矿床学01概念0234-精品文档.ppt

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1、矿矿 床床 学学主讲：邵拥军主讲：邵拥军中南大学中南大学地质工程专业地质工程专业A方向方向第一章第一章有关矿床的基本概念有关矿床的基本概念1.1 矿石及其有关概念矿石及其有关概念1)矿石矿石：矿石是从矿体中开采出来：矿石是从矿体中开采出来的，从中可提取的，从中可提取有用组份有用组份（元素、（元素、化合物或矿物）的化合物或矿物）的矿物集合体矿物集合体。矿。矿石一般由石一般由矿石矿物矿石矿物和和脉石矿物脉石矿物两部两部分组成。分组成。2)矿石矿物矿石矿物是指是指可被利用可被利用的金属或非金属矿的金属或非金属矿物，也称物，也称有用矿物有用矿物，如铬矿石中的铬铁矿，如铬矿石中的铬铁矿，铜矿石中的黄铜矿

2、、斑铜矿和孔雀石，石铜矿石中的黄铜矿、斑铜矿和孔雀石，石棉矿石中的石棉等；棉矿石中的石棉等；3)脉石矿物脉石矿物是指矿石中是指矿石中不能利用不能利用的矿物，也的矿物，也称称无用矿物无用矿物。如铬矿石中的橄榄石和辉石，。如铬矿石中的橄榄石和辉石，铜矿石中的石英、绢云母、绿泥石等，石铜矿石中的石英、绢云母、绿泥石等，石棉矿石中的白云石和方解石等。棉矿石中的白云石和方解石等。矿石矿物和脉石矿物的划分是矿石矿物和脉石矿物的划分是相对相对的。的。4)脉石脉石一般泛指一般泛指矿体中的无用物质矿体中的无用物质，包括围，包括围岩的碎块、夹石和脉石矿物，它们通常在岩的碎块、夹石和脉石矿物，它们通常在开采和选矿过

3、程中被废弃掉。开采和选矿过程中被废弃掉。5)夹石夹石是指矿体内部不符合工业要求的岩石，是指矿体内部不符合工业要求的岩石，它的它的厚度超过了允许的范围厚度超过了允许的范围，就得从矿体，就得从矿体中剔除。中剔除。矿体中围岩碎块和夹石的含量过多，就相矿体中围岩碎块和夹石的含量过多，就相对地降低了矿石的品位，一般常称其为了对地降低了矿石的品位，一般常称其为了矿石贫化矿石贫化。6)矿石品位矿石品位：矿石中：矿石中有用矿物或有用组份的含量有用矿物或有用组份的含量称为品位称为品位。矿石品位是衡量矿石质量好坏的主要。矿石品位是衡量矿石质量好坏的主要标志。标志。矿石品位一般用矿石品位一般用重量百分比重量百分比来

4、表示。来表示。有些金属矿石的品位，则是以其中的有些金属矿石的品位，则是以其中的氧化物氧化物，如，如WO、V2O5等的等的重量百分比重量百分比表示；表示；大多数非金属矿物原料的品位，是以其中大多数非金属矿物原料的品位，是以其中有用矿有用矿物或化合物物或化合物的的重量百分比重量百分比表示，如钾盐、明矾石表示，如钾盐、明矾石等；等；贵金属矿石的品位一般以贵金属矿石的品位一般以克吨克吨表示；表示；原生金刚石矿石的品位，以原生金刚石矿石的品位，以毫克吨毫克吨表示；表示；砂矿品位一般以砂矿品位一般以克立方米克立方米或或公斤立方米公斤立方米表示。表示。在找矿勘探工作中，还常使用在找矿勘探工作中，还常使用边界

5、品位边界品位和和工业品位工业品位两个名词。两个名词。边界品位边界品位：指用来划分：指用来划分矿与非矿界限的最矿与非矿界限的最低品位低品位，如铜矿的边界品位为，如铜矿的边界品位为0.20.3，钼矿为钼矿为0.020.04等。等。最低工业品位最低工业品位（简称工业品位）：指在（简称工业品位）：指在当当前能供开采和利用矿段或矿体的最低平均前能供开采和利用矿段或矿体的最低平均品位品位，只有矿段或矿体的平均品位达到工，只有矿段或矿体的平均品位达到工业品位时，才能计算工业储量。业品位时，才能计算工业储量。相关链接相关链接工业品位主要决定于以下几个因素：工业品位主要决定于以下几个因素：）矿床的）矿床的规模规

