經過交代作用後從原岩中帶出的各種組分，呈氧化物或絡合物存在於熱液中，從此進入中晚期熱液交代階段。第二節二、變質作用類型3．混合岩化成礦作用（2）中晚期熱液交代階段：混合岩化熱液攜帶著早期階段帶出的有用組分，在交代圍岩時既可引起圍岩蝕變，同時也可成礦。通常情況下，由於早期鐵鎂質矽酸鹽被交代，使中晚期熱液中含有較多的Fe、Mg、Ca等組分，從而產生Fe、Mg質交代作用。磁鐵石英岩中的蝕變和富鐵礦體主要是這樣形成的。滑石菱鎂礦大多產於鎂質碳酸鹽建造中，主要是富Mg和Ca的混合岩化熱液交代而成。含硼建造中的硼在中晚期交代過程中可與鐵、鎂一起進入溶液，交代鎂質大理岩而形成硼鎂鐵礦和硼鎂石礦床。這一階段也可形成磷、鈾、金、鉬及某些稀有、稀土等礦床。第二節二、變質作用類型第三節變質礦床的主要類型一、沉積-變質鐵礦床二、變質金礦床三、變質磷礦床四、石墨礦床一、沉積-變質鐵礦床此類礦床在世界鐵礦床中是最重要的，分佈十分廣泛，有不少大型、特大型礦床，如北美的蘇必利爾型鐵礦獨聯體的庫爾斯克和克裏沃羅格鐵礦等，我國的鞍山鐵礦、水廠鐵礦等。該類型占世界鐵礦總儲量的60%以上，占富鐵礦儲量的70%；在我國約占總儲量的60%，占富鐵礦儲量的27%。形成於前寒武紀（主要為太古代到早元古代）的沉積變質鐵礦，因其礦石主要由矽質（碧玉、燧石、石英）和鐵質（赤鐵礦、磁鐵礦）薄層呈互層組成，又稱為鐵（質）-矽（質）建造、條帶狀鐵建造（BandedIronFormation，簡稱BIF）。第三節變質礦床的主要類型（一）沉積變質鐵礦的一般特徵BIF產於世界各地前寒武紀地盾區和地臺區。礦床的形成與前寒武紀地殼演化密切相關，根據礦床的形成時代及含礦建造的不同，可分為阿爾戈馬（Algoma）型和蘇必利爾（Superior）型。

類型AlgomatypeSuperiortype形成時代＞25億年（Ar）18-25億年（Pt1）形成環境與綠岩帶有關（優地槽）與火山活動無關（冒地槽）伴生岩石基性變質火山岩夾少量中酸性火山岩、沉積岩陸源碎屑岩為主（石英岩、葉岩、板岩），火山岩少見礦物相氧化物相為主，有時出現較多碳酸鹽、硫化物相氧化物相為主，少量矽酸鹽、碳酸鹽混合相，缺少硫化物規模長＜幾km，厚幾十釐米-幾百米長達幾十至幾百公里，厚幾至幾百米礦例加拿大Algoma礦床、我國鞍－本、冀東地區美國Superior地區第三節一、沉積-變質鐵礦床（一）沉積變質鐵礦的一般特徵阿爾戈馬型鐵礦

阿爾戈馬型鐵礦主要形成於新太古代（約為2500Ma）以前。鐵礦的形成在空間和時間上與優地槽海底火山活動密切相關，世界各地此類含鐵建造都發育於新太古界的綠岩帶中。阿爾戈馬型BIF主要與綠岩帶中上部的火山碎屑岩相伴生，並靠近濁積岩組合。在加拿大地盾的綠岩帶中還可以清楚地識別出阿爾戈馬型鐵礦建造與火山作用或火山活動中心直接有關。此類鐵礦建造的硫化物相或碳酸鹽相產在靠近火山活動中心處，氧化物相通常遠離火山活動中心分佈，矽酸鹽相位於兩者之間。第三節一、沉積-變質鐵礦床（一）沉積變質鐵礦的一般特徵阿爾戈馬型鐵礦

此類鐵礦建造常由灰色、淺黑綠色的鐵質燧石和赤鐵礦或磁鐵礦組成窄條帶狀構造。單個礦體的厚度可在幾米到幾百米之間變化，但超過50m的很少，走向延長從數十米至幾公里。含礦建造中的一系列連續的凸鏡狀礦體構成規模巨大的礦帶。這類鐵礦建造一般都經受了綠片岩相和角閃岩相的變質作用，個別礦床產於麻粒岩相中。阿爾戈馬型鐵礦建造在加拿大地盾的克科蘭德湖地區，美國的佛米利思地區，前蘇聯的庫爾斯克磁異常區，我國的鞍山-本溪地區、冀東地區、五臺地區等均有分佈。第三節一、沉積-變質鐵礦床（一）沉積變質鐵礦的一般特徵蘇必利爾型鐵礦

