长江大学矿床学期末资料(较全的重点)

1、长江大学矿床学资料整理 岸芷汀兰第一章、第二章基本概念一矿床学基本概念矿产矿产资源（mineralresources）：在自然界（地壳内或地表）产出的、由地质作用形成的、具有经济价值的有用矿物资源。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）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。矿石由矿石矿物和脉石矿物构成。矿石矿物矿石中可被利用

2、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。矿石结构矿石中矿物颗粒的形态、相对大小及空间上的相互结合

3、关系所反映的形态特征。矿石构造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。矿石结构+矿石构造矿石组构（ore fabric）矿石的品位矿石中有用组份的百分含量边界品位划分矿与非矿的最低品位（如铜矿：0.20.3%，钼矿为0.020.04%）工业品位当前能供开采和利用矿段或矿体的最低平均品位（如铜矿：0.40.5%；钼矿0.040.06%）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

4、 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。一个矿床可以由一个或多个矿体构成。围岩主岩矿体周围的岩石围岩母岩母岩源岩矿源层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、矿巢、矿囊和矿袋、凸镜状或扁豆状）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

5、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:网状矿体梯状矿体矿体的产状-指矿体产出的空间位置和地质环境 1.矿体的空间位置：走向、倾向和倾角来确定地质体的产状 2.矿体的埋藏情况：指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） 3.矿体与岩浆岩的空间关系：矿体产于岩体内、接触带、或侵入体的围岩之中等 4

6、.矿体与围岩层理、片理的关系：矿体沿层理、片理整合产出，还是穿切层理或片理 5.矿体与地质构造的空间关系：矿体产于构造中的位置，与褶皱和断裂在空间上的联系矿床 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地质体。矿床成因类型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 矿床工业类型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

7、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。  同生矿床：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：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：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。

8、  同-后生矿床：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）：最常见的区域性成矿单元  成矿区（带）（metallogenic province）：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

9、达数千公里甚至更远  克拉克值：元素在地壳中的丰度值  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）：地球演化过程中，使分散在地壳和上地幔中的化学元素和有用物质，在一定地质作用条件下和地质环境中，相对富集而形成矿床的作用。成矿作用是一种地质作用，是自然界发生的元素聚集作用。 

10、内生成矿作用：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 外生成矿作用：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。  变质成矿作用：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。  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

11、矿建造的基础上，又有后期成矿作用的叠加 。成矿作用的主要方式：  内生成矿作用方式 1. 矿熔浆的结晶和分异作用2.含矿溶液的充填作用3.含矿溶液的交代作用 外生成矿作用方式  1.机械沉积分异作用  2.化学沉积分异作用  3.生物沉积分异作用 变质成矿作用方式      1.接触变质成矿作用  2.区域变质成矿作用  3.混合岩化成矿作用  第三章 岩浆

12、矿床   岩浆矿床从地壳深部上升的各类岩浆，在冷凝过程中经过结晶分异作用、熔离作用和爆发作用等，使分散在岩浆中的成矿物质聚集而形成的矿床。由于这类矿床是在正岩浆期（从岩浆结晶作用开始到结晶作用的最后阶段）形成的，称正岩浆矿床（Orthomagmatic deposit）。  岩浆结晶分异作用岩浆分结矿床岩浆在冷凝过程中，各种组份按一定的顺序（矿物晶格能、键性和生成热降低的方向）先后结晶出来，并在重力和动力的影响下发生分异和聚集的过程，称为岩浆结晶分异作用，由此所形成的矿床称为岩浆分结矿床。岩浆熔离作用岩浆熔离矿床在较高温度和压力下均匀

13、的岩浆熔融体，当温度和压力降低时分离成两种或两种以上互不混溶的熔融体的作用，称为岩浆熔离作用（也称为液态分离作用），由此种作用所形成的矿床称为岩浆熔离矿床。  岩浆爆发作用岩浆爆发矿床经过岩浆结晶分异作用和熔离作用后，岩浆中的挥发组份越来越富集，当压力增大到某一阀值时爆发到近地表，称为岩浆爆发作用，由此种作用所形成的矿床称为岩浆爆发矿床。 岩浆矿床的一般特征： 1.矿床主要与镁铁质、超镁铁质岩石有成因联系，如橄榄岩、辉岩、苏长岩、辉长岩以及斜长岩等，少数岩浆矿床与碱性岩或酸性岩有关。  2.矿体主要产在岩浆岩母体岩内，多呈层状、似层状

14、、透镜状、豆荚状。矿体即是岩浆岩体的一部分，有时整个岩体就是矿体，围岩即是母岩；只有少数矿体呈脉状、网脉状产在母岩临近的围岩中。  3.除花岗岩中的稀有元素矿床由于成因特殊而有一定的围岩蚀变外，绝大多数岩浆矿床的围岩不具有明显的蚀变现象。 4.矿石的矿物组成与母岩的矿物组成基本相同，仅矿石中矿石矿物相对富集  5.岩浆矿床的矿石常具浸染状、条带状、致密块状以及角砾状等矿石构造；矿石结构也十分特征而复杂。  6.由于成矿作用在岩浆熔融体中大体同时发生，因此多数岩浆矿床的成矿温度较高（1500700），形成的深度大（多数在地下几

