矿床学全套课件

第一章

有关矿床的基本概念1.1礦石及其有關概念1)礦石：礦石是從礦體中開採出來的，從中可提取有用組份（元素、化合物或礦物）的礦物集合體。礦石一般由礦石礦物和脈石礦物兩部分組成。2)礦石礦物是指可被利用的金屬或非金屬礦物，也稱有用礦物，如鉻礦石中的鉻鐵礦，銅礦石中的黃銅礦、斑銅礦和孔雀石，石棉礦石中的石棉等；3)脈石礦物是指礦石中不能利用的礦物，也稱無用礦物。如鉻礦石中的橄欖石和輝石，銅礦石中的石英、絹雲母、綠泥石等，石棉礦石中的白雲石和方解石等。礦石礦物和脈石礦物的劃分是相對的。4)脈石一般泛指礦體中的無用物質，包括圍岩的碎塊、夾石和脈石礦物，它們通常在開採和選礦過程中被廢棄掉。5)夾石是指礦體內部不符合工業要求的岩石，它的厚度超過了允許的範圍，就得從礦體中剔除。礦體中圍岩碎塊和夾石的含量過多，就相對地降低了礦石的品位，一般常稱其為了礦石貧化。6)礦石品位：礦石中有用礦物或有用組份的含量稱為品位。礦石品位是衡量礦石品質好壞的主要標誌。礦石品位一般用重量百分比來表示。有些金屬礦石的品位，則是以其中的氧化物，如WO３、V2O5等的重量百分比表示；大多數非金屬礦物原料的品位，是以其中有用礦物或化合物的重量百分比表示，如鉀鹽、明礬石等；貴金屬礦石的品位一般以克／噸表示；原生金剛石礦石的品位，以毫克／噸表示；砂礦品位一般以克／立方米或公斤／立方米表示。在找礦勘探工作中，還常使用邊界品位和工業品位兩個名詞。邊界品位：指用來劃分礦與非礦界限的最低品位，如銅礦的邊界品位為0.2~0.3％，鉬礦為0.02~0.04％等。最低工業品位（簡稱工業品位）：指在當前能供開採和利用礦段或礦體的最低平均品位，只有礦段或礦體的平均品位達到工業品位時，才能計算工業儲量。相關鏈接工業品位主要決定於以下幾個因素：１）礦床的規模大小：礦床的規模愈大，工業品位要求愈低。如對鉬礦來說，大型礦床的工業品位為0.06％，而小型礦床則為0.2~0.3％左右。２）礦石綜合利用的可能性：如在斑岩型銅礦床中伴生的鉬，只要達到萬分之幾便可綜合利用。３）礦石的工藝技術條件：如菱鐵礦礦石就比磁鐵礦礦石的工業品位低，因在冶煉菱鐵礦礦石時，可以不加或少加熔劑。４）礦區的地理、經濟條件。7)礦石的工業品級：主要根據礦石中有益、有害組份含量而對礦石品質劃分的不同級別。某些非金屬礦石主要根據礦石的工藝技術特徵、用途和加工方法的不同加以劃分。8)礦石的結構構造：礦石的構造是指組成礦石的礦物集合體的特點，即礦物集合體的形態、相對大小及其空間相互的結合關係等所反映的形態特徵。礦石的結構是指礦石中礦物顆粒的特點，即礦物顆粒的形態、相對大小及其空間相互的結合關係等所反映的形態特徵。也包括礦物顆粒與礦物集合體的結合關係所反映的形態特徵。1.2礦體及其相關概念1)礦體與圍岩：礦體(orebody)是礦石的天然集合體，是礦床的主要組成部分，是開採和利用的對象。礦體的範圍可能通過肉眼觀察即可圈定，也可能必須通過化學分析才能確定。一個礦床往往是由多個礦體組成的。礦體具有一定的形態和產狀。圍岩(wallrock)：圍岩有兩重含義，一是指侵入體周圍的岩石，二是指礦體周圍的岩石。礦床學中的圍岩主要指後者。礦體與圍岩的邊界一般是通過系統採樣分析後圈定的。夾石(horsestone):指礦體內部不能利用的不符合工業要求的岩石。區別：圍岩位於礦體之外，夾石位於礦體之內，超過一定的厚度(夾石剔除厚度)。2)礦體的形態：根據礦體在三度空間長度比例的不同，可將礦體的形狀分為三種最基本的類型。

A．等軸狀礦體指三軸在三度空間大致均衡延伸的礦體。按其規模又有不同名稱，直徑達數十米以上的稱為礦瘤；直徑只有幾米的稱為礦巢；直徑更小的是礦囊和礦袋、礦包等。如果礦體在一個方向上較短，並且中厚邊薄，即成為凸鏡體或扁豆體。這類礦體在同生礦床或後生礦床中都很常見。B．板狀礦體:二向延伸較大（長度和寬度），而第三方向（厚度）較小的礦體，稱為礦脈或礦層。礦脈是產在各種岩石裂隙中的板狀礦體，屬典型的後生礦床。礦層一般是指沉積生成的板狀礦體，礦體與岩層是在相同的地質作用下同時形成的。因此二者的產狀一致。C．柱狀礦體是指一個方向（大多是垂直方向）延深很大，而另外兩個方向延伸較小的礦體，通常稱為柱狀、筒狀或管狀礦體。如阿紮尼亞和蘇聯的原生金剛石礦床的管狀礦體，直徑可達數百米，延深很大。一般金屬礦床的柱狀礦體，其橫截面直徑以幾米到幾十米的最為普遍。

實際上，有許多礦體的形狀介於等軸狀與板狀之間，或介於板狀與柱狀之間，如透鏡體或扁豆體。又有些礦體的形狀很不規則，例如網狀礦脈和梯狀礦脈，還有其他複雜形狀的礦體。3)礦體的產狀

礦體的產狀是指礦體產出的空間位置和地質環境，包括以下內容：A.礦體的空間位置

一般是由礦體的走向、傾向和傾角，即礦體的產狀要素來確定的。但對凸鏡狀、扁豆狀以及柱狀礦體等，除了測量其走向、傾向和傾角外，還要測量它們的側伏角和傾伏角，以便準確地判定它們的空間位置。B．礦體的埋藏情況是指礦體出露地表還是隱伏於地下、埋藏深度如何等。如礦體大部分出露地表，或由於產出淺經剝離後可以開採的，稱為露天礦。而完全隱伏的稱為隱伏礦，也稱盲礦體。C．礦體與岩漿岩的空間關係是指礦體產於岩體內，還是產在接觸帶或位於侵入體的圍岩之中。D．礦體與圍岩層理、片理的關係礦體是沿層理、片理呈整合產出，還是穿切層理或片理。

E．礦體與地質構造的空間關係是指礦體產於構造中的部位，與褶皺和斷裂在空間上的聯繫等。影響礦體形態和產狀的地質因素很多，其中礦床的成因、圍岩性質以及構造條件具有決定性的意義4)母岩和主岩：母岩(motherrock)是指提供成礦物質來源的岩石，如從鎂質超基性岩中通過結晶作用形成了鉻鐵礦，那麼鎂質超基性岩即可稱為鉻鐵礦的母岩。主岩(hostrock)指礦體賦存的岩石，它沒有成因意義，僅指與礦體的空間位置關係。1.3礦床及其有關概念1)坯胎礦或礦胎(protore)：指金屬礦物或成礦元素初步富集，但未達到工業品位要求的地質體。經表生或其他地質作用後，成礦元素可以進一步富集形成礦床。2)同生礦床和後生礦床A.同生礦床

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。例如由沉積作用形成的沉積礦床以及在岩漿結晶分異過程中形成的岩漿分結礦床等，都屬同生礦床。

B.後生礦床

指礦體的形成明顯地晚於圍岩的一類礦床。礦體和圍岩是由不同地質作用和在不同時間形成的。例如沿地層層理面產出的或穿切層理的各種熱液礦脈，屬後生礦床。它們是岩層形成後，含礦熱液在其裂隙中以充填或交代的方式形成的。C.疊生礦床：指先期形成同生礦床之後，又疊加了晚期的後生礦床。如內蒙古白雲鄂博的稀土－鈮－鐵礦床，早在中元古代形成了沉積型含稀土的貧鐵礦床，其後在海西期又疊加了與花崗岩有關的稀土－鈮礦化，使其經濟價值更高。疊生礦床屬於“多因複成礦床”。3)