蘇必利爾型鐵礦主要分佈在早元古代地槽區。建造形成於冒地槽性質的開闊海盆地中，形成時代以2200~1800Ma為主，某些地區也有小於1800Ma者。鐵礦建造的地層層序火山岩較少，自下而上一般為：白雲岩、石英岩、紅色或黑色鐵質葉岩、鐵礦建造、黑色葉岩和泥質板岩。在某些地方，鐵礦建造和基底岩石之間被幾米厚的石英岩、粗砂岩和葉岩隔開鐵礦層中含鐵礦物與燧石組成條帶狀鐵礦石，含鐵礦物中氧化物相主要為磁鐵礦或赤鐵礦及它們的混合物。碳酸鹽相以菱鐵礦為主，並有磁鐵礦和鐵矽酸鹽類礦物伴生。矽酸鹽相中的礦物隨變質程度而異。硫化物相主要是黃鐵礦，常含細粒的富矽質泥岩。第三節一、沉積-變質鐵礦床（一）沉積變質鐵礦的一般特徵蘇必利爾型鐵礦

蘇必利爾型BIF多沿古老地臺邊緣分佈，一般可長達數十公里，建造厚度可以從幾十米至幾百米，偶爾達千米。鐵礦建造的地層通常不整合於強烈變質的片麻岩、花崗岩或角閃岩之上。大多數蘇必利爾型BIF未遭受變質或遭受淺變質(綠片岩相)，部分變質較深可達角閃岩相。此類鐵礦在各大陸皆有分佈，其中著名的有澳大利亞的哈默斯利，巴西的米納斯、吉賴斯，美國和加拿大的蘇必利爾湖區，加拿大的魁北克、拉布拉多，南非的波斯特馬斯堡以及印度的比哈爾、奧裏薩等。第三節一、沉積-變質鐵礦床（二）沉積變質鐵礦的成因沉積變質鐵礦的形成經歷了沉積和變質改造2個階段。關於鐵的來源，目前多認為來自海底火山作用。火山活動對鐵礦的形成有3方面作用一是岩漿和火山岩與海水及火山氣體之間的反應可提供鐵二是火山氣體可以提供CO2和S三是火山活動的加熱作用可引起深部富鐵溶液向淺部運移並與海水作用形成鐵礦。第三節一、沉積-變質鐵礦床（二）沉積變質鐵礦的成因阿爾戈馬型BIF，公認鐵來自海底火山總伴有大量火山岩鐵建造總是在火山岩最厚的地方形成蘇必利爾型BIF雖然與之伴生的火山岩較少，但鐵也可能主要來源於火山，鐵質以膠體的形式經較長距離搬運至近海岸帶沉積形成。第三節一、沉積-變質鐵礦床（二）沉積變質鐵礦的成因研究表明，條帶狀鐵建造是以矽、鐵質為主的化學沉積物，其中可夾雜一些次要的膠體物質和少量同沉積粘土礦物，形成於火山間歇期或寧靜期。由於裂谷盆地構造環境和化學環境的不均一性，可形成硫化物相、碳酸鹽相、矽酸鹽相和氧化物相，其中硫化物相代表強還原環境，碳酸鹽相和矽酸鹽相代表還原環境，氧化物相Fe3O4到Fe2O3代表從還原環境過渡到氧化環境。中國規模較大的鐵礦床以氧化物相為主，矽酸鹽相含鐵建造只有當其變質程度達到或超過角閃岩相時，工業意義才顯得重要。第三節一、沉積-變質鐵礦床（二）沉積變質鐵礦的成因目前礦床學家已提出BIF等類型礦床的熱水噴流沉積成礦模式，很好地解釋了BIF的成因，比較公認的看法是，熱水沉積成礦是海底（或湖底）深部高密度的矽質熱鹵水通過同沉積斷裂上湧，攜帶大量的Fe、Cu、Pb、Zn等成礦物質，噴出海底地表與冷水混合在噴口附近所產生的沉積成礦作用。阿爾戈馬型BIF和蘇必利爾型BIF可能分別屬於近噴口附近和遠離噴口的熱水噴流沉積礦床。第三節一、沉積-變質鐵礦床（二）沉積變質鐵礦的成因關於地球早期（主要是前寒武紀）為什麼能形成如此大規模的條帶狀鐵建造（鐵礦）？礦質主要來源於富含鐵的基性火山噴發物是沒有疑問的，目前也很少有人懷疑條帶狀矽鐵礦層是通過化學沉澱作用而形成的。