矿床学基础

后来，人们试图根据矿床成因来划分矿床类型，将 矿床分为原生和次生两类，进一步根据主岩性质、 形成作用和矿体形态划分亚类。这种分类比较简单， 易于应用，很多有关名词、术语至今仍在使用。
２０世纪初，欧洲工业生产急剧发展，找矿勘探日 益扩大，资料的积累和基础科学的进展，促进了矿 床成因的研究，由此出现比较系统的矿床成因分类。
• 4、母岩 指提供成矿物 质来源的岩石。
• 5、主岩 泛指矿体所 赋存的岩石。
福建寿山石矿
二、 与矿体有关的基本概念
• 1、矿体的形状 根据矿体在三维空间延伸的不 同，将矿体的形状分为三种基本类型：
• 等轴状矿体：指三维空间均衡延伸的矿体，按 大小有矿瘤、矿巣、矿囊、矿袋等；
• 板状矿体：在空间上以两个方向延伸的矿体， 如矿层；
• 3、矿石的构造 矿石中矿物集合体之间的相互 关系，它包括矿物集合体的形状、大小和空间分 布特征等。
• 矿石的构造是根据形态-成因分类，常见的矿石 构造有：斑点状构造、条带状构造、梳状构造、 脉状构造、角砾状构造、蜂窝状构造等。
• 研究矿石的结构构造的意义：
理论意义 确定矿体中矿物集合体形成的期次， 每一期次中矿物的生成次序，有助于了解矿床的 形成过程和形成方式。
岩浆成矿作用 热液成矿作用
2、外生成矿作用
是在太阳能的影响下，通过岩石圈上部、水圈、 大气圈、生物圈的相互作用，导致在地壳表层 形成矿床的各种地质作用。外生成矿作用的能 源主要是太阳辐射能，其它有生物能、化学能 等，基本是在常温常压条件下进行的。
外生矿床的成矿物质大多数来源于地表暴露的矿 物、岩石、矿床、生物有机体、火山喷发物和宇 宙物质。
外生成矿作用可以分为：风化成矿作用 沉积成矿作用
两类成矿作用即相互独立又紧密联系。
风化
由于地质环境 （P、T等）改变，使它们的矿物成分、化学成 分、结构构造、物理性质等产生变化、改造， 甚至使原来的矿床消失，使某种有用矿物的富 集形成新的矿床，通过这种变质改造的矿床称 为变质矿床。形成变质矿床的作用称变质成矿 作用。
变质成矿作用按其产生的地质环境不同分为三 类：
接触变质成矿作用 区域变质成矿作用
混合岩化成矿作用。
4、叠生成矿作用 （复合成矿作用）
即在早先形成矿床的 基础上，又有后期成 矿作用的叠加。
5、成矿作用的方式
元素在迁移过程中，由分散、活动的状态转变为相对集中、 稳定的状态形成矿床。其中矿石矿物的形成方式主要有：
• 由于各种矿产的形成特点和工业要求不同，矿床 工业类型一般是按矿种进行划分和阐述的，如铁 矿床工业类型、水晶矿床工业类型等。
五、元素的富集和成矿
与人类社会生活、经济建设密切相关的各种金属 元素和非金属元素在地壳中的平均含量一般都很 低，当它们分散存在时，不能直接为人类所利用。
例如，铁在地壳中的平均含量为5.8%，工业上 铁矿石的最低品位在25%±，因此，必需富集45倍才能达到工业要求。又如铜，必须富集80倍， 对于稀有金属和贵金属要达到工业要求，必须比 它们在地壳中的平均含量富集几百-几千倍，如 钼要500倍、钨需1000倍，金则要6000倍。所以， 地壳中有用元素只有经过成矿富集作用，才能 形成矿床。
成矿作用和地质作用一样，按其作用性质和 能量来源分为三大类：
内生成矿作用
外生成矿作用
变质成矿作用
1、内生成矿作用
地球内部热能：包 括放射性元素蜕变 能、地幔和岩浆的 热能、在地球重力 场物质调整过程中 释放的位能、以及 表生物质转入地球 内部在高压下发生 变化（如脱水、矿 物相变）所释放的 能等等 ，导致形成 矿床的各种地质作 用。
第二章 矿床学基础
福建寿山石矿
复习思考题
1、基本概念：矿体、矿石、伴生有益组份、 有害组份、品位、品级、矿床成因类型、 矿床工业类型
2、成矿作用的类型。
3、矿床中矿石矿物的形成方式。
4、宝（玉）石矿床的分类？
一、 与矿床有关的基本概念
• 1、矿体 指矿床的主体部分，在空间上是一 个地质体，因而有一定的大小、形状和产状。
• 2、矿石的结构 指矿石中同一矿物集合体内各 矿物颗粒的形状、大小和相互关系。矿石的结 构类型由形成条件所决定，因此，按成因五类：
1、与熔融体和溶液中结晶作用有关的结构：如 花岗结构等； 2、由固溶体经结晶分离作用形成的结构：如带 状结构等； 3、由胶体或结晶物质经重结晶作用形成的结构： 如交代结构等； 4、与沉积作用有关的结构：如胶状结构等； 5、与压力有关的变质结构：如定向结构等；
以成矿物质来源进行矿床分类是当前矿床成 因、分类研究的一个重要方向。。
矿床成因分类
一、岩浆矿床 岩浆分结矿床 残浆贯入矿床 岩浆熔离矿床 岩浆爆发矿床 岩浆喷溢矿床
实际意义 了解矿石中各种有用组份的分布情 况和赋存状态，为加工选矿提供实际资料。
• 4、矿石的品位和品级
• 矿石中有用组份的含量称为品位。
