长江大学矿床学重点

1、第一章绪论矿产：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，可供 开采利用的有用矿物资源。矿产资源的三重属性:地质属性、经济属性、 环境属性。矿产资源的显著特点：不可再生性、空间分 布不均衡性、慨念的可变性、赋存状态的复 杂多样性、具有多组分共生的特点。第二章矿床学中的一些基本慨念矿物：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。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。矿石矿物：亦称有用矿物，系

2、指可以被利用 的金属或非金属矿物。脉石矿物：是指那些虽与矿石矿物相伴，但 不能被利用或在当前技术条件下暂时被利 用的矿物。根据矿石中矿石矿物与脉石矿物的相对含 量，可将矿石分为块状矿石（矿石中矿石矿 物含量大于80%）和侵染状矿石（矿石中矿 石矿物含量小雨80%）。夹石：矿体内这些达不到工业要求而不被利 用的部分。脉石：一般将矿床中与矿石相伴生的无用的 固体物质称为脉石，包括脉石矿物、夹石、 围岩的碎块等等。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

3、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关系所反映的形态 特征。最常见的结构有等粒结构、不等粒结 构、纤维状结构、环带状结构、叶片状结构、 乳滴状结构、胶状结构、破裂结构、骸晶结 构、草莓状结构等。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。主要有块状构造、侵染状构造、 条带状构造等等。矿石品位：矿石中有用组份的百分含量。边界品位：在当前经济技术条件下用来划分 划分矿与非矿的最低品位。最低工业品位：当前能供开采和

4、利用矿段或 矿体的最低平均品位。矿石工业品位的决定因素：矿床的规模大 小、矿石综合利用的可能性、矿石的工艺技 术条件。矿石品级：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：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：矿体周围的岩石。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。矿体的产状：矿体的空间位置、矿体的埋藏 情况、矿体与岩浆岩的空间关系、矿体与围 岩层理片理的关系、矿体与地

5、质构造的空间 关系。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。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。矿田：指在统一的地质作用下形成。 矿带：是最常见的区域性成矿单元。 克拉克值：元

6、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。浓度系数：某元素的工业品位与其克拉克值 的比值。成矿作用及其类型：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。包括内生成矿 作用、外生成矿作用、变质成矿作用。 第三章岩浆矿床岩浆矿床：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

7、浆矿床。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、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.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

8、较高（1500700C），形成的深度大（多数在地 下几公里几十公里，金刚石矿床达 200300 km）。矿化剂：岩浆中挥发性组分的种类和数量对 岩浆的结晶分异及成矿组分的运移、富集也 有一定影响，因而也称矿化剂。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）。海绵陨铁结构（陨石结构）：由于硅酸盐矿 物结晶较早，晶形比较完整，金属矿物大多 充填于硅酸盐矿物晶粒间呈他形胶结状产 出，形成典型的海绵陨铁结构。第四章伟晶岩矿床伟晶岩：

9、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。伟晶岩矿床：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。伟晶岩矿床的形成条件岩浆岩条件: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.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）。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：温度一变化范围大，最早 结晶温度可能在800700 C 一直到 300 C以下，主体在600200 C从边缘

10、带到内核的形成温度降低：边缘带和外侧带 800600 C土，中间带 600400 C土，内核 石英400200 C甚至更低一不同矿种的伟 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 力和深度一开始时可能达到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。地质构造条件：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。伟晶岩脉（矿床、矿体）：受次一级构造

11、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：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。围岩的化学成分对伟晶岩的成 分有较大影响。5.挥发组分的作用：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。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，形成巨大的矿物晶体。挥发分对先结

12、晶 矿物的强烈交代作用，有利于稀有金属的矿 化。第五章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。 气水热液矿床：通过含矿热液作用而形成的 后生矿床。热液矿床的特点：成矿物质的迁移富集与 热流体的活动密切相关成矿方式主要是 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

13、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。气水热液的来源：岩浆成因热液、变质成因 热液、建造水、大气水热液、幔源初生水热 液。成矿物质的来源：岩浆熔体、地壳岩石、上 地幔。气水热液的性质物理性质：1.流体的物理状态，很大程度上 取决于温度和压力。2.水的临界温度，与水 中溶解的物质有关。3.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。4.热液中的CO2、 SO2、02、H

