矿床学01

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)：围岩有两重含义，一是指侵入体周围的岩石，二是指矿体周围的岩石。矿床学中的围岩主要指后者。矿体与围岩的边界一般是通过系统采样分析后圈定的。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）称克拉克值元素是地壳中各类岩石的基本成分，故称造岩元素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元素的迁移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。矿床成因分类：I.内生矿床一、岩浆矿床1.岩浆分结矿床2.岩浆熔离矿床3.岩浆爆发矿床二、伟晶岩床三、接触交代(矽卡岩)矿床四、热液矿床1.岩浆气液矿床2.非岩浆热液矿床五、火山成因矿床1.火山岩浆矿床2.火山一次火山气液矿床3.火山一沉积矿床II.外生矿床六、风化矿床七、沉积矿床八、可燃有机矿床III.变质矿床九、接触变质矿床十、区域变质矿床十一、混合岩化矿床IV.叠生矿床(多因复成矿床)十二、层控矿床接触交代矿床的形成条件：1岩浆岩条件：成分、岩体的产状、规模、时代、2围岩条件：围岩岩性是决定矽卡岩及矽卡岩矿床形成的重要条件，它不仅影响成矿物质的沉淀，同时也影响成矿作用方式、矿体规模及矽卡岩和矿石的物质成分3构造条件:构造控制含矿溶液的通道，也为成矿提供有利的空间.侵入体与围岩的接触带构造、围岩层理、层间破碎带及构造裂隙、褶皱构造、捕虏体构造4温度条件：一般认为矽卡岩矿物的形成温度在800～300℃之间，而金属矿物的形成温度约在500～200℃之间。5深度和压力条件：矽卡岩矿床形成的压力与其所在的深度有关，大多数研究者认为主要是在中等深度，也可在浅深条件下形成。成矿过程：1)矽卡岩期:主要形成各种钙、铁、镁铝的硅酸盐矿物，这时没有石英出现。这个成矿期又可以分为三个成矿阶段:①早期矽卡岩阶段、②晚矽卡岩阶段、③氧化物阶段2)石英－硫化物期：这一成矿期中，二氧化硅一般不再和Ca、Mg、Fe、Al组成矽卡岩矿物，而是独立地形成大量的石英，并有典型的热液矿物如绿泥石、方解石等。该期有大量金属硫化物的形成。它又可分为两个成矿阶段:①早期硫化物阶段②晚期硫化物阶段岩浆矿床是由各类岩浆在地壳深处，经过分异作用和结晶作用，使分散在岩浆中的成矿物质聚集而形成的矿床。这类矿床是在正岩浆期形成的，因此也称正岩浆矿床。一般特点：与岩浆岩同步形成，表现在二者的形成时间、空间、成分、温度压力等的一致性。1)时间：成矿作用和成岩作用基本上是同时进行的;2)空间：矿体主要产在岩浆岩母岩体内。少量贯入式矿体可进入邻近的围岩中；3)围岩：一般为岩浆岩母岩；4)成分：矿石的矿物组成与母岩的矿物组成基本相同，仅含量有差异；5)形成条件：同岩浆岩——岩浆矿床的成矿温度较高,达1500-1200℃。而其中硫化物矿床的形成温度较低。岩浆中成矿物质的析出和聚集,是岩浆分异作用的结果。岩浆的各种分异作用,也就是岩浆矿床的成矿作用。按照分异作用的性质可分为结晶分异作用和熔离作用两大类矿物按顺序进行结晶,并在重力和动力影响下发生分异和聚集的过程,称为结晶分异作用。早期岩浆矿床:是指岩浆冷凝结晶时,有用矿物较早地从岩浆中结晶和富集所形成的矿床主要特点：①有用矿物主要聚集在岩体的底部或边部，矿体形态呈矿瘤、矿巢、凸镜状或似层状。②矿石的矿物组成与母岩基本一致。③矿体与围岩没有明显的界线，一般呈逐渐过渡关系,矿石常具自形晶－半自形晶结构，或被硅酸盐矿物包围,形成包含结构。矿石构造以浸染状为主。流动作用可形成条带状构造。（块状80％，稠密浸染状50－80％，中等浸染状30－50％，稀疏浸染状30％）④矿体和围岩都是岩浆演化的产物，形成时间一致，故为同生矿床。晚期岩浆矿床：在岩浆冷凝过程的晚期阶段,在矿化剂的影响下,有用矿物较硅酸盐矿物从熔浆中晶出较晚,矿石矿物主要是金属矿物充填在硅酸盐类矿物颗粒间或胶结硅酸盐矿物,形成海绵陨铁结构。主要特点：①矿体常呈条带状或似层状，贯入式矿体呈脉状和凸镜状。②矿石的矿物组成与母岩基本一致。③矿体与围岩间一般界线明显，矿石主要为稠密浸染状或致密块状构造，常见海绵陨铁结构。④矿体和围岩都是岩浆演化的产物，一般形成时间一致，属同生矿床；但贯入式矿体可以是后生矿床。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。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，称为围岩蚀变蚀变围岩的命名：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。热液矿床是指含矿热水溶液在一定的物理化学条件下，在各种有利的构造和岩石中，由充填和交代等成矿方式形成的有用矿物堆积体。主要特点：1）形成矿床的含矿热液是多来源的2）含矿热液的成分是复杂的3）形成温度和深度较其它内生矿床低和浅4）构造控制作用极为显著5）成矿时间一般晚于围岩6）成矿方式：以充填作用和交代作用为主7）矿石物质成分复杂8）矿床的形成过程的多期多阶段性一定的矿床类型（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火山矿床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）。与其它内生矿床相区别的斑岩铜矿10大特征。①具网状细脉浸染成矿特征；②主要金属矿物黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、辉铜矿，有些矿床中有斑铜矿、硫砷铜矿和伴生的非金属矿物石英、绢云母、钾长石、黑云母、高岭石类矿物等的成分稳定；③铜平均含量在原生矿石中比较低0.3%～0.8%，而在氧化矿中较高，达1～1.5%,钼在原生矿和氧化矿中分布都比较均匀，约0.005%～0.05%；④成矿岩体为中性成分为主的斑岩侵入体花岗闪长斑岩、石英二长斑岩，少量偏酸性（花岗斑岩、石英斑岩）和偏基性（闪长斑岩）；⑤矿化直接或间接发生在斑岩侵入体中或紧靠侵入体的外接触带围岩――火山岩、侵入岩和变质岩中；⑥矿体发育在广泛出现热液蚀变岩的地带，蚀变岩石为绢云母－石英质、黑云母－钾长石质、泥质以及青盘岩型交代岩；⑦矿物（元素）分带：Fe3+－Mo(Cu)－Cu(Mo)－Cu(Au)－Fe2+(Au)－Pb－Zn－(Au、Ag)黑云母、钾长石－绢云母、石英－蒙脱石、高岭石－青盘岩；⑧矿床储量巨大，成