礦床的成因類型與工業類型

A.礦床的成因類型：按照礦床的形成作用和成因劃分的礦床類型，如岩漿礦床、熱液礦床、沉積礦床、變質礦床等。

B.礦床的工業類型：一般把作為某種礦產的主要來源，在工業上起重要作用的礦床類型，稱為礦床工業類型。礦床工業類型是在礦床成因類型基礎上，從工業利用的角度來進行礦床的分類。4)決定礦床工業價值的因素

A.礦床本身的特徵和性質包括礦體的形態、產狀和儲量，礦石的品質（品位、有益和有害組份含量），礦石綜合利用價值和礦床開採、選礦、冶煉技術條件等。對非金屬礦床，不僅要注意礦床的儲量和品位，而且要注意有用礦物的物理性質、化學性質以及工藝技術特點，有時這方面的因素，還是評價礦床的主要因素。1.1礦石及其有關概念1)礦石：礦石是從礦體中開採出來的，從中可提取有用組份（元素、化合物或礦物）的礦物集合體。礦石一般由礦石礦物和脈石礦物兩部分組成。2)礦石礦物是指可被利用的金屬或非金屬礦物，也稱有用礦物，如鉻礦石中的鉻鐵礦，銅礦石中的黃銅礦、斑銅礦和孔雀石，石棉礦石中的石棉等；3)脈石礦物是指礦石中不能利用的礦物，也稱無用礦物。如鉻礦石中的橄欖石和輝石，銅礦石中的石英、絹雲母、綠泥石等，石棉礦石中的白雲石和方解石等。礦石礦物和脈石礦物的劃分是相對的。4)脈石一般泛指礦體中的無用物質，包括圍岩的碎塊、夾石和脈石礦物，它們通常在開採和選礦過程中被廢棄掉。5)夾石是指礦體內部不符合工業要求的岩石，它的厚度超過了允許的範圍，就得從礦體中剔除。礦體中圍岩碎塊和夾石的含量過多，就相對地降低了礦石的品位，一般常稱其為了礦石貧化。6)礦石品位：礦石中有用礦物或有用組份的含量稱為品位。礦石品位是衡量礦石品質好壞的主要標誌。礦石品位一般用重量百分比來表示。有些金屬礦石的品位，則是以其中的氧化物，如WO３、V2O5等的重量百分比表示；大多數非金屬礦物原料的品位，是以其中有用礦物或化合物的重量百分比表示，如鉀鹽、明礬石等；貴金屬礦石的品位一般以克／噸表示；原生金剛石礦石的品位，以毫克／噸表示；砂礦品位一般以克／立方米或公斤／立方米表示。在找礦勘探工作中，還常使用邊界品位和工業品位兩個名詞。邊界品位：指用來劃分礦與非礦界限的最低品位，如銅礦的邊界品位為0.2~0.3％，鉬礦為0.02~0.04％等。最低工業品位（簡稱工業品位）：指在當前能供開採和利用礦段或礦體的最低平均品位，只有礦段或礦體的平均品位達到工業品位時，才能計算工業儲量。相關鏈接工業品位主要決定於以下幾個因素：１）礦床的規模大小：礦床的規模愈大，工業品位要求愈低。如對鉬礦來說，大型礦床的工業品位為0.06％，而小型礦床則為0.2~0.3％左右。２）礦石綜合利用的可能性：如在斑岩型銅礦床中伴生的鉬，只要達到萬分之幾便可綜合利用。３）礦石的工藝技術條件：如菱鐵礦礦石就比磁鐵礦礦石的工業品位低，因在冶煉菱鐵礦礦石時，可以不加或少加熔劑。４）礦區的地理、經濟條件。7)礦石的工業品級：主要根據礦石中有益、有害組份含量而對礦石品質劃分的不同級別。某些非金屬礦石主要根據礦石的工藝技術特徵、用途和加工方法的不同加以劃分。8)礦石的結構構造：礦石的構造是指組成礦石的礦物集合體的特點，即礦物集合體的形態、相對大小及其空間相互的結合關係等所反映的形態特徵。礦石的結構是指礦石中礦物顆粒的特點，即礦物顆粒的形態、相對大小及其空間相互的結合關係等所反映的形態特徵。也包括礦物顆粒與礦物集合體的結合關係所反映的形態特徵。1.2礦體及其相關概念1)礦體與圍岩：礦體(orebody)是礦石的天然集合體，是礦床的主要組成部分，是開採和利用的對象。礦體的範圍可能通過肉眼觀察即可圈定，也可能必須通過化學分析才能確定。一個礦床往往是由多個礦體組成的。礦體具有一定的形態和產狀。圍岩(wallrock)：圍岩有兩重含義，一是指侵入體周圍的岩石，二是指礦體周圍的岩石。礦床學中的圍岩主要指後者。礦體與圍岩的邊界一般是通過系統採樣分析後圈定的。夾石(horsestone):指礦體內部不能利用的不符合工業要求的岩石。區別：圍岩位於礦體之外，夾石位於礦體之內，超過一定的厚度(夾石剔除厚度)。2)礦體的形態：根據礦體在三度空間長度比例的不同，可將礦體的形狀分為三種最基本的類型。

A．等軸狀礦體指三軸在三度空間大致均衡延伸的礦體。按其規模又有不同名稱，直徑達數十米以上的稱為礦瘤；直徑只有幾米的稱為礦巢；直徑更小的是礦囊和礦袋、礦包等。如果礦體在一個方向上較短，並且中厚邊薄，即成為凸鏡體或扁豆體。這類礦體在同生礦床或後生礦床中都很常見。B．板狀礦體:二向延伸較大（長度和寬度），而第三方向（厚度）較小的礦體，稱為礦脈或礦層。礦脈是產在各種岩石裂隙中的板狀礦體，屬典型的後生礦床。礦層一般是指沉積生成的板狀礦體，礦體與岩層是在相同的地質作用下同時形成的。因此二者的產狀一致。C．柱狀礦體是指一個方向（大多是垂直方向）延深很大，而另外兩個方向延伸較小的礦體，通常稱為柱狀、筒狀或管狀礦體。如阿紮尼亞和蘇聯的原生金剛石礦床的管狀礦體，直徑可達數百米，延深很大。一般金屬礦床的柱狀礦體，其橫截面直徑以幾米到幾十米的最為普遍。

實際上，有許多礦體的形狀介於等軸狀與板狀之間，或介於板狀與柱狀之間，如透鏡體或扁豆體。又有些礦體的形狀很不規則，例如網狀礦脈和梯狀礦脈，還有其他複雜形狀的礦體。3)礦體的產狀

礦體的產狀是指礦體產出的空間位置和地質環境，包括以下內容：A.礦體的空間位置

一般是由礦體的走向、傾向和傾角，即礦體的產狀要素來確定的。但對凸鏡狀、扁豆狀以及柱狀礦體等，除了測量其走向、傾向和傾角外，還要測量它們的側伏角和傾伏角，以便準確地判定它們的空間位置。B．礦體的埋藏情況是指礦體出露地表還是隱伏於地下、埋藏深度如何等。如礦體大部分出露地表，或由於產出淺經剝離後可以開採的，稱為露天礦。而完全隱伏的稱為隱伏礦，也稱盲礦體。C．礦體與岩漿岩的空間關係是指礦體產於岩體內，還是產在接觸帶或位於侵入體的圍岩之中。D．礦體與圍岩層理、片理的關係礦體是沿層理、片理呈整合產出，還是穿切層理或片理。E．礦體與地質構造的空間關係是指礦體產於構造中的部位，與褶皺和斷裂在空間上的聯繫等。影響礦體形態和產狀的地質因素很多，其中礦床的成因、圍岩性質以及構造條件具有決定性的意義4)母岩和主岩：母岩(motherrock)是指提供成礦物質來源的岩石，如從鎂質超基性岩中通過結晶作用形成了鉻鐵礦，那麼鎂質超基性岩即可稱為鉻鐵礦的母岩。主岩(hostrock)指礦體賦存的岩石，它沒有成因意義，僅指與礦體的空間位置關係。1.3礦床及其有關概念1)坯胎礦或礦胎(protore)：指金屬礦物或成礦元素初步富集，但未達到工業品位要求的地質體。經表生或其他地質作用後，成礦元素可以進一步富集形成礦床。2)同生礦床和後生礦床A.同生礦床

