1、1,第二章 礦床學(xué)基礎(chǔ),礦床學(xué),2,第二章 礦床學(xué)基礎(chǔ),1 基本概念 2 元素地球化學(xué) 3 成礦作用 4 礦床類型,3,1 基本概念,一、礦床的組成 二、礦體與圍巖 三、礦石與脈石 四、礦床類型,4,1 基本概念,一、礦床的組成 1、概念（復(fù)習(xí)） 礦床是指在地殼中通過(guò)地質(zhì)作用形成的，其質(zhì)和量符合工業(yè)要求，在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下能被開(kāi)采利用的地質(zhì)體。,地 質(zhì) 體,礦 床,位置,地質(zhì)作用,工業(yè)要求,開(kāi)采利用,5,礦床的組成:,礦 床,礦體,圍巖,礦石,脈石,礦石礦物,脈石礦物,6, 礦區(qū)地質(zhì)略圖,礦區(qū)地質(zhì)圖,礦體,圍巖,圍巖,礦體,7,8,Ore Body,9,礦體與圍巖是礦床的基本組成單位。而且關(guān)

2、系非常密切，根據(jù)其二者的形成先后關(guān)系礦床可分為三大類：,同生礦床：指礦體與圍巖是在同一地質(zhì)作用下，同時(shí)或近于同時(shí)形成的礦床。如巖漿分結(jié)作用形成的礦床、沉積作用形成的礦床。,10,后生礦床 礦體形成明顯晚于圍巖，二者是在不同的地質(zhì)作用下形成的。如熱液作用形成的脈狀礦床。,疊生礦床 疊生礦床是指有用組分由同生期富集和后期有用組分的疊加再富集而形成的礦床。因此，此類礦床既具有同生礦床特點(diǎn)又具有后生礦床特點(diǎn)，屬?gòu)?fù)成因的礦床，如層控礦床。,二、礦體與圍巖,1、礦體 2、圍巖 3、母巖 4、礦體形態(tài) 5、礦體產(chǎn)狀,13,二、礦體與圍巖 1、礦體 礦體是指由礦石和脈石組成的獨(dú)立地質(zhì)體，是礦床的主要組成部分，

3、是開(kāi)采和利用的主要對(duì)象。 礦體具有一定的形狀、大小和產(chǎn)狀，并占有一定的空間位置，被圍巖所包圍。,14,2、圍巖 圍巖泛指礦體周圍的巖石，其界線有的很清楚（如脈狀礦體），有的呈漸變過(guò)渡（如由細(xì)脈浸染狀礦石組成的礦體）。 3、母巖 母巖是指礦床形成過(guò)程中，提供成礦物質(zhì)來(lái)源的巖石。與礦床在空間上和成因上具有密切聯(lián)系。如由巖漿結(jié)晶分異作用形成的富鎂質(zhì)超基性巖中的鉻鐵礦礦床，富鎂質(zhì)超基性巖即是鉻鐵礦礦床的母巖。 圍巖和母巖是兩個(gè)完全不同的概念。對(duì)某些礦床而言礦體的圍巖就是母巖，如多數(shù)巖漿礦床；在另一些礦床中礦體的圍巖與母巖無(wú)關(guān)，如多數(shù)熱液形成的脈狀礦床,由多礦體組成的礦床,16,由兩個(gè)礦體組成的礦床,1

4、7,4、礦體形態(tài) 根據(jù)礦體在三度空間延伸情況,形狀可分為三種最基本的類型。,等軸狀礦體 板狀礦體 柱狀礦體,通常稱礦體形態(tài)為 層狀、似層狀、脈狀、囊狀、不規(guī)則狀等。,18,等軸狀礦體 礦體的三軸在三度空間呈大致均衡延伸。根據(jù)體積大小和形態(tài)分為礦瘤、礦巢、礦袋。,19,板狀礦體 礦體在長(zhǎng)寬二相延伸較大，而厚度相對(duì)較小的礦體。 根據(jù)礦體與圍巖形成的先后：, 礦層：與圍巖產(chǎn)狀一致的板狀礦體。通常是沉積形成的同生礦床，即礦體與圍巖是在同一地質(zhì)作用形成的。 礦層的特點(diǎn)是厚度較穩(wěn)定，延伸穩(wěn)定，規(guī)模大，其走向延長(zhǎng)可達(dá)幾公里至幾十公里以上，沿傾向延伸也可達(dá)數(shù)十公里。反映了沉積的特征。,20, 礦脈：產(chǎn)在圍巖裂

