矿床学总结

1 / 39 第二章 矿床学基本概念 矿物—元素在各种地质作用的影响下，通过结晶作用、升华作用、化学（反应）作用等途径形成矿物（mineral） 岩石—矿物以集合体形式出现，即构成为岩石，其可以由单一矿物或两种以上不同的矿物集合体组成。 矿石—如果岩石中含有经济上有价值，技术上可利用的元素、化合物或矿物，即称矿石（ore） 矿石（ore）—从矿体中开采出来的，从中可提取有用组分（元素、化合物或矿物）的矿物集合体。由矿石矿物和脉石矿物构成。 矿石矿物—矿石中可被利用的金属或非金属矿物，也称有用矿物。 脉石矿物—矿石中不能被利用的矿物，也称无用矿物。 脉石（gangue, veinstone）-------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。 夹石（horsestone, rock gangue）----—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。 共生组分：是指矿石（或矿床）中与主要有用组分在成因上相关，空间上共存，品位上达标可供单独处理的组分。在一定的经济技术条件下，这些组分的工业意义小于主要有用组分。 伴生组分：指矿石（或矿床）中虽与主要有用组分相伴，但不具有独立工业价值的元素、化合物或矿物，其存在与否和含量的多寡常影响着矿石质量。  矿石结构（ore texture） —矿石中矿物颗粒的形态、相对大小及空间上的相互结合关系所反映的形态特征。 矿石结构之等粒结构:颗粒比较匀称、大小比较相等的单矿物和复矿物集合体组成的矿石结构。包括：半自形粒状结构、他形粒状结构、海绵陨铁结构等。 矿石结构之不等粒结构:较细的基质里发育着较大的矿物颗粒，或反之包括：斑状结构、嵌晶结构、乳浊结构等 矿石结构之片状结构:单矿物或多矿物矿石基质中全部或绝大部分颗粒为片状 矿石结构之维状结构:组成矿石的矿物集合体为纤维状组织 矿石结构之环带状结构:矿物析出物由于依次沉淀，或由于较早的矿物被较晚的矿物所交代而形成交替出现的环带 矿石结构之交代结构: 晚期矿物沿着早期矿物的范围交代发育而成 矿石结构之胶状结构: 在胶体成矿时析出矿物变化的各个阶段中产生的  矿石构造（ore structure） —组成矿石的矿物集合体的形态、相对大小及空间上的相互组合关系所反映的形态特征。 矿石构造之块状构造:用矿物集合体在矿石中占大部分，呈无空洞的致密状，矿物排列无方向性者，即为块状构造。其颗粒有粗大、细小、隐晶质的几种。若为隐晶质者称为致密块状。 矿石构造之斑点状构造: 矿石矿物在非矿石矿物中形成断续的不规则堆积体。据堆积体大小可分为：斑点状构造、斑杂状构造、浸染状构造等。 矿石构造之带状构造: 各种矿物的带交互出现。对沉积矿床来说是层状构造；对变质矿床来说是片麻状、片状、皱纹构造；对岩浆成因矿床是皮壳状、流状构造。 矿石构造之细脉状构造: 由网状、交切或似平行细脉群形成的构造 矿石构造之肾状构造: 在热液和表生矿石中常见，由于胶体矿物形成作用而产生，所以有时也叫胶状构造。 矿石构造之破碎构造: 在多阶段成矿的矿床中常常出现，他是先前世代的矿物质破碎，被后续世代造矿集合体所胶结。如角砾状构造、似角砾状构造。 2 / 39