15、公里几十公里，金刚石矿床达200300 km）。 岩浆岩条件（岩浆矿床形成的首要条件）  Ø 岩浆是岩浆矿床成矿物质的主要来源和载体，岩浆岩即是成矿母岩。  Ø  含矿岩浆岩的性质和组成，对岩浆矿床的形成(矿床类型、规模、空间分布)有重要影响：     基性、超基性岩：Cr、Ni、Co、V、Ti、Pt     酸性岩：Li、Be、Nb、Ta、W、Sn，REE 与岩浆矿床有关的岩

16、浆岩主要包括：  v 基性超基性岩  超基性岩体   超基性基性杂岩 基性岩体 v 金伯利岩 v 霞石正长岩、磷霞岩和碳酸岩杂岩体 v 花岗岩  基性超基性岩由多种岩石组合而成的复杂的镁铁质、超镁铁质岩浆杂岩体：纯橄榄岩、斜方辉橄岩、单斜辉橄岩、辉石岩、辉长岩、苏长岩、斜长岩等。通常下为超基性岩相，上为基性岩相，显示一定的垂直分相特征。 Ø 纯橄榄岩斜方辉橄岩辉长岩组合：铬铁矿矿床 &#

17、160;Ø  单斜辉橄岩单斜辉石岩辉长岩组合，辉长岩苏长岩组合：Cu-Ni硫化物矿床 Ø  辉长岩斜长岩组合，斜长岩：V-Ti磁铁矿矿床  成矿岩体规模大小不等， 形状以岩株、岩盘、岩床、岩盖最为常见。著名的南非布什维尔德 挥发组份（矿化剂）作用（H2O、F、Cl、B、S、As、C、P等） Ø 挥发组份的熔点低、挥发性高，特别是能与Ag、Au、Pt、Pd、W、Sn、Mo、Pb、Zn、Cu等多种金属元素组 成易溶络合物，使这些金属得以保留在岩浆的残

18、余溶液中并可能富集成矿 Ø 挥发份对压力的变化特别敏感，富于流动性，故常将岩浆中某些成矿物质由深部带至浅部、由高压地段带 至低压地段，在有利的构造部位富集成矿  同化和混染作用：岩浆向上部地壳运移过程中，熔化或溶解周围外来物质（如围岩碎块），从而使岩浆成分发生改变的作用，称为同化作用（assimilation）；不完全的同化作用称混染作用（hybridization）。 同化和混染作用对成矿的影响： 有利的影响   围岩中某些有用组分的加入，使岩浆中成矿成矿元素更富集：如基性岩和含铁地

19、层中Fe地层中硫的加入（硫化作用），能促使金属组分脱离硅酸盐而进入硫化物熔浆，以更有利于成矿 3Ni2SiO4 + 2S2 = 2Ni5S2 + 3SiO2 + 3O2 不利的影响  CaO3的同化作用对铬铁矿矿床的形成不利 决定同化作用强度的因素：  ü 岩浆的温度：岩浆温度很高处于过热状态，通常可熔化或熔解围岩；较高温度的岩浆可熔化较低温度的结晶岩  ü 围岩的成分和性质：围岩与岩浆

20、的物质成分差别越大，则同化作用愈强烈（碳酸盐岩的同化作用最为明显）； 围岩破碎程度越高，同化作用越强烈   ü 岩浆中挥发分的含量：挥发分愈多，岩浆越不易冷却，熔解的能力强而持久，同化作用越强 ü 的大小：岩体愈大，热容量也大，冷却速度较缓，因而有利于同化作用的进行  ü 大地构造位置：构造活动区或褶皱带有利于岩浆的同化作用，而稳定地区则有利于岩浆的分异作用 岩浆的多期多次侵入作用：  从区域上，含矿岩体通常是同一次构造运动所形成的岩带

21、中的较晚期的产物  从矿区看，矿化主要与复式岩体的晚期岩相关系密切，如西南地区的PGE矿床 大地构造条件 ：大洋地壳环境   大陆地壳环境 大洋地壳环境  产于大洋拉张环境（洋中脊）的镁质超基性岩，后经碰撞作用，成为洋壳残片，产于碰撞造山带（缝合带）：阿尔比斯型、蛇绿岩型  高镁，LIL、HFS元素含量低，Cr、Ni、Cu、Co、PGE含量高，分熔程度较高 受深大断裂或超壳断裂控制，常呈线状或带状分布，断续延长可达数百至数千公里 中亚、特提斯-喜马拉雅、环

22、太平洋等造山带 大陆地壳环境  该环境有厚大的大陆岩石圈作屏蔽盖层，使深部地幔热流在盖层下更好地聚集，形成巨大的层状超基性-基性杂岩体  多为铁质或富铁质超基性岩（M/F=0.5-6.5），LIL、HFS、挥发分含量相对较高，分熔程度相对低 多分布于古老的地盾、地台区，可能与板内地幔柱活动有关  含矿层状超基性-基性杂岩体多呈与围岩整合接触的岩床、岩盆和岩席，规模大，工业意义十分巨大  ü 铬铁矿矿床（占世界总储量的>98%） ü Cu-N

23、i硫化物矿床 ü V-Ti磁铁矿矿床  大陆地壳环境还有一些中小型侵入体和碱性岩体，典型的是金伯利岩（金刚石矿床）和超基性-碱性-碳酸岩杂岩体（稀有和稀土元素矿床），产于大陆内的深断裂带中，与岩浆的超浅成有关。  岩浆中各种成矿物质的析出和聚集，是岩浆分异作用的结果。岩浆的各种分异作用，也就是岩浆矿床的成矿作用。   岩浆结晶分异作用-岩浆分结矿床 岩浆熔融作用-晚期岩浆矿床 岩浆熔离作用- 岩浆熔离矿床 岩浆爆发作用-岩浆爆发矿床  在岩浆结晶分异过程中

