长江大学__矿床学__最全复习资料(罗顺社授课、考神划重点)

一．矿床学基本概念矿产／矿产资源（mineralresources）：在自然界（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。矿物—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）作用等途径形成矿物（mineral）岩石—矿物以集合体形式出现，即构成为岩石，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—如果岩石中含有经济上有价值，技术上可利用的元素、化合物或矿物，即称矿石（ore）从矿体中开采出来的，从中可提取有用组分（元素、化合物或矿物）的矿物集合体。由矿石矿物和脉石矿物构成。矿石矿物—矿石中可被利用的金属或非金属矿物，也称有用矿物。脉石矿物—矿石中不能被利用的矿物，也称无用矿物。脉石—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。夹石—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。共生组分：是指矿石（或矿床）中与主要有用组分在成因上相关，空间上共存，品位上达标可供单独处理的组分。在一定的经济技术条件下，这些组分的工业意义小于主要有用组分。伴生组分：指矿石（或矿床）中虽与主要有用组分相伴，但不具有独立工业价值的元素、化合物或矿物，其存在与否和含量的多寡常影响着矿石质量。矿石结构—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—组成矿石的矿物集合体的形态、相对大小及空间上的相互组合关系所反映的形态特征。矿石结构＋矿石构造＝矿石组构（orefabric）矿石的品位—矿石中有用组份的百分含量边界品位—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—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%）矿石储量（reserves）：指经地质研究并利用地质勘探技术手段，如钻探、槽探、井探、坑探等查明的矿产储藏量，是衡量矿床规模的重要依据。是根据矿石的体积、矿石的体重与平均品位，按特定公式计算求得的。矿石品级（gradeofore）：主要是根据矿石的品位及有益和有害组分对矿石质量划分的不同级别。矿体—是矿床的主要组成部分。确切的说，矿体是指自然界（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。一个矿床可以由一个或多个矿体构成。围岩／主岩—矿体周围的岩石围岩≠母岩母岩／源岩／矿源层—矿床形成过程中提供主要成矿物质的岩石，它与矿床在空间上和成因上有着密切的联系。矿体形状—根据矿体在三度空间的延伸情况，分为：等轴状矿体：三轴在三度空间大致均衡延伸（矿瘤、矿巢、矿囊和矿袋、凸镜状或扁豆状）板状矿体：长度和宽度延伸较大，厚度较小的矿体，也称矿脉或矿层。—矿脉：产在各种岩石裂隙中的板状矿体，为典型的后生矿床，据矿脉与围岩的关系，分为层状矿脉和切割矿脉。—矿层：指沉积生成的板状矿体，矿体与岩层是在相同的地质作用下同时形成的。基性－超基性杂岩中的铬铁矿也称层状矿体。柱状矿体：垂向延伸很大，长宽较小的矿体。也称筒状矿体或管状矿体不规则状矿体:网状矿体梯状矿体矿体的产状--指矿体产出的空间位置和地质环境1.矿体的空间位置：走向、倾向和倾角来确定地质体的产状2.矿体的埋藏情况：指矿体出露地表还是隐伏于地下，埋藏深度如何等与其相对应为:露天矿、隐伏矿（盲矿）3.矿体与岩浆岩的空间关系：矿体产于岩体内、接触带、或侵入体的围岩之中等4.矿体与围岩层理、片理的关系：矿体沿层理、片理整合产出，还是穿切层理或片理5.矿体与地质构造的空间关系：矿体产于构造中的位置，与褶皱和断裂在空间上的联系等矿床—矿产在地壳或地表的集中产地。