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。例如由沉積作用形成的沉積礦床以及在岩漿結晶分異過程中形成的岩漿分結礦床等，都屬同生礦床。

B.後生礦床

指礦體的形成明顯地晚於圍岩的一類礦床。礦體和圍岩是由不同地質作用和在不同時間形成的。例如沿地層層理面產出的或穿切層理的各種熱液礦脈，屬後生礦床。它們是岩層形成後，含礦熱液在其裂隙中以充填或交代的方式形成的。C.疊生礦床：指先期形成同生礦床之後，又疊加了晚期的後生礦床。如內蒙古白雲鄂博的稀土－鈮－鐵礦床，早在中元古代形成了沉積型含稀土的貧鐵礦床，其後在海西期又疊加了與花崗岩有關的稀土－鈮礦化，使其經濟價值更高。疊生礦床屬於“多因複成礦床”。3)

礦床的成因類型與工業類型

A.礦床的成因類型：按照礦床的形成作用和成因劃分的礦床類型，如岩漿礦床、熱液礦床、沉積礦床、變質礦床等。

B.礦床的工業類型：一般把作為某種礦產的主要來源，在工業上起重要作用的礦床類型，稱為礦床工業類型。礦床工業類型是在礦床成因類型基礎上，從工業利用的角度來進行礦床的分類。4)決定礦床工業價值的因素

A.礦床本身的特徵和性質包括礦體的形態、產狀和儲量，礦石的品質（品位、有益和有害組份含量），礦石綜合利用價值和礦床開採、選礦、冶煉技術條件等。對非金屬礦床，不僅要注意礦床的儲量和品位，而且要注意有用礦物的物理性質、化學性質以及工藝技術特點，有時這方面的因素，還是評價礦床的主要因素。B.市場需求礦產的國內、國際市場價格、供求情況是礦床工業價值的重要因素。C.國民經濟和國防建設對礦產的要求主要包括經濟建設和國防建設計畫中對各類礦產的需要數量，礦床的地理分佈，該地區的發展遠景計畫等。D.礦區的經濟國素如動力資源、水文地質和工程地質條件、交通運輸以及糧食、勞動力供應等。第二章

成礦作用總論2.1元素的分佈與遷移富集1.地球圈層構造與成礦作用的關係根據地球物理（人工地震）方法研究，地球內部具有圈層構造。地球從外到裏可分為地殼、地幔和地核。地核又分為內核和外核；地幔又分為上地幔和下地幔；上地幔上部有一個軟流圈，該圈以上部分稱地幔岩層，主要有純橄欖岩組成，故又稱純橄欖岩層，或稱矽鎂鐵層。地殼在大陸和大洋是有差異的。大陸地殼由上而下分為沉積層、矽鋁層（花崗岩層）和矽鎂層（玄武岩層或矽鐵鎂層）；大洋地殼則缺少矽鋁層。上地幔軟流圈以上部分與地殼合稱岩石圈。從經濟學的角度考慮，礦床主要指的是地殼淺層的經濟地質體；所以所謂的成礦作用也主要針對淺部。地球深部圈層（地核、下地幔）對於成礦作用在物質上很難起重要的作用，但可以通過深部構造和熱力作用影響淺層。成礦物質主要來源於地殼和上地幔，尤其是地殼。地殼內部的成礦作用表現為內生成礦作用：如與岩漿活動有關的成礦作用或與變質作用有關的成礦作用等。地殼表層的成礦作用則表現為外生成礦作用：如沉積成礦作用、風化成礦作用等。2.元素的分佈元素在地殼中的豐度值（abundance）稱克拉克值。由於元素的地球化學性質的不同，它們在地殼和地幔間的分佈特徵也有差異，具體表現如下：1)各種元素的分佈量相差極為懸殊，O,Si,Al,Fe,Ca,Na,Mg等7元素分別占地殼和上地幔總成分的99.4％和99.11％。這些元素是地殼中各類岩石的基本成分，故稱造岩元素。其他85種元素分佈量總計不到1％。2)地殼與上地幔之間的分佈不平衡，有一定的規律。上地幔富集（n～10+n倍）鐵族元素（Fe,Cr,Co,Ni）和鉑族元素（Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt）和Mg；3)地殼中富集(n～10+n倍)稀有元素Li,Be,Nb,Ta等、稀土元素以及放射性元素U,Th,Ra等。揮發份元素S,P,F,Cl,B等元素在地殼中的分佈量比地幔中高2～4倍。3.元素的遷移與富集

1)元素在地殼和上地幔中的含量不是固定不變的，其運動的結果，導致元素的分散或集中，這種現象或過程稱為元素的遷移。2)В.И.維爾納茨基提出“濃度克拉克值”的概念，指某元素在某一地質體（礦床、岩體或礦物等）中的平均含量與克拉克值的比值。3)元素在地殼中集中到能成為礦床的程度，可用濃度係數來表示。所謂濃度係數即是工業品位與該元素的克拉克值之比。相關鏈接鐵的克拉克值為5.8％，工業品位為30％，則濃度係數為5，說明地殼中的鐵必須富集5倍以上時，才能成為礦床。銅的克拉克值為<0.006％，工業品位為0.5％，必須富集80倍才能成為礦床。稀有金屬和貴金屬，要達到工業要求，必須比其克拉克值富集幾百倍至幾千倍。如鉬需461倍，汞需10000倍，鉍需1250000倍。元素克拉克值（％）工業品位（％）濃度係數元素克拉克值（％）工業品位（％）濃度係數Al8.325～3Pb1.2×10-31833Fe5.830～5Be1.3×10-40.43076Ti0.6410～16As2.2×10-429090Mn0.1320154B7.6×10-456578Cr0.01110909Mo1.3×10-40.06461V0.0140.536Sb6×10-51.525000Cu0.00630.579Bi4×10-70.51250000Ni0.00890.334Ag8×10-60.022500Li0.00210.5238Hg8×10-60.0810000Zn0.00942213Au4×10-70.0012500Sn1.7×10-40.21176Pt5×10-60.0001530Co0.00250.03122.2成礦作用