24、，有用矿物较早或与造岩的硅酸盐矿物几乎同时结晶出来，并在重力的作用下发生沉淀，在岩浆房的下部或底部发生富集，形成早期岩浆矿床。 早期岩浆矿床的特点：  ü 矿体形态产状：矿瘤、矿巢、凸镜状或似层状，位于岩体的底部或边部 ü 与围岩界线：不明显，呈渐变过渡  ü 矿石成分：与母岩基本一致，比重大，少挥发份  ü 矿石组构：自形晶-半自形晶结构、包含结构，浸染状构造为主 ü 主要矿种：部分铬铁矿矿床，金刚石矿床

25、   当岩浆中挥发组份含量较高，成矿元素与挥发组份结合形成易溶的化合物，大大降低了自身的结晶温度，它们在岩浆熔融体中一直残留到主要硅酸盐矿物结晶之后沉淀富集，形成晚期岩浆矿床。 晚期岩浆矿床的特点：  矿体形态产状：似层状，层状；位于岩体的底部；基性程度较高的岩相伴生  ü 与围岩界线：不明显, 呈渐变过渡 ü 矿石成分：与母岩基本一致，含挥发份矿物（铬云母、铬符山石、铬绿泥石等） ü 矿石组构：海绵陨铁结构，块状、稠密浸染状

26、构造  ü 主要矿种：铬铁矿、PGE矿床（超基性岩中），V-Ti磁铁矿矿床（基性岩中），工业价值巨大岩浆熔离矿床的特点：  ü 矿体形态产状：似层状，位于岩体的底部；贯入式矿体为脉状、透镜状 ü 与围岩界线：不明显, 渐变过渡; 贯入式矿体界线清楚  ü 矿石成分：与母岩基本一致，硫化物含量高，含磷灰石和挥发份矿物 ü 矿石组构：海绵陨铁结构、固熔体分离结构；块状、浸染状构造ü 

27、;主要矿种：Cu-Ni硫化物、PGE、磷灰石、Fe矿床，工业价值巨大 岩浆爆发矿床的特点：  ü矿体形态产状：筒状、管状，少数脉状；产出往往与深大断裂带有关，尤其是断裂交汇处ü 与围岩界线：围岩破碎严重者不清楚，轻微破碎者较为清楚 ü 矿石成分：橄榄石、金云母、镁铝榴石、金刚石 ü 矿石组构：金刚石多为自形-半自形晶结构，角砾状、浸染状构造 ü 主要矿种：金刚石  第四章  伟晶岩矿床  

28、;伟晶岩伟晶岩矿床矿物结晶颗粒粗大的，具有一定内部构造特征的，常呈不规则岩墙、岩脉或凸镜状的地质体，称为伟晶岩。当伟晶岩中的有用组份富集并达到工业要求时，即成为伟晶岩矿床。  伟晶岩的分类： 1.岩浆伟晶岩花岗伟晶岩、碱性伟晶岩、基性-超基性伟晶岩 2变质伟晶岩(混合岩化伟晶岩)  伟晶岩矿床的特点：  1.伟晶岩矿床的物质成分特征  化学成分特征  氧和亲氧元素：Si、Al、Na、K、Ca等  稀有、稀土、分散、放射性元素：Li、Be、Nb、Ta、Cs、

29、Rb、Zr、In、La、Ce、U、Th  金属元素：W、Sn、Mo、Fe、Mn  挥发份：F、Cl、B、P  矿物成分特征  硅酸盐类：石英(包括水晶)、斜长石、微斜长石、正长石、白云母、黑云母、霞石和辉石等。长石、石英和云 母为主体  2.伟晶岩矿体的结构、构造特征 结构特征  巨晶结构（伟晶结构）：是伟晶岩特有的结构，长石、石英、云母等矿物晶体巨大，颗粒大小一般10cm几米，大者晶体可达数公斤至上百吨  文象结构：长石、石英共结生成

30、  粗粒结构和似文象结构：主要由长石和石英组成，颗粒大小110 cm 细粒结构：主要由石英、斜长石和微斜长石组成，颗粒小于1cm  构造特征：带状构造  晶洞构造   3.伟晶岩矿体的产出特征  Ø 大小：差别很大：长几米至上千米，厚几厘米至几十米，延深数百米 Ø 形态：多样，脉状、囊状和凸镜状常见 Ø  产状：复杂，有陡有缓  岩浆岩条件 

31、60; Ø 与伟晶岩矿床有关的侵入体，可以从超基性的橄榄岩类，一直到酸性的花岗岩类，但绝大多数是花岗岩类岩石  Ø 与伟晶岩矿床有关的花岗岩类，常呈岩基状或巨大的岩株状产出；孤立的小侵入体基本不形成伟晶岩（挥 发份）  Ø 伟晶岩可产于母岩侵入体的顶部、边部或附近的沉积-变质围岩中 物理化学条件  温度  变化范围大，最早结晶温度可能在800700  一直到300 以下，主体在600200

32、0; 从边缘带到内核的形成温度降低：边缘带和外侧带800600 ±，中间带600400 ±，内核石英400200 甚至更低 不同矿种的伟晶岩形成温度有所不同，一般云母伟晶岩形成温度较低，而稀有金属伟晶岩则较高 压力和深度  开始时可能达到800500MPa，结束时降到200100MPa 形成深度大，否则挥发组分的逸失不利于成矿  Ø 晶洞伟晶岩（含水晶）：1.53 km（较小深度） Ø 稀有金属伟晶岩：3.