确切的说，矿床是指自然界（地壳内或地表）产出的、由地质作用形成的、其所含有用矿物资源的质和量在当前经济技术条件下能被开采利用的地质体。矿床成因类型—按矿床的形成作用和成因划分的矿床类型岩浆矿床伟晶岩矿床热液矿床风化矿床沉积矿床变质矿床，等矿床工业类型—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。一般把那些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。同生矿床：矿体与围岩在同一地质作用过程中，同时或近于同时形成的。—如由沉积作用形成的沉积矿床以及在岩浆结晶分异过程中形成的岩浆分结矿床等，都属于同生矿床后生矿床：矿床的形成明显地晚于围岩的一类矿床，即矿体和围岩是由不同地质作用和在不同时间形成的。—如沿地层层理面或穿切层理的各种热液矿脉叠生矿床：是在早期形成的矿床或矿体上，又受到了后期成矿作用的叠加，此类矿床称为叠生矿床。叠生矿床可以是不同地质时期成矿作用的叠加，也可以是不同成因矿化的叠加。同-后生矿床：有些矿床在同一成矿作用过程中既经历了后生成矿作用，又经历了同生成矿作用，为反映这类矿床的特点，建议称其为同-后生共生矿床。矿田（orefield）:指在统一的地质作用下形成的，成因上近似，空间上相邻的一组矿床分布区域。其分布面积一般在几十到一、二百平方公里矿带（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，可长达数千公里甚至更远元素在地壳中的丰度值也称克拉克值浓度克拉克值—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。（1相对集中，1相对分散）浓度系数—某元素的工业品位与其克拉克值的比值成矿作用（mineralization）：地球演化过程中，使分散在地壳和上地幔中的化学元素和有用物质，在一定地质作用条件下和地质环境中，相对富集而形成矿床的作用。成矿作用是一种地质作用，是自然界发生的元素聚集作用。内生成矿作用：主要由于地球内部能量（包括热能、动能、化学能等）的影响，导致形成矿床的各种地质作用外生成矿作用：主要在太阳能的影响下，在岩石圈上部岩石与水、大气和生物的相互作用过程中，使成矿物质在地壳表层聚集的各种地质作用。变质成矿作用：在内生作用或外生作用中形成的岩石或矿床，由于地质环境和温度、压力等物理化学条件的改变（特别是经过深埋或其他热动力事件），其矿物成分、化学成分、物理性质、结构构造等发生改变，使有用物质发生富集形成新的矿床，或使原有的矿床改造为具另一种工艺性质的矿床。叠生成矿作用：是一种复合成矿作用，即在先期形成的矿床或含矿建造的基础上，又有后期成矿作用的叠加成矿作用的主要方式：内生成矿作用方式1.矿熔浆的结晶和分异作用2.含矿溶液的充填作用3.含矿溶液的交代作用外生成矿作用方式1.机械沉积分异作用2.化学沉积分异作用3.生物沉积分异作用变质成矿作用方式1.接触变质成矿作用2.区域变质成矿作用3.混合岩化成矿作用第三章岩浆矿床岩浆矿床—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。由于这类矿床是在正岩浆期（从岩浆结晶作用开始到结晶作用的最后阶段）形成的，称正岩浆矿床（Orthomagmaticdeposit）。岩浆结晶分异作用／岩浆分结矿床—岩浆在冷凝过程中，各种组份按一定的顺序（矿物晶格能、键性和生成热降低的方向）先后结晶出来，并在重力和动力的影响下发生分异和聚集的过程，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。岩浆熔离作用／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两种或两种以上互不混溶的熔融体的作用，称为岩浆熔离作用（也称为液态分离作用），由此种作用所形成的矿床称为岩浆熔离矿床。岩浆爆发作用／岩浆爆发矿床—经过岩浆结晶分异作用和熔离作用后，岩浆中的挥发组份越来越富集，当压力增大到某一阀值时爆发到近地表，称为岩浆爆发作用，由此种作用所形成的矿床称为岩浆爆发矿床。