矿床学基础.ppt

1、2020/7/28,1,矿床学基础,吉林大学地球科学学院 2009.10,全国矿业权评估师执业资格考前培训,2020/7/28,2,主 要 内 容,矿床学的基本概念 矿床的成因类型 主要矿产的工业类型,2020/7/28,3,一、矿床学基本概念,（一）矿产与矿床 （二）矿体、围岩、母岩 （三）矿石、脉石、夹石 （四）矿石的品位与品级 （五）成矿作用与矿床成因分类,2020/7/28,4,矿产资源是指自然界中由地质作用形成的有用矿物资源。 赋存于地壳内部或地表，由地质作用形成，呈固态、液 态或气态，具有经济价值或潜在经济价值。 矿产的性质和用途分类： 金属矿产 非金属矿产 可燃有机（能源）矿产

2、地下水资源,（一）矿产与矿床,2020/7/28,5,我国优势矿种稀土、钨、锡、钼、锑、铋、硫、菱镁矿、硼、煤等,我国急需短缺矿种富铁、铜、钾盐、铬铁矿、金刚石、石油、天然气等,2020/7/28,6,矿床：矿产集中产出的地方 地壳中由地质作用形成的，其质和量符合当前的经济技术条件，并能被开发和利用的地质体 矿床具有的属性（涵义）： （1）地质属性特定地质体 （2）经济属性能被开发和利用 决定矿床工业价值的主要因素 （1）矿床本身的特征和性质 （2）国民经济与国防建设的要求（国家和市场对矿产的要求) （3）区域经济因素 国民经济与国防建设的要求是首先要考虑的因素。,矿床及其涵义,2020/7/

3、28,7,按空间分布范围，矿产资源体可分为矿田、矿床和矿体 成矿带 (Metallogenetic Belt) 是指大区域的成矿单元，或称成矿省和成矿域，常与地壳的大构造单位相一致，受区域深大构造控制，可长达数千公里甚至更远。 如环太平洋成矿带、长江中下游成矿带。 矿田（Orefield） 指地壳上某一成矿显著地段，存在着由统一的地质作用形成的、在成因上相似、空间上相邻的一组矿床，其面积一般为几十百余km2。如胶东地区的玲珑金矿田，铜陵地区的狮子山矿田、铜官山矿田,2020/7/28,8,（二）矿体、围岩、母岩,1、矿体 矿体是构成矿床的基本单位，是矿山中开采和利用的对象 矿体为矿石在三维空间

4、的堆积体，它占有一定的空间，具有一定的形态、产状和规模 矿体的形态分类,2020/7/28,9,矿体的产状 （1）矿体的空间位置 走向 倾向 倾角 倾伏角 侧伏角,（2）矿体的埋深情况 是露天矿体还是隐伏矿体 （3）矿体与地层及其层理、片理的关系 整合或者穿切围岩层理、片理 （4）矿体与火成岩的空间关系 产于岩体内，还是产于接触带或岩体的围岩地层中 （5）矿体与地质构造的关系 产于何种地质构造单元的何种部位,2、矿体的围岩,矿体的围岩矿体周围无实际应用价值的岩石 （围绕矿体产出的岩石） 根据矿体与围岩的先后关系，可把矿床分为： a、同生矿床 矿体与围岩是在同一地质作用中同时或近于同时形成的 岩

5、浆结晶分异过程中形成的岩浆矿床 沉积作用中形成的沉积矿床 b、后生矿床 矿体与围岩是在不同地质作用中形成的，且矿体的形成明显晚于围岩。如各种成因的热液矿床（接触交代型、斑岩型、热液脉型等）,2020/7/28,11,（三）矿石、脉石、夹石 1、矿石、脉石、夹石 矿石是组成矿体的基本单元，从矿体中开采出来的、从中可以提取有用组份（元素、化合物、矿物或岩石）的矿物集合体 如果岩石中含有经济上有价值、技术上可利用的元素、化合物和矿物，则称为矿石 夹石矿体中不符合工业要求、且厚度超过允许范围的岩石 （矿体常由矿石与夹石组成） 脉石矿床中与矿石相伴生的无用固体物质，包括脉石矿物、夹 石、围岩的碎块等,2