6、模大小：矿床的规模愈大，工业品大小：矿床的规模愈大，工业品位要求愈低。如对钼矿来说，大型矿床的工业品位要求愈低。如对钼矿来说，大型矿床的工业品位为位为0.06，而小型矿床则为，而小型矿床则为0.20.3左右。左右。）矿石）矿石综合利用综合利用的可能性：如在斑岩型铜矿床的可能性：如在斑岩型铜矿床中伴生的钼，只要达到万分之几便可综合利用。中伴生的钼，只要达到万分之几便可综合利用。）矿石的）矿石的工艺技术工艺技术条件：如菱铁矿矿石就比磁条件：如菱铁矿矿石就比磁铁矿矿石的工业品位低，因在冶炼菱铁矿矿石时，铁矿矿石的工业品位低，因在冶炼菱铁矿矿石时，可以不加或少加熔剂。可以不加或少加熔剂。）矿区的矿区的

7、地理、经济条件地理、经济条件。7)矿石的矿石的工业品级工业品级：主要根据矿石中：主要根据矿石中有有益益、有害有害组份含量而对组份含量而对矿石质量矿石质量划分划分的不同级别。的不同级别。某些非金属矿石主要根据矿石的某些非金属矿石主要根据矿石的工艺工艺技术特征技术特征、用途用途和和加工方法加工方法的不同加的不同加以划分。以划分。8)矿石的结构构造矿石的结构构造：矿石的矿石的构造构造是指组成矿石的矿物集合体的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其空间相互的结合关系等所反映的形态特征。征。矿石的矿石的结构

8、结构是指矿石中矿物颗粒的特点，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括矿物颗粒与矿物集合体的结合关系所反映的形态特征。映的形态特征。1.2 矿体及其相关概念矿体及其相关概念1)矿体与围岩矿体与围岩：矿体矿体(ore body)是矿石的天然集合体是矿石的天然集合体，是矿床的主要组成部分，是开采和利是矿床的主要组成部分，是开采和利用的对象。用的对象。矿体的范围可能通过肉眼观察即可圈矿体的范围可能通过肉眼观察即可圈定，也可能必须通过化

9、学分析才能确定，也可能必须通过化学分析才能确定。一个矿床往往是由多个矿体组成定。一个矿床往往是由多个矿体组成的。矿体具有一定的形态和产状。的。矿体具有一定的形态和产状。围岩围岩(wall rock)：围岩有两重含义，一是指围岩有两重含义，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围岩的边界一般是通过系统采样分析后圈定的。定的。夹石夹石(horse stone):指矿体内部不能利用的指矿体内部不能利用的不符合工业要求的岩石。不符合工业要求的岩石。区别：围

10、岩位于矿体之外，夹石位于矿体区别：围岩位于矿体之外，夹石位于矿体之内，超过一定的厚度之内，超过一定的厚度(夹石剔除厚度夹石剔除厚度)。2)矿体的形态矿体的形态：根据矿体在三度空间长度：根据矿体在三度空间长度比例的不同，可将矿体的形状分为三种最比例的不同，可将矿体的形状分为三种最基本的类型。基本的类型。A等轴状矿体等轴状矿体 指三轴在三度空间大致均衡延伸的矿体。指三轴在三度空间大致均衡延伸的矿体。按其规模又有不同名称，按其规模又有不同名称，直径达数十米以直径达数十米以上的称为上的称为矿瘤矿瘤；直径只有几米的称为直径只有几米的称为矿巢矿巢；直径更小的是直径更小的是矿囊和矿袋、矿包矿囊和矿袋、矿包等

11、。等。如果如果矿体在一个方向上较短，并且中厚矿体在一个方向上较短，并且中厚边薄，即成为凸镜体或扁豆体边薄，即成为凸镜体或扁豆体。这类矿体。这类矿体在同生矿床或后生矿床中都很常见。在同生矿床或后生矿床中都很常见。B板状矿体板状矿体:二向延伸较大（长度和宽度），而第三方二向延伸较大（长度和宽度），而第三方向（厚度）较小的矿体，称为矿脉或矿层。向（厚度）较小的矿体，称为矿脉或矿层。矿脉是产在各种岩石裂隙中的板状矿体，矿脉是产在各种岩石裂隙中的板状矿体，属典型的后生矿床。属典型的后生矿床。矿层一般是指沉积生成的板状矿体，矿矿层一般是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体与岩层是在

12、相同的地质作用下同时形成的。因此二者的产状一致。成的。因此二者的产状一致。C柱状矿体柱状矿体 是指是指一个方向（大多是垂直方向）延深一个方向（大多是垂直方向）延深很大很大，而另外，而另外两个方向延伸较小的矿体两个方向延伸较小的矿体，通常称为通常称为柱状、筒状或管状矿体柱状、筒状或管状矿体。如阿扎尼亚和苏联的原生金刚石矿床的管如阿扎尼亚和苏联的原生金刚石矿床的管状矿体，直径可达数百米，延深很大。一状矿体，直径可达数百米，延深很大。一般金属矿床的柱状矿体，其横截面直径以般金属矿床的柱状矿体，其横截面直径以几米到几十米的最为普遍。几米到几十米的最为普遍。实际上，有许多矿体的形状介于等实际上，有许多矿