5、隙的板狀礦體，通常稱為礦脈。屬于典型的后生礦床。圍巖中的裂隙先形成，礦脈后形成。裂隙通常有兩種情況 ，一種為順層裂隙，另一種為截層裂隙。反映了熱液成礦作用的特點(diǎn)。,沿順層裂隙充填或交代形成。即礦脈與圍巖的產(chǎn)狀一致。與礦層的本質(zhì)區(qū) 別在于為后生礦體，即礦體的形成晚于圍巖，規(guī)模上要小一些。 產(chǎn)于巖體中或切穿層狀巖石層理的礦脈。即礦脈與圍巖的產(chǎn)狀不一致。,21,脈狀礦體形態(tài),22,23,柱狀礦體 指在一個(gè)方向延伸很大（大多是垂向），而另外兩個(gè)方向延伸較小的礦體。這種礦體常稱為柱狀、筒狀或管狀礦體。一般金屬礦床的柱狀礦體直徑以幾米到幾十米最為普遍。,柱狀礦體,筒狀礦體,24,管狀礦體,25,5礦體產(chǎn)狀

6、 礦體的產(chǎn)狀通常指礦體產(chǎn)出的空間位置和地質(zhì)環(huán)境。常包括下面幾個(gè)內(nèi)容：,礦體的空間位置 礦體埋藏深度 礦體與巖漿巖的空間關(guān)系 礦體與地質(zhì)構(gòu)造空間關(guān)系 礦體與沉積巖關(guān)系,26,礦體的產(chǎn)狀通常指礦體產(chǎn)出的空間位置和地質(zhì)環(huán)境。常包括下面幾個(gè)內(nèi)容： 礦體的空間位置：一般由礦體的走向、傾向和傾角來(lái)確定的。但是對(duì)于某一方向延伸較大的礦體（礦體的延伸方向與傾向不一致） ，比如透鏡狀、脈狀、柱狀等形態(tài)的礦體，還須確定其傾伏角和側(cè)伏角，才能準(zhǔn)確地控制它們的空間位置。狹義的產(chǎn)狀,巖層產(chǎn)狀要素 ad-走向線；ce-傾向線；cd-傾向；a-傾角,27,礦體產(chǎn)狀示意圖 傾伏角：礦體的最大延伸方向與其水平投影線之間的夾角。

7、 側(cè)伏角：礦體最大延伸方向與走向線之間的夾角。,28,礦體埋藏深度：礦體為出露于地表，還是隱伏于地下。 礦體與巖漿巖的空間關(guān)系：礦體系產(chǎn)于侵入體內(nèi)，或位于接觸帶，或位于圍巖中。 礦體與地質(zhì)構(gòu)造空間關(guān)系：指礦體產(chǎn)出在構(gòu)造中的部位，與褶皺、斷層的空間關(guān)系。 礦體與沉積巖關(guān)系：與層理、片理呈整合關(guān)系或穿切關(guān)系 正確地認(rèn)識(shí)礦體的產(chǎn)狀，對(duì)找礦、勘探和開(kāi)采工作，均有重要的指導(dǎo)意義。,29,三、礦石與脈石,1、礦石 2、礦石品位 3、礦石品級(jí) 4、礦石組構(gòu) 5、脈石,30,礦體礦石脈石礦體由礦石和脈石組成,脈石,礦石,礦石,31,礦石礦石礦物脈石礦物 礦石由礦石礦物和脈石礦物組成,礦石礦物,脈石礦物,脈石礦

8、物,32,1、礦石 礦石：在現(xiàn)有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，能夠從中提取有用組份（元素、化合物或礦物）的自然礦物聚集體 。礦石由礦石礦物和脈石礦物組成。 礦石礦物： 礦石礦物泛指礦石中各種能被利用的礦物； 脈石礦物： 脈石礦物泛指在礦石中與礦石礦物相伴生的無(wú)用礦物 巖石與礦石的區(qū)別 有用組分的含量高低 巖石與礦石的界限是變化的 巖石在目前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件不具經(jīng)濟(jì)價(jià)值,33,1)有用組分：指礦石中主要可提取利用的成分。有用組分有如下類型或表示形式：,2）伴生有益組分: 指可綜合利用的組分和能改善產(chǎn)品性能的組分。前者如銅礦石中的Au、 鉛礦石中的Ag等元素?？杀痪C合利用；后者如鐵礦中的Mn、V等元素，它們的存