但是如此巨量鐵的搬運，必須有一個缺氧環境（鐵呈Fe2+狀態搬運）。現已證實，地球早期大氣中是缺氧的，而條帶狀矽鐵礦層的主要組成礦物是磁鐵礦甚至是赤鐵礦。目前研究已經證實，生命至少在30億年已經出現。當時地球上已存在著具光合作用的細胞器的微體生物的自生活系統。通過對微生物化石、氨基酸及碳同位素的測定，已發現了鐵矽質礦層中有細菌類微生物參與的證據，可以推測，促使鐵質沉澱的氧化作用是通過原始生物光合作用來完成的。第三節一、沉積-變質鐵礦床（二）沉積變質鐵礦的成因早前寒武紀鐵礦均遭受了程度不同的區域變質作用的疊加改造，這種改造作用是在基本封閉的體系中進行的。作用的結果主要表現在原有礦層總化學成分不變的情況下礦物相的重新組合，以及礦體的變形和重新定位。關於變質作用對矽鐵建造的影響，前人研究比較深入。氧化物相的礦物成分比較簡單，無論在何種程度變質作用下，鐵礦石組合基本不變，都是以磁鐵礦、赤鐵礦、石英為主，不同程度的重結晶作用發育，礦物顆粒增大。與此同時，鐵礦進一步加富的程度不大。第三節一、沉積-變質鐵礦床（二）沉積變質鐵礦的成因關於變質作用對矽鐵建造的影響，前人研究比較深入。矽酸鹽相礦物成分比較複雜，在進入角閃岩相後，矽鐵建造則被鐵閃石、磁鐵礦、石英組合所代替，及至麻粒岩相時出現紫蘇輝石、透輝石、磁鐵礦、石英仍是其主要組成礦物。角閃岩相至麻粒岩相變質過程中鐵明顯加富。碳酸鹽岩含鐵建造只出現在早元古宙，主要伴生的含鐵碳酸鹽礦物是菱鐵礦和鐵白雲石。磁鐵礦只出現在角閃岩相中的硼鎂鐵礦-磁鐵礦組合中，顯然是受原始成分不同所控制，而非只是變質作用的結果。第三節一、沉積-變質鐵礦床（二）沉積變質鐵礦的成因關於變質作用對矽鐵建造的影響，前人研究比較深入。硫化物相只在我國部分地區發育，變質程度增強後，常見磁黃鐵礦與黃鐵礦共生代替了單一的黃鐵礦，硫化物相常富含金，可形成規模不等的金礦床，如佳木斯地塊的東風山，華北地臺的歪頭山、南龍王廟、五臺山，揚子地塊的新餘，秦嶺造山帶的莊房裏以及塔里木地塊的布瓊和阿特斯等。目前的研究認為，這類金礦的形成主要與早期的熱水噴流作用有關，後期的變質作用又使其進一步富集。第三節一、沉積-變質鐵礦床二、變質金礦床

產於前寒武系地層中的變質金礦床是金礦的主要來源，主要有3種礦床類型：①熱液脈型金礦床；②矽鐵建造中的似層狀金礦床；③含金-鈾礫岩礦床。第三節變質礦床的主要類型變質熱液型金礦床（綠岩帶型）區域變質作用過程中產生的變質熱液通過充填－交代等方式形成的礦床廣泛分佈於太古代綠岩帶，工業意義僅次於蘭德型金礦床，單個金礦區儲量常達1000噸以上主要分佈於加拿大、巴西、南非、澳大利亞等國，澳大利亞卡爾古利金礦床是典型代表我國南龍王廟金礦床屬該類型。第三節變質礦床的主要類型（一）熱液脈型金礦床-南龍王廟金礦床1.成礦背景金礦床分佈在清原綠岩帶大荒溝-南龍王廟綠岩殘餘盆地的東南端。綠岩帶地層由下部金風嶺岩組和上部紅透山岩組組成，兩者分別以斜長角閃岩和變粒岩為主，金礦賦存在紅透山岩組中。礦區內岩漿活動不發育，主要見有新太古代末期的斜長花崗斑岩、鈉長石英斑岩，古元古代白雲母斜長偉晶岩以及顯生宙的閃長玢岩、煌斑岩等。在礦區週邊分佈著大量太古宙TTＧ系。礦區構造以韌性剪切變形最為發育，剪切帶呈北東向分佈。此外還至少發育有三期前後疊加的褶皺構造形跡。第三節二、變質金礦床（一）熱液脈型金礦床-南龍王廟金礦床2.