矿石的种类不同，矿石品位的表示方法也不同， 常用的有金属元素、氧化物、化合物、有用矿物 含量的重量百分数表示，单位为g /T、ct/ T等。
• 在当前经济技术条件下，能供工业开采和利用的 最低品位要求，称为最低工业品位。在矿床勘探 时，矿体的平均品位必须达到或超过最低工业品 位，才能计算工业储量。
• 矿体与火成岩体空间位置关系：产于侵入体内、 接触带还是侵入体周围的围岩中。
• 矿体与地质构造空间位置关系：产于哪种构造单 元，与褶皱、断裂构造在空间上的关系。
三、 矿石的基本概念
• 1、 矿石的组成 矿石主要由矿石矿物和脉石矿物两部分组成。 矿石矿物：有用矿物，指可被利用的金属和非金 属矿物，如铁矿石中的磁铁矿。
叠生矿床 是在早先形成的同生矿床又叠加了 晚期的后生矿床。
• 矿田、矿带和成矿区（带）的概念 矿田 指统一的地质作用下形成，成因相近、空 间相邻的一组矿床分布区域。
矿带 指区域性的成矿单元。 成矿区（带） 指大区域的成矿单元，是与地壳 大地构造单元
划分相一致， 边缘受深大 断裂控制， 如环太平洋 成矿带。
环太平洋成矿带
• 矿床工业类型 指某种矿床在工业上有重要作用 的矿床类型。
• 工业类型的划分立足于矿床工业意义的大小，其 目的在于突出有重要意义的矿床类型，作为找矿 和研究工作的重点。例如铁矿床，它的矿床成因 类型有十多种，其中沉积变质型和海相沉积型分 别占世界铁矿储量的60%和30%。因此，可以认 为这两种铁矿成因类型是世界铁矿的主要来源。
• 矿石的品级是根据矿石中有益或有害组份的含量 进行等级划分。如磁铁矿富矿石，TFe≥55%，而 贫矿石的TFe＞20—25%。
四、 与矿床类型有关的概念
• 矿床成因类型 按照矿床的形成作用不同 而划分的矿床类型。 是现代矿床分类最基本的方法，探讨每类 矿床的形成机理和分布规律，是矿床学研 究的基本内容。
硅孔雀石
生物作用 对某些成矿 物质的聚集意义非常重 要，已成为矿床学基础 理论研究的重要方向之 一。
（3）交代作用 是溶液与围岩的接触过程中，发生
组份带出带入的地球化学作用。交代作用的产生范 围很广，在各种条件下都可发生，并伴随化学反应， 因此是一种十分重要的矿物形成作用。
（4）离子交换及类 质同象置换作用
离子交换对稀有、 分散元素矿床形成 占重要位置，而类 质同象置换作用实 质上也是通过离子 交换的方式进行。
钙铁榴石
七、矿床的成因分类
矿床的成因分类反映人类对矿床形成过程的 认识程度和高度的概括，正确制定矿床成因 分类对了解成矿作用的本质，指导生产实践 具有重要的意义。
1、 矿床学分类简史
古时候，由于生产力水平较低，人类对矿床的认识 只是限于外部形态。主要根据形态划分矿床。这种 分类适用于采矿业，不能反映成矿作用的实质。
• 矿体由矿石和脉石两部分组成： 矿石是从矿体中开采出来的，在现有的经济条 件、科学技术下能够从中提取有用组份（元素、 化合物、矿物）的矿物集合体，是矿山开采的 直接对象。 脉石，也称矸石，是矿石开采过程中无工业价 值的矿物集合体。
• 2、围岩 在矿床学中， 指矿体周围的岩石。
• 3、夹石 指矿体内部不 符合工业要求的岩石。
脉石矿物：无用矿物，指矿石中目前还不能被利 用的矿物，如铁矿石中的石英等。
• 除有用矿物外，在选、冶过程中还可回收某些有 益成分，它们被称为伴生有益组份，如铁矿石中 的锰、镍、钴等。
• 综合评价伴生有益组份，可提高矿床的工业价值， 适当降低对有用组份的要求。相反，有害杂质的 存在会影响矿石的质量，如铁矿石中硫、磷含量 多，会降低金属的抗张强度，使钢脆性增加。
内生成矿作用除了部分到达地表的作用（例如 火山成矿作用等）外，都在地壳不同深度、不 同压力、不同温度和不同地质构造条件下进行 的。内生成矿作用一般不能直接观察，对于这 类成矿作用的认识，只有根据结果，即矿床的 研究和高温高压成矿模拟实验，追溯其形成的 过程。
经过详细研究，物理化学实验，以及同位素地 球化学的研究，表明内生成矿作用是十分复杂 的。内生成矿作用进一步按物理化学条件分为 两大类：
• 柱状矿体：在空间上以一个方向延伸的矿体， 如矿筒。
• 2、矿体的产状 指矿体在空间产出的位置，包括：
• 矿体的空间位置：即矿体的产状要素（走向、倾 向和倾角），对柱状矿体还要测量它们的侧伏角 和倾伏角，以确定其空间位置，对勘探和开采有 重要意义。
• 矿体的埋藏情况：出露、隐伏，埋藏深度？
• 矿体与围岩面理的关系？
研究矿床的成因和分布规律，首先应该了解元素 在地壳和上地幔的分布量，克拉克（1924）分析了 世界上5159个岩石的化学成分，得到16Km厚地壳 内50种元素的平均质量。国际上将该元素在地壳中 的平均质量分数%，称克拉克值，又称地壳元素的 丰度。
地壳中化学元素在地质作用过程中的迁移和富集， 受多种因素的影响。它们通过固体、气体、液体三 种状态转化，以分子、原子和离子等结合方式，经 过物理的、化学的和生物的作用完成。