6、020/7/28,12,2、矿石的矿物组成,矿石主要由两部分组成，即矿石矿物和脉石矿物 矿石矿物，矿石中可以被利用的金属或非金属矿物。 脉石矿物，矿石中与矿石矿物相伴，但当前经济技术条 件下暂时不能被利用的矿物 矿石矿物、脉石矿物与金属矿物、非金属矿物无必然联系 在一个矿床中为矿石矿物，在另一矿床中可能是脉石矿物 矿石矿物与脉石矿物的划分是相对的，随着采、选、冶技术的进步，一些过去无法利用的脉石矿物有可能变为矿石矿物,2020/7/28,13,矿石的构造 组成矿石的矿物集合体（同种矿物或不同矿物）的形态、相对大小及其空间相互的结合关系等所反映的形态特征。 主要用肉眼观察。 （块状、脉状、浸染状

7、、条带状、鲕状等）,矿石的结构 矿石中同种矿物颗粒的特征，即矿物颗粒的形态、相对大小及其空间相互的结合关系等所反映的形态特征。 主要在显微镜下观察。 （叶片状、纤维状、不等粒状、海绵陨铁、破碎结构、各种交代结构等）,3、矿石的组构,2020/7/28,14,4、矿石的组份,主要有用组分、共生组分和伴生组分 （1）主要有用组份（元素、化合物、矿物、岩石） 基本分析项目常是矿床中的主要有用组份， 分析结果主要用于评价矿石质量、圈定矿体、经济评价、计算储量 （2）共生组份 ：矿石（或矿床）中与主要有用组份成因上相关，空间上共 存，品位上达标，可供单独处理，虽具经济价值，但在一定的经济技术 条件下工业

8、意义小于主要有用组份的元素、化合物或矿物 。 （3）伴生有益组份：伴生有益组份指矿石中除有用组份外，可回收或能改变 产品性能的伴生组份。如Cu矿石中的Au、Ag；Fe矿石中的V、Ti、Mn、Co 伴生有害组份：伴生有害组份指矿石中对有用组份的选矿、冶炼、加工 有危害的某些组份。 如Fe矿石中的S、P、As、Pb、Zn等；Au矿石中的As,2020/7/28,15,（四）矿石的品位与品级,1、矿石品位：系指矿石中所含的有用组份的单位含量 品位变化系数主要表示矿体中有用组分分布的均匀程度 矿石品位的表示方法（5种品位表示方法） （1）金属元素含量的重量百分比：大多数金属矿石（Fe Cu Pb Zn

9、）（2）氧化物的重量百分比：有些金属矿石（WO3、V2O5） （3）有用矿物或化合物的重量百分比：大多数非金属矿物原料 （钾盐 明矾石） （4）克吨（10-6或ppm）：原生贵金属矿石（Au、Ag、PGE）； （5）克立方米：机械沉积砂矿（Au） （6）克拉吨或毫克吨：原生金刚石 （7）克拉立方米：宝石砂矿（金刚石）,2020/7/28,16,边界品位在一定条件下划分矿与非矿界限的最 低品位；达到边界品位即为矿体 工业品位在一定的经济技术条件下，能供开采 和利用的最低平均品位 达到工业品位即为工业矿体 边界品位、工业品位是随着经济技术条件的发展和对矿产的需求程度而不断变化的,2、 边界品位与最

10、低工业品位,2020/7/28,17,决定（影响）工业品位的因素,国家需要和该矿种的稀缺程度 矿石的可综合利用程度 矿床规模，规模越大，工业品位要求越低 矿石工艺技术条件（采选冶的难易程度）,2020/7/28,18,矿石的分类和命名,矿石中所含有用组分的种类情况 简单矿石 复杂矿石 矿石中所含主要有用组份 铁矿石 铜矿石 金矿石. 矿石的组构 浸染状矿石 块状矿石 脉状矿石. 矿石的氧化程度 原生矿石和氧化矿石 矿石的品位（品级） 贫矿石和富矿石,2020/7/28,19,（五）成矿作用与矿床成因分类,2020/7/28,20,矿床的成矿作用分类 （1）内生矿床岩浆矿床、伟晶岩矿床、热液矿床

