矿床学,又称矿床地质学,是研究矿床的特征、形成条件、成因和分布规律的科学矿产是自然界产出的有用矿物资源矿产资源是赋存在地壳中的有用岩石、矿物或元素的聚集体矿产资源的特点:1.自然资源的属性2.不可再生性3.地理分布的不均衡性4.受一定技术经济条件的制约矿石:矿石是从矿体中开采出来的,从中可提取有用组份(元素、化合物或矿物)的矿物集合体。矿石一般由矿石矿物和脉石矿物两部分组成。脉石:一般泛指矿体中的无用物质,包括围岩的碎块、夹石和脉石矿物,它们通常在开采和选矿过程中被废弃掉。矿石矿物是指可被利用的金属或非金属矿物,也称有用矿物.脉石矿物是指矿石中不能利用的矿物,也称无用矿物。矿石品位:矿石中有用矿物或有用组份的含量称为品位。矿石品位是衡量矿石质量好坏的主要标志。矿石的工业品级:主要根据矿石中有益、有害组份含量而对矿石质量划分的不同级别。某些非金属矿石主要根据矿石的工艺技术特征、用途和加工方法的不同加以划分。矿石的构造:是指组成矿石的矿物集合体的特点,即矿物集合体的形态、相对大小及其空间相互的结合关系等所反映的形态特征。矿石的结构:是指矿石中矿物颗粒的特点,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。也包括矿物颗粒与矿物集合体的结合关系所反映的形态特征。围岩(wallrock):是指矿体周围的岩石母岩(motherrock):是指提供成矿物质来源的岩石,如从镁质超基性岩中通过结晶作用形成了铬铁矿,那么镁质超基性岩即可称为铬铁矿的母岩。矿体的产状:是指矿体产出的空间位置和地质环境同生矿床:是指矿体与围岩是在同一地质作用过程中,同时或近于同时形成的后生矿床:指矿体的形成明显地晚于围岩的一类矿床矿床的成因类型:按照矿床的形成作用和成因划分的矿床类型,如岩浆矿床、热液矿床、沉积矿床、变质矿床等。矿床的工业类型:一般把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。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。元素在地壳中的丰度值(abundance)称克拉克值元素的迁移元素在地壳和上地幔中的含量不是固定不变的,其运动的结果,导致元素的分散或集中,这种现象或过程称为。。。浓度克拉克值”的概念,指某元素在某一地质体(矿床、岩体或矿物等)中的平均含量与克拉克值的比值。浓度系数即是工业品位与该元素的克拉克值之比。成矿作用即是在地球的演化过程中,使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富集而形成矿床的作用。交代作用,即是溶液与岩石在接触过程中,发生了一些组份的带入和另一些组份带出的地球化学作用,因此也称为置换作用。岩浆矿床分类:岩浆分结矿床岩浆熔离矿床岩浆爆发矿床海绵陨铁结构金属矿物充填在硅酸盐类矿物颗粒间或胶结硅酸盐矿物,不透明的金属矿物包围透明的硅酸盐矿物,型若海绵体,构成海绵陨铁结构岩浆熔离作用也称液态分离作用,是指在较高温度下的一种均匀的岩浆熔融体,当温度和压力下降时,分离成两种或两种以上不混溶的熔融体的作用。岩浆在其形成和向上运移过程中,往往会熔化或溶解一些外来物质(如围岩碎块),称同化作用如果流体的温度在临界温度以上,则不论压力多么高,矿质的搬运和沉淀都是在气相中发生的,这种流体应该叫气态溶液,或者气化溶液,形成的矿床叫气成矿床。如果温度在临界温度以下,则沉淀矿质的溶液很可能是液态溶液,因为在地壳里压力一般都比临界压力大得多;这种流体可以叫液态溶液,形成的矿床叫热液矿床。汽水热液组分:①水:气水热液的主要组分是水;②挥发份:挥发份还包括卤素、S、B、P、CO2等,也可能存在有机挥发物质;③基本组分:基本组分是Na,K,Ca,Mg,Sr,Ba,Al,Si及Cl-,F-,SO42-等④成矿元素:金属成矿元素主要有铜、铅、锌、金、银、锡、锑、铋、汞等,过渡性元素铁、钴、镍等,以及钨、钼、铍、稀土、铀、铟、铼等。