成礦作用即是在地球的演化過程中，使分散在地殼和上地幔中的化學元素，在一定的地質環境中相對富集而形成礦床的作用。它是地質作用的一部分。所以成礦作用與地質作用一樣，按作用的性質和能量來源，可劃分內生成礦作用、外生成礦作用和變質成礦作用三大類，相應地形成內生礦床，外生礦床和變質礦床。1)內生成礦作用主要是由地球內部熱能的影響導致形成礦床的各種地質作用。內生成礦作用除了能到達地表的火山和溫泉外，都是在地殼不同深度、不同壓力、不同溫度和不同地質構造條件下進行的。總的來說，內生礦床多數是在較高溫度和較大壓力下，在地殼深處形成的。內生成礦作用按其物理化學條件不同，可分為岩漿成礦作用、偉晶成礦作用、接觸交代成礦作用和熱液成礦作用。2)外生成礦作用主要是指在太陽能的影響下，在岩石圈上部、水圈、氣圈和生物圈的相互作用過程中，導致在地殼表層形成礦床的各種地質作用。外生礦床的成礦物質主要來源於地表的礦物、岩石和礦床、生物有機體、火山噴發物，部分可來自星際物質（隕石）。外生成礦作用可分為風化成礦作用和沉積成礦作用兩大類。根據成礦地質條件又再分為若干亞類。3)變質成礦作用原已存在的岩石或礦床，由於地質環境的改變，特別是經過深埋或其他熱動力事件，它們的礦物成分、化學成分、物理性質以及構造結構等發生改變，使原來的礦床經受強烈的改造，甚至產生某種有用礦物的富集而形成新礦床，或者成為具有另一種工藝性質的礦床，這些都稱為變質礦床。變質成礦作用，按其產生的地質環境不同，可分為接觸變質成礦作用、區域變質成礦作用和混合岩化成礦作用三類。4)疊生成礦作用這是一種複合的成礦作用，在自然界也是經常發生的。即在先期形成的礦床或含礦建造的基礎上，又有後期成礦作用的疊加。這樣，不但對原來礦床或含礦建造有所改造，並有新的成礦物質的加入。“層控礦床”，也認識為是疊生成礦作用的產物。一般認為是在層狀含礦建造（礦源層）之上，有後期內生作用的影響，使成礦物質發生活化轉移，並在附近的適宜構造條件下富集成為礦床。2.3成礦作用的基本條件1.影響礦床形成的主要因素1)元素的分佈量元素在地殼（或岩石圈）的平均含量，與礦床的形成有一定的內在聯繫。它影響元素的成礦幾率；工業品位的高低；元素的濃度係數礦床規模劃分的標準世界保有的探明金屬儲量與陸殼金屬總量的比值金屬成礦元素CuMoFePbZn探明儲量占陸殼金屬總量比值7×10-73×10-78.8×10-64.8×10-71.28×10-7金屬成礦元素AuAgTiAlW探明儲量占陸殼金屬總量比值4.2×10-71.57×10-71.2×10-98.2×10-91.33×10-9元素分佈量與礦床品位、儲量、規模要求的關係元素克拉克值最低工業品位濃度係數世界探明儲量(百萬噸)大型礦床儲量要求Fe5.63%25%4.44800000>10億噸Al8.23%Al2O340%2.410000>1000萬噸Ti0.57%8%142000>10萬噸Cr0.01%Cr2O332%16003000>100萬噸Cu0.0055%0.4%72.7800>50萬噸W0.00015%0.16%1066.73.0(WO3)>4萬噸Ag7×10-840g/t571.60.2>2000噸Au3×10-93g/t10000.035>20萬噸2)元素本身的地球化學性質原子或離子的電子殼層構型、離子半徑、電價、電負性等，是影響元素分散與集中的內因。在一定的地質－物理化學條件下，不同類型的元素可以出現不同的地球化學行為，而地球化學行為性質相近的元素，可以呈現相似的地球化學行為，並在同一礦床中出現。(1)電子殼層構型：按電子殼層結構分為：惰性氣體型離子（外層電子數為8和2）——具有親氧性質，比較集中於地球表層，在酸性岩和鹼性岩中富集；銅型離子（外層電子數為18）——具親硫性質，與硫親和力大，集中與地球中間帶，在中性－中酸性岩中富集，可形成獨立硫化物礦物，或為典型的分散元素；過渡型離子（外層電子數8～18）——具親鐵性質，介於前兩類之間，有時以混入物的形式進入基性超基性岩的矽酸鹽礦物中，有時以氧化物形式富集成礦。(2)離子電位：離子電位是衡量電場強度大學、表示吸引或排斥電荷能量的參量。離子電位＝W/Ri，其中W為離子電價，Ri為離子半徑。離子電位大小可以衡量元素的酸鹼性以及極化效應，可以表明形成絡陰離子能量的高低。元素Ti4+Be2+Al3+Zr4+Th4+Sc3+Y3+Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+離子電位6.255.885.264.603.643.612.832.561.891.571.40元素Li+Na+K+Rb+Cs+Cu+Ag+Zn2+Mo6+W6+離子電位1.281.020.750.670.611.020.891.643.113.05(3)電負性：指原子在分子中吸引電子的能力，是元素電離能（IA）和電子親合勢（EA）的平均值，即電負性XM=(EA+TA)/2。兩個相互作用的原子，電負性相差越大，則鍵的離子性百分率越大，越容易形成離子鍵；反之越容易形成共價鍵。3)成礦體系的物理化學條件這是影響成礦過程中元素遷移富集行為的外在因素，如溫度、壓力、各種組份的濃度（活度）、pH值、Eh值，以及生物和生物化學作用等。由於成礦過程總是發生在一定的地質環境中，因此地質環境必然對成礦作用產生中段影響。這種影響往往是通過成礦體系物理化學特徵的改變顯示出來。2。成礦作用發生的基本條件成礦作用的基本條件歸結起來為三個方面：源、移、儲1)源即物質來源，也可引申至能量來源。①成礦物質來源：參與成礦的元素、離子、化合物等的來源。如硫化銅礦（黃銅礦CuFeS2、斑銅礦Cu5FeS4、輝銅礦Cu2S）的成礦物質主要包括Cu、S的來源。②成礦所需的介質（常為水介質）來源。成礦介質包括水和其他揮發組份，對於岩漿礦床則為岩漿。③能量即成礦物質及介質運移的動力來源，主要為熱力、壓力和重力等。2)移（或稱“運”）即物質遷移所需的條件，包括通道、動力①通道：成礦物質、介質（熱液）流動遷移的通道，一般為裂隙、孔隙、溶洞等。②動力：含礦介質（包括熱液、岩漿等）遷移的動力。3)儲即成礦物質聚集、定位形成礦體的條件，包括空間、環境條件等①空間：有利的構造條件（圈閉構造）、容礦空間（孔隙、裂隙等）。②環境條件：有利的岩性條件（地層條件）、物理化學條件等。2.4成礦作用方式在成礦過程中，成礦元素絕大部分是呈固體礦物出現的，但也有一些成礦物質呈氣體和液體產出。在自然界中，元素聚合成礦石礦物的方式是多種多樣的，主要有結晶作用、化學作用、交代作用、離子交換及類質同象置換作用。1.結晶作用

1)岩漿結晶作用岩漿是一種以矽酸鹽為主的熔融體。當岩漿冷凝到一定程度時，達到了其中某一礦物的飽和點，礦物就會從岩漿中結晶出來。

2)凝華作用岩漿的熱能使一些易揮發的物質氣化，並沿著裂隙逸散，它們在火山口、噴氣孔或者淺成侵入體周圍，直接結晶形成凝華物，如火山口附近的自然硫等。

3)蒸發作用在天然鹽池中，當海水或湖水受蒸發而逐漸濃縮，鹽在溶液中的濃度不斷增加，最後達到飽和而結晶出來。2.化學作用有些礦石礦物不是由結晶作用，而是由化學反應生成的。

1)化合作用各種氣體、液體和固體相互之間，發生化學反應而形成礦物。如火山噴氣，含有許多有用元素和化合物，在與大氣相混合的過程中，可發生化學反應，促使一些礦物的生成，如：

2H2S十O2＝2S+2H2O(氣)(氣)(固)2FeCl3十3H2O＝Fe2O3十6HCl(氣)(水蒸氣)(固)2)膠體化學作用

膠體質點帶有一定的正或負的電荷。當分散質點，由於某種原因失去電荷而變為電性中和時，質點失去了相互的排斥力，開始發生凝聚作用，結合成較大微粒，並在重力作用下陸續沉澱下來。例如葡萄狀、腎狀、豆狀、結核狀的鋁土礦、褐鐵礦、赤鐵礦等，都是膠體凝聚形成的。使膠體凝聚的條件可以是：電解質的加入、物理化學條件的改變等。3)生物化學作用生物對某些成礦物質的聚集具有重要意義，如煤和石油的原始物質是生物遺骸。矽藻土是由矽藻死亡後堆積而成；生物灰岩由生物殘骸堆積而成；某些磷塊岩，特別是鳥糞磷礦，是由生物排泄物或遺體堆積而成。3.交代作用所謂交代作用，即是溶液與岩石在接觸過程中，發生了一些組份的帶入和另一些組份帶出的地球化學作用，因此也稱為置換作用。在整個反應過程中，岩石基本上保持固態，並且交代前後的岩石總體積基本不變。通過交代作用，可以形成新的交代岩石或交代礦體，其中常保存著原有礦物或岩石的殘留體、構造和結構以及出現礦物假像等，這些都是交代作用的明顯標誌。4.離子交換及類質同象置換作用

離子交換這種成礦方式，在內生和外生作用中都廣泛存在。如岩漿中鈮鐵礦或鉭鐵礦的生成：2Na(Nb,Ta)O8+Fe2+矽酸鹽，通過離子交換形成Fe(Nb,Ta)2O8+2Na+矽酸鹽。