33、57 km（中等深度）  Ø 白云母和稀土元素伟晶岩：710 km（较大深度） Ø 陶瓷原料伟晶岩：>1011 km（极深）   地质构造条件   Ø 伟晶岩带：主要分布于构造活动带，如碰撞造山带（地槽-褶皱带）、古板块边缘断裂带和不同构造的结合带  Ø 伟晶岩矿田：主要受区域一级构造控制，如背斜轴部、花岗岩体与变质岩的接触带、不同时代地层接触带、 各种断裂带等 

34、; Ø 伟晶岩脉（矿床、矿体）：受次一级构造控制，如羽状裂隙、断层、围岩的层面、劈理、片理、侵入体顶部 的裂隙等  围岩条件   Ø 围岩岩性以区域变质岩石为主，如片岩、片麻岩以及混合岩，少数为基性-超基性岩 Ø 围岩的物理性质对伟晶岩的形态、规模和结晶作用的完善程度有一定影响，一般未遭受片理化或弱片理化 的岩石易形成不同形状的裂隙，有利于形成产状陡立的伟晶岩脉  Ø 围岩的化学成分对伟晶岩的成分有较大影响 

35、; 围岩是石灰岩，伟晶岩体中多富锂，形成大量的锂辉石  围岩是含镁的岩石（白云岩、基性岩），易使锂分散到围岩中（类质同象置换Mg2+ ）而造成贫化 围岩为由泥质岩石变质而成的矽线石、蓝晶石片岩，则易形成白云母伟晶岩  挥发组分的作用   Ø 挥发分H2O、F、Cl、B等与稀有金属形成易溶和易挥发的化合物，并向伟晶岩体的上部迁移富集  Ø 挥发分的热容大、粘度低、导热性，有利于伟晶岩熔体-溶液的缓慢冷却和结晶，分异作用完全，形成巨大

36、60;的矿物晶体  Ø 挥发分对先结晶矿物的强烈交代作用，有利于稀有金属的矿化 伟晶岩矿床的成因v 残余岩浆的结晶作用v残余气体溶液的重结晶作用和交代作用 第五章  气水热液矿床概论  气水热液气水溶液指在一定深度（数百米-数十公里）下形成的，具有一定温度（数十度-数百度）和一定压力（数十万-数亿Pa）的气态和液态的溶液，简称热液。 热液矿床的特点：  热液矿床类型多、特征复杂，具有以下特点： 成矿物质的迁移富集与热流体的活动密切相关 

37、成矿方式主要是通过充填或交代作用  成矿过程中伴有不同类型、不同程度的围岩蚀变且常具有分带性；  构造对成矿作用的控制明显，既是含矿流体运移的通道，也是矿质富集沉淀的主要场所； 成矿介质、矿质以及热源直接控制着热液矿床的形成，三者来源往往复杂多样，既可来自同一地质体或地质作用，也可具有不同的来源；  热液矿化往往呈现不同级别、不同类型的原生分带（以矿物或元素的变化表现出来）  形成的矿床种类多，除铬、金刚石、少数铂族元素（如锇、铱）矿床外，与多数金属、非金属矿床的形成都与热液活动有关。 

38、0;气水热液的来源：岩浆热液、地下水（大气降水）热液、 海水热液、变质热液、建造水 气水热液的成分  Ø 最主要组份：H2O  Ø 基本组份：Na、K、Ca、Mg、Sr、Ba、Al、Si等及Cl-、SO42-  、HCO3-、 F- 等  Ø 金属成矿元素：最主要为亲铜元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sn、Sb、Bi、Hg等；其次为过渡性元素Fe、Co、 Ni；W、Mo、Be、TR、U、In、Re等稀有、

39、稀土和放射性等元素 Ø 溶解的气体：H2S、CO2及HCl等  Ø 其它微量元素：Li、Rb、Cs、Br、I 、Se、Te等 主要成份对气水溶液的影响  Ø H2O：搬运矿质的介质，调节酸碱度  Ø S (H2S)：重要的金属络合剂，大量硫化物沉淀指示中低温条件 Ø O2：控制氧化-还原反应 Ø CO2 ：酸碱度的调节剂  &#

40、216; NaCl：盐度  气水热液的性质  v 物理性质  流体的物理状态，很大程度上取决于温度和压力 水的临界温度，与水中溶解的物质有关  热液从岩浆中分出时主要呈超临界流体，只有当外压力小于临界压力时，才出现气相 热液中的CO2、SO2、O2、H2S、HF、HCl等高挥发组份在高压含矿流体中主要呈气态存在 v 化学性质  pH值：变化范围较大：69（偏碱性）岩浆期后热液：碱性（钾、钠交代）®酸性（绢云母化、黄铁矿化、硅化

41、）®碱性（碳酸盐化）   Eh值：多数情况还原条件                 低价元素比高价多                硫化物比硫酸盐多 成矿元素的搬运形式：  v 硫化物真溶液

