地质学第六章

1、矿产资源,矿床的概念,一、矿石与矿床,（一）矿石,指在现有技术和经济条件下，能够从中提取有用组分（元素、化合物或矿物）的天然矿物集合体。,矿石的品位：指矿石中有用元素、组分或矿物的含量。,矿石的品位表示法： 金属矿石：按提供金属的质量分数来表示，或按其氧化物（Al2O3、P2O3等）质量分数来表示。 贵金属（如金、银、铂等）及砂矿：以g/t、mg/t、g/m3、mg/m3来表示。 非金属矿石：如石英，石棉等按其有用矿物的质量百分数来表示；云母含量以kg/m3来表示。,矿床的概念,一、矿石与矿床,（一）矿石,（二）矿床,矿床：在一定的地质作用下形成的质量和数量上都能满足当前开采利用要求的有用矿物

2、的富集地段。,矿床的概念,一、矿石与矿床,矿点：发现矿石存在的地方或地段,（二）矿床,矿床的概念,一、矿石与矿床,矿体：是矿床的基本组成单位，是达到工业要求 的含矿地质体，又是开采的直接对象。 围岩：是矿体周围暂无经济价值的岩石。,同生矿床：矿体和围岩是同一地质作用中的产物， 即两者是同时生成的。 后生矿床：矿体在围岩之后生成。,矿床的概念,二、矿产的分类,一切埋藏在地下或分布于地表的可供人类开采利用的天然矿物资源。,（一）金属矿产,（1）黑色金属：铁、锰、铬、钒、钛等,按照工业用途分类：,（2）有色金属：锌、铝、镍钼等,（3）贵金属：金、银、铂、钯锇、钌等,（4）放射性金属：铀、镭、钍等,（

3、5）稀有、稀土和分散金属矿产：如钽、 铌、锂、铯等,（二）非金属矿产,可以提供非金属元素及其化合物或直接利用非金属及其集合体的矿产。,矿床的概念,二、矿产的分类,（1）冶金辅助原料：萤石、耐火粘土、白云岩和石灰岩等,（2）化学工业及化肥工业原料：磷灰石、黄铁矿、明矾石等,（3）压电及光学原料：压电石英、冰洲石和萤石等,（4）陶瓷及玻璃工业原料：石英砂、石英岩、高岭土等,（5）建筑材料及水泥材料：大理岩、石膏、花岗岩等,（6）宝石及工艺美术材料：硬玉、软玉、刚玉、玛瑙、水晶、石榴子石、橄榄石等,（三）能源矿产,矿床的概念,二、矿产的分类,主要是指能够转换成为机械能、热能、电磁能和化学能的各种能量

4、的资源。,常规能源：煤、石油、天然气,新能源：核燃料、海洋能、地热能等,潜在能源：天然气水合物等,矿床的概念,三、矿床的成因分类,内生矿床,主要是在岩浆活动过程中，在一定条件下，有用组分富集起来所形成的矿床。,内生矿床,一、岩浆矿床,是岩浆在冷凝过程中，由于岩浆分异作用使分散在岩浆中的有用组分聚集而成的矿床。,形成环境：地下深处，较高温、高压环境,物质来源：上地幔或地壳深处,内生矿床,一、岩浆矿床,早期岩浆矿床、晚期岩浆矿床、熔离矿床,（一）早期岩浆矿床,指有用矿物在岩浆冷凝过程中，比主要造岩矿物的硅酸盐矿物早结晶或同时结晶所形成的矿床。,主要形成作用：结晶分异作用,内生矿床,一、岩浆矿床,（