9、在可改善鋼鐵的性能； 3）無(wú)用組分: 指礦石中不能提取利用的成分； 4）有害組分：指對(duì)選礦和冶煉或?qū)ζ洚a(chǎn)品有不良影響的組分。例如金礦中的As不利于金的氰化選礦；鐵礦中的S、P會(huì)降低鋼鐵的韌性和強(qiáng)度。,礦 石 有 用 組 分,有用元素,有用化合物,有用礦物,如Au、Ag、Fe、Cu、Pt等金屬元素,如KCl、Cr2o3、WO3、P2O5等,如水晶、冰洲石、綠柱石、香花石等,如Au、Ag、Fe、Cu、Pt等金屬元素,如KCl、Cr2o3、WO3、P2O5等,如水晶、冰洲石、綠柱石、香花石等,如Au、Ag、Fe、Cu、Pt等金屬元素,如KCl、Cr2o3、WO3、P2O5等,34,2、礦石品位 礦石

10、品位 礦石中有用組份的含量，一般用百分比來(lái)表示。如元素(Cu、Pb、Zn)、氧化物（Fe、W、Ti）采用重量百分含量（%）表示；貴金屬用g/t來(lái)表示；金剛石用mg/t表示；砂礦用g/m3或kg/ m3來(lái)表示。 工業(yè)品位 能被開(kāi)采和利用礦體的最低平均品位。只有當(dāng)?shù)V體的平均品位達(dá)到工業(yè)品位時(shí)才能計(jì)算工業(yè)儲(chǔ)量 邊界品位 用來(lái)確定礦石或巖石、礦體和圍巖界線的品位,35,礦床的工業(yè)品位決定因素： 礦床規(guī)模大，礦石儲(chǔ)量大，其工業(yè)品位則確定得低，反之則高。 礦石綜合利用性：斑巖銅礦中含Mo，可綜合利用，Cu的工業(yè)品位相應(yīng)降低。 礦石的工藝技術(shù)條件：不易冶煉的鈦鐵礦礦石TiO2 8-10%，易冶煉的金紅石礦石

11、TiO2 ：2-4%。 開(kāi)采方式：露天開(kāi)采,36,3、礦石品級(jí) 礦石品級(jí) 工業(yè)生產(chǎn)上用一種礦石中有益組份和有害組份的含量來(lái)確定的礦石等級(jí)。指礦石的質(zhì)量分級(jí)。一般礦石品級(jí)的劃分依據(jù)如下： 1）礦石的品位 2）伴生組分 3）工藝性能 一般高品級(jí)礦石多是高品位、低有害伴生組分的礦石。,37,4、礦石組構(gòu) 1）礦石構(gòu)造 指礦石中礦物集合體的形狀、大小和空間上的結(jié)合分布特征。即指礦物集合體的形態(tài)特征而言。 2）礦石結(jié)構(gòu) 指礦石中礦物晶粒的形狀、大小和空間上的結(jié)合分布特征。即指單種或多種礦物晶粒間或單個(gè)晶粒與礦物集合體之間的形態(tài)特征而言。,38,塊狀銅礦石,39,條帶狀銅礦石,40,偉晶黃鐵礦礦石,41,

12、含礦石英脈狀礦石,42,風(fēng)化礦石,43,5、脈石 1）脈石 脈石是指礦體中與礦石相伴生的非礦石部分，即無(wú)用的圍巖碎塊及夾石 2）夾石 夾石是指夾于礦體中或礦體間的非礦巖石。即礦體內(nèi)部不符合工業(yè)要求的巖石，其厚度超過(guò)了允許的范圍。在煤層中稱為矸石或夾矸。,44,四、礦床類型,1、成因類型 2、工業(yè)類型,45,1、成因類型 礦床成因類型是指按礦床的形成作用和成因劃分的礦床類型。如內(nèi)生成礦作用形成的礦床屬內(nèi)生礦床，巖漿作用形成的礦床屬巖漿礦床，巖漿熔離作用形成的礦床屬巖漿熔離礦床，沉積作用形成的礦床屬沉積礦床，對(duì)礦床進(jìn)行成因類型的劃分，主要是為了便于研究。,46,2、工業(yè)類型 礦床工業(yè)類型是指在礦床