14、2S、HF、HCl等高挥发组份 在高压含矿流体中主要呈气态存在。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） T酸性（绢云母化、黄铁矿化、硅化）T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。 含矿热液运移的动力：重力驱动、压力梯度 驱动、热力驱动。含矿热液运移的通道:原生孔隙（粒间间隙、 层面空隙、晶洞等）、次生裂隙（非构造裂 隙、构造裂隙）。绝对孔隙度（）:岩石全部孔隙体积之和 （Vp ）与岩石外表体积（V ）的比值e = Vp/V x 100%有效孔隙度（e 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

15、体积 之和（Ve）与岩石外表体积（V）的比值 e e = Ve/V x 100%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，不整合面。成矿物质运移形式：硫化物真溶液形式、卤 化物真溶液形式、易溶络合物形式、胶体溶 液形式。成矿物质的沉淀因素：温度、pH值、压力 变化、氧化还原作用、与围岩反应、不同来 源热液的混合、水解、沸腾。成矿方式：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

16、的孔洞或裂隙中，这种 作用称充填作用）、交代方式（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）包括 扩散交代作用和渗滤交代作用。围岩蚀变：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 ）o 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）。研究围岩蚀变的意义：理论意义：根据蚀变 围岩在化学成分、矿

17、物成分上的变化，可了 解成矿时的物理化学条件、成矿热液的性质 及其变化、矿物沉淀原因、分布的规律等。 实际意义：是重要的找矿标志。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。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。第六章热液矿床的类型及特征矽卡岩型矿床的两期五个阶段矽卡岩期:早期矽卡岩阶段（干矽卡岩阶段、 无矿矽卡岩阶段）、晚期矽卡岩阶段（湿矽 卡岩阶段、磁铁矿阶段）、氧化物阶段 石英一硫化物期：早期硫化物阶段、晚期硫 化物阶段。矽卡岩期：主要形成各种钙、铁、镁、铝的 硅酸盐矿物以及氧化物

18、。石英-硫化物期：以形成石英和大量的硫化 物为特征。成矿方式接触渗滤交代作用：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。（受温度 梯度和压力梯度控制）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。（浓度梯度 是扩散运移的动力）早期矽卡岩阶段：一以形成高温、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，因而也称干矽卡岩阶段一是在高温 的超临界状态下形成的一通常

19、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晚期矽卡岩化阶段:一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 段一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 氧化物阶段：一介于矽卡岩期和石英-硫化 物期之间，具有过渡性质，以形成层状和架 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 特征一该阶段后期可形成少量的金属硫化 物（辉钼矿、磁黄

20、铁矿、毒砂等）一矿化作 用是在高温热液条件下进行的早期硫化物阶段：一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、石英等脉石矿物一矿石矿物以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一形成于高- 中温热液条件晚期硫化物阶段:一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矿物一矿石矿物主要 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一形成于中低温热液 条件下斑岩型矿床：凡是在时间上、空间上和成因 上与浅成或超浅成中酸性斑岩体有关的细 脉浸染型矿

21、床，通称为斑岩型矿床。斑岩型 矿床过去又称为“细脉浸染型矿床”。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。斑岩型矿床的特点一经济特征：矿床常成 群、成带分布，规模巨大。矿床埋藏深度浅， 适合于大规模、机械化的露天开采。矿石品 位较低（Cu般为0.41 %），但矿化分布 均匀，矿石工艺性能稳定，可选性好。矿石 中常伴生有多种有用组份可供综合利用，除 Cu、Mo、Au、W、Sn、Pb、Zn 外，尚可 综合回收Ag、R

22、e、Co、S、Se、Te等元素。 围岩蚀变及分带：从中心向外钾质蚀变带、 似千枚岩化蚀变带、泥质蚀变带、青磐岩化 带。（P92）矿化及其分带：自内向外低品位核、矿壳、 黄铁矿带、低黄铁矿带。（P93） 矿石构造及其分带：从中心往外呈侵染状、 细脉侵染状、细脉状、脉状。（P93） 浅层低温热液矿床：指产于陆相火山岩系中 或相邻岩石中，形成温度为 As， Hg、Se为辅以 Cu、Au、Ag、As 为主，Pb Hg、St、Te、Sn、 Mo Bi为辅成矿流体 特征成矿流体以大气降水为主有来自岩; 的挥发俺和C，属还原、近中性流体 盐度小 于3.5wt%NaCl切成矿流体以岩浆水为主，性质为氧化、酸*