5、一）早期岩浆矿床,1）产在一定的岩浆岩母岩体中。如铬铁矿矿床产在超基性岩（橄榄岩、辉石岩等）中。稀土元素矿床产在碱性岩中。,2）早期形成的有用矿物，由于重力作用，可富集在岩体底部矿体；也可在动力作用之下，富集在岩体边部成为边缘矿体。一般很少超出母岩体外.,这类矿床的特点：,内生矿床,一、岩浆矿床,（一）早期岩浆矿床,3）矿体和围岩（母岩）基本上是同时生成的，所以这类矿床只是岩体中金属矿物含量较高的部分，因此矿体和围岩的界线是逐渐过渡的，边界不是很明确。,4）矿石矿物先结晶，一般多呈自形晶，被硅酸盐类矿物包围。,指有用矿物在岩浆冷凝过程中，在主要硅酸盐矿物结晶后形成的矿床。,内生矿床,一、岩浆矿

6、床,（二）晚期岩浆矿床,主要形成作用：气体分异作用,内生矿床,一、岩浆矿床,（二）晚期岩浆矿床,这类矿床的基本特点和早期岩浆矿床相似，但由于有用组分晚于硅酸盐矿物结晶，所以矿石中的有用矿物多呈它形晶；矿石中有富含挥发性组分矿物（如磷灰石、铬电气石等）；矿体附近围岩也出现蚀变现象（如绿泥石化）。,内生矿床,一、岩浆矿床,（三）熔离矿床,熔离作用（液态分异作用）：由于物理或化学条件使岩浆在液态情况下发生分异的作用。,形成特点：早期岩浆阶段熔离分异 晚期岩浆阶段结晶成矿,内生矿床,二、伟晶岩矿床,在伟晶岩形成过程中，在挥发成分的影响下，通过岩浆分异或气液交代作用，使有用组分富集而形成的矿床。,主要矿

7、床：花岗伟晶岩矿床,内生矿床,二、伟晶岩矿床,伟晶岩矿床的重要特征： 1、产状和形状： 矿床受构造控制，常常沿大构造带成群构成伟晶岩带。矿体受裂隙控制，因此形态和产状常脉状、透镜状等。,2、矿石的矿物成分和结构、构造：矿石的成分即与相应岩浆岩相似，又具有岩浆期后矿床的某些特点，故在矿物成分上除石英、长石、云母外，还有由交代作用生成的气相、热液相矿物，如绿柱石，锡石、黑钨矿、辉钼矿及其它硫化物矿物，稀有元素矿物等；矿物的伟晶岩结构。,1）边缘带（细粒花岗岩带）：晶体细小，主要由长石、石英组成； 2）外侧带（文象花岗岩带）：矿物颗粒较粗，主要由斜长石、钾微斜长石、石英和白云母组成；有时有绿柱石等稀

8、有元素矿物出现； 3）中间带（中粗粒伟晶岩带）：矿物颗粒比外侧带更大，主要由块状长石、石英组成，有时有绿柱石、锂辉石等稀有元素矿物出现，此带的连续性和对称性也较前两带明显； 4）内核（单矿物带）：有巨大的长石或石英晶体，并常发育有晶洞构造，其中发育完整的晶簇，为压电石英和贵重宝石的来源。,伟晶岩矿物分布四个带的特征：,二、伟晶岩矿床,内生矿床,三、气化热液矿床,成矿物质在热气或热液中被搬运并填充到岩石裂隙里所形成的矿床。,成矿溶液和成矿物质来源目前认识一般有四种：,1）岩浆热液 2）地下水热液 3）海水热液 4）变质热液,内生矿床,三、气化热液矿床,成矿作用方式： 气水溶液与围岩发生化学反应和

9、物质交换，形成接触交代矿床。 由于物理化学条件的改变，使填充于围岩裂隙中的气水溶液发生沉淀而形成充填矿床（热液矿床）。,内生矿床,三、气化热液矿床,(一)接触交代矿床,岩浆侵入体与围岩接触地带，由于气水热液的交代作用而形成的矿床（矽卡岩矿床）,交代作用：气水溶液在化学性质较活泼的围岩裂隙和孔隙中流动时，溶液与围岩中某些矿物起化学反应，并同时发生极细微状态下的溶解作用和沉淀作用，原有矿物逐渐被溶解掉而代之以新矿物。,内生矿床,三、气化热液矿床,(二)热液矿床,由各种成因的含矿气水溶液在一定的物理化学条件下，在有利的构造或围岩中，以充填或交代成矿方式所形成的有用矿物堆积体。 （这类矿床不伴生有矽卡