13、成因分類基礎(chǔ)上，據(jù)在工業(yè)上的使用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，尤其是在采礦、選礦和冶金等加工工藝方面特征來(lái)劃分的礦床類型，如按金屬礦產(chǎn)主要來(lái)源的礦床屬金屬礦床，黑色金屬礦產(chǎn)主要來(lái)源的礦床屬黑色金屬礦床，鐵礦產(chǎn)主要來(lái)源的礦床屬鐵礦床。一般將作為某種礦產(chǎn)的主要來(lái)源，在工業(yè)上起重要作用的礦床類型，稱之為礦床工業(yè)類型。,47,2 元素在地殼及上地幔中的分布規(guī)律,1、概念 2、元素在地殼和上地幔中的分布量 3、成礦元素在地殼和上地幔中的分布特點(diǎn),48,1、概念 1）元素的豐度：是指某元素在某地質(zhì)體中的平均含量。 2）克拉克值：是指某元素在地殼中的豐度值。即某元素在地殼中的平均含量。 3）濃度克拉克值：元素在某地區(qū)（或

14、某一地質(zhì)體）的平均含量與該元素的克拉克值的比值。元素的豐度/克拉克值其值1，表示富集，其值1，表示分散。 有的稱為富集系數(shù) 4）濃度系數(shù)：是指某元素的工業(yè)品位與該元素克拉克值的比值。=工業(yè)品位/克拉克值,49,2、元素在地殼和上地幔中的分布規(guī)律 1）各元素在地殼和上地幔中的分布量極為懸殊 （1）分布量最多的是氧；46%（地殼）,43%（上地幔） （2）分布量最少的是氫：1.6%10-9（地殼），0.19%10-9（上地幔） 2）地殼和上地幔中分布量最多的是7種元素，即O、Si、Al、Fe、Ca、Na、Mg，其總量占地殼總成分的99.4%，占上地幔總成分的99.11%。由于這些元素是地殼中各類巖

15、石的基本成分，故統(tǒng)稱其為造巖元素。造巖元素族在地殼及上地幔中的分布占主要地位。,50,3、成礦元素在地殼和上地幔中的分布特點(diǎn) 1）地殼中主要集中稀有元素（包括稀土元素族）、放射性元素族和巖漿射氣元素族； 2）上地幔中主要是鐵族元素、鉑族元素和巖漿射氣元素族。,3 成礦作用,一、內(nèi)生成礦作用 二、外生成礦作用 三、疊生成礦作用,成礦作用 使分散在地殼中的元素發(fā)生富集而形成礦床的地質(zhì)作用，稱為成礦作用。按其性質(zhì)和能量作用的來(lái)源分為三大類。,一、內(nèi)生成礦作用,1、概念： 內(nèi)生成礦作用 主要是由地球內(nèi)部熱能的影響導(dǎo)形成礦床的各種地質(zhì)作用。能量來(lái)源于地球內(nèi)部（如放射性元素的蛻變能、地幔及巖漿的熱能等），

16、與巖漿活動(dòng)有關(guān)的一系列成礦作用巖漿活動(dòng)：,53,1）巖漿成礦作用 2）偉晶成礦作用 3）接觸交代成礦作用 4）熱液成礦作用 5）火山成礦作用,2、分類： 內(nèi)生成礦作用按其形成過(guò)程可分為正巖漿階段、殘余巖漿階段和氣水熱液階段。按其物理化學(xué)條件不同可分為,54,二、外生成礦作用,1、概念： 外生成礦作用 主要指在太陽(yáng)能的影響下，在巖石圈、水圈、氣圈和生物圈的相互作用過(guò)程中，導(dǎo)致在地殼表層形成礦床的各種地質(zhì)作用。其能量來(lái)自于地球以外（主要是太陽(yáng)的輻射能、部分生物能和化學(xué)能），通常是在溫度、壓力較低（常溫、常壓）的條件下進(jìn)行的。外生成礦作用可分為兩大類,55,2、分類,外生成礦作用,風(fēng)化成礦作用,沉積

