矿床学基础

2019/12/141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2019/12/142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2019/12/143一、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2019/12/144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）矿产地下水资源（一）矿产与矿床2019/12/145我国优势矿种－稀土、钨、锡、钼、锑、铋、硫、菱镁矿、硼、煤等表1-1矿产性质和用途的分类类别亚类主要矿产黑色金属矿产铁、锰、铬、钛、钒有色金属矿产铜、铅、锌、镍、钴、钨、锡、钼、铋、汞、锑轻金属矿产铝、镁贵金属矿产金、银、铂族金属（铂、钯、铑、铱、钌、饿）稀有、稀土金属矿产钽、铌、铍、锂、锆、铯、铷、锶、铈族元素（轻稀土）、钇族元素（重稀土）分散元素矿产锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、钪、硒、碲金属矿产放射性金属矿产铀、钍、镭冶金工业辅助原料菱镁矿、耐火粘土、石灰岩、萤石、造型用砂、造型粘土等制造业原料石墨、金刚石、云母、石棉、重晶石、刚玉等化学工业及肥料工业原料磷、硫（硫铁矿、自然硫）、钾盐、镁盐、盐（岩盐、池盐、天然卤水）天然碱、钠硝石、芒硝、碘、溴、钾长石、含钾岩石建筑材料及水泥原料滑石、石墨、石膏、水泥原料（石灰岩、黄土、粘土、石膏、铝矾土等）、建筑材料（石料、砂、砾）、砖瓦粘土、大理石、耐酸石材用花岗岩、铸石原料（辉绿岩、玄武岩、角闪石、白云岩、萤石、铬铁矿）、膨胀珍珠岩原料（珍珠岩、松脂岩、黑耀岩）、叶蜡石、蛭石、白垩、膨润土、漂白土、矽藻土、浮石陶瓷及玻璃工业原料长石、石英砂、石英砂岩、白云母、石灰岩、长石、萤石、芒硝、高岭土、塑性粘土等压电及光学原料压电石英、冰洲石、光学萤石工艺美术原料硬玉、软玉、玛瑙、水晶、琥珀、绿柱石、金刚石、石榴石、孔雀石等非金属矿产铸石和研磨材料铸石材料（辉绿岩）、研磨材料（石榴子石、刚玉、金刚石等）可燃有机岩矿产煤、油页岩、石油、天然气、地蜡、地沥青、油砂、泥炭等地下水资源地下饮用水、地下热水、技术用水、矿泉医疗水及可提取某些有用元素（I、Sr、B）的卤水我国急需短缺矿种－富铁、铜、钾盐、铬铁矿、金刚石、石油、天然气等2019/12/146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2019/12/147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(MetallogeneticBelt)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2019/12/148（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•矿体的形态分类形态分类形态特征形态描述等轴型矿体X≈Y≈Z矿巢、矿囊、矿袋、矿瘤柱状型矿体X＜Y＞Z矿柱、矿筒、矿管板状型矿体X＞Z＜YX＞Y＜Z矿脉、矿层过渡型矿体柱状与板状过渡透镜状、扁豆状复杂型矿体极不规则网格状、鞍状、梯状、马尾丝、羽毛状2019/12/149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）2019/12/1411（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2019/12/14122、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2019/12/1413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、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2019/12/14144、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As2019/12/1415（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（FeCuPbZn）（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）2019/12/1416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、边界品位与最低工业品位2019/12/1417决定（影响）工业品位的因素①国家需要和该矿种的稀缺程度②矿石的可综合利用程度③矿床规模，规模越大，工业品位要求越低④矿石工艺技术条件（采选冶的难易程度）2019/12/1418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2019/12/1419成矿作用内生成矿作用外生成矿作用能量来源地球内能（元素衰变、地幔或地壳岩浆活动等）太阳的辐射能、部分生物能和化学能成矿特点地球内部不同深度；较高温压条件；不同地质构造条件下进行在地壳表层较低的温度、压力条件常温、常压）下进行成矿方式A、含矿岩浆的结晶和分异作用B、含矿溶液的充填作用C、含矿溶液的交代作用A、机械沉积分异作用B、化学沉积分异作用C、生物沉积分异作用（五）成矿作用与矿床成因分类2019/12/1420•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（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2019/12/1421二、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2019/12/1422（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。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2019/12/14232、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；2019/12/1424岩浆矿床主要特点（5）岩浆岩条件、构造条件是主要控矿地质条件，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2019/12/1425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2019/12/1427（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，