42、形式 v 卤化物真溶液形式 v 易溶络合物形式（主要） v 胶体溶液形式 成矿元素的沉淀机理：温度和压力的降低、pH值的变化、氧化-还原反应、不同成分和性质溶液的混合、溶液与围岩的相互作用 气水热液运移的动力：重力驱动    压力驱动    压实驱动   构造应力驱动 气水热液运移的通道：  Ø 原生孔隙：粒间间隙、层面空隙、晶洞等  绝

43、对孔隙度 ()：岩石全部孔隙体积之和（Vp）与岩石外表体积（V）的比值 = Vp/V ´ 100% 有效孔隙度 (e)：岩石中相互连通的、流体在自然状态下可以自由流动的孔隙体积之和（Ve）与岩石外表体积（V）的比值e = Ve/V ´ 100% Ø 次生裂隙：非构造裂隙、构造裂隙  非构造裂隙：溶解裂隙、岩石体积膨胀产生的裂隙、矿物结晶和重结晶形成的裂隙、火山角砾空隙等 构造裂隙：断层、褶皱及与之相关的一系列裂隙，不

44、整合面（主要、有意义）  容矿构造、配矿构造、导矿构造  气水热液的成矿方式主要有两种：  充填作用  交代作用  充填作用热液在化学性质不活泼的围岩内流动时，与围岩间没有明显的化学反应和物质的相互交换，其中成矿物质主要是由于温度、压力的变化或其他因素的影响，直接沉淀在围岩的孔洞或裂隙中，这种作用称充填作用。由充填作用所形成的矿床称充填矿床。  交代作用含矿热液在运移过程中与围岩发生化学反应或置换作用，把围岩中原有的组分溶解、排除，代之以新的成分，此种作用称为交代作用。由交代

45、作用形成的矿床称交代矿床。  交代作用过程中，岩石始终保持固体状态，即在交代作用的前后，岩石体积基本保持不变交代作用的类型  Ø 渗滤交代作用：交代作用过程中组份的带入和带出是借助于流经岩石裂隙中的溶液的流动进行的。渗滤交代作用的有效半径可达数百米以上。  Ø 扩散交代作用：交代作用中组份的移动通过停滞的粒间溶液，以分子或离子扩散的方式缓慢地进行，即由 浓度差（浓度梯度）而引起。有效半径一般为数米至数十米影响交代作用的因素：  ü 组分的活动性及

46、其浓度 ü 温度和压力  ü 围岩的化学性质和物理性质围岩蚀变岩石在气水热液的作用下，发生的一系列旧矿物被新的更稳定的矿物所代替的交代作用，称为蚀变作用（alteration）。若这种蚀变作用发生在矿体周围的岩石中，则称为围岩蚀变（wall rock / country rock alteration）。遭受了蚀变的围岩称为蚀变围岩（altered wall rock）。 围岩蚀变的主要类型  矽卡岩化、云英岩化、钾长石化、钠

47、长石化、青磐岩化 绢云母化、绿泥石化、粘土化、硅化、碳酸盐化  矿化期 / 成矿期：代表一定成矿地质作用和物理化学条件的一个较长的成矿作用时期。 如矽卡岩矿床的形成一般可分为两个成矿期：矽卡岩期、石英-硫化物期  矿化阶段 / 成矿阶段：代表同一成矿期内，在相同或相似的地质和物理化学条件下形成一组或一组以上矿物的成矿过程。          如矽卡岩矿床的石英-硫化物期又可分为：铁铜硫化物阶段；铅

48、锌硫化物阶段 矿物生成顺序：同一矿化阶段中不同矿物结晶的先后顺序。  热液矿床的分带（zoning）：指与单一矿床或一定区域内的一组矿床有关的矿物或元素在空间上的有序分布形式。 分带规模等级：区域分带   矿田分带  矿体或矿床分带  分带样式： 水平分带  垂直分带  正向分带  逆向分带          

49、0;第六章   热液矿床的类型及特征  热液矿床各种成因的含矿气水热液在一定的物理化学条件下，于各种有利的构造和岩石中，通过充填和交代等成矿作用方式而形成的有用矿物堆积体。 热液矿床的一般特征  （1）形成矿床的含矿热液是多来源的：岩浆热液（包括火山-次火山热液）、地下水热液、海水热液、变质热液以及混合热液。  （2）含矿热液成分复杂（H2O挥发分多种金属组分），成矿地质环境各异，形成的矿床类型和矿种众多，物质成分复杂。  （3）成矿的温度和深度较其它内生矿床低和浅：温度一般

50、400，深度为深-中深（4.51.5 km）或浅-超浅（1.5km近地表）。  （4）构造控制作用极为显著：各种构造裂隙既是含矿热液运移的通道，又常是成矿物质沉淀的场所。 （5）成矿时间既可晚于围岩（后生矿床），也可与围岩近于同时（同生矿床，如VMS和SEDEX矿床）。  （6）成矿方式主要有充填作用、交代作用和化学沉积作用，成矿作用受热液性质、围岩岩性和构造条件的控制或影响，矿床常具不同程度的围岩蚀变。  （7）矿体多呈脉状、网脉状、似层状、凸镜状等；矿石构造有脉状-网脉状、对称带状、皮壳状、角砾状、晶洞状、浸染