13、体的形状介于等轴状与板状之间，或介于板状与柱状轴状与板状之间，或介于板状与柱状之间，如透镜体或扁豆体。又有些矿之间，如透镜体或扁豆体。又有些矿体的形状很不规则，例如网状矿脉和体的形状很不规则，例如网状矿脉和梯状矿脉，还有其它复杂形状的矿体。梯状矿脉，还有其它复杂形状的矿体。3)矿体的产状矿体的产状 矿体的产状是指矿体产出的空间位置和矿体的产状是指矿体产出的空间位置和地质环境，包括以下内容：地质环境，包括以下内容：A.矿体的空间位置矿体的空间位置 一般是由矿体的一般是由矿体的走向走向、倾向倾向和和倾角倾角，即，即矿体的产状要素来确定的。矿体的产状要素来确定的。但对凸镜状、扁豆状以及柱状矿体等，但

14、对凸镜状、扁豆状以及柱状矿体等，除了测量其走向、倾向和倾角外，还要除了测量其走向、倾向和倾角外，还要测量它们的测量它们的侧伏角侧伏角和和倾伏角倾伏角，以便准确，以便准确地判定它们的空间位置。地判定它们的空间位置。B矿体的埋藏情况矿体的埋藏情况 是指矿体是指矿体出露地表还出露地表还是隐伏于地下、埋藏深度是隐伏于地下、埋藏深度如何等。如何等。如矿体大部分出露地表，或由于产出浅经如矿体大部分出露地表，或由于产出浅经剥离后可以开采的，称为剥离后可以开采的，称为露天矿露天矿。而完全隐伏的称为而完全隐伏的称为隐伏矿隐伏矿，也称盲矿体。，也称盲矿体。C矿体与岩浆岩的空间关系矿体与岩浆岩的空间关系 是指矿体产

15、是指矿体产于于岩体内岩体内，还是产在，还是产在接触带或位于侵入体接触带或位于侵入体的围岩的围岩之中。之中。D矿体与围岩层理、片理的关系矿体与围岩层理、片理的关系 矿体是矿体是沿层理、片理呈整合产出，还是穿切层理沿层理、片理呈整合产出，还是穿切层理或片理。或片理。E矿体与地质构造的空间关系矿体与地质构造的空间关系 是指矿体是指矿体产于产于构造中的部位构造中的部位，与与褶皱和断裂褶皱和断裂在空间在空间上的联系等上的联系等。影响矿体形态和产状的地质因素很多，其影响矿体形态和产状的地质因素很多，其中中矿床的成因、围岩性质以及构造条件具矿床的成因、围岩性质以及构造条件具有决定性有决定性的意义的意义 4)

16、母岩和主岩母岩和主岩：母岩母岩(mother rock)是指是指提供成矿物质来源的提供成矿物质来源的岩石岩石，如从镁质超基性岩中通过结晶作用，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形成了铬铁矿，那么镁质超基性岩即可称为铬铁矿的母岩。为铬铁矿的母岩。主岩主岩(host rock)指指矿体赋存的岩石矿体赋存的岩石，它没，它没有成因意义，仅指与矿体的空间位置关系。有成因意义，仅指与矿体的空间位置关系。1.3 矿床及其有关概念矿床及其有关概念1)坯胎矿或矿胎坯胎矿或矿胎(protore)：指金属矿物或成矿元素指金属矿物或成矿元素初步富集初步富集，但，但未达到工业品位要求的地

17、质体未达到工业品位要求的地质体。经表生或其它地质作用后，成矿元素经表生或其它地质作用后，成矿元素可以进一步富集形成矿床。可以进一步富集形成矿床。2)同生矿床和后生矿床同生矿床和后生矿床A.同生矿床同生矿床 是指是指矿体与围岩是在同一地质作用过程中，同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时或近于同时形成的。例如由沉积作用形成的沉。例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，都属同生矿床。结矿床等，都属同生矿床。B.后生矿床后生矿床 指指矿体的形成明显地晚于围岩的一类矿床矿体的形成明显地晚于围岩的一类矿床。矿