礦床特徵礦床嚴格受葫蘆頭溝-大荒溝韌性剪切帶控制，該剪切帶走向為北西324°~340°，傾角為60°~80°，寬約1.5~2km，長5~6km，廣泛發育鞘褶皺、條帶、片理、線理及石香腸等構造，主要容礦圍岩為黑雲變粒岩，含有磁鐵石英岩和淺粒岩（圖11-1）。第三節二、變質金礦床（一）熱液脈型金礦床-南龍王廟金礦床2.礦床的產出特徵金礦化帶的寬度為3.5~95m，礦化帶由46個礦體組成，具多層性。礦體走向335°~350°，傾向45°~60°，傾角60°~80°。礦體呈似層狀-透鏡狀，規模小，最寬不超過3m，延長最大可達200m，礦化高度分散，與圍岩呈漸變關係。礦體總體向南東側伏，其側伏方向與變晶糜棱葉理的方向一致。第三節二、變質金礦床（一）熱液脈型金礦床-南龍王廟金礦床2.礦床的產出特徵礦化以細脈-浸染狀硫化物為主體，含有一部分黃鐵礦石英脈體，它們可以獨立構成金礦體，也可以相互交叉共同構成礦體。細脈浸染狀硫化物礦石主要以磁鐵角閃石英岩、黑雲變粒岩為容礦岩石，礦體沿韌性剪切構造面分佈。礦石組構以塊狀為主，見有條帶、條紋構造。石英脈狀礦體以黑雲變粒岩、淺粒岩等為容礦岩石，脈寬一般數毫米，至少包含有三期：與剪切葉理整合產出的強變形石英脈、弱變形石英脈以及穿切剪切葉理的無變形石英脈，顯然它們可能依次形成在韌性變形前、變形中及變形後。第三節二、變質金礦床（一）熱液脈型金礦床-南龍王廟金礦床3．礦石的礦物成分和結構構造礦石的金屬礦物除自然金外，主要有黃鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等，其次有赤鐵礦、褐鐵礦、輝鉬礦、方鉛礦等。非金屬礦物有石英、斜長石、白雲母、黑雲母、角閃石、綠簾石、方解石、綠泥石、鈉長石、磷灰石、石榴子石、電氣石和鋯石。黃鐵礦為主要載金礦物，自然金呈顯微和超顯微金賦存在黃鐵礦和石英的裂隙中或顆粒間，少見包體金。第三節二、變質金礦床（一）熱液脈型金礦床-南龍王廟金礦床3．礦石的礦物成分和結構構造礦石的結構主要有：半自形-自形粒狀結構、膠狀結構、交代殘餘結構、變形結構、固溶體結構等。礦石構造有條帶狀、條紋狀、網脈狀、浸染狀、星散狀和斑雜狀等。第三節二、變質金礦床（一）熱液脈型金礦床-南龍王廟金礦床4．礦石的化學成分矿石中除含金以外，尚含有Ag、Cu、S、Se、Te、Pb、Zn等微量元素及痕量元素的W、Mo、Co、Mn、V、Sb、Hg。Au與Cu、S、Ag密切正相關，而與Pb、Zn不相關。第三節二、變質金礦床（一）熱液脈型金礦床-南龍王廟金礦床5．圍岩蝕變該礦床圍岩蝕變不發育，且不具分帶性，主要蝕變類型有矽化、絹雲母化、綠泥石化、綠簾石化、黃鐵礦化，尚見有鐵白雲石化、黑雲母化、電氣石化等。矽化主要發生在含金黃鐵礦石英細脈附近，見石英、白雲母交代斜長石，蝕變範圍小，一般不大於10cm，但有一定的連續性。綠泥石化主要發生在細脈-浸染狀含硫化物礦體附近，綠泥石交代角閃石，這種綠泥石一部分和剪切面理平行，一部分定向不明顯，甚至可切穿片理，顯然是熱液蝕變造成的。綠簾石化是斜長石蝕變的產物，也可由綠泥石交代角閃石而成，蝕變綠簾石呈淺黃綠色，他形粒狀結構。第三節二、變質金礦床（二）矽鐵建造中的似層狀金礦床這類礦床產於前寒武紀矽-鐵建造中，區域上具一定層位。含金層內的金礦化則受變質期的形變構造控制。礦石為含金硫化物型，由自然金、磁黃鐵礦、毒砂和石英組成。這類礦床分佈不很廣泛，最著名的是美國的霍姆斯塔克金礦床。我國黑龍江省的東風山金礦床也屬於這一類型。第三節二、變質金礦床美國的霍姆斯塔克金礦床

