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矿床学♪(^∇^*)By刘彦秀第一章绪论我国矿产资源概况A.种类齐全，人均占有量低；B.优劣并存：我国约有20种矿产资源位于世界前列，有的矿产资源不足，甚至严重短缺，石油和不少金属矿产依赖进口；C.多数矿种以中、小型矿床为主；D.多数矿种的贫矿多，富矿少；E.伴生矿多，单一矿少，综合利用程度低；F.矿产的地域分布极不均衡；矿产/矿产资源（mineralresources）：在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。与岩石区别在于它能否被人们所利用，有无经济价值。（特点：不可再生性、分布的空间不均衡性、赋存状态多样性、多组分共生）矿床：指地壳中由地质作用形成的其中所含有用矿物的数量和质量，在当前经济技术条件下能被开采和利用的天然矿物集合体。矿床学是研究矿床在地壳中的形成条件、成因和分布规律的一门学科。第二章矿床学基本概念矿物（mineral）：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。岩石（rock）：矿物以集合体形式出现即构成岩石，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（ore）：指从矿体中开采出来的，在当前技术经济条件下能从中提取有用组分（元素、化合物或矿物）的矿物集合体。矿体（orebody）：矿床的主要组成部分。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（countryrock）：矿体周围的岩石，界线可清晰可过渡。矿石矿物：指矿石中可被利用的有用矿物。脉石矿物：指矿石中不能利用的矿物。脉石（gangue）：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、选矿中被弃掉。夹石（horsestone）：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。矿床=矿体+围岩矿体=矿石+脉石矿石=矿石矿物+脉石矿物矿石矿物=有用部分+无用部分矿石结构（oretexture）：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。矿石构造（orestructure）：矿石中矿物集合体的形态、相对大小及空间上的相互组合关系。矿石的品位（oretenor,oregrade）：矿石中有用组份的百分含量。边界品位（stopinglimittenor,marginalgrade）：划分矿与非矿的最低品位。（如铜矿：0.2~0.3%，钼矿为0.02~0.04%）工业品位（industrialtenor）：当前能供开采和利用矿段或矿体的最低平均品位。（如铜矿：0.4~0.5%；钼矿0.04~0.06%）同生矿床：指矿体和围岩基本上是在同一地质作用过程中，同时或近于同时形成的矿床。后生矿床：指矿床形成明显晚于围岩，矿体和围岩是在不同的地质作用中所形成。矿田（orefield）：指在统一的地质作用下形成的，成因近似，空间相邻的一组矿床分布区域。矿带（orebelt）：最常见的区域性成矿单元。成矿区（带）（metallogenicprovince）：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。（分为：环太平洋成矿带、特提斯成矿带、中亚成矿带）克拉克值：元素在地壳中的丰度值，其与矿床形成之间有一定的内在联系。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。成矿作用：指在地球的演化过程中，分散在地壳和上地幔中的化学元素，在一定的地质环境中相对集中而形成矿床的作用。矿体产状：矿体在空间上产出的空间位置和地质环境矿体的空间位置：主要据其倾角、倾伏角和侧伏角来确定；矿体的埋藏深度矿体与围岩层理、片理关系矿体与火成岩的空间关系矿体与地质构造空间关系第三章岩浆矿床岩浆矿床（magmaticdeposit）：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。