特例：類質同象置換作用可通過原子、分子、離子以及絡陰離子的交換而生成，但不改變晶體構造類型，仍保持離子正負電荷平衡現象。這種作用在成礦中也有一定的意義。如黃鐵礦：Fe2+←Co2+,Ni2+；閃鋅礦：Zn2+←Cd2+等等。2.5礦床的成因分類礦床的成因分類反映人類對礦床成因和成礦過程的認識程度，也是人類對礦床研究成果的高度概括。在分類中，一級劃分是與三大類地質作用相對應的。二級劃分是按照在一定地質環境下的主要成礦作用系列來劃分的。三級劃分根據各類礦床的主要特徵和標誌，或按成礦方式、或按含礦建造、或按成礦環境來加以區分，有一定靈活性。如岩漿分結礦床、岩漿熔離礦床、岩漿爆發礦床，等等。四級劃分一般均按礦石建造。2.1元素的分佈與遷移富集1.地球圈層構造與成礦作用的關係根據地球物理（人工地震）方法研究，地球內部具有圈層構造。地球從外到裏可分為地殼、地幔和地核。其中地核又分為內核和外核，地幔又分為上地幔和下地幔。上地幔上部有一個軟流圈，該圈以上部分稱地幔岩層，主要有純橄欖岩組成，故又稱純橄欖岩層，或稱矽鎂鐵層。地殼在大陸和大洋是有差異的。大陸地殼由上而下分為沉積層、矽鋁層（花崗岩層）和矽鎂層（玄武岩層或矽鐵鎂層）；大洋地殼則缺少矽鋁層。上地幔軟流圈以上部分與地殼合稱岩石圈。從經濟學的角度考慮，礦床主要指的是地殼淺層的經濟地質體，所以所謂的成礦作用也主要針對淺部。地球深部圈層（地核、下地幔）對於成礦作用在物質上很難起重要的作用，但可以通過深部構造和熱力作用影響淺層。成礦物質主要來源於地殼和上地幔，尤其是地殼。地殼內部的成礦作用表現為內生成礦作用：如與岩漿活動有關的成礦作用或與變質作用有關的成礦作用等。地殼表層的成礦作用則表現為外生成礦作用：如沉積成礦作用、風化成礦作用等。2.元素的分佈元素在地殼中的豐度值（abundance）稱克拉克值。由於元素的地球化學性質的不同，它們在地殼和地幔間的分佈特徵也有差異，具體表現如下：1)各種元素的分佈量相差極為懸殊，O,Si,Al,Fe,Ca,Na,Mg等7元素分別占地殼和上地幔總成分的99.4％和99.11％。這些元素是地殼中各類岩石的基本成分，故稱造岩元素。其他85種元素分佈量總計不到1％。2)地殼與上地幔之間的分佈不平衡，有一定的規律。上地幔富集（n～10+n倍）鐵族元素（Fe,Cr,Co,Ni）和鉑族元素（Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt）和Mg；3)地殼中富集(n～10+n倍)稀有元素Li,Be,Nb,Ta等、稀土元素以及放射性元素U,Th,Ra等。揮發份元素S,P,F,Cl,B等元素在地殼中的分佈量比地幔中高2～4倍。3.元素的遷移與富集

1)元素在地殼和上地幔中的含量不是固定不變的，其運動的結果，導致元素的分散或集中，這種現象或過程稱為元素的遷移。2)В.И.維爾納茨基提出“濃度克拉克值”的概念，指某元素在某一地質體（礦床、岩體或礦物等）中的平均含量與克拉克值的比值。3)元素在地殼中集中到能成為礦床的程度，可用濃度係數來表示。所謂濃度係數即是工業品位與該元素的克拉克值之比。相關鏈接鐵的克拉克值為5.8％，工業品位為30％，則濃度係數為5，說明地殼中的鐵必須富集5倍以上時，才能成為礦床。銅的克拉克值為<0.006％，工業品位為0.5％，必須富集80倍才能成為礦床。稀有金屬和貴金屬，要達到工業要求，必須比其克拉克值富集幾百倍至幾千倍。如鉬需461倍，汞需10000倍，鉍需1250000倍。元素克拉克值（％）工業品位（％）濃度係數元素克拉克值（％）工業品位（％）濃度係數Al8.325～3Pb1.2×10-31833Fe5.830～5Be1.3×10-40.43076Ti0.6410～16As2.2×10-429090Mn0.1320154B7.6×10-456578Cr0.01110909Mo1.3×10-40.06461V0.0140.536Sb6×10-51.525000Cu0.00630.579Bi4×10-70.51250000Ni0.00890.334Ag8×10-60.022500Li0.00210.5238Hg8×10-60.0810000Zn0.00942213Au4×10-70.0012500Sn1.7×10-40.21176Pt5×10-60.0001530Co0.00250.03122.2成礦作用

成礦作用即是在地球的演化過程中，使分散在地殼和上地幔中的化學元素，在一定的地質環境中相對富集而形成礦床的作用。它是地質作用的一部分。所以成礦作用與地質作用一樣，按作用的性質和能量來源，可劃分內生成礦作用、外生成礦作用和變質成礦作用三大類，相應地形成內生礦床，外生礦床和變質礦床。1)內生成礦作用主要是由地球內部熱能的影響導致形成礦床的各種地質作用。內生成礦作用除了能到達地表的火山和溫泉外，都是在地殼不同深度、不同壓力、不同溫度和不同地質構造條件下進行的。總的來說，內生礦床多數是在較高溫度和較大壓力下，在地殼深處形成的。內生成礦作用按其物理化學條件不同，可分為岩漿成礦作用、偉晶成礦作用、接觸交代成礦作用和熱液成礦作用。2)外生成礦作用主要是指在太陽能的影響下，在岩石圈上部、水圈、氣圈和生物圈的相互作用過程中，導致在地殼表層形成礦床的各種地質作用。外生礦床的成礦物質主要來源於地表的礦物、岩石和礦床、生物有機體、火山噴發物，部分可來自星際物質（隕石）。外生成礦作用可分為風化成礦作用和沉積成礦作用兩大類。根據成礦地質條件又再分為若干亞類。3)變質成礦作用原已存在的岩石或礦床，由於地質環境的改變，特別是經過深埋或其他熱動力事件，它們的礦物成分、化學成分、物理性質以及構造結構等發生改變，使原來的礦床經受強烈的改造，甚至產生某種有用礦物的富集而形成新礦床，或者成為具有另一種工藝性質的礦床，這些都稱為變質礦床。變質成礦作用，按其產生的地質環境不同，可分為接觸變質成礦作用、區域變質成礦作用和混合岩化成礦作用三類。4)疊生成礦作用這是一種複合的成礦作用，在自然界也是經常發生的。即在先期形成的礦床或含礦建造的基礎上，又有後期成礦作用的疊加。這樣，不但對原來礦床或含礦建造有所改造，並有新的成礦物質的加入。“層控礦床”，也認識為是疊生成礦作用的產物。一般認為是在層狀含礦建造（礦源層）之上，有後期內生作用的影響，使成礦物質發生活化轉移，並在附近的適宜構造條件下富集成為礦床。2.3成礦作用的基本條件1.影響礦床形成的主要因素1)元素的分佈量元素在地殼（或岩石圈）的平均含量，與礦床的形成有一定的內在聯繫。它影響元素的成礦幾率；工業品位的高低；元素的濃度係數礦床規模劃分的標準世界保有的探明金屬儲量與陸殼金屬總量的比值金屬成礦元素CuMoFePbZn探明儲量占陸殼金屬總量比值7×10-73×10-78.8×10-64.8×10-71.28×10-7金屬成礦元素AuAgTiAlW探明儲量占陸殼金屬總量比值4.2×10-71.57×10-71.2×10-98.2×10-91.33×10-9元素分佈量與礦床品位、儲量、規模要求的關係元素克拉克值最低工業品位濃度係數世界探明儲量(百萬噸)大型礦床儲量要求Fe5.63%25%4.44800000>10億噸Al8.23%Al2O340%2.410000>1000萬噸Ti0.57%8%142000>10萬噸Cr0.01%Cr2O332%16003000>100萬噸Cu0.0055%0.4%72.7800>50萬噸W0.00015%0.16%1066.73.0(WO3)>4萬噸Ag7×10-840g/t571.60.2>2000噸Au3×10-93g/t10000.035>20萬噸2)元素本身的地球化學性質原子或離子的電子殼層構型、離子半徑、電價、電負性等，是影響元素分散與集中的內因。在一定的地質－物理化學條件下，不同類型的元素可以出現不同的地球化學行為，而地球化學行為性質相近的元素，可以呈現相似的地球化學行為，並在同一礦床中出現。(1)電子殼層構型：按電子殼層結構分為：惰性氣體型離子（外層電子數為8和2）——具有親氧性質，比較集中於地球表層，在酸性岩和鹼性岩中富集；銅型離子（外層電子數為18）——具親硫性質，與硫親和力大，集中與地球中間帶，在中性－中酸性岩中富集，可形成獨立硫化物礦物，或為典型的分散元素；過渡型離子（外層電子數8～18）——具親鐵性質，介於前兩類之間，有時以混入物的形式進入基性超基性岩的矽酸鹽礦物中，有時以氧化物形式富集成礦。(2)離子電位：離子電位是衡量電場強度大學、表示吸引或排斥電荷能量的參量。離子電位＝W/Ri，其中W為離子電價，Ri為離子半徑。離子電位大小可以衡量元素的酸鹼性以及極化效應，可以表明形成絡陰離子能量的高低。元素Ti4+Be2+Al3+Zr4+Th4+Sc3+Y3+Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+離子電位6.255.885.264.603.643.612.832.561.891.571.40元素Li+Na+K+Rb+Cs+Cu+Ag+Zn2+Mo6+W6+離子電位1.281.020.750.670.611.020.891.643.113.05(3)電負性：指原子在分子中吸引電子的能力，是元素電離能（IA）和電子親合勢（EA）的平均值，即電負性XM=(EA+TA)/2。兩個相互作用的原子，電負性相差越大，則鍵的離子性百分率越大，越容易形成離子鍵；反之越容易形成共價鍵。3)成礦體系的物理化學條件這是影響成礦過程中元素遷移富集行為的外在因素，如溫度、壓力、各種組份的濃度（活度）、pH值、Eh值，以及生物和生物化學作用等。由於成礦過程總是發生在一定的地質環境中，因此地質環境必然對成礦作用產生中段影響。這種影響往往是通過成礦體系物理化學特徵的改變顯示出來。2。成礦作用發生的基本條件成礦作用的基本條件歸結起來為三個方面：源、移、儲1)源即物質來源，也可引申至能量來源。①成礦物質來源：參與成礦的元素、離子、化合物等的來源。如硫化銅礦（黃銅礦CuFeS2、斑銅礦Cu5FeS4、輝銅礦Cu2S）的成礦物質主要包括Cu、S的來源。②成礦所需的介質（常為水介質）來源。成礦介質包括水和其他揮發組份，對於岩漿礦床則為岩漿。③能量即成礦物質及介質運移的動力來源，主要為熱力、壓力和重力等。2)移（或稱“運”）即物質遷移所需的條件，包括通道、動力①通道：成礦物質、介質（熱液）流動遷移的通道，一般為裂隙、孔隙、溶洞等。②動力：含礦介質（包括熱液、岩漿等）遷移的動力。3)儲即成礦物質聚集、定位形成礦體的條件，包括空間、環境條件等①空間：有利的構造條件（圈閉構造）、容礦空間（孔隙、裂隙等）。②環境條件：有利的岩性條件（地層條件）、物理化學條件等。2.4成礦作用方式在成礦過程中，成礦元素絕大部分是呈固體礦物出現的，但也有一些成礦物質呈氣體和液體產出。在自然界中，元素聚合成礦石礦物的方式是多種多樣的，主要有結晶作用、化學作用、交代作用、離子交換及類質同象置換作用。1.結晶作用