產於鎂鐵閃石片岩中，其原岩為含矽、鐵和碳酸鹽的地層。金和硫化物共生，層位穩定。金礦化的富集受形變構造控制，金礦體多分佈於緊密交錯褶皺和早期同斜褶皺的核部。礦體呈層狀、似層狀，礦層都由大量短小的含金石英細脈構成圍岩遭受明顯的蝕變，蝕變以綠泥石化為主。礦床規模巨大，但品位不高，一般不超過10g/t。第三節二、變質金礦床美國的霍姆斯塔克金礦床

據硫同位素研究表明，原生金和圍岩系同生沉積的產物。根據含礦圍岩性質、礦體產狀等特徵分析，早期成礦作用屬熱水噴流型。變質作用後期的變質熱液使金遷移，於有利的構造部位富集成礦。含金建造於第三紀火山活動中又一次使金得到聚集，礦石品位大為提高，有的可高達500g／t。霍姆斯塔克金礦床屬於多次成礦作用複合的多成因礦床。第三節二、變質金礦床（三）含金-鈾礫岩礦床含金-鈾礫岩礦床具有沉積和變質熱液成礦的雙重特徵，一般都把它列入變質礦床範疇。這類礦床規模巨大，以南非維特瓦特斯蘭德的金-鈾礦床為代表，簡稱蘭德型金礦。蘭德金礦床產於下元古界維特瓦特斯蘭德系中。該岩系的形成年齡為22億年，主要由雲母片岩、石英岩、長石石英岩及礫岩組成，不整合於太古代片麻岩和花崗岩之上。礫岩和石英岩成互層產出，為古老的河床窪地沉積而成。也有人認為系經海流改造的三角洲沉積。第三節二、變質金礦床（三）含金-鈾礫岩礦床蘭德金礦床含礦岩系稍有變質，金礦產於岩系上部的礫岩層中。含金礫岩全區主要有十層，沿走向延長可達290km。含金的礫岩層大多位於不同層位的侵蝕面上，礫岩層中的礫石主要為脈石英，礫石中不含金。膠結物為硫化物、石英、絹雲母、葉蠟石、綠泥石等。金呈微粒狀與黃鐵礦、磁黃鐵礦等硫化物一起散染於膠結物中。礦石的金品位為10-17g/t。礫岩層中還含鈾礦物，主要為晶質鈾礦、瀝青鈾礦等，含U3O8為0.03%。含金-鈾礫岩經受變質作用時，變質熱液使其中的金活化、遷移，交代膠結物或充填於微細裂隙中，故屬沉積-變質礦床。第三節二、變質金礦床三、變質磷礦床

變質磷礦床可分為火山沉積變質型和沉積變質型2類。火山沉積變質磷礦床系由富含磷灰石的斜長角閃岩、角閃斜長片麻岩構成，含P2O5大多在5％以下，含磷較低，一般不具工業價值。沉積變質磷礦床的圍岩主要為雲母片岩、石英雲母片岩和白雲質大理岩，少數含綠泥片岩、千枚岩等。這類磷礦由於品位高、規模大具有重要工業價值，是我國北方的主要磷礦類型。第三節變質礦床的主要類型三、變質磷礦床沉積變質型磷礦床的含磷岩系具條帶狀、條紋狀構造，有時還發育有原生的角礫狀構造，說明其原始沉積環境為淺海或瀉湖地帶。岩系中碳酸鹽岩呈透鏡狀並與粘土質岩石呈互層產出，磷礦層一般產於各岩層的過渡帶或碳酸鹽岩層內，屬海侵期產物。磷礦層的典型礦物組合是磷灰石-白雲石-石英，有時與錳的氧化物共生。礦石含P2O58~9％。高者可達20%~30％。江蘇海州產有這種類型的大型磷礦床，安徽、吉林等地也有產出。第三節變質礦床的主要類型江蘇海州磷礦床海州磷礦床位於江蘇省新海連市。區內地層下部為混合岩，中部為含磷岩系，上部為白雲母片麻岩夾少量透鏡狀大理岩和石英岩（圖11-3）。第三節變質礦床的主要類型江蘇海州磷礦床海州磷礦床位於江蘇省新海連市。區內地層下部為混合岩，中部為含磷岩系，上部為白雲母片麻岩夾少量透鏡狀大理岩和石英岩（圖11-3）。第三節變質礦床的主要類型四、石墨礦床自然界的石墨礦床主要有兩種類型：一類是產於結晶片岩中的石墨礦床，系區域變質而成；一類是變質煤層中的石墨礦床，系接觸變質而成。