成矿物质来源:热液中成矿元素的来源是多方面的,但可以归结为两类:一种是来源于形成热液的源岩,如形成岩浆热液的岩浆体系、形成变质热液的岩石;另一种是来源于热液流经的围岩。一定类型的矿床类型通常与一定成分的岩浆岩有关,这一特点称为岩浆的成矿专属性。1.超基性岩:铬铁矿矿床;2.基性-超基性:铜镍硫化物矿床3.基性岩:钒钛赤铁矿矿床4.中酸性岩浆岩:矽卡岩性矿床;5.酸性岩:许多矿产都与岩浆岩有著空间的﹐甚至成因的共生关系。一般认为﹐超基性岩﹑基性岩和酸性岩的成矿专属性明显。例如﹐与橄榄岩﹑纯橄榄岩有关的铬﹑铂矿床﹔与斜长岩﹑辉长岩有关的钒钛磁铁矿矿床﹔与角砾云母橄榄岩有关的金刚石矿床等﹐都表现出明显的岩浆成矿专属性﹐与酸性花岗岩-流纹岩有关的有钨﹑锡﹑锂﹑铍等矿产﹐成矿专属性也较明显。但中性及中酸性岩所表现的成矿专属性就不十分明显。成矿元素的搬运形式:以硫化物的形式搬运,卤化物,易溶络合物,胶体溶液。成矿元素的沉淀:温度的降低,压力的降低,pH值的变化,氧化-还原反应,不同性质溶液的混合。矿床的成矿方式:一种是充填,另一种是交代。1.充填作用是在已有的空洞中发生的矿物沉淀过程。其特点是:①矿体形态决定于原有孔隙的形态,一般呈脉状、与围岩界限清楚。②矿体中矿物沉淀的顺序通常从两壁向中心生长,其发育的晶面指向热液的供应方向。③充填作用形成的矿石,可具有梳状、晶簇状、对称带状、角砾状及同心圆状等构造,为识别标志。充填作用是在已有的空洞中发生的矿物沉淀过程2.交代:实质上是一种同时进行的溶解和沉淀过程,新矿物用这种方式替换原先存在的矿物,新矿体集合体替换了以前存在的岩石。A.特点:矿体外形不规则,矿体和围岩界线不清楚,呈过渡关系;矿体中常含有未被交代的围岩残余;矿体中往往可以保存原来岩石的结构构造;某些交代矿物晶体不受生长空间的限制,可长成完整的晶体;可以产生假象矿物。扩散交代作用:分子或离子通过浓度差移动;渗滤交代作用:组分通过压力差进行迁移。围岩蚀变岩石在气水热液作用下,发生一系列旧矿物为新的更稳定的矿物所代替的交代作用蚀变围岩的命名:1.根据蚀变岩石的主要矿物来命名,如绢云母化2.以常见的蚀变矿物共生组合来命名,如云英岩化3.用蚀变过程中从热液加入的元素来命名,如硅化矿化期代表一个较长的成矿作用过程,它是根据显著的物理化学条件变化来确定的矿化阶段代表一个较短的成矿作用过程,表示一组或一组以上的矿物在相同或相似的地质和物理化学条件下形成的过程在同一矿化阶段中不同矿物结晶的先后顺序叫做矿物的生成顺序。主要标志:1)穿插:一矿物穿插另一矿物或矿物组合,被穿插者生成较早;2)交代:先成的矿物被后成的矿物所交代,常显交代残余结构;3)包围:先成矿物的全部或一部分被后成矿物所包围,4)粒间位置:后成矿物生成于先成矿物的颗粒之间;5)假象:先成矿物被后成矿物交代后,尚保留其原来晶形。如磁铁矿变成假象赤铁矿后仍保留其等轴晶系的晶形;6)构造:在对称带状构造中,外层矿物早于内层矿物:晶洞构造中的矿物一般晚于洞壁的矿物。一定的矿床类型(或矿石建造)和矿种与一定成分的岩浆岩有关,这一性质称为岩浆岩的成矿专属性接触渗滤交代作用是由含矿气水溶液沿着被交代岩石的裂隙系统渗滤而引起的。在有裂隙横切接触面部位,由于深部上升的含矿溶液沿着交切接触带的裂隙系统渗滤,将下层中的活性组份带到上层,并与之发生交代作用。接触扩散交代作用(或称双交代作用)这种作用经常发生在矿脉两旁的围岩中或者两种物理化学性质不同的岩石接触带中。溶液沿着岩浆岩和石灰岩的接触面流动时,原接触带石灰岩的粒间溶液为CaO所饱和。岩浆岩中的粒间溶液为SiO2、A12O3所饱和,当在上升溶液作为媒介的影响下,破坏了原有的平衡,使CaO向岩浆岩中扩散,而SiO2、Al2O3等向石灰岩中扩散,于是在接触带形成了矽卡岩火山有关的矿床主要包括:1.火山岩浆矿床――矿浆(晚期岩浆、熔离岩浆)喷溢、贯入成矿2.火山-次火山气液矿床――陆相、海相,火山、次火山3.