1)岩漿結晶作用岩漿是一種以矽酸鹽為主的熔融體。當岩漿冷凝到一定程度時，達到了其中某一礦物的飽和點，礦物就會從岩漿中結晶出來。

2)凝華作用岩漿的熱能使一些易揮發的物質氣化，並沿著裂隙逸散，它們在火山口、噴氣孔或者淺成侵入體周圍，直接結晶形成凝華物，如火山口附近的自然硫等。

3)蒸發作用在天然鹽池中，當海水或湖水受蒸發而逐漸濃縮，鹽在溶液中的濃度不斷增加，最後達到飽和而結晶出來。2.化學作用有些礦石礦物不是由結晶作用，而是由化學反應生成的。

1)化合作用各種氣體、液體和固體相互之間，發生化學反應而形成礦物。如火山噴氣，含有許多有用元素和化合物，在與大氣相混合的過程中，可發生化學反應，促使一些礦物的生成，如：

2H2S十O2＝2S+2H2O(氣)(氣)(固)2FeCl3十3H2O＝Fe2O3十6HCl(氣)(水蒸氣)(固)2)膠體化學作用

膠體質點帶有一定的正或負的電荷。當分散質點，由於某種原因失去電荷而變為電性中和時，質點失去了相互的排斥力，開始發生凝聚作用，結合成較大微粒，並在重力作用下陸續沉澱下來。例如葡萄狀、腎狀、豆狀、結核狀的鋁土礦、褐鐵礦、赤鐵礦等，都是膠體凝聚形成的。使膠體凝聚的條件可以是：電解質的加入、物理化學條件的改變等。3)生物化學作用生物對某些成礦物質的聚集具有重要意義，如煤和石油的原始物質是生物遺骸。矽藻土是由矽藻死亡後堆積而成；生物灰岩由生物殘骸堆積而成；某些磷塊岩，特別是鳥糞磷礦，是由生物排泄物或遺體堆積而成。3.交代作用所謂交代作用，即是溶液與岩石在接觸過程中，發生了一些組份的帶入和另一些組份帶出的地球化學作用，因此也稱為置換作用。在整個反應過程中，岩石基本上保持固態，並且交代前後的岩石總體積基本不變。通過交代作用，可以形成新的交代岩石或交代礦體，其中常保存著原有礦物或岩石的殘留體、構造和結構以及出現礦物假像等，這些都是交代作用的明顯標誌。4.離子交換及類質同象置換作用

離子交換這種成礦方式，在內生和外生作用中都廣泛存在。如岩漿中鈮鐵礦或鉭鐵礦的生成：2Na(Nb,Ta)O8+Fe2+矽酸鹽，通過離子交換形成Fe(Nb,Ta)2O8+2Na+矽酸鹽。

特例：類質同象置換作用可通過原子、分子、離子以及絡陰離子的交換而生成，但不改變晶體構造類型，仍保持離子正負電荷平衡現象。這種作用在成礦中也有一定的意義。如黃鐵礦：Fe2+←Co2+,Ni2+；閃鋅礦：Zn2+←Cd2+等等。2.5礦床的成因分類礦床的成因分類反映人類對礦床成因和成礦過程的認識程度，也是人類對礦床研究成果的高度概括。在分類中，一級劃分是與三大類地質作用相對應的。二級劃分是按照在一定地質環境下的主要成礦作用系列來劃分的。三級劃分根據各類礦床的主要特徵和標誌，或按成礦方式、或按含礦建造、或按成礦環境來加以區分，有一定靈活性。如岩漿分結礦床、岩漿熔離礦床、岩漿爆發礦床，等等。四級劃分一般均按礦石建造。3.1概念及特點3.1.1概念岩漿礦床是由各類岩漿在地殼深處，經過分異作用和結晶作用，使分散在岩漿中的成礦物質聚集而形成的礦床。這類礦床是在正岩漿期形成的，因此也稱正岩漿礦床。其中以與上地幔來源的鎂鐵質熔漿（基性－超基性岩漿）有直接成因聯繫的岩漿礦床最為主要.如：與橄欖岩有關的鉻鐵礦床－西藏羅布莎、陝西松樹溝、新疆薩爾托海……與基性－超基性岩有關的銅鎳硫化物礦床－甘肅金川、新疆喀拉通克、吉林紅旗嶺、雲南白馬寨……與基性岩（斜長岩）有關的釩鈦磁鐵礦床－四川攀枝花……與金伯利岩有關的金剛石礦床－典型的如南部非洲，我國山東、遼寧、貴州、湖北等地為主，其他地區也零星發現；與鹼性侵入岩有關的稀土碳酸岩型礦床，也具重要價值，如山東郗山稀土礦床等；與花崗質岩漿有關的岩漿礦床相對較少，主要是一些稀有、稀土元素礦床，如稀土、鈮鉭礦、磷礦等－內蒙古巴爾哲鹼性花崗岩型鈮、稀土礦床；江西雅山鈉長石花崗岩鉭礦床……形成方式：岩漿結晶演化過程中，有用物質相對集中成礦。集中方式：單相多相過程中，元素或礦物遷移聚集引起的分異。分異類型：結晶分異、岩漿熔離3.1.2一般特點：與岩漿岩同步形成，表現在二者的形成時間、空間、成分、溫度壓力等的一致性。1)時間：成礦作用和成岩作用基本上是同時進行的;2)空間：礦體主要產在岩漿岩母岩體內。少量貫入式礦體可進入鄰近的圍岩中；