岩浆矿床的基本特征1.岩性：矿床主要与镁铁质-超镁铁质岩石有成因联系（如纯橄榄岩、辉长岩、斜长岩等）；成矿作用与成岩作用基本上是同时进行的，属于同生矿床；2.产状：矿体多呈层状、似层状、透镜状、豆荚状等产在岩浆岩体内；3.围岩蚀变：绝大多数岩浆矿床的围岩不具有明显的蚀变现象；4.成分：矿石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.结构构造：矿石常具浸染状、条带状、眼斑状、致密块状以及角砾状等构造，发育岩浆冷凝结晶或堆积作用形成的海绵陨铁结构等，不混溶流体结晶形成的球粒、充填、包含的等结构，物化条件变化形成的出溶、片晶结构以及后生作用形成的角砾结构。6.固化条件：多数岩浆矿床的成矿温度较高，形成的深度大。岩浆矿床的形成作用及其特征(一)岩浆结晶分异作用与岩浆分结矿床岩浆在冷凝过程中，各种组份按一定的顺序先后结晶出来，导致岩浆成分不断改变，其组分的改变又促使某些组分的结晶，这种随结晶作用岩浆成分发生改变的过程，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。早期岩浆矿床：金属矿物结晶时间大多早于硅酸盐，或与早期硅酸盐同时晶出，矿床形成于岩浆结晶的早期阶段。晚期岩浆矿床：残余岩浆是大量造岩矿物晶出后产生的，成矿作用发生于岩浆作用晚期，由所形成的矿床。海绵陨铁结构：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。(二)岩浆熔离作用与岩浆熔离矿床在较高温度和压力下均匀的岩浆熔融体，当温度和压力降低时分离成2种或以上互不混溶的熔融体的作用，称为岩浆熔离作用（液态分离作用，不混溶作用），由此种作用所形成的矿床称为岩浆熔离矿床。基本特点A.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B.与围岩界线：不明显，渐变过渡；贯入式矿体界线清楚C.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D.矿石组构：海绵陨铁结构；块状、浸染状构造E.主要矿种：产于镁铁-超镁铁质岩中的Cu-Ni硫化物、PGE、磷灰石、Fe矿床，工业价值巨大(三)岩浆爆发作用与岩浆爆发矿床金伯利岩（或钾镁煌斑岩）岩浆连同早期晶出的橄榄石、镁铝榴石、金刚石晶体及捕虏体一起，迅速地沿深断裂上升，侵位于地表2~3km处产生爆发并形成矿床的作用。基本特点A.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B.与围岩界线：围岩破碎严重者不清楚，轻微破碎者较为清楚C.矿石成分：橄榄石、金云母、镁铝榴石、金刚石D.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E.主要矿种：金刚石(四)岩浆喷溢作用与岩浆喷溢矿床指含矿熔浆（或矿浆）沿一定通道喷溢至地表或贯入到火山口附近的火山岩系中，冷凝堆积形成矿床的作用。形成的矿床称为岩浆喷溢矿床。岩浆矿床主要类型及实例1.铬铁矿矿床a)层状铬铁矿矿床含矿岩体：超镁铁质-镁铁质火成侵入体，为层状和席状堆积体；层理明显，常为巨大的杂岩体，岩石韵律结构清晰；含矿岩体时代：主要是前寒武纪，分布在地台或克拉通地区;矿体形态：层状，分布于岩体韵律层下部，矿层单层厚几cm至1m多，与围岩界线明显。矿石组构：以块状构造为主，上部有时出现浸染状矿石，并以此与围岩呈渐变关系铬铁矿：大多呈自形或半自形，品位40%矿床规模：巨大，伴生有铂、镍和钒钛磁铁矿等，铂族元素有时可形成独立的矿体成因类型：早期岩浆分结矿床b)非层状（豆荚状）－阿尔卑斯型铬铁矿矿床分布：产在造山带或离散板块边缘、大洋地壳环境下的阿尔卑斯型超镁铁质杂岩体含矿岩体：受超壳断裂控制矿体形态：复杂多变，受岩相和构造控制矿床规模：以中小型为主成因：早期岩浆矿床我国的铬铁矿矿床都属这一类型2.