火山沉积矿床――火山来源,沉积形成火山成因矿床的特点:1)矿床位于同构造旋回的火山岩浆一构造活动带中。在矿区内或其附近有同期的火山岩、次火山岩或侵入体的分布。2)含矿介质比较复杂。有岩浆、喷气、热液及火山烤热的海水或湖水。3)矿床产生在地表(陆面、水下),或地下浅处(0~1.5km)。风化矿床(风化壳矿床)系指陆地表层在风化作用下形成的,质和量都能满足工业要求的有用矿物堆积的地质体。风化作用是指地壳最表层的岩石和矿石在大气、水、生物等营力的影响下,发生物理的、化学的和生物化学的变化作用元素在特定的风化条件下迁移能力的不同,引起了它们的彼此分异——风化分异风化矿床的分类:根据风化矿床的形成作用和地质特点分为以下三类:1.残积及坡积砂矿床原生矿床或岩石遭受风化作用,其中未被分解的重砂矿物或岩石碎屑,残留在原地或沿斜坡堆积起来形成的矿床。如砂金矿床、红土型金矿、残积锡砂矿等。2.残余矿床原生矿床或岩石经化学风化作用和生物风化作用后,形成的一些难溶的表生矿物,残留在原地表部,其中有用组份达到工业要求时,即为残余矿床。如粘土矿、残余红土型铝土矿等3.淋积矿床原岩或贫矿体经化学风化作用,某些易溶物质被水带到风化壳下部的潜水面附近沉淀下来,所形成的矿床,称淋积矿床次生硫化物富集作用从硫化物矿床氧化带淋滤出来的某些金属硫酸盐溶液渗透到潜水面以下,在还原环境中,以交代原生硫化物的方式生成次生硫化物。于是增加了原生矿石中某种金属的含量,提高了矿石的工业价值,故称之为次生硫化物富集作用矿物相富铁沉积的主要矿物相共有四种:1)氧化矿物相带:氧化界面(即游离氧的下界)低,直达盆地底部,在水底淤泥层中有大量过剩氧,而成为充分的氧化环境,形成铁的氧化物和氢氧化物,如赤铁矿、褐铁矿、针铁矿等。2)硅酸盐矿物相(鲕绿泥石相)带:氧化界面在盆地底面附近,但淤泥中已无剩余的游离氧,这样就形成了铁的硅酸盐(鲕绿泥石)等矿物。3)碳酸盐矿物相(菱铁矿相)带:氧化界面在盆地底面以上,在淤泥中含有机物质,含氧量不足,不能使低铁化合物氧化。因此,在还原条件下,形成菱铁矿和碳酸钙的混合物,而以菱铁矿为主要成分。4)硫化物相(硫化氢相)带:氧化界面远在水盆地底面之上,在细菌活动下,使有机物质分解产生大量的硫化氢,并与铁结合,形成黄铁矿、白铁矿、胶黄铁矿等。胶体化学沉积矿床的概念地表岩石和矿床风化后,其中含铁、锰、铝的矿物分解形成胶体溶液和真溶液。当其中的胶体溶液在有利于胶体粒子聚沉的条件下,经化学分异作用,使有用物质得到相对集中,其储量和质量都能满足工业要求时,便成为胶体化学沉积矿床。变质矿床是由变质作用引起原有的岩石或矿石矿物成分的重组而形成的新矿床变质矿床作用类型:脱水作用。重结晶作用。还原作用重组合作用变质矿床根据原岩的建造特点可分为受变质矿床和变成矿床两类:受变质矿床指原岩建造中成矿元素已经富集达到工业要求,再经受变质作用,通常使矿物成分和结构构造发生一定程度的变化,有用组分的含量可能发生变化,也可能变化不大。②变成矿床指原岩未达到工业要求,通过变质作用成为矿石,或含某一有用组分的矿石变质后成为具有另一种工艺技术特性的矿石。层控矿床系指那些受多种成矿作用影响,但矿体呈层状或基本呈层状,包括部分不规则状,但仍受一定地层层位控制的矿床。根据变质矿床形成时的地质环境和条件,可以分为接触变质成矿作用、区域变质成矿作用和混合岩化成矿作用三类。①改造作用改造作用过程中,原始成矿物质未发生长距离的迁移,成分亦无明显的变化,只不过由原始的分散状态转变为有用矿物富集,特别是氧化物、硫化物、硅酸盐、磷酸盐、碳酸盐矿物。②再造作用再造作用的涵义是以原始的矿胚或矿源层作基础或完全重新从围岩中萃取成矿物质、然后在适宜的环境下沉淀成矿,因而成矿物质大多离原地有一定距离。成矿系列是指在一定的地质环境中形成的,在时间上、空间上和成因上有密切联系的一组矿床类型,它们由一种或几种成矿元素组成,且包括两个以上的矿床成因类型。成矿系列亦可称矿床系列或矿床组合。成矿规律系指矿床形成的空间关系、时间关系、物质共生关系及内在成因关系等的总和。区域地球化学