3)圍岩：一般為岩漿岩母岩；4)成分：礦石的礦物組成與母岩的礦物組成基本相同，僅含量有差異；5)形成條件：同岩漿岩——岩漿礦床的成礦溫度較高,達1500-1200℃。而其中硫化物礦床的形成溫度較低,在1100-500℃之間,甚至有些硫化物形成溫度低至300℃左右。形成的深度或壓力的變化範圍也很大,如金剛石礦床是在距地表一、二百公里以下開始形成的。多數岩漿礦床是在地下幾～幾十公里深處形成的。3.2岩漿礦床形成的地質條件3.2.1岩漿岩條件岩漿是岩漿礦床形成的首要條件。一般認為岩漿是成礦物質的主要來源和載體，而岩漿岩即是成礦母岩。因此原始岩漿的性質和含各類有用組份的多少，對能否形成岩漿礦床有重要影響。一定類型的岩漿礦床通常與一定成分的岩漿岩有關，這一特點稱為岩漿的成礦專屬性。3.2.1岩漿岩條件１．基性－超基性岩超基性岩和基性岩主要來源於上地幔，其中的親鐵元素（過渡型）較集中，主要成礦元素有Cr、Ni、Co、Pt族、V、Ti、Cu等。由於成礦作用過程需要經歷物質的分異，往往造成多期多階段岩漿活動，成礦岩體通常是由多種岩石組合而成的、複雜的岩漿雜岩體。3.2.1岩漿岩條件主要有三種含礦組合：A.純橄欖岩、輝橄岩組合，岩石的Mg/Fe多大子７，屬超鎂鐵岩,與鉻鐵礦有關。B.單斜輝石岩、輝長岩一蘇長岩組合組合，與銅鎳硫化物、鉑族元素礦床有關。C.輝長岩一斜長岩或單獨的斜長岩組合，主要形成釩鈦磁鐵礦床。3.2.1岩漿岩條件２．金伯利岩、鉀鎂煌斑岩這是一種弱鹼性超基性岩，常成淺成或超淺成相（或呈次火山岩）產於爆發岩筒中。岩體常成群出現，形態多呈岩筒狀，少數成岩牆或岩床狀。岩石主要由橄欖石、透輝石、金雲母組成。具斑狀結構和角礫狀構造，故又稱角礫雲母橄欖岩。原生金剛石礦床產於這類岩石中。3.2.1岩漿岩條件３.霞石正長岩、磷霞岩和碳酸岩雜岩體這類岩體大多成岩株狀產出，岩體內不同成分的岩相帶成環狀分佈。與其有關的礦床為霞石(Na3K(AlSiO4)4)－燒綠石(CaNaNb2O6F)－稀土元素(REE)礦床。４．花崗岩與之有關的為某些稀有和稀土元素礦床。在我國西藏還有產於其中的石墨礦床。3.2岩漿礦床形成的地質條件3.2.2大地構造條件大地構造條件的影響主要表現在深大斷裂帶的控制作用。地槽階段由於地殼厚度相對較小，斷裂構造容易切入地幔層中，引起上地幔局部重熔形成基性－超基性岩漿活動。3.2.2大地構造條件地臺階段初動期及餘動期大型斷裂帶(裂谷)也能深達上地幔(如四川攀枝花VTi磁鐵礦)、金伯利岩型金剛石礦床等。地窪階段以中酸性岩漿活動為主要特色，晚期岩漿成分向鹼性的方向演化，主要出現與中酸性岩有關的稀有、稀土、放射性元素礦床，在某些構造帶可出現金伯利岩金剛石礦床。3.2.2大地構造條件板塊構造理論認為，兩個板塊的交接帶是地殼強烈活動部分，它提供了地幔物質熔化、分異所需的物理化學條件和上升的通道，因此它是基性－超基性岩的侵入地帶。世界基性－超基性岩的分佈,可以劃分出以下幾個帶:1)環太平洋帶——島弧型;2)古地中海帶——地縫合線型;3)烏拉爾帶——古地縫合線型；4)非洲及歐洲層狀鉻鐵礦帶——裂谷型。西藏羅布莎鉻鐵礦床產於雅江－象泉河蛇綠岩帶東部的羅布莎蛇綠岩塊內3.2岩漿礦床形成的地質條件3.2.3同化作用岩漿在其形成和向上運移過程中,往往會熔化或溶解一些外來物質(如圍岩碎塊),稱同化作用;不完全的同化作用則是混染作用。同化和混染起的作用包括：A.改變岩漿的化學成分；B.改變岩漿的物理性質。因此它有可能促進成礦作用。3.2.3同化作用

例1西藏某地花崗岩中的石墨礦床,即為花崗岩同化了煤層形成的。（特例）

例2

含銅鎳硫化物的基性一超基性岩漿同化了碳酸岩石,一則可以降低熔漿的粘度,使硫化物得以聚集;二則能促使更多的金屬組份脫離矽酸鹽而進入硫化物熔漿中,以更有利於成礦。

例3碳酸鹽岩石的同化作用,對鉻鐵礦礦床的形成卻是不利的,因為多量CaCO3的加入,使鐵大部分從矽酸鹽中游離出來形成磁鐵礦,致使鉻鐵礦石的鉻鐵比值降低,影響其工業價值。3.2岩漿礦床形成的地質條件3.2.4揮發組份作用岩漿中的揮發組份,對岩漿的分異、同化作用以及某些成礦元素的搬運和富集有著重要影響,因而也稱為礦化劑。原始岩漿中的揮發份,能與金屬元素組成易溶絡合物使它們保留在岩漿的殘餘溶液中富集成礦。揮發份富於流動性，故常將岩漿中某些成礦物質,自下部帶至上部、自高壓地段帶至低壓帶，集中到有利構造部位富集成礦。3.2岩漿礦床形成的地質條件3.2.5岩漿的多期多次侵人作用對成礦的控制

岩漿礦床的實際資料表明,含礦岩體常常是同一次構造運動所形成岩帶中的較晚期的產物,從一個礦區看,礦化主要與複式岩體的晚期岩相關系密切。3.3岩漿礦床形成作用和礦床分類岩漿礦床成礦作用的本質是岩漿分異作用。岩漿中成礦物質的析出和聚集,是岩漿分異作用的結果。岩漿的各種分異作用,也就是岩漿礦床的成礦作用。按照分異作用的性質可分為結晶分異作用和熔離作用兩大類。3.3.1岩漿結晶分異作用與岩漿分結礦床

1．概念岩漿在冷凝過程中,各種組份將按照一定的順序先後結晶出來,並導致液相的成分改變。這種結晶順序一般是按照礦物的晶格能、鍵性和生成熱降低的方向進行的。礦物按順序進行結晶,並在重力和動力影響下發生分異和聚集的過程,稱為結晶分異作用。2．類型岩漿結晶分異時,有用礦物的晶出有兩種情況:

第一,在岩漿結晶過程中,一些有用礦物,如自然鉑、鈦鐵礦、鉻鐵礦、金剛石和稀土元素礦物等較早地從熔漿中結晶出來。與其同時結晶或稍晚結晶的是矽酸鹽礦物,如橄欖石、輝石和基性斜長石等。這些礦物在重力作用以及岩漿內部的對流作用的影響下,比重大的往下沉,比重小的往上浮。因而就在岩漿的下部或底部形成了暗色矽酸鹽礦物和有用礦物的富集帶,這就像機械沉積分異作用一樣,發生了輕重礦物的分離和聚集。礦物半徑（釐米）密度（千克/米3）沉降速度（米/年）橄欖石0.073.3×10340斜方輝石0.0353.3×10310鉻鐵礦0.0054.5×1030.6假定岩漿的密度是2.7×103kg/m3，粘稠度為500Pa•s礦物在岩漿中的沉降速度估算值加拿大穆斯柯克斯層狀超基性侵入體中的富鉻鐵礦層的成因模式圖。由上可知,在層狀雜岩體中,鉻鐵礦礦體常產於純橄欖岩或橄欖岩的頂部和輝岩的底部。（為什麼？）