區域變質石墨礦床都產於前寒武紀變質岩系中，大多和片麻岩、片岩、大理岩有關。礦體多呈似層狀或透鏡狀，長數百米至數公里，厚數米。石墨呈鱗片狀，品質較好，但含量較低，一般為3%~5％。經碳同位素測定，這類石墨的C12/C13比值和有機碳接近，故認為是有機質經區域變質而成的。山東南墅是我國最大的晶質石墨礦床。第三節變質礦床的主要類型山東南墅石墨礦床礦床位於山東省萊西縣境內，分南墅和北墅2個礦區，以南墅礦區規模較大。區內地層為早元古代荊山群變質岩系。含礦岩系可分上、下2個亞組：下部亞組為角閃混合片麻岩、斜長角閃岩、石榴斜長片麻岩（含少量石墨）和淺粒岩上部亞組為白雲質大理岩、斜長角閃片麻岩和石墨片麻岩，夾薄層斜長角閃岩、透輝岩、黑雲變粒岩等。區內石墨礦體主要產於上部亞組岩層內（圖11-5）

第三節變質礦床的主要類型

沉積礦床

地表岩石和礦石的風化產物、火山噴發物、生物殘骸以及宇宙塵等，經地表各種地表營力水、風、冰川和生物等搬運到河流、沼澤、湖泊、海洋中合適的地質環境中沉積下來，形成各類沉積物，稱之為沉積作用。當沉積物中的有用物質富集達到工業要求時，便成為沉積礦床（sedimentaryoredeposits）。沉積礦床就其形成特徵而言，人們往往把它視為一種特殊的沉積岩，屬於同生礦床。礦床常具有特定的地層層位，礦體呈層狀、似層狀和透鏡狀，具明顯的層理。一般沉積礦床規模大，特別是海相沉積礦床，礦層沿走向展布很廣，可達數千公里，面積達幾萬甚至幾十萬平方公里，含礦層位的厚度數米到數百米不等，最厚可達千餘米。

沉積礦床經濟價值很大，鹽類礦產都是沉積成因的，黑色金屬原料（鐵、錳等），化肥原料（磷、鉀等）建築材料等大部分都來自沉積礦床；另外，金和放射性礦產、有色金屬（銅、鉛、鋅等）、稀有金屬等，由沉積礦床所提供的儲量也佔有很大比例。在近代對礦產資源需求急劇增長的情況下，沉積礦床的重要性愈益明顯。據統計，人類開採的礦產有75%-85%來源於沉積礦床。第一節沉積作用及沉積礦床的類型沉積礦床的基本成礦作用為沉積分異作用，而物質的搬運形式與沉積分異作用是密切相關的。沉積物的搬運形式有包括：以難溶的岩屑或礦物碎屑進行搬運、以膠體溶液方式進行搬運和以真溶液方式進行搬運。與其相應的沉積分異作用包括：機械沉積分異作用、化學沉積分異作用和生物化學沉積分異作用。一、沉積分異作用的類型1.機械沉積分異作用碎屑物質在水、風、冰川等營力搬運過程中，在重力分選作用影響下，可按顆粒大小、形狀、比重的差異，在不同部位依次沉積，這種作用稱為機械沉積分異作用。機械沉積分異作用的結果使比重大、體積小的碎屑物質（如自然金）和比重小、體積大的岩石碎屑一起沉積。分異作用進行得越完善，則碎屑物質的分選程度就越高，如含金礫岩，礫石大小可達3~5cm，而金粒卻不過幾毫米大小。這樣，有用礦物如金、鉑、錫石、黑鎢礦、金剛石、金紅石、剛玉、獨居石等便可在河床、海灘中及其他有利地段富集形成各種重要的砂礦床。第一節沉積作用及沉積礦床的類型一、沉積分異作用的類型2.化學沉積分異作用當成礦物質以膠體溶液或真溶液形式進行遷移時，由於不同元素在同一搬運介質中溶解度各不相同，從而在沉澱過程中產生成礦物質的分異作用，主要包括真溶液化學沉積分異作用和膠體化學沉積分異作用2種。（1）真溶液化學沉積分異作用。（2）膠體化學沉積分異作用。第一節沉積作用及沉積礦床的類型一、沉積分異作用的類型（1）真溶液化學沉積分異作用。