51、状及块状等。  （8）矿石物质成分复杂：金属矿物以硫化物、氧化物、砷化物及含氧盐等为主；非金属矿物有碳酸盐、硫酸盐、含水硅酸盐、石英等。  （9）矿床形成过程具有多期多阶段性，不同成矿期和成矿阶段常形成不同的矿物共生组合。  本教材试图从热液矿床的地质背景、矿床特征和成因等综合因素来进行分类，将热液矿分为4大类：矽卡岩型矿床 、斑（玢）岩型矿床 、 高、中温热液脉型矿床 、低温热液矿床  接触交代矿床矽卡岩矿床产于中酸性侵入体与碳酸盐类岩石（或其它钙镁质岩石）的接触带上或其附近，通过含

52、矿气水溶液交代作用形成，并与矽卡岩（钙铝钙铁榴石系列，透辉石钙铁辉石系列）在成因上和空间上存在联系的一类矿床。  矽卡岩矿床的特点：  1.矿床的产出部位  v 分布于中酸性侵入体与碳酸盐类岩石的接触带上或其附近。   v 多数产于外接触带的矽卡岩化围岩中，少数产于内侧接触带的蚀变侵入体内，一般距接触面100200m范围 内，个别可远离接触带达1km以上。  2.矿体的形态、产状和规模  v 矿体的形态和产状复杂，明显受接触带构造的控制

53、。多呈不规则状、似层状、凸镜状、脉状、巢状等。 v 规模大小不一，由直径仅数米的小矿体，至长数公里、延伸达千米以上巨大矿体。但一般为中小规模。 3矿石的物质成分  v 物质成分极为复杂，主要由金属氧化物、硫化物和一组特殊的矽卡岩矿物组成。  v 金属氧化物：主要有磁铁矿、赤铁矿、锡石、白钨矿，次有黑镁铁锰矿、红锌矿、黑锰矿等。 v 金属硫化物：黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿、辉钼矿、辉铋矿等。 v 矽卡岩矿物：按成分不同分为钙矽卡岩矿物和镁矽卡岩矿物两类。

54、 4.矿石结构和构造  v 矿石结构：多为粗粒结构  v 矿石构造：块状、浸染状、条带状、晶洞状、团块状等 5.矿床的分带性  v 矿床常具分带性，由侵入体内向外依次出现：蚀变岩体内矽卡岩外矽卡岩蚀变灰岩灰岩 形成条件：  （1）大地构造条件 ：厚的碳酸盐岩建造-大幅度的沉降  中酸性侵入岩-频繁的构造岩浆活动  （2）岩浆岩条件 ：岩浆演化过程分异出含矿溶液，是形成矽卡岩矿床的先决条件 

55、;（3）围岩条件：与成矿关系密切主要是各类碳酸盐岩类地层  物理性质   化学成分 （4）地质构造条件：构造控制含矿溶液的通道，也为成矿提供有利的空间 （5）物理化学条件：温度条件  深度和压力条件 成矿方式：  接触交代作用是矽卡岩矿床成矿的主要方式  （1）接触渗滤交代作用：由中酸性侵入体分泌出来的含矿气水溶液沿着接触带的裂隙系统渗滤，并与周围的岩石发生交代  （2）接触扩散交代作用（双交代作用）：发生在两种不同物理化学性质的岩石接

56、触带，在上升溶液的影响下，使原来两种岩石中的组分通过粒间溶液在横切接触面的方向上发生相向的扩散交代，形成矽卡岩。  在矽卡岩矿床形成过程中，渗滤交代作用和扩散交代作用往往共同作用，密不可分，并构成复杂的配置 成矿过程：  矽卡岩矿床各是在很长的时间和很大的温度变化范围内形成的，成矿过程具多期性和多阶段性，可划分为两个成矿期、五个成矿阶段： 矽卡岩期   （1）早期矽卡岩阶段  以形成高温、岛状和链状的无水硅酸盐矿物（硅灰石、透辉石、钙铁辉石、钙铝榴石、钙铁榴石、方柱石等）为特征，因而也

57、称干矽卡岩阶段  是在高温的超临界状态下形成的  通常无硫化物的沉淀，在镁矽卡岩中可形成磁铁矿和硼酸盐，钙矽卡岩中形成白钨矿 （2）晚期矽卡岩化阶段  交代早期矽卡岩阶段的矿物，以形成复杂链状的含水硅酸盐类矿物（阳起石、透闪石、角闪石、绿帘石-黝帘石、硅镁石等）为特征，也称湿矽卡岩阶段  此阶段随着温度的降低，溶液中铁的惰性增强，难于进入硅酸盐格架，而以大量磁铁矿的形式沉淀，故又称磁铁矿阶段  （3）氧化物阶段  介于矽卡岩期和石英硫化物期之间，具有过渡性质，以形成

58、层状和架状硅酸盐化物（正长石、酸性斜长石，金云母、白云母、黑云母）、金属氧化物和含氧盐（磁铁矿、赤铁矿、锡石、白钨矿等）为特征 该阶段后期可形成少量的金属硫化物（辉钼矿、磁黄铁矿、毒砂等） 矿化作用是在高温热液条件下进行的 石英硫化物期  SiO2不再与Ca、Mg、Fe、Al 组成矽卡岩矿物，而是独立形成大量石英 有典型热液矿物绿泥石、方解石等 有大量金属硫化物形成  （4）早期硫化物阶段  交代早期硅酸盐矿物，形成绿泥石、绿帘石、绢云母、碳酸盐、萤石、石英等脉石矿物