18、。矿体和围岩是由不同地质作用和在不同时间形成的。体和围岩是由不同地质作用和在不同时间形成的。例如沿地层层理面产出的或穿切层理的各种热液例如沿地层层理面产出的或穿切层理的各种热液矿脉，属后生矿床。它们是岩层形成后，含矿热矿脉，属后生矿床。它们是岩层形成后，含矿热液在其裂隙中以充填或交代的方式形成的。液在其裂隙中以充填或交代的方式形成的。C.叠生矿床叠生矿床：指先期形成同生矿床之后，又叠加了晚期指先期形成同生矿床之后，又叠加了晚期的后生矿床。的后生矿床。如内蒙古白云鄂博的稀土铌铁矿床，如内蒙古白云鄂博的稀土铌铁矿床，早在中元古代形成了沉积型含稀土的贫铁早在中元古代形成了沉积型含稀土的贫铁矿床，其后

19、在海西期又叠加了与花岗岩有矿床，其后在海西期又叠加了与花岗岩有关的稀土铌矿化，使其经济价值更高。关的稀土铌矿化，使其经济价值更高。叠生矿床属于叠生矿床属于“多因复成矿床多因复成矿床”。3)矿床的成因类型与工业类型矿床的成因类型与工业类型 A.矿床的矿床的成因类型成因类型：按照矿床的形成作用：按照矿床的形成作用和成因划分的矿床类型和成因划分的矿床类型，如，如岩浆矿床、热岩浆矿床、热液矿床、沉积矿床、变质矿床液矿床、沉积矿床、变质矿床等。等。B.矿床的矿床的工业类型工业类型：一般把作为：一般把作为某种矿产某种矿产的主要来源的主要来源，在工业上起重要作用的矿床，在工业上起重要作用的矿床类型，称为矿床

20、工业类型。类型，称为矿床工业类型。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。角度来进行矿床的分类。4)决定矿床工业价值的因素决定矿床工业价值的因素 A.矿床本身的特征和性质矿床本身的特征和性质 包括矿体的包括矿体的形形态、产状和储量，矿石的质量（品位、有态、产状和储量，矿石的质量（品位、有益和有害组份含量），益和有害组份含量），矿石矿石综合利用价值综合利用价值和矿床开采、选矿、冶炼技术和矿床开采、选矿、冶炼技术条件等。条件等。对非金属矿床，不仅要注意矿床的对非金属矿床，不仅要注意矿床的储量和储量和品位品位，而且要注意，

21、而且要注意有用矿物的物理性质、有用矿物的物理性质、化学性质以及工艺技术特点化学性质以及工艺技术特点，有时这方面，有时这方面的因素，还是评价矿床的主要因素。的因素，还是评价矿床的主要因素。B.市场需求市场需求 矿产的国内、国际市场价格、矿产的国内、国际市场价格、供求情况是矿床工业价值的重要因素。供求情况是矿床工业价值的重要因素。C.国民经济和国防建设对矿产的要求国民经济和国防建设对矿产的要求 主主要包括要包括经济建设和国防建设计划经济建设和国防建设计划中对各类中对各类矿产的矿产的需要数量需要数量，矿床的地理分布，该地，矿床的地理分布，该地区的发展远景计划等。区的发展远景计划等。D.矿区的经济国素

22、矿区的经济国素 如如动力资源、水文地动力资源、水文地质和工程地质条件、交通运输以及粮食、质和工程地质条件、交通运输以及粮食、劳动力供应劳动力供应等。等。第二章第二章成矿作用总论成矿作用总论2.1 元素的分布与迁移富集元素的分布与迁移富集1.地球圈层构造与成矿作用的关系地球圈层构造与成矿作用的关系 根据地球物理（人工地震）方法研究，地根据地球物理（人工地震）方法研究，地球内部具有圈层构造。球内部具有圈层构造。地球从外到里可分为地球从外到里可分为地壳、地幔和地核地壳、地幔和地核。地核又分为内核和外核；地核又分为内核和外核；地幔又分为上地幔和下地幔；地幔又分为上地幔和下地幔；上地幔上部有一个软流圈，

23、该圈以上部分上地幔上部有一个软流圈，该圈以上部分称地幔岩层，主要有纯橄榄岩组成，故又称地幔岩层，主要有纯橄榄岩组成，故又称纯橄榄岩层，或称硅镁铁层。称纯橄榄岩层，或称硅镁铁层。地壳在大陆和大洋是有差异的。地壳在大陆和大洋是有差异的。大陆地壳由上而下分为大陆地壳由上而下分为沉积层、硅铝层沉积层、硅铝层（花岗岩层）和硅镁层（花岗岩层）和硅镁层（玄武岩层或硅铁（玄武岩层或硅铁镁层）；大洋地壳则缺少镁层）；大洋地壳则缺少硅铝层硅铝层。上地幔软流圈以上部分与地壳合称岩石圈。上地幔软流圈以上部分与地壳合称岩石圈。从从经济学经济学的角度考虑，的角度考虑，矿床主要指的是地壳浅层矿床主要指的是地壳浅层的的经济地