易溶解鹽類常以真溶液狀態被帶入乾燥地帶的水盆地中，由於水體的蒸發濃縮和鹼化達到一定階段時，便逐步從溶液中析出併發生沉澱，最終可形成由鉀、鈉、鈣、鎂的氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽、硼酸鹽、硝酸鹽等各種有用的鹽類（包括單鹽和複鹽）堆積物組成蒸發沉積礦床。由於其有用物質組分為各種鹽類，故又叫鹽類礦床。第一節沉積作用及沉積礦床的類型一、沉積分異作用的類型（1）真溶液化學沉積分異作用。通常鹽類礦物在溶液中析出與沉澱順序與其溶解度大小相反，而溶解度的大小和該物質的濃度積有關（當溫度一定時，電解質溶液中離子濃度之積為一常數，此常數稱為濃度積），當某溶液中某物質的離子積達到該物質的濃度積時，該物質即可析出。溶解度小的鹽類礦物如碳酸鈣和白雲石首先沉澱，其次是鈣、鈉的硫酸鹽和它們的複鹽如石膏、硬石膏、芒硝、無水芒硝等沉澱，繼之為石鹽，最後以鉀、鎂鹽類礦物及它們的複鹽如鉀石鹽、光鹵石、水氯鎂石等的沉澱而告終。上述沉澱順序的反復進行導致韻律反復出現，便構成了鹽類礦床的韻律層。另外，溶液的pH值、Eh值、溫度、壓力等一系列因素也都與可溶物質的搬運和沉澱有關。第一節沉積作用及沉積礦床的類型一、沉積分異作用的類型（2）膠體化學沉積分異作用。在表生帶中，除少數易溶鹽類成真溶液搬運外，其他許多難溶物質如鐵、錳、鋁等往往呈膠體形式被大量搬運，在適宜的條件下，可在有利的沉積環境中聚沉形成巨大的膠體沉積礦床。膠體溶液是一種顆粒直徑介於1~100μm的分散體系，其性質介於粗分散系（濁液，顆粒直徑>100μm）與離子分散系（真溶液，顆粒直徑<1μm）之間。膠體有2種特性，即帶電性和吸附性。帶正電荷的稱正膠體，帶負電荷的稱負膠體（表8-1）。膠體由於其具有巨大的比表面積而具有巨大的吸附性。第一節沉積作用及沉積礦床的類型一、沉積分異作用的類型（2）膠體化學沉積分異作用。膠體物質的搬運介質是地表徑流，但膠體的帶電性對膠體物質的長距離搬運是不利的。要使膠體物質能夠被長距離穩定搬運，搬運介質中必須有能促使其穩定存在的護膠劑。自然界的腐殖酸被人們認為是最重要的護膠劑。在存在腐殖酸的情況下，膠體粒子被吸附在腐殖酸的大分子鏈上或網狀結構中，從而增加了膠體物質的穩定性。在搬運過程中，當膠體溶液被破壞時，便發生膠體的聚沉作用和溶膠向凝膠的轉變作用，並在重力作用下，逐漸沉積下來，導致膠體物質沉積分異作用的發生。發生膠體沉積分異作用的主要因素包括體系電解質濃度的提高和具有相反電荷的兩種膠體溶液相遇等。第一節沉積作用及沉積礦床的類型一、沉積分異作用的類型（2）膠體化學沉積分異作用。許多沉積粘土礦床、沉積鐵礦床、沉積錳礦床在海濱地帶形成，常與來自陸地的膠體溶液（搬運介質為電解質含量較低的淡水）與富含電解質的海水相混而引起的膠體聚沉作用有關。因海水具有大量的電解質，作為護膠劑的腐殖酸遇到海水中的Ca2+離子，便很快結合成為不穩定的腐殖酸鈣沉澱，從而破壞了護膠的作用，例如：第一節沉積作用及沉積礦床的類型一、沉積分異作用的類型（2）膠體化學沉積分異作用。膠體物質在電解質作用下，發生電性中和而聚沉。鐵、錳、鋁等的膠體，往往會圍繞石英等碎屑物質生成典型的鮞狀、豆狀等膠狀構造的礦石。這類成礦作用通常發生在海侵階段的早期。由於膠粒的表面積很大，表面能較高，在膠粒表面具有很強的吸附性能，因而它們總要選擇性地吸附溶液中的某些離子或交換吸附某些離子，以求達到動態平衡。自然界中膠體吸附現象是普遍存在的，這在成礦作用中同樣具有重要意義。