矿石构造之骨架状构造: 常见于氧化带，由于分布较规则的固体矿物堆积物的薄膜发育所致（骨架），骨架的网孔在某种程度上充填有疏松的矿物质。 矿石的品位（ ore tenor, ore grade） —矿石中有用组份的百分含量  边界品位 (marginal grade) —划分矿与非矿的最低品位 （如铜矿：0.2~0.3%，钼矿为0.02~0.04%）  工业品位 (industrial tenor) —当前能供开采和利用矿段或矿体的最低平均品位 （如铜矿：0.4~0.5%；钼矿0.04~0.06%）  矿石储量（reserves）指经地质研究并利用地质勘探技术手段，如钻 探、槽探、井探、坑探等查明的矿产储藏量，是衡量矿床规模的重要依据。是根据矿石的体积、矿石的体重与平均品位，按特定公式计算求得的。  矿石品级（grade of ore）主要是根据矿石的品位及有益和有害组分对矿石质量划分的不同级别。 矿体（orebody） —是矿床的主要组成部分。确切的说，矿体是指自然界（地壳内或地表）产出的、由地质作用形成的、具有一定形状和产状的有用组份（元素、化合物、矿物、矿物集合体）的集合体。 围岩／主岩（country rock, wall rock, host rock）— 矿体周围的岩石。 母岩／源岩／矿源层（parent rock, mother rock / source rock / ore source bed） —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。 矿 体 形 状 根据矿体在三度空间的延伸情况，分为： ❖ 等轴状矿体：三轴在三度空间大致均衡延伸 —矿瘤（直径数十米以上）—矿巢（直径数米） —矿囊和矿袋（直径更小）—凸镜状或扁豆状（中厚边薄） ❖ 板状矿体：长度和宽度延伸较大，厚度较小的矿体，也称矿脉或矿层。 —矿脉：产在各种岩石裂隙中的板状矿体，为典型的后生矿床，据矿脉与围岩的关系，分为层状矿脉和切割矿脉。 —矿层：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。基性－超基性杂岩中的铬铁矿也称层状矿体。 ❖ 柱状矿体：垂向延伸很大，长宽较小的矿体。也称筒状矿体或管状矿体 ❖ 不规则状矿体: 网状矿体/矿体 矿体的产状 ❖ 矿体的空间位置走向、倾向和倾角来确定地质体的产状 侧伏角：矿体最大延伸方向（矿体轴线）与走向之间的夹角 倾伏角：矿体最大延伸方向与其水平投影线之间的夹角 ❖ 矿体的埋藏情况:矿体出露地表还是隐伏于地下，埋藏深度如何等与其相对应为: 露天矿、隐伏矿（盲矿） ❖ 矿体与岩浆岩的空间关系:体产于岩体内、接触带、或侵入体的围岩之中等 ❖ 矿体与围岩层理、片理的关系:体沿层理、片理整合产出，还是穿切层理或片理 ❖ 矿体与地质构造的空间关系;体产于构造中的位置，与褶皱和断裂在空间上的联系等 矿床（mineral deposits, ore deposits） — 矿产在地壳或地表的集中产地。确切的说，矿床是指自然界（地壳内或地表）产出的、由地质作用形成的、其所含有用矿物资源的质和量在当前经济技术条件下能被开采利用的 3 / 39

地质体。  矿床成因类型（genetic type） —按矿床的形成作用和成因划分的矿床类型 ❖ 岩浆矿床❖ 伟晶岩矿床 ❖ 热液矿床❖ 风化矿床❖ 沉积矿床❖ 变质矿床，等  矿床工业类型（industrial type） —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。一般把那些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。 铁矿床的主要工业类型 ✓ 火山喷发沉积变质型 —世界60％，中国48.7％ ✓ 海相沉积型—世界30％，我国15％ ✓ 岩浆型—我国15％ ✓ 矽卡岩型 —我国9.5％，占富铁矿的40％ ✓ 热液型—我国11％ 铜矿床的主要工业类型 ✓ 斑岩型—世界>50% ✓ 火山-沉积块状硫化物型 —世界~22％ ✓ 岩浆型铜镍硫化物矿床—世界~ 2％，俄罗斯28％ ✓ 矽卡岩型 —中国16.4% ✓ 沉积型 —世界~ 30％  同生矿床（syngenetic deposit） 矿体与围岩在同一地质作用过程中，同时或近于同时形成的。 —如由沉积作用形成的沉积矿床以及在岩浆结晶分异过程中形成的岩浆分结矿床等，都属于同生矿床  后生矿床（epigenetic deposit） 矿床的形成明显地晚于围岩的一类矿床，即矿体和围岩是由不同地质作用和在不同时间形成的。 —如沿地层层理面或穿切层理的各种热液矿脉  叠生矿床（ polygenetic ore deposits） 是在早期形成的矿床或矿体上，又受到了后期成矿作用的叠加，此类矿床称为叠生矿床 叠生矿床可以是不同地质时期成矿作用的叠加，也可以是不同成因矿化的叠加。  同-后生矿床（syn-epigenetic ore deposits） 有些矿床在同一成矿作用过程中既经历了后生成矿作用，又经历了同生成矿作用，为反映这类矿床的特点，建议称其为同-后生共生矿床。  矿田（ore field）: 指在统一的地质作用下形成 的，成因上近似，空间上相邻的一组矿床分布区域。其分布面积一般在几十到一、二百平方公里  矿带（ore belt）是最常见的区域性成矿单元  成矿区（带）（metallogenic province）是指大区域的成矿单元，常与地壳的大构造单元相一致受区域深大构造控制，可长达数千公里甚至更远 – 最著名的成矿带为环太平洋成矿带（域）它起自南美洲的南端，沿着西缘转向科迪勒拉，越过阿拉斯加进入亚洲，经日本群岛，最终止于马来西亚，延长达三万多公里。 – 特提斯成矿带（域） – 中亚成矿带（域） 影响矿床形成的主要因素 4 / 39

 元素在地壳及上地幔中的分布量 元素在地壳中的丰度值也称克拉克值 1.元素分布量会影响各类元素成矿几率的高低；一般情况是克拉克值高的元素容易形成矿床。 2.元素分布量会影响到工业品位要求的高低，克拉克值越高的元素，通常最低工业品位要求也越高。 3.元素分布量还影响到矿床规模的划分标准，元素的克拉克值越高，往往构成大型矿床时其储量要求也越高  元素本身的地球化学性质 —地壳克拉克值较低但聚集亲合能力较强的元素，也能聚集成大矿：如Au的克拉克值仅为4 ppb，但具较强的聚集能力，可形成大型的金矿。 —一些稀有和分散元素（Cd, Ga, Ge, In, Se, Te, Tl, Re）的克拉克值尽管高于一些常见的金属，但其高度分散的地球化学性质决定了它们一般难于聚集成矿床。  浓度克拉克值 —指某一地质体（矿床、岩体或矿物）中某种元素平均含量与其克拉克值的比值，也称为富集系数。（>1 相对集中，<1 相对分散）  浓度系数 —某元素的工业品位与其克拉克值的比值 成矿作用（mineralization） ❖ 内生成矿作用 —内生矿床, 主要由于地球内部能量（包括热能、动能、化学能等）的影响，导致形成矿床的各种地质作用。  内生成矿作用方式 含矿熔浆的结晶和分异作用; 含矿溶液的充填作用; 含矿溶液的交代作用 ❖ 外生成矿作用—外生矿床, 主要在太阳能的影响下，在岩石圈上部岩石与水、大气和生物的相互作用过程中，使成矿物质在地壳表层聚集的各种地质作用。  外生成矿作用方式 机械沉积分异作用;化学沉积分异作用;生物沉积分异作用 ❖ 变质成矿作用 —变质矿床 在内生作用或外生作用中形成的岩石或矿床，由于地质环境和温度、压力等物理化学条件的改变（特别是经过深埋或其他热动力事件），其矿物成分、化学成分、物理性质、结构构造等发生改变，使有用物质发生富集形成新的矿床，或使原有的矿床改造为具另一种工艺性质的矿床。  变质成矿作用方式 接触变质成矿作用;区域变质成矿作用;合岩化成矿作用： ❖ 叠生成矿作用 是一种复合成矿作用，即在先期形成的矿床或含矿建造的基础上，又有后期成矿作用的叠加。