10、岩化围岩蚀变，有用矿物的沉淀即可有化学交代作用又可有充填作用。）,充填作用：气水溶液在化学性质不活泼的围岩中流动时，一般与围岩没有明显的化学反应和物质的相互交换，气水溶液中的有用组分是由于物理化学条件变化的影响，直接沉积在围岩裂隙和空洞中。,形成矿产：矿石矿物以高温氧化物和含氧盐为主，如黑钨矿、锡石、辉钼矿等为主。脉石矿物除石英外，还常有含挥发成分的矿物如电气石（含硼）、绿柱石（含氯）、萤石（含氟）、磷灰石（含氟、氯）等，这些矿物可以作为判断高温热液矿床的一种标志。,根据温度分类：,内生矿床,三、气化热液矿床,(二)热液矿床,1）高温热液矿床 形成温度为500300，矿体多位于花岗岩体顶部及与

11、其靠近的非碳酸盐围岩中，多呈脉状，其发育程度往往与裂隙发育程度有关。,根据温度分类：,内生矿床,三、气化热液矿床,(二)热液矿床,2）中温热液矿床 形成温度约为300200，矿体位于距侵入体较远的围岩中，并往往为围岩的断裂等构造条件所控制。,形成矿产：矿石矿物以高温氧化物和含氧盐为主，如黑钨矿、锡石、辉钼矿等为主。脉石矿物除石英外，还常有含挥发成分的矿物如电气石（含硼）、绿柱石（含氯）、萤石（含氟）、磷灰石（含氟、氯）等，这些矿物可以作为判断高温热液矿床的一种标志。,根据温度分类：,内生矿床,三、气化热液矿床,(二)热液矿床,3）低温热液矿床 形成温度约为20050，矿体多发现于距侵入体很远的

12、沉积岩中，形成部位较浅。,形成矿产：矿石矿物亦以硫化物为主，辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄等为典型的低温热液矿物，有时也有方铅矿、闪锌矿等；脉石矿物有石英、方解石，重晶石以及胶体矿物蛋白石等。,内生矿床,四、火山矿床,指在火山活动过程中，产于地表或接近地表（01.5km）的矿床。,火山岩浆矿床：是由于岩浆的喷发作用，把早期结晶的有用矿物和熔融状态的有用组分带至地表或抵近地表，所形成的一些特有矿床。 火山气液矿床：是火山喷发或喷发期后的气体和热液，在一定地质条件下，气液相互作用或气液与围岩作用，促使有用组分富集和沉淀所形成的矿床 火山沉积矿床：是火山喷发过程中产生的有用组分，溶解在水中经过搬运和沉积所

13、形成的矿床。,外生矿床,在地表外力作用下使有用元素或有用组分聚集所形成的矿床。,外生矿床,一、风化矿床,地壳表层岩石在风化作用过程中，使某些稳定的有用组分在原地或原地附近富集起来所形成的矿床。,物理风化成矿作用：原岩或原矿石在崩解、破碎之后，其中的某些有用组分可在不改变其化学状态下，在空间上得到相对富集并具备易于选矿的有利因素，从而形成矿床。,化学风化成矿作用：在化学风化之中，原岩或原矿石中某些矿物成分要分解成为两部分物质：一部分成为可溶盐类随地表流失或被淋虑到露头底部；另一部分难溶物质则残留在原地，这两部分物质，如含有有用组分，可在它们的相互分离之下得到相对富集、具有工业意义，从而形成矿床。