59、0; 矿石矿物以Fe-Cu硫化物为主（磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、毒砂等），也见Mo和Bi的硫化物（辉钼矿、辉铋矿），亦称铁铜硫化物阶段 形成于高中温热液条件  （5）晚期硫化物阶段  脉石矿物主要为交代早期硅酸盐矿而形成的绿泥石、绢云母以及大量的石英和碳酸盐类物矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿等，故又称铅锌硫化物阶段 形成于中低温热液条件下  高温热液脉型矿床主成矿温度大于300、主要受断裂构造控制的热液矿床称为高温热液脉型矿床  高温热液脉型矿床的一般特征： &

60、#160;（1）与中深成的中酸性侵入体具有密切的时空和成因联系，含矿热液主要为岩浆热液。  （2）近矿围岩和岩体内部都发生强烈蚀变。最重要的蚀变种类是云英岩化、钠长石化、钾长石化、电气石化、黄玉化等  （3）矿石的矿物成分主要是氧化物和含氧盐类，其次是硫化物。矿石多具粗粒结构，带状或对称带状构造。  （4）矿体常受各种裂隙构造控制，多以充填方式成矿，也有交代方式成矿。矿体呈不规则的脉状、串珠状等，常沿一方向呈雁行状排列也见沿层面交代形成扁豆状或似层状矿体。  （5）高温热液脉型矿床的主要矿种有钨、锡、铍、铌、钽等，

61、矿床的规模一般为中小型，少数规模很大，是一种重要的矿床类型。 常见的高温热液脉型矿床有云英岩型钨、锡石英脉型矿床和钠长岩稀有、稀土矿床。 矿床形成条件 ：  l 这类矿床在成因和空间上都和花岗岩类有关，这些花岗岩的特征元素有W、Sn、Be、Nb、Ta、V、Th、Li、 Rb、Cs等，均有较高的丰度，与矿床中的矿物极其近似。岩体大多为规模较小的岩株或岩钟状。云英岩型含钨石英脉矿床多分布于岩体顶部、边部或距接触带不远的围岩中。  2 围岩主要为轻微变质的砂岩、板岩、千枚岩等硅铝质岩石。在石灰岩中形成

62、白钨矿矿床，在硅铝质岩石中 则形成黑钨矿矿床。  3 矿床受断裂、裂隙构造控制甚为明显，矿脉多充填于剪切裂隙、张剪复合裂隙中。 矿床典型的围岩蚀变为云英岩化。 浅层低温热液矿床  概念：指产于陆相火山岩系中或相邻岩石中，形成温度为<150300，深度为地表到12km成矿流体主要为大气降水与岩浆水的混合热液的金、银（多金属）矿床 基本特征  l 矿体形态-脉状、网脉状、似层状  l 控矿构造-火山构造和张性-剪切性断裂系统 l

63、60;成矿方式-充填作用 基本特征  l 矿石组构-条带状、壳层状、晶洞状、晶簇状构造和胶状-变胶状结构。  l 矿物组合-银金矿、自然银、辉银矿、辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄、硫砷铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、砷黝铜矿 及其他含砷锑的硫盐矿物、硫化物、碲化物、硒化物以及铜、铅、锌硫化物、白铁矿、胶黄铁矿、黄铁矿等   Hendenquist（1994）根据成矿流体特点  l 高硫化型（简称HS）：即Heald等（1987）划分的明矾石-高岭石型，由酸性、氧化的流体形

64、成（高硫化作 用）  l 低硫化型（简称LS）：即Heald等（1987）划分的冰长石-绢云母型，由近中性酸、还原的流体（低硫化作用） 形成  浅成低温热液矿床的成矿条件  （1）成矿地球动力学背景  l 总体挤压地球动力学背景下的局部拉张环境、拉张环境大陆弧或岛弧 l 主要集中产在3个巨型成矿域： 太平洋成矿域  地中海-喜马拉雅成矿域  古亚洲成矿域   大-超大型的浅成低

65、温热液型矿床主要分布于环太平洋地区 (2.) 构造条件  l 受区域性深大断裂控制，深大断裂与破火山口的环状断裂的交汇部位 l 火山口边界的环形破裂控制某些矿床的分布   l 层面构造及节理也是重要的控矿构造。不整合的控制作用，如日本菱刈金矿床矿体1/3的矿石分布在不整合 面以上的火山岩中，2/3的矿石分布于不整合面之下的白垩系沉积岩基底中。 l 矿床的多数富矿体产于断层转折部位的局部扩张带中  (3.) 岩浆岩条件 

66、; l 大多数浅成低温热液金矿区，见不到深部侵入体与金矿成矿作用的直接联系。现代地热体系在3km左右深 部还见不到侵入体，深部侵入体可能至少在5km左右 l 低硫化型矿床可能形成于与现代地热体系相似环境；  l 高硫化型金矿床的形成与深部侵入体的关系密切，与成矿作用有关的侵入体侵位较浅。有些高硫化型矿床 的围岩是次火山岩，与深部侵入体直接相连  (4.) 地层条件  l 围岩主要为陆相火山岩。大部分矿床产于火山活动中心（破火山口或火山锥）附近，少

67、数产于远离火山口 的火山岩中  l 含矿的火山岩具有偏酸性和碱性的特点 l 低硫化型矿床的围岩成分范围变化大  l 高硫化型矿床的围岩绝大部分是流纹英安岩  l 高硫化型矿床的围岩与矿化有成因联系，提供成矿热能和成矿物质,与深部侵入体为连续组成部分  5. 成矿时代 1 中-新生代，少数形成于晚古生代。西太平洋岛弧区一般小于20Ma；美洲西部主要3910Ma。我国东部大致为14567Ma，古亚洲成矿域的这类矿床一般形成较早，为晚古生代。 