24、质体经济地质体；所以所谓的；所以所谓的成矿作用成矿作用也主要针对也主要针对浅部。浅部。地球深部圈层（地核、下地幔）对于成矿作用在地球深部圈层（地核、下地幔）对于成矿作用在物质上很难起重要的作用，但可以通过深部构造物质上很难起重要的作用，但可以通过深部构造和热力作用影响浅层。和热力作用影响浅层。成矿物质主要来源于地壳和上地幔，尤其是地壳。成矿物质主要来源于地壳和上地幔，尤其是地壳。地壳内部的成矿作用表现为内生成矿作用：如与地壳内部的成矿作用表现为内生成矿作用：如与岩浆活动有关的成矿作用或与变质作用有关的成岩浆活动有关的成矿作用或与变质作用有关的成矿作用等。矿作用等。地壳表层的成矿作用则表现为外生

25、成矿作用：如地壳表层的成矿作用则表现为外生成矿作用：如沉积成矿作用、风化成矿作用等。沉积成矿作用、风化成矿作用等。2.元素的分布元素的分布 元素在地壳中的丰度值（元素在地壳中的丰度值（abundance）称称克克拉克值拉克值。由于元素的地球化学性质的不同，。由于元素的地球化学性质的不同，它们在地壳和地幔间的分布特征也有差异，它们在地壳和地幔间的分布特征也有差异，具体表现如下：具体表现如下：1)各种元素的分布量相差极为悬殊，各种元素的分布量相差极为悬殊，O,Si,Al,Fe,Ca,Na,Mg等等7元素分别占地壳和上元素分别占地壳和上地幔总成分的地幔总成分的99.4和和99.11。这些元素是。这些

26、元素是地壳中各类岩石的基本成分，故称地壳中各类岩石的基本成分，故称造岩元造岩元素素。其它。其它85种元素分布量总计不到种元素分布量总计不到1。2)地壳与上地幔之间的分布不平衡，有一定地壳与上地幔之间的分布不平衡，有一定的规律。上地幔富集（的规律。上地幔富集（n10+n倍）铁族元倍）铁族元素（素（Fe,Cr,Co,Ni）和铂族元素（和铂族元素（Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt）和和Mg；3)地壳中富集地壳中富集(n10+n倍倍)稀有元素稀有元素Li,Be,Nb,Ta等、稀土元素以及放射性元素等、稀土元素以及放射性元素U,Th,Ra等。挥发份元素等。挥发份元素S,P,F,Cl,B等元素在地等元素

27、在地壳中的分布量比地幔中高壳中的分布量比地幔中高24倍。倍。3.元素的迁移与富集元素的迁移与富集 1)元素在地壳和上地幔中的含量不是固定不变的，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象或过程称为元素的迁移元素的迁移。2).维尔纳茨基提出维尔纳茨基提出“浓度克拉克值浓度克拉克值”的概念，的概念，指某元素在某一地质体（矿床、岩体或矿物等）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。中的平均含量与克拉克值的比值。3)元素在地壳中集中到能成为矿床的程度，可用元素在地壳中集中到

28、能成为矿床的程度，可用浓度系数浓度系数来表示。所谓浓度系数即是工业品位与来表示。所谓浓度系数即是工业品位与该元素的克拉克值之比。该元素的克拉克值之比。相关链接相关链接铁的克拉克值为铁的克拉克值为5.8，工业品位为，工业品位为30，则浓度系数为则浓度系数为5，说明地壳中的铁必须富集，说明地壳中的铁必须富集5倍以上时，才能成为矿床。倍以上时，才能成为矿床。铜的克拉克值为铜的克拉克值为10亿吨亿吨Al8.23%Al2O340%2.4100001000万吨万吨Ti0.57%8%14200010万吨万吨Cr0.01%Cr2O332%16003000100万吨万吨Cu0.0055%0.4%72.78005

29、0万吨万吨W0.00015%0.16%1066.73.0(WO3)4万吨万吨Ag710-840g/t571.60.22000吨吨Au310-93g/t10000.03520万吨万吨2)元素本身的元素本身的地球化学性质地球化学性质原子或离子的原子或离子的电子壳层构型电子壳层构型、离子半径离子半径、电价电价、电负性电负性等，是影响元素分散与集中等，是影响元素分散与集中的内因。的内因。在一定的地质物理化学条件下，不同类在一定的地质物理化学条件下，不同类型的元素可以出现不同的地球化学行为，型的元素可以出现不同的地球化学行为，而地球化学行为性质相近的元素，可以呈而地球化学行为性质相近的元素，可以呈现相似