14、,（一）残积坡积砂矿床,外生矿床,一、风化矿床,残积砂矿床：有用矿物堆积在原地形成的矿床； 坡积砂矿床：有用矿物沿地表移动堆积于山坡上形成矿床。,这类矿床的明显特点是矿石矿物及脉石矿物未经胶结，呈疏松散离状态，因而常是以砂矿形式存在。,（二）残余矿床,外生矿床,一、风化矿床,易溶组分被地表水或地下水带走，难溶组分在原地彼此互相作用，或者单独从溶液中沉淀出来形成新矿物，由这些物质堆积而形成的矿床。,（三）淋积矿床（渗滤矿床）,外生矿床,一、风化矿床,地表岩石或品位较低的矿床，在风化过程中有一部分溶于水的组分渗入地下，因沉积作用或沿途与围岩发生交代作用所形成的矿床。,这类矿床是含矿原岩地表露头部分

15、在风化带中发生次生变化的产物。这种次生变化对一些金属硫化物矿床来说，表现得比较明显.金属硫化物矿床露出地表以后，其整个矿体，自上而下，是分处于三种化学环境之中，这三种化学环境是由地下水活动情况决定的。,（三）淋积矿床（渗滤矿床）,外生矿床,一、风化矿床,1）氧化带：从地表到地下潜水面以上的地带； 2）还原带：在潜水面以下，到一定深度，地下水由 高向低进行侧向流动的地带； 3）原生硫化物矿石带： 位于还原带以下的地带， 地下水基本处于停滞状态的地带。,外生矿床,二、沉积矿床,在地表外力作用下，主要通过沉积分异作用使有用组分富集而成的矿床。,外生矿床,二、沉积矿床,（一）机械沉积矿床,岩石风化形成

16、的碎屑产物，在搬运过程中，按粒级和比重大小进行沉积分异，使有用成分聚集形成矿床，叫做机械沉积矿床，通常简称为砂矿床。,冲积砂矿床：由河流作用形成的砂矿床； 海滨砂矿床：由河流带来的或海岸岩石被破坏物质，经海浪和岸流的冲刷、分选和沉积，往往使有用矿物富集，形成海滨砂矿床。,外生矿床,二、沉积矿床,（二）化学及生物沉积矿床,1）蒸发沉积矿床：指溶解于水的盐类物质，由于蒸发作用在地表水体中沉淀结晶而成的矿床，也叫蒸发盐矿床或真溶液矿床。,2）胶体化学沉积矿床：岩石风化所形成的胶体溶液，除部分残留原地外，还有一部分在腐殖酸的作用下形成稳定络合物长距离搬运入湖入海，在电解质中和作用下发生沉淀，聚集成矿。

17、,3）生物及生物化学沉积矿床：指生物遗体堆积或由生物作用直接间接引起有用物质的聚集所形成的矿床。,外生矿床,三、可燃有机岩矿床,这是一类有机成因的可以作为燃料能源的矿床，包括煤、石油、天然气、油页岩等。,变质矿床,变质矿床是原岩或原矿床经变质作用的转化再造后形成的或改造过的矿床。,生成变质岩的地质作用称为变质成矿作用，主要有以下几种：,1）脱水作用：当温度和压力升高时，原岩中的含水矿物经脱水形成一些不含水矿物，如褐铁矿变为赤铁矿； 2）重结晶作用：细粒、隐晶质结构变为中粗粒结构，如灰岩变成大理岩，蛋白石变为石英； 3）还原作用：矿物中一些变价元素由高价转变为低价，使矿物成分变化，如赤铁矿变为磁铁矿；,4）重组合作用：温度、压力等变化使原来稳定的矿物平衡组合被新条件下稳定的矿物组合代替，如粘土矿物转变为蓝晶石和石英； 5）交代作用：在区域变质作用和混合岩化过程中产生的变质热液交代原岩，使其矿物成分发生变化； 6）塑性流动和变形：在高温、高压条件下岩石可发生揉皱、破碎和塑性流动，使岩石产生定向构