23、:，pH值2,盐度小于 wt%NaClE流体，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 水盆地中发育众多该类型矿床而得名。MVT铅锌矿床的特点：矿床产于地台边缘 的沉积盆地中。矿床产于一定层位地层中。 MVT矿体大多以开放空隙充填方式形成， 具后生矿床特征。围岩蚀变以硅化和白云岩 条带状铁建造（BIF）：是一种热水沉积岩， 由沉积成因的氧化铁和燧石薄互层构成，典 型的薄层状、纹层状；多见于太古代优地槽 岩相组合中，在以后地质时代中也常见到； 发育热水沉积的四个矿物相带，常与火山

24、块 状硫化物（VMS）矿床共生；典型地区： 华北古陆上的BIF （鞍山式铁矿床）和VMS（红透山铜-锌矿床）共生。BIF的成因：上覆海水向下渗透到火山岩中，与岩石反应将其中的金属淋滤出来，然 后通过热液循环将金属带上海底，随同硅一 起热水沉积形成硅铁建造。火山喷流块状硫化物（VMS）矿床：系指 赋存于海相火山岩系中的，通过海底热液喷 流作用（“黑烟囱”活动）形成的，主要由块 状的黄铁矿和贱金属（Cu、Pb、Zn）硫化 物组成的一类矿床。VMS型矿床的特点：矿床大多产在板块增 生（大洋中脊、陆缘裂谷）或俯冲（大洋岛 弧、弧前盆地、弧后盆地）的构造环境中。 在火山岩分布区，矿床常成群成带集中产 出

25、，构成巨大的成矿区。含矿岩系为一套基 性至中酸性的火山熔岩、火山碎屑岩、凝灰 质岩和火山沉积岩。矿床具典型的“上层下 脉”的结构特点。矿体围岩具程度不同（不 对称）的热液蚀变。矿石中占优势的硫化物 是黄铁矿。矿体不同部位的矿石具不同的组 构特征。VMS型矿床的成因含矿流体的来源：水主要来自于下渗循环的 海水，仅有少量（20% ）来源于上升的岩 浆水。一金属组分主要通过下渗海水在火山 岩系和沉积岩中萃取获得，部分由上升的岩 浆热液携带而来。一含矿流体的温度范围为 100-350C。含矿流体的迁移：含矿流体主要在重力（密 度差）驱动下沿同生断裂和火山机构上升， 在海底喷发形成“黑烟囱”。金属以氯化

26、物 络合物或硫氢化物络合物形式搬运。矿质沉淀机制；到达海底的喷发流体与冷海 水混合，由于温度和压力的迅速降低、pH 值以及流体成分的改变而沉淀出金属硫化 物和脉石矿物。沉积喷流型（SEDEX ）矿床：系指通过海 底热液喷流作用形成的，主要呈整合的层状 赋存于正常沉积岩系（主要为细碎屑岩和炭 质页岩，次为碳酸盐岩）中的，以发育条带 状和层纹状富硫化物矿石为特征的一类矿 床。SEDEX型矿床的特点：矿床多产在大西洋 型被动大陆边缘或克拉通内部的裂陷盆地 中，如陆内或陆缘（克拉通内部）裂谷盆地、 弧后裂谷盆地等。在时间上，矿床集中分布 在中元古代和早-中古生代（D），与全球 海水缺氧事件和底层海水的

27、富H2S相对应； 空间上，矿床常单独出现，区别于成群成串 出现的VMS型矿床。含矿岩系多为海相的、 远洋至半远洋静水还原条件下沉积的黑色 页岩、细碎屑岩（粉砂岩）和碳酸盐岩。矿 床的形貌和结构特征取决于距热液通道系 统（喷口）的远近和海底的地形。矿体围岩 具程度不同（不对称）的热液蚀变。矿石的 矿物组合相对简单。矿体不同部位的矿石具 不同的组构特征。SEDEX型矿床一般规模 巨大。SEDEX 型矿床的成因+= 含矿流体的来源：水主要来自于下渗循环的 海水和沉积物压实过程中释放出的同生水 （孔隙水、结晶水和结构水）。一金属组分主 要通过下渗海水在沉积柱中循环萃取获得。 含矿流体的温度范围为100-300C。含矿流体的迁移：含矿流体主要在重力（密 度差）驱动下沿同生断裂上升，在海底沉积 物/海水接触面附