30、的地球化学行为，并在同一矿床中现相似的地球化学行为，并在同一矿床中出现。出现。(1)电子壳层构型：电子壳层构型：按电子壳层结构分为：按电子壳层结构分为：l惰性气体型离子（外层电子数为惰性气体型离子（外层电子数为 8和和 2）具有亲氧性质，比较集中于地球表层，在酸性具有亲氧性质，比较集中于地球表层，在酸性岩和碱性岩中富集；岩和碱性岩中富集；l铜型离子（外层电子数为铜型离子（外层电子数为18）具亲硫性质，具亲硫性质，与硫亲和力大，集中与地球中间带，在中性与硫亲和力大，集中与地球中间带，在中性中酸性岩中富集，可形成独立硫化物矿物，或中酸性岩中富集，可形成独立硫化物矿物，或为典型的分散元素；为典型的分

31、散元素；l过渡型离子（外层电子数过渡型离子（外层电子数818）具亲铁性具亲铁性质，介于前两类之间，有时以混入物的形式进质，介于前两类之间，有时以混入物的形式进入基性超基性岩的硅酸盐矿物中，有时以氧化入基性超基性岩的硅酸盐矿物中，有时以氧化物形式富集成矿。物形式富集成矿。(2)离子电位：离子电位：离子电位是衡量电场强度大学、表示吸引离子电位是衡量电场强度大学、表示吸引或排斥电荷能量的参量。或排斥电荷能量的参量。离子电位离子电位W/Ri，其中其中W为离子电价，为离子电价，Ri为离子半径为离子半径。离子电位大小可以衡量元素的酸碱性以及离子电位大小可以衡量元素的酸碱性以及极化效应，可以表明形成络阴离子

32、能量的极化效应，可以表明形成络阴离子能量的高低。高低。元素元素Ti4+Be2+Al3+Zr4+Th4+Sc3+Y3+Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+离子离子电位电位6.25 5.88 5.26 4.60 3.64 3.61 2.83 2.56 1.89 1.57 1.40元素元素Li+Na+K+Rb+Cs+Cu+Ag+Zn2+Mo6+W6+离子离子电位电位1.28 1.02 0.75 0.67 0.61 1.02 0.89 1.64 3.11 3.05(3)电负性：电负性：指原子在分子中吸引电子的能力，是元素指原子在分子中吸引电子的能力，是元素电离能（电离能（IA）和电子亲合势（和电子亲合势（

33、EA）的平均值，的平均值，即电负性即电负性XM=(EA+TA)/2。两个相互作用的原子，电负性相差越大，两个相互作用的原子，电负性相差越大，则键的离子性百分率越大，越容易形成离则键的离子性百分率越大，越容易形成离子键；反之越容易形成共价键。子键；反之越容易形成共价键。3)成矿体系的成矿体系的物理化学条件物理化学条件这是影响成矿过程中元素迁移富集行为的这是影响成矿过程中元素迁移富集行为的外在因素，如外在因素，如温度温度、压力压力、各种组份的浓、各种组份的浓度（度（活度活度）、）、pH值值、Eh值值，以及，以及生物生物和生和生物化学作用等。物化学作用等。由于成矿过程总是发生在一定的地质环境由于成矿

34、过程总是发生在一定的地质环境中，因此中，因此地质环境地质环境必然对成矿作用产生中必然对成矿作用产生中段影响。段影响。这种影响往往是通过成矿体系这种影响往往是通过成矿体系物物理化学理化学特征的改变显示出来。特征的改变显示出来。2。成矿作用发生的基本条件成矿作用发生的基本条件成矿作用的基本条件归结起来为三个方面：成矿作用的基本条件归结起来为三个方面：源源、移移、储储 1)源源即物质来源，也可引申至能量来源。即物质来源，也可引申至能量来源。成矿物质成矿物质来源：来源：参与成矿的元素、离子、化合物等的来源。参与成矿的元素、离子、化合物等的来源。如硫化铜矿（黄铜矿如硫化铜矿（黄铜矿CuFeS2、斑铜矿斑

35、铜矿Cu5FeS4、辉铜矿辉铜矿Cu2S）的成矿物质主要包的成矿物质主要包括括Cu、S 的来源。的来源。成矿所需的成矿所需的介质介质（常为水介质）来源。（常为水介质）来源。成矿介质包括成矿介质包括水水和其它和其它挥发组份挥发组份，对于岩，对于岩浆矿床则为浆矿床则为岩浆岩浆。能量能量即成矿物质及介质运移的动力来源，即成矿物质及介质运移的动力来源，主要为热力、压力和重力等。主要为热力、压力和重力等。2)移移（或称（或称“运运”）即物质迁移所需的条件，包括通道、动力即物质迁移所需的条件，包括通道、动力通道通道：成矿物质、介质（热液）流动迁：成矿物质、介质（热液）流动迁移的通道，一般为移的通道，一般为