11、 （2）外生矿床风化矿床、沉积矿床 （3）变质矿床 矿体与围岩关系 （1）同生矿床 （2）后生矿床 （3）叠生矿床 矿产类型 （1）金属矿床 （2）非金属矿床 （3）可燃有机矿床,矿床分类,2020/7/28,21,二、矿床的成因类型,（一）岩浆矿床 （二）热液矿床 （三）风化矿床 （四）沉积矿床 （五）变质矿床 （六）可燃有机矿床,熟悉各类成因矿床的概念及基本特征 掌握各类成因矿床的主要类型 （矿产类型及典型矿床实例） 了解各类矿床形成条件,2020/7/28,22,（一）岩浆矿床,1、岩浆矿床的概念及工业意义 岩浆经过结晶分异作用 熔离作用 爆发作用形成的矿床称为岩浆矿床，为典型内生矿床。

12、 世界上绝大部分的铬、镍、铂族元素、金刚石以及大部分铁、铜、钒、钛、钴、磷、铌、钽和稀土元素等矿产资源均来自岩浆矿床,2020/7/28,23,2、岩浆矿床主要特点 （1）常与铁镁质超铁镁质岩石、碳酸岩、安山岩玄武岩、 金伯利岩有关； （2）多数为典型的同生矿床，但有少数后生矿床 （3）多数矿床，岩浆岩成矿母岩围岩，矿体呈层状、似层 状、透镜状、豆荚状；少数矿床，岩浆岩成矿母岩围 岩，矿体呈脉状、网脉状等贯入到岩体围岩中 （4）矿体与围岩即可是渐变过渡（浸染状矿体），又可是突变（脉状贯入式矿体），多数矿床围岩蚀变不明显；,2020/7/28,24,岩浆矿床主要特点 （5）岩浆岩条件、构造条件是

13、主要控矿地质条件，成矿作用多 与深大断裂有关，发生在上地幔、地壳乃至地表的岩浆 中，温度、压力的变化范围很大 （6）矿石常具浸染状、条带状、眼斑状、致密块状等构造。 矿石结构有堆晶、形晶、嵌晶、海绵陨铁结构等结构,2020/7/28,25,岩浆矿床的主要类型,超基性岩、基性岩中铬（铂）矿床（早期岩浆矿床） 金属矿物有自然铂、铬铁矿 西藏罗布莎铬铁矿床 基性岩中的钒钛磁铁矿矿床 （晚期岩浆矿床） 矿石矿物主要为钛铁矿、磁铁矿、含钒磁铁矿 四川攀枝花矾钛磁铁矿床 基性、超基性岩中的铜镍（铂）矿床（岩浆熔离矿床） 矿石矿物主要有镍黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿和铂、钯的硫、砷、硫化物和铂、钯的金属互化物等

14、甘肃金川、吉林红旗岭铜镍硫化物矿床 金伯利岩中的金刚石矿床 （岩浆爆发矿床） 成矿母岩主要为金伯利岩，分布于郯庐断裂带附近 辽宁复县、山东蒙阴金刚石矿床,（二）伟晶岩与伟晶岩矿床,伟晶岩伟晶岩矿床 由粗大的矿物晶体所组成，具有一定的内部结构构造特征，并常呈规则或不规则的岩墙、岩脉或透镜状地质体 工业意义： 稀有元素、稀土元素、放射性元素 W、Sn等金属元素 长石、云母、石英等非金属矿产 绿柱石、黄玉、电气石、水晶、天河石等宝石等,2020/7/28,27,（三）气水热液矿床,1、气水热液矿床及其基本特征 气水热液矿床 含矿气水热液在运移过程中，由于温度、压力、组分浓度等发生变化，其中的某些成矿

15、物质在一些有利的构造和岩石中通过充填和（或交代）的方式发生沉淀、聚集，形成的矿床,2020/7/28,28,气水热液矿床的基本特征 成矿晚于围岩，属于后生矿床 成矿方式主要是通过充填和交代作用内生矿床 围岩蚀变现象普遍 构造对成矿作用的控制明显，常具有多期次成矿特征 成矿介质（热液）、矿质以及热源即可同源又可异源 元素、矿物、组构、围岩蚀变等往往呈现不同级别、 不同类型的原生分带,2020/7/28,29,成矿期 指一个较长的成矿作用过程，一般根据显著的物质化学条件的变化加以确定。一个成矿期通常包括几个成矿阶段 成矿阶段 相同或相似的地质条件和物理化学条件下形成的一组或一组以上的矿物，即为一个