岩浆矿床的一般特征：1.矿床主要与镁铁质、超镁铁质岩石有成因联系，如橄榄岩、辉岩、苏长岩、辉长岩以及斜长岩等，少数岩浆矿床与碱性岩或酸性岩有关。2.矿体主要产在岩浆岩母体岩内，多呈层状、似层状、透镜状、豆荚状。矿体即是岩浆岩体的一部分，有时整个岩体就是矿体，围岩即是母岩；只有少数矿体呈脉状、网脉状产在母岩临近的围岩中。3.除花岗岩中的稀有元素矿床由于成因特殊而有一定的围岩蚀变外，绝大多数岩浆矿床的围岩不具有明显的蚀变现象。4.矿石的矿物组成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.岩浆矿床的矿石常具浸染状、条带状、致密块状以及角砾状等矿石构造；矿石结构也十分特征而复杂。6.由于成矿作用在岩浆熔融体中大体同时发生，因此多数岩浆矿床的成矿温度较高（1500～700℃），形成的深度大（多数在地下几公里～几十公里，金刚石矿床达200300km）。岩浆岩条件（岩浆矿床形成的首要条件）岩浆是岩浆矿床成矿物质的主要来源和载体，岩浆岩即是成矿母岩。含矿岩浆岩的性质和组成，对岩浆矿床的形成(矿床类型、规模、空间分布)有重要影响：—基性、超基性岩：Cr、Ni、Co、V、Ti、Pt—酸性岩：Li、Be、Nb、Ta、W、Sn，REE与岩浆矿床有关的岩浆岩主要包括：基性－超基性岩超基性岩体超基性－基性杂岩基性岩体金伯利岩霞石正长岩、磷霞岩和碳酸岩杂岩体花岗岩基性－超基性岩—由多种岩石组合而成的复杂的镁铁质、超镁铁质岩浆杂岩体：纯橄榄岩、斜方辉橄岩、单斜辉橄岩、辉石岩、辉长岩、苏长岩、斜长岩等。通常下为超基性岩相，上为基性岩相，显示一定的垂直分相特征。纯橄榄岩－斜方辉橄岩－辉长岩组合：铬铁矿矿床单斜辉橄岩－单斜辉石岩－辉长岩组合，辉长岩－苏长岩组合：Cu-Ni硫化物矿床辉长岩－斜长岩组合，斜长岩：V-Ti磁铁矿矿床—成矿岩体规模大小不等，形状以岩株、岩盘、岩床、岩盖最为常见。著名的南非布什维尔德挥发组份（矿化剂）作用（H2O、F、Cl、B、S、As、C、P等）挥发组份的熔点低、挥发性高，特别是能与Ag、Au、Pt、Pd、W、Sn、Mo、Pb、Zn、Cu等多种金属元素组成易溶络合物，使这些金属得以保留在岩浆的残余溶液中并可能富集成矿挥发份对压力的变化特别敏感，富于流动性，故常将岩浆中某些成矿物质由深部带至浅部、由高压地段带至低压地段，在有利的构造部位富集成矿同化和混染作用：岩浆向上部地壳运移过程中，熔化或溶解周围外来物质（如围岩碎块），从而使岩浆成分发生改变的作用，称为同化作用（assimilation）；不完全的同化作用称混染作用（hybridization）。同化和混染作用对成矿的影响：有利的影响—围岩中某些有用组分的加入，使岩浆中成矿成矿元素更富集：如基性岩和含铁地层中的Fe—地层中硫的加入（硫化作用），能促使金属组分脱离硅酸盐而进入硫化物熔浆，以更有利于成矿3Ni2SiO4+2S2=2Ni5S2+3SiO2+3O2不利的影响—CaO3的同化作用对铬铁矿矿床的形成不利决定同化作用强度的因素：岩浆的温度：岩浆温度很高处于过热状态，通常可熔化或熔解围岩；较高温度的岩浆可熔化较低温度的结晶岩围岩的成分和性质：围岩与岩浆的物质成分差别越大，则同化作用愈强烈（碳酸盐岩的同化作用最为明显）；围岩破碎程度越高，同化作用越强烈岩浆中挥发分的含量：挥发分愈多，岩浆越不易冷却，熔解的能力强而持久，同化作用越强的大小：岩体愈大，热容量也大，冷却速度较缓，因而有利于同化作用的进行大地构造位置：构造活动区或褶皱带有利于岩浆的同化作用，而稳定地区则有利于岩浆的分异作用岩浆的多期多次侵入作用：从区域上，含矿岩体通常是同一次构造运动所形成的岩带中的较晚期的产物从矿区看，矿化主要与复式岩体的晚期岩相关系密切，如西南地区的PGE矿床大地构造条件：大洋地壳环境大陆地壳环境大洋地壳环境—产于大洋拉张环境（洋中脊）的镁质超基性岩，后经碰撞作用，成为洋壳残片，产于碰撞造山带（缝合带）：阿尔比斯型、蛇绿岩型—高镁（M/F=6.5-15），LIL、HFS元素