36、裂隙裂隙、孔隙、溶洞等。、孔隙、溶洞等。动力动力：含矿介质（包括热液、岩浆等）：含矿介质（包括热液、岩浆等）迁移的动力。迁移的动力。3)储储即成矿物质聚集、定位形成矿体的条件，即成矿物质聚集、定位形成矿体的条件，包括空间、环境条件等包括空间、环境条件等空间空间：有利的构造条件（圈闭构造）、：有利的构造条件（圈闭构造）、容矿空间（孔隙、裂隙等）。容矿空间（孔隙、裂隙等）。环境条件环境条件：有利的岩性条件（地层条件）：有利的岩性条件（地层条件）、物理化学条件等。、物理化学条件等。2.4 成矿作用方式成矿作用方式在成矿过程中，成矿元素绝大部分是呈固在成矿过程中，成矿元素绝大部分是呈固体矿物出现的，但

37、也有一些成矿物质呈气体矿物出现的，但也有一些成矿物质呈气体和液体产出。体和液体产出。在自然界中，元素聚合成矿石矿物的方式在自然界中，元素聚合成矿石矿物的方式是多种多样的，主要有是多种多样的，主要有结晶作用结晶作用、化学作化学作用用、交代作用交代作用、离子交换离子交换及及类质同象置换类质同象置换作用。作用。1.结晶作用结晶作用 1)岩浆结晶作用岩浆结晶作用 岩浆是一种以硅酸盐为主的熔岩浆是一种以硅酸盐为主的熔融体融体。当岩浆。当岩浆冷冷凝凝到一定程度时，达到了其中某一矿物的饱和点，到一定程度时，达到了其中某一矿物的饱和点，矿物就会从岩浆中矿物就会从岩浆中结晶结晶出来。出来。2)凝华作用凝华作用

38、岩浆的热能使一些易岩浆的热能使一些易挥发的物质挥发的物质气化，并沿着气化，并沿着裂隙逸散，它们在火山口、喷气孔或者浅成侵入裂隙逸散，它们在火山口、喷气孔或者浅成侵入体周围，体周围，直接结晶直接结晶形成凝华物，如火山口附近的形成凝华物，如火山口附近的自然硫等。自然硫等。3)蒸发作用蒸发作用在天然盐池中，当在天然盐池中，当海水或湖水海水或湖水受受蒸发蒸发而逐渐浓缩，而逐渐浓缩，盐在溶液中的浓度不断增加，最后达到饱和而盐在溶液中的浓度不断增加，最后达到饱和而结结晶晶出来。出来。2.化学作用化学作用 有些矿石矿物不是由结晶作用，而是由化学反有些矿石矿物不是由结晶作用，而是由化学反应生成的。应生成的。1

39、)化合作用化合作用 各种气体、液体和固体相互之间，发生各种气体、液体和固体相互之间，发生化学反化学反应应而形成矿物。如火山喷气，含有许多有用元素而形成矿物。如火山喷气，含有许多有用元素和化合物，在与大气相混合的过程中，可发生化和化合物，在与大气相混合的过程中，可发生化学反应，促使一些矿物的生成，如：学反应，促使一些矿物的生成，如：2H2S 十十O22S+2H2O (气气)(气气)(固固)2FeCl3十十3H2OFe2O3十十6HCl (气气)(水蒸气水蒸气)(固固)2)胶体化学作用胶体化学作用 胶体胶体质点带有一定的正或负的电荷。当分质点带有一定的正或负的电荷。当分散质点，由于某种原因失去电荷

40、而变为电散质点，由于某种原因失去电荷而变为电性中和时，质点失去了相互的排斥力，开性中和时，质点失去了相互的排斥力，开始发生始发生凝聚作用凝聚作用，结合成较大微粒，并在，结合成较大微粒，并在重力作用下陆续重力作用下陆续沉淀沉淀下来。例如葡萄状、下来。例如葡萄状、肾状、豆状、结核状的铝土矿、褐铁矿、肾状、豆状、结核状的铝土矿、褐铁矿、赤铁矿等，都是胶体凝聚形成的。赤铁矿等，都是胶体凝聚形成的。使胶体凝聚的条件可以是：电解质的加入、使胶体凝聚的条件可以是：电解质的加入、物理化学条件的改变等。物理化学条件的改变等。3)生物化学作用生物化学作用 生物对某些成矿物质的聚集具有重要意生物对某些成矿物质的聚集