钒钛磁铁矿矿床与铁质基性岩，尤其是辉长岩（四川攀枝花）、斜长岩（河北大庙）和苏长岩关系密切，属晚期岩浆矿床主要矿石矿物是磁铁矿和钛铁矿，两者呈格架状、叶片状紧密连生，含钒（以类质同象混入物进入磁铁矿中），通称为钒钛磁铁矿矿床a)层状岩体中的钒钛磁铁矿矿床典型矿例：南非Bushveld，四川攀枝花b)非层状岩体中的钒钛磁铁矿矿床典型矿例：河北大庙3.铜镍硫化物矿床典型矿例：加拿大Sudbury、俄罗斯Noril’sk、中国甘肃金川、四川力马河、吉林红旗岭、新疆卡拉通克等4.铂族元素矿床5.金刚石矿床第四章伟晶岩矿床伟晶岩矿床（pegmatitedeposit）：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，称为伟晶岩矿床。主要矿种：长石、石英、云母、宝石类矿物、稀有金属、稀土元素等典型矿例：新疆阿尔泰稀有金属伟晶岩矿床（Li、Rb、Ce、Be、Nb、Ta）第五章热液矿床气水热液（气水溶液）（hydrothermalsolution）：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。热液矿床：通过含矿热液作用而形成的后生矿床（气水热液矿床）（hydrothermaloredeposits）。热液矿床特征1.成矿物质的迁移富集与热流体活动密切相关；2.成矿方式：充填、交代作用；3.围岩蚀变：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；4.控矿构造：对成矿有明显的控制作用，既是含矿流体运移通道，也是矿质富集沉淀的场所；5.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，也可有不同的来源。6.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）；7.矿床种类多：除铬、金刚石、少数铂族（锇、铱）矿床外，多数金属、非金属矿床的形成都与热液活动有关；热液矿床具有重要的经济价值含矿热液的种类与来源1.岩浆成因热液（magmaticfluid）：岩浆结晶过程中从岩浆中释放出来的热水溶液。其受岩浆结晶的深度、温度、初始含水量、成分和流体相的组成，围岩渗透性和裂隙系统发育程度等因素影响，其中最重要的是岩浆侵位深度和岩浆的初始含水量，岩浆中溶解的H2O重量百分比随压力的升高而加大。2.变质成因热液（metamorphicfluid）：岩石在进化变质作用过程中所释放出来的热水溶液。岩石遭受进化变质作用时，总伴随着矿物的脱水反应，而且脱水同变质的强度成正比。3.建造水（formationwater）：沉积时含在沉积物中的水，因此又称封存水。这种水最初来自地表，与沉积物一起沉积，并与矿物颗粒密切接触，长期埋藏于地下，并与其周围的矿物发生反应，使其丧失了原有地表水的性质，形成了自己独有的特征。4.大气水热液（meteoricfluid）：包括湖水、海水、河水、雨水、冰川水和浅部地下水。5.幔源初生水热液（mantlefluid）：指幔源挥发分流体，其最初来源可以是核幔脱气，也可以是大洋岩石圈俯冲到上地幔中脱气，是在地幔中形成的一种高密度的超临界流体。成矿物质的来源1.岩浆熔体：在岩浆结晶过程中，岩浆中的成矿物质随着岩浆热液的析出，多以络合物的形式进入热液，形成含矿热液。热液介质和矿质来源一致。2.地壳岩石：不同来源的热液，在源区或运移过程中与地壳岩石发生反应，捕获其中的成矿物质，形成含矿热液。通过水-岩反应（热液沿围岩的裂隙、孔隙渗滤、运移时，可以与围岩中组分发生反应），一部分物质溶解，使热液中金属组分含量升高，并使围岩中原有金属元素的含量减小。3.上地幔：地幔流体的活动可以把分散在上地幔中的成矿物质活化、迁移到地壳中成矿。重力驱动（gravity-driven）：在一定的深度范围内，岩石的渗透率较高时，热液（低温地表水和低温、较浅的地下水）可以在重力驱动下向深部渗流；也可以受地表地形的控制，从重力位能高处向重力位能低处流动。盆地流体的活动主要受重力驱动。压力梯度驱动（pressure-driven）：地下较深处，在温度梯度小而较封闭的裂隙系统中，由于压力差较大，可引起热液自深处向上运动。