16、成矿阶段,2020/7/28,30,成矿阶段的主要划分标志,早阶段生成的矿脉被晚阶段的矿脉所截割，在矿石构造上表现为脉状、交错脉状、网脉状等 早阶段生成的矿石，经破碎并角砾岩化后，被晚阶段的矿物组合所胶结，并有不同程度的交代现象。表现为矿石具有砾状、角砾状和环状构造等 早阶段矿石被晚阶段矿石所交代，具有明显的交代特征。如矿石表现出残余构造、选择交代形成的条带状构造等 不同成矿阶段具有相应的围岩蚀变。高温成矿阶段伴生云英岩化等蚀变，中低温成矿阶段则产生硅化、绿泥石化、碳酸盐化等蚀变,2020/7/28,31,气水热液矿床的围岩蚀变,围岩蚀变的概念 岩石在气水热液作用下，发生一系列旧矿物为新的、更

17、稳定的矿物所代替的作用，使围岩的成分、组构、物理性质发生变化，围岩的这种变化称为围岩蚀变 是一种交代作用（蚀变作用与成矿作用）,2020/7/28,32,围岩蚀变的命名原则 （1）蚀变产生的主要矿物 绢云母化、绿泥石化、石英化、黄铁矿化 （2）蚀变形成的岩石 云英岩化、绢英岩化、矽卡岩化、青磐岩化 （3）特征性交代组份 钾化、钠化、硅化、碳酸盐化 （4）蚀变岩石的颜色或颜色的变化 红色蚀变、浅色蚀变、退色蚀变,2020/7/28,33,围岩蚀变的研究意义 理论意义-有利于研究矿床成因，丰富和发展成矿理论 了解成矿热液的可能成分和性质； 分析成矿热液的搬运形式； 了解成矿时的物理化学条件，矿物沉

18、淀的原因 找矿意义重要的找矿标志 (1) 根据围岩蚀变类型，可推测矿产的种类 (2)据围岩蚀变的范围、强度，可判断矿体位置、矿化强度等 (3)有些矿床的蚀变围岩即是矿体,2020/7/28,34,主要的围岩蚀变类型,云英岩化： （1）主要矿物组合为白云母和石英 （2）是一种高温蚀变类型高温热液矿床的标志 （3）与之有关的矿床主要是钨、锡、钼等矿床 （4）多与酸性岩浆活动有关 似千枚岩化： （1）所有斑岩铜矿床均较发育，与矿化的规模有直接关系 （2）主要组成矿物石英、绢云母 矽卡岩化: （1）接触交代矿床（矽卡岩矿床）的标志性蚀变 （2）各类矽卡岩矿物组成 碳酸盐化：中低温蚀变类型 发育于各类热

19、液矿床 绢英岩化： 绢云母化和硅化叠加 形成的蚀变岩石绢英岩,2020/7/28,35,构造与成矿的空间和成因关系（控矿构造类型） 导矿构造：含矿岩浆、气水热液自地壳深部进入矿化地区的通道，控制着矿带、矿田的分布。（区域性大断裂、深断裂和复背斜） 配矿构造：成矿物质从导矿构造进入容矿构造的通道 容矿构造：是含矿热液聚集和成矿的场所，它决定了矿体的分布、形态、产状和规模,2020/7/28,36,2、气水热液矿床类型接触交代矿床 （1）产于中酸性侵入体与碳酸盐岩(或凝灰岩、安山岩等)接触带及其附近，由含矿气水热液通过交代作用形成的，在空间和成因上与矽卡岩关系密切的一类矿床“矽卡岩矿床” 标志性的围岩蚀变：矽卡岩化 接触变质矿床,2020/7/28,37,矽卡岩矿床的形成过程划分为两期五个阶段 矽卡岩期 早期矽卡岩阶段：无金属矿化阶段 晚期矽卡岩阶段：磁铁矿阶段 氧