例如：鐵膠體帶正電荷，它優先吸附溶液中的呈陰離子形式的As、Sb、P等；錳膠體帶負電荷，優先吸附溶液中的陽離子Li、K、Ba、Ni、Co、Cu、W等。這些被吸附的元素，隨著膠體的凝聚作用被一起沉澱下來。第一節沉積作用及沉積礦床的類型一、沉積分異作用的類型3.生物化學沉積分異作用——由生物或生物化學作用促使有機的或/和無機的成礦物質沉積分異的過程統稱生物化學沉積分異作用。簡言之，就是有生物參與的沉積分異作用。生物參與沉積成礦作用可以是直接的，也可以是間接的。第一節沉積作用及沉積礦床的類型一、沉積分異作用的類型3.生物化學沉積分異作用（1）生物直接參與沉積成礦作用，指由生物有機體本身或其分泌物、分解產物直接沉積分異的作用。許多沉積礦床的成礦物質直接來自生物有機體本身或其分泌物、分解產物，如煤中碳的集中，石油、天然氣、油葉岩中碳、氫的集中，矽藻土中矽的集中，磷塊岩中磷的集中以及生物灰岩中碳和鈣的集中等。生物對某些成礦元素的集中具有特別大的意義。由於生物機體的需要，能從介質中不斷吸取有關的元素或物質，使它們高度集中和分選，例如：一些海洋生物中某些元素的含量比海水高出幾十倍至幾十萬倍；F、B、K、S、Si、P一般高出幾十倍，Br、Sr、Fe、As、Ag高出幾百倍，Cu、I高出幾萬倍；Zn、Mn高出幾十萬倍。第一節沉積作用及沉積礦床的類型一、沉積分異作用的類型3.生物化學沉積分異作用（2）生物間接參與沉積成礦作用，指由生物有機體的分解產物，如H2S、O2、NH3、CH4等及腐殖酸等影響下，通過化學作用促使物質的搬運和沉積分異的作用。生物有機體分解的上述氣體可以改變介質的物理化學條件而促使金屬元素分異沉積，特別是一些親硫元素的沉澱富集，而腐殖酸是重要的護膠劑，對鐵、錳等膠體的搬運具有保護作用。近年來的研究表明，藻類和細菌對於沉積分異作用具有十分重要的意義，主要表現在聚集某些特定的成礦元素，改變介質的物理化學條件促使成礦元素沉澱，產生有機質，通過生物代謝作用改變元素的狀態等。第一節沉積作用及沉積礦床的類型二、沉積礦床的類型及特徵根據沉積成礦作用方式，可將沉積礦床它分為如下3種成因類型：（1）以機械沉積分異作用為主形成的沉積礦床稱為機械沉積礦床（clasticsedimentarydeposits或placerdeposits）。（2）以化學沉積分異作用為主形成的沉積礦床稱為化學沉積礦床（chemicalsedimentarydeposits），它可進一步分為膠體沉積礦床（colloidaldeposits）和蒸發沉積礦床（evaporites）。（3）以生物化學沉積分異作用為主形成的沉積礦床稱為生物化學沉積礦床（biochemicalsedimentarydeposits）。第一節沉積作用及沉積礦床的類型二、沉積礦床的類型及特徵必須指出，由於不同類型沉積成礦作用彼此常有緊密的聯繫，自然界中許多單個沉積礦床本身，其沉積成礦作用也往往會有多種方式（機械的、化學的或生物化學的），成礦物質來源也可以有多種來源（岩石的、礦石的、生物的、宇宙的等），因此確定某一沉積礦床的成因類型要依其主要沉積成礦作用而定。第一節沉積作用及沉積礦床的類型第二節機械沉積礦床機械沉積礦床指以機械沉積分異作用為主形成的沉積礦床。若有用物質為岩屑或礦塊者，稱為岩屑礦床；若有用物質為穩定礦物者，稱為砂礦床。機械沉積礦床一般指砂礦床。砂礦床按成因和沉積環境可分為殘積砂礦床、坡積砂礦床、洪積砂礦