41、具有重要意义，如煤和石油的原始物质是义，如煤和石油的原始物质是生物遗骸生物遗骸。硅藻土是由硅藻死亡后堆积而成；生物灰硅藻土是由硅藻死亡后堆积而成；生物灰岩由生物残骸堆积而成；某些磷块岩，特岩由生物残骸堆积而成；某些磷块岩，特别是鸟粪磷矿，是由别是鸟粪磷矿，是由生物排泄物生物排泄物或遗体堆或遗体堆积而成。积而成。3.交代作用交代作用所谓交代作用，即是溶液与岩石在接触过所谓交代作用，即是溶液与岩石在接触过程中，发生了程中，发生了一些组份的带入一些组份的带入和和另一些组另一些组份带出份带出的地球化学作用，因此也称为的地球化学作用，因此也称为置换置换作用作用。在整个反应过程中，岩石基本上保持固态，在整

42、个反应过程中，岩石基本上保持固态，并且交代前后的岩石总体积基本不变。通并且交代前后的岩石总体积基本不变。通过交代作用，可以形成新的交代岩石或交过交代作用，可以形成新的交代岩石或交代矿体，其中常代矿体，其中常保存着原有矿物或岩石的保存着原有矿物或岩石的残留体残留体、构造和结构构造和结构以及出现以及出现矿物假象矿物假象等，等，这些都是交代作用的明显标志。这些都是交代作用的明显标志。4.离子交换及类质同象置换作用离子交换及类质同象置换作用 离子交换离子交换这种成矿方式，在内生和外生这种成矿方式，在内生和外生作用中都广泛存在。作用中都广泛存在。如岩浆中铌铁矿或钽铁矿的生成：如岩浆中铌铁矿或钽铁矿的生成

43、：2Na(Nb,Ta)O8+Fe2+硅酸盐，通过离子交换硅酸盐，通过离子交换形成形成Fe(Nb,Ta)2O8+2Na+硅酸盐。硅酸盐。特例：特例：类质同象置换作用类质同象置换作用可通过原子、分子、离子以及络阴离子的可通过原子、分子、离子以及络阴离子的交换而生成，但不改变晶体构造类型，仍交换而生成，但不改变晶体构造类型，仍保持离子正负电荷平衡现象。这种作用在保持离子正负电荷平衡现象。这种作用在成矿中也有一定的意义。成矿中也有一定的意义。如黄铁矿：如黄铁矿：Fe2+Co2+,Ni2+；闪锌矿：闪锌矿：Zn2+Cd2+等等。等等。2.5 矿床的成因分类矿床的成因分类矿床的成因分类反映人类对矿床成因和

44、成矿过程矿床的成因分类反映人类对矿床成因和成矿过程的认识程度，也是人类对矿床研究成果的高度概的认识程度，也是人类对矿床研究成果的高度概括。括。在分类中，一级划分是与三大类地质作用相对应在分类中，一级划分是与三大类地质作用相对应的。二级划分是按照在一定地质环境下的主要成的。二级划分是按照在一定地质环境下的主要成矿作用系列来划分的。三级划分根据各类矿床的矿作用系列来划分的。三级划分根据各类矿床的主要特征和标志，或按成矿方式、或按含矿建造、主要特征和标志，或按成矿方式、或按含矿建造、或按成矿环境来加以区分，有一定灵活性。如岩或按成矿环境来加以区分，有一定灵活性。如岩浆分结矿床、岩浆熔离矿床、岩浆爆发

45、矿床，等浆分结矿床、岩浆熔离矿床、岩浆爆发矿床，等等。四级划分一般均按矿石建造。等。四级划分一般均按矿石建造。I.内生矿床内生矿床 一、岩浆矿床一、岩浆矿床 1.岩浆分结矿床岩浆分结矿床 2.岩浆熔离矿床岩浆熔离矿床 3.岩浆爆发矿床岩浆爆发矿床 二、伟晶岩矿床二、伟晶岩矿床 三、接触交代三、接触交代(矽卡岩矽卡岩)矿床矿床 四、热液矿床四、热液矿床 1.岩浆气液矿床岩浆气液矿床 2.非岩浆热液矿床非岩浆热液矿床 五、火山成因矿床五、火山成因矿床 1.火山岩浆矿床火山岩浆矿床 2.火山一次火山气液矿床火山一次火山气液矿床 3.火山一沉积矿床火山一沉积矿床II.外生矿床外生矿床 六、风化矿床六、风化矿床 七、沉积矿床七、沉积矿床 八、可燃有机矿床八、可燃有机矿床III.变质矿床变质矿床 九、接触变质矿床九、接触变质矿床 十、区域变质矿床十、区域变质矿床 十一、混合岩化矿床十一、混合岩化矿床IV.叠生矿床叠生矿床(多因复成矿床多因复成矿床)十二、改造型矿床十二、改造型矿床 十三、再造型矿床十三、再造型矿床 十四、叠加型矿床十四、叠加型矿床