68、; 浅成低温热液矿床的成因  v 浅成低温热液型矿床形成于相对较低温度（<150300）和较浅深度（距地表到地下12km）。虽然是在浅 处，但仍有证据表明流体中存在岩浆成分  v  浅成低温热液型矿床可以根据它们的交代矿物学分成两大主要类型：由酸性、氧化的流体形成（高硫化作用） 由近中性、还原流体形成（低硫化作用）  密西西比河谷型（MVT）铅锌矿床指产于碳酸盐岩（主要是白云岩）中的，受地层层位控制并具有显著后生特征的，以铅锌为主要矿产的一类矿床。因密西西比河流域汇水盆

69、地中发育众多该类型矿床而得名。  MVT铅锌矿床的特点   (1)矿床大多形成于相对稳定的克拉通边缘或浅水碳酸盐岩台地中，构造环境常是大型盆地的边缘或盆地内及盆地间隆起带的边部。  矿床的形成与岩浆活动无明显的成因联系；主要受一定地层层位控制，产于生物礁体、溶洞、岩溶角砾岩、不整合面及裂隙带中。  含矿主岩主要为碳酸盐岩（>80），少量为硅质岩、泥岩和粉砂岩（15%）。 是典型的后生矿床，但围岩蚀变弱（白云石化、硅化）；矿体的形态取决于溶洞、层间破碎带以及裂隙带等构造的空间形态，主要有层状

70、、似层状、透镜状、脉状、囊状等。 矿石主要由硫化物在溶洞、晶洞、角砾碎屑间充填而成。物质成分简单，金属矿物是主要 方铅矿和闪锌矿，少量的黄铁矿、白铁矿、黄铜矿和辉锑矿等；非金属矿物主要为方解石、白云石，少量的重晶石、萤石、石英等。 矿石组构简单，构造主要为浸染状、块状、细脉状、层纹状、团块状和角砾状等；结构多为自形-半自形粒状结构。 单个矿床规模通常较小（Pb+Zn一般<100万t），品位也较低（Pb 2-5，Zn 3-12）；但矿床往往呈群呈带出现，构成巨大的成矿区或成矿省，面积达数百甚至上千km2 ，金属总储量>100

71、0万t。常伴生Ag, Cu, Cd, Ge, In, Ga等。 矿床形成的温度较低（一般50200）；成矿流体为高盐度的卤水（10-30 wt% NaCl），类似于油田卤水；流体包裹体中常见有石油，容矿岩石中常有干酪根或沥青等有机质。  矿床中硫化物的d34 S多变化在+10+30之间，表明硫主要来源于海相蒸发岩。 MVT铅锌矿床的成因 ： v  含矿流体的来源  水主要来自于沉积物成岩压实过程中释放出的同生水（孔隙

72、水、结晶水、结构水），部分来自于盆地边缘大陆隆起区补给的下渗大气降水。  金属组分来自于泥岩、粉砂岩、砂等沉积物  地下水溶解沉积物中的盐类物质成为高盐度的卤水，对金属具强烈的溶解能力，形成含矿热卤水  v  含矿流体的迁移  含矿热卤水主要在压实作用的驱动下，沿渗透层（砂岩、层理面、不整合面等）由下往上、由盆地中心向盆地边缘发生迁移。  金属以氯化物络合物或硫氢化物络合物形式搬运 v  矿质沉淀机制  盆地边缘以及盆地内或盆

73、地间的隆起带通常是生物礁和礁后相碳酸盐岩发育的环境，由于地下水的溶解（喀斯特）易形成溶洞、溶蚀裂缝等开放空间，为金属的沉淀提供了良好的场所。 金属络合物的分解，导致矿质沉淀：  Ø 氯化物络合物：由于还原硫（细菌还原硫酸盐产生H2S）和有机质的作用 Ø 硫氢化物络合物：由于氧化作用（与含氧地下水相遇）  微细浸染型（卡林型）金矿床产于钙质、炭质沉积岩（碳酸盐岩/细碎屑岩）中的，金呈次显微-超显微的浸染状赋存于含金黄铁矿中的一类金矿床。因20世纪60年代初最早发现于美国内华达州卡林地区而得名。&#

74、160;卡林型金矿床的特点   矿床产于古大陆边缘地壳减薄拉张的区域构造背景下，高热流值和热液的多次活动为成矿提供了良好的条件。但成矿与岩浆活动无直接的成因联系。   矿床常呈群呈带出现，构成巨大的矿集区。   含矿主岩为各种不纯的（泥质、粉砂质、炭质）碳酸盐岩、细碎屑岩（钙质、炭质粉砂岩、页岩）和硅质岩。  成矿受构造控制明显，尤其是高角度正断层与有利岩性层位交切部位是成矿的有利场所。   矿体周围常发育程度不同的围岩蚀变，最主要有脱钙化（去碳酸盐化）、硅化（似碧玉岩化）和泥化（粘土化）。  矿体多呈似层状、透镜状和脉状，形态产状受高角度断层及其旁侧褶皱构造控制。   矿石物质组成以一套中低温热液矿物组合为（含砷黄铁矿、黄铁矿、毒砂、雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂；石英、玉髓、