17、成礦作用,機(jī)械沉積成礦作用,膠體化學(xué)沉積成礦作用,生物化學(xué)沉積成礦作用,生物有機(jī)沉積成礦作用,56,三、疊生成礦作用,1、概念 疊生成礦作用 很多礦床的形成不是由某一種成礦作用形成，往往經(jīng)過(guò)多種成礦作用。即是一種復(fù)合成礦作用?？梢允瓜刃纬傻牡V床或含礦建造經(jīng)后期成礦作用的改造富集，也可通過(guò)后期成礦作用外來(lái)物質(zhì)的疊加而形成礦床。,4 礦床類型,礦床分類是研究礦床的重要手段。其分類方案很多，主要有 1、按成礦地質(zhì)作用成因類型 2、按礦質(zhì)來(lái)源來(lái)源類型 3、按礦巖相對(duì)年齡 同生后生類型 4、按礦床主巖賦礦巖石類型 5、按工業(yè)用途工業(yè)類型 ,58,4 礦床類型,一、成因類型 二、工業(yè)類型,59,內(nèi)生礦床,

18、外生礦床,疊生礦床,巖漿成礦作用,偉晶成礦作用,接觸交代成礦作用,熱液成礦作用,火山成礦作用,風(fēng)化成礦作用,膠體沉積成礦作用,蒸發(fā)沉積成礦作用,生物化學(xué)成礦作用,生物有機(jī)成礦作用,變質(zhì)成礦作用,沉積疊加改造作用,機(jī)械沉積作用,礦 床 成 因 類 型,巖漿礦床,偉晶巖礦床,接觸交代礦床,熱液礦床,火山成因礦床,風(fēng)化礦床,膠體沉積礦床,蒸發(fā)沉積礦床,生物化學(xué)沉積礦床,可燃有機(jī)礦床,變質(zhì)礦床,層控礦床,機(jī)械沉積礦床,內(nèi)生礦床,外生礦床,疊生礦床,內(nèi)生礦床,外生礦床,風(fēng)化礦床,機(jī)械沉積礦床,膠體沉積礦床,風(fēng)化礦床,機(jī)械沉積礦床,蒸發(fā)沉積礦床,膠體沉積礦床,風(fēng)化礦床,機(jī)械沉積礦床,生物化學(xué)沉積礦床,蒸發(fā)

19、沉積礦床,膠體沉積礦床,風(fēng)化礦床,機(jī)械沉積礦床,可燃有機(jī)礦床,生物化學(xué)沉積礦床,蒸發(fā)沉積礦床,膠體沉積礦床,風(fēng)化礦床,機(jī)械沉積礦床,生物有機(jī)成礦作用,可燃有機(jī)礦床,生物化學(xué)沉積礦床,蒸發(fā)沉積礦床,膠體沉積礦床,風(fēng)化礦床,機(jī)械沉積礦床,蒸發(fā)沉積成礦作用,生物化學(xué)成礦作用,生物有機(jī)成礦作用,可燃有機(jī)礦床,生物化學(xué)沉積礦床,蒸發(fā)沉積礦床,膠體沉積礦床,風(fēng)化礦床,機(jī)械沉積礦床,膠體沉積成礦作用,機(jī)械沉積作用,蒸發(fā)沉積成礦作用,生物化學(xué)成礦作用,生物有機(jī)成礦作用,可燃有機(jī)礦床,生物化學(xué)沉積礦床,蒸發(fā)沉積礦床,膠體沉積礦床,風(fēng)化礦床,機(jī)械沉積礦床,60,二、工業(yè)類型,1、金屬礦床 2、非金屬礦床 3、可燃有機(jī)礦床 4、地下水資源,61,1、金屬礦床 1）黑色金屬礦床：包括鐵、錳、鉻、鈦、釩等 2）有色金屬礦床：包括銅、鉛、鋅、鋁、鎂、鎳、鈷、鎢、錫、鉬、銻、鉍、汞等 3）貴金屬礦床：包括金、銀