在岩漿結晶過程中,若地殼構造活動頻繁,侵入體規模又較小,岩漿冷凝較快,則先晶出的有用礦物在岩漿流動過程中,形成不規則的條帶狀異離體,停積在岩漿流速減緩和流動受阻的地段富集。岩漿在流動過程中產生礦物成分的分異和聚集的作用稱為流動分異作用。由上述方式形成的研究分結礦床稱早期岩漿礦床:是指岩漿冷凝結晶時,有用礦物較早地從岩漿中結晶和富集所形成的礦床。其特點是：①有用礦物主要聚集在岩體的底部或邊部，礦體形態呈礦瘤、礦巢、凸鏡狀或似層狀。②礦石的礦物組成與母岩基本一致。③礦體與圍岩沒有明顯的界線，一般呈逐漸過渡關係,礦石常具自形晶－半自形晶結構，或被矽酸鹽礦物包圍,形成包含結構。礦石構造以浸染狀為主。流動作用可形成條帶狀構造。（塊狀>80％，稠密浸染狀50－80％，中等浸染狀30－50％，稀疏浸染狀<30％）④礦體和圍岩都是岩漿演化的產物，形成時間一致，故為同生礦床。第二,在岩漿的結晶分異過程中,有用礦物較晚地從岩漿中結晶出來。當岩漿中揮發組份含量較大,岩漿中的成礦元素與揮發組份結合形成易溶的化合物,大大降低了自身的結晶溫度,它們在岩漿熔融體中一直殘留到主要矽酸鹽礦物結晶之後，形成富含成礦物質的熔漿或礦漿,並且最後從岩漿中結晶出來。一般充填在早期結晶的矽酸鹽礦物顆粒之間。有時含礦熔漿在外力作用下以及由殘餘揮發份造成的內應力的影響下,它們就被貫入到已冷凝的侵入體的裂隙中,甚至離開母岩體而貫入到附近的圍岩中去。這樣形成的礦體,往往為品位較高的富礦石。這種作用也稱壓濾作用。由上述方式形成的研究分結礦床稱晚期岩漿礦床：在岩漿冷凝過程的晚期階段,在礦化劑的影響下,有用礦物較矽酸鹽礦物從熔漿中晶出較晚,礦石礦物主要是金屬礦物充填在矽酸鹽類礦物顆粒間或膠結矽酸鹽礦物,形成海綿隕鐵結構。主要特點：①礦體常呈條帶狀或似層狀，貫入式礦體呈脈狀和凸鏡狀。②礦石的礦物組成與母岩基本一致。③礦體與圍岩間一般界線明顯，礦石主要為稠密浸染狀或緻密塊狀構造，常見海綿隕鐵結構。④礦體和圍岩都是岩漿演化的產物，一般形成時間一致，屬同生礦床；但貫入式礦體可以是後生礦床。3.3.2岩漿熔離作用與岩漿熔離礦床岩漿熔離作用也稱液態分離作用,是指在較高溫度下的一種均勻的岩漿熔融體,當溫度和壓力下降時,分離成兩種或兩種以上不混溶的熔融體的作用。岩漿經熔離後,由於硫化物熔漿的結晶溫度比矽酸鹽礦物的結晶溫度低,形成典型的海綿隕鐵結構。此外還可見到硫化物交代橄欖石、輝石、鈦磁鐵礦等。硫化物中普遍存在各種固溶體分離結構,以及出現紫硫鎳鐵礦等低溫礦物。因此硫化物熔漿的結晶溫度,甚至可延續到熱液作用階段,有些硫化物礦床的成礦溫度可為200℃左右。由岩漿熔離作用形成的礦床，稱岩漿熔離礦床。岩漿熔離礦床,具有最重要工業價值的是銅、鎳和鉑族元素,在成因上常與基性岩(輝長岩、蘇長岩和橄欖輝長岩)和某些超基性岩(橄欖輝石岩和輝石橄欖岩)有關。組成礦物主要是磁黃鐵礦、黃銅礦和鎳黃鐵礦。此外還有砷鉑礦、鈀鉑礦和鉑的硫化物等。礦體特徵與晚期岩漿礦床相類似。3.3.3岩漿爆發作用和岩漿爆發礦床岩漿爆發礦床是指那些經過岩漿的結晶分異作用或熔離作用後,噴發至近地表所形成的礦床。這類礦床主要有產於金伯利岩中的金剛石礦床。據研究,天然金剛石的形成是由金伯利岩漿,在較高的溫度和很大的壓力下,在地殼深處(200～300km)結晶而成的。並且需要在很短的時間之內,迅速地到達地表淺處,否則在它上升的過程中將被分解、熔融。因此形成含金剛石的金伯利岩筒,一般為爆發型、侵位於地表淺處。金伯利岩中的角礫構造,就是最好的證明。相關鏈接：世界上最大的人造金剛石世界上最大的人造金剛石：南美戴•維阿斯公司制造，重14.2克拉，用C混入Ni，在1500ºC以上高溫，6萬個大氣壓，持續500個小時以上製成。世界第二大人造金剛石重11.14克拉。返回最新的研究表明，形成金剛石的岩漿岩不僅僅是金伯利岩一種，還有鉀鎂煌斑岩、超基性岩（橄欖岩類）、金雲火山岩、榴輝岩、蛇綠岩套、鹼性超基性雜岩、鹼性超基性煌斑岩等。小知識金剛石形成假說幔岩成因說——捕虜晶、結晶爆破說油儲隱爆說板塊碰撞說隕石撞擊說變質成因說與地幔岩漿有關的岩漿礦床，M.H.戈德列夫斯基等（1981）提出如下圖的模式，認為超基性、基性岩均是原始地幔物質完全熔融、分熔和分異的產物。4.0簡介地質作用會產生熱的水質流體,它們的溫度變化大,可以從650℃到50℃。水的臨界溫度為374℃,天然的熱水溶液因含有溶質,臨界溫度估計可以到400℃。如果流體的溫度在臨界溫度以上，則不論壓力多麼高，礦質的搬運和沉澱都是在氣相中發生的，這種流體應該叫氣態溶液，或者氣化溶液，形成的礦床叫氣成礦床。如果溫度在臨界溫度以下，則沉澱礦質的溶液很可能是液態溶液，因為在地殼裏壓力一般都比臨界壓力大得多；這種流體可以叫液態溶液，形成的礦床叫熱液礦床。通常把熱的水質流體籠統地叫熱水溶液,簡稱熱液。含礦質的叫含礦熱水溶液或礦液,所形成的礦床叫熱液礦床。熱液礦床是由沿著地殼中的通道流動的含礦熱水溶液,把不溶解的礦質在一個有限的地方堆積起來形成的。4.1氣水熱液的來源4.1.1現代與古代熱水溶液－熱水溶液存在的證據我們找到了熱液礦床,沉澱礦床的熱液早已流逝。熱液的痕跡有時可在礦物中微小的包裹體中找到,例如對石英、閃鋅礦、方解石、螢石等礦物中微小流體包裹體的研究就獲得了許多關於熱液性質的資訊。流體包裹體的分析使我們知道儘管熱液在濃度和成分方面變化很大,但它們都是鹽水。1979年，美國的“阿爾文”號載人深潛器在2610米至1650米的東太平洋海底熔岩上，發現數十個冒著黑色和白色煙霧的“煙囪”，附近出現大規模的硫化物堆積丘體。從直徑為15釐米的煙囪中，約350ºC的含礦熱液以每秒幾米的速度噴出。礦液剛噴出時為澄清溶液，與周圍海水混合後，很快產生沉澱，變成“黑煙”，沉澱物主要是磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦及其它銅鐵硫化物。這些堆積柱體被形象地稱為“黑煙囪”。近年來在探測地熱資源的過程中發現了許多天然熱液，如美國加利福尼亞州的SaltonSea，蘇聯里海旁邊的Cheleken，我國臺灣東部一些地區等等；在紅海海底還發現了熱的鹽水池，它們的溫度