第02章基本概念ppt课件.ppt

第二章矿床学的基本概念,矿石的质与量矿体的形态与产状 成矿期次 矿床的分类 决定矿床工业价值的因素,第一节矿石的质与量,一 矿石品位,矿石品位：指矿石中有用组分的含量。1 有用组分表示法：a.有用元素（多用于金属矿石）；b.化合物，如WO3、Cr2O3、P2O5、KCl等；c.有用矿物，如云母、石棉、冰洲石等。,第一节矿石的质与量,一 矿石品位,多数金属矿产：如铜、铅、锌等，以其中金属元素含量的重量百分比表示；部分金属矿产：如WO3、V2O5等，以其中氧化物的重量百分比表示；大多数非金属矿产：钾盐、明矾石等，以其中有用矿物或化合物的重量百分比表示；贵金属矿产：克/吨（g/t）；原生金刚石：毫克/吨（mg/t）；砂矿：克/立方米（g/m3）或千克/立方米（kg/m3）,国家（或勘探部门）规定的工业指标，用于圈定矿体。,二.矿石边界品位与最低工业品位,最低工业品位：在当前经济技术条件下能供开采和利用的矿体或矿段的最低平均品位。,如铜矿的工业品位为0.40.5，钼矿为0.040.06。,如我国铜矿的边界品位为0.20.3，钼矿为0.020.04等；,边界品位：是在当前经济技术条件下划分矿体与非矿体界限的最低品位值。,第一节矿石的质与量,矿床的规模大小 大型钼矿：0.06%；小型钼矿：0.2%矿石综合利用的可能性 伴生元素提高矿石的价值，可使矿石品位要求降低矿石的工艺技术条件 不易冶炼的钛铁矿矿石：TiO2 810%；易冶炼的金红石：TiO2 34%,矿石工业品位的决定因素,第一节矿石的质与量,第一节矿石的质与量,三、矿石储量,储量：指经地质研究并利用地质勘探技术查明的矿产储藏量，是衡量矿床规模的重要依据。,第一节矿石的质与量,第一节矿石的质与量,四、矿石品级,矿石品级(grade of ore)：指矿石的质量分级。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。分级依据：a、矿石的品位b、工艺性能c、伴生组分例磁铁矿矿石，平炉富矿要求：TFe55%、SiO28%、S0.1%、P0.1%、Cu0.2%、（Pb、Zn、As、Sn均）0.04%。,第一节矿石的质与量,四、矿石品级,金属矿石：按工业加工利用过程中矿石的品位及有益和有害组份的含量综合确定如磁铁矿矿石在工业上可分为：平炉富矿石：TFe55%高炉富矿石：TFe50%需选矿的贫矿石：TFe2025%非金属矿石：根据矿石或矿物的工艺技术特性以及不同的用途和加工方法划分品级，如压电石英、云母、石棉等。,一.矿体的形状（ore body shape）：指矿体在空间的产出样式和形状。,第二节矿体的形状和产状,第二节矿体的形态与产状,等轴状矿体:矿体的三轴在三度空间呈大致均衡延伸。根据体积大小和形态分为矿瘤（直径数十米以上）、矿巢（直径数米）、矿囊或矿袋。,板状矿体：二向（长度和宽度）延伸较大、而第三方向（厚度）较小的矿体，也称矿脉或矿层。,第二节矿体的形态与产状,第二节矿体的形态与产状,矿层,矿层：与围岩产状一致的板状矿体。通常是沉积形成的同生矿床，即矿体与围岩是在同一地质作用形成的。特点:厚度较稳定，延伸稳定，规模大，其走向延长可达几公里至几十公里以上，沿倾向延伸也可达数十公里。基性超基性杂岩中的铬铁矿也称层状矿体。,第二节矿体的形态与产状,矿脉：,产在围岩裂隙的板状矿体。属于典型的后生矿床。围岩中的裂隙先形成，矿脉后形成,反映了热液成矿作用的特点。裂隙通常有两种情况，顺层裂隙和截层裂隙。,第二节矿体的形态与产状,这种矿体常称为柱状、筒状或管状矿体。一般金属矿床的柱状矿体直径以几米到几十米最为普遍。,柱状矿体：一个方向延伸很大（大多是垂向），而另外两个方向延伸较小的矿体。,第二节矿体的形态与产状,第二节矿体的形态与产状,矿体产状：矿体的产状是指矿体产出的空间位置和地质环境。,第二节矿体的形态与产状,包括以下内容：1.矿体的空间位置矿体的走向、倾向和倾角侧伏角和倾伏角侧伏角：矿体最大延伸方向（矿体轴线）与走向之间的夹角。倾伏角：矿体最大延伸方向与其水平投影线之间的夹角。,第二节矿体的形态与产状,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）,第二节矿体的形态与产状,3.矿体与岩浆岩的空间关系,第二节矿体的形态与产状,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,第二节矿体的形态与产状,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,第二节矿体的形态与产状,第三节成矿期次,成矿期、成矿阶段、矿物的生成顺序,一、矿化期（成矿期）(mineralization epoch),代表一定成矿地质作用和物理化学条件的一个较长的矿化时期。,第三节成矿期次,矿化期对应成矿地质作用和物理化学条件,岩浆矿化期，温度几百-上千度，深度十几-几百千米伟晶矿化期，温度几百-近千度，深度几-十几千米热液矿化期，温度几十-几百度，深度几十米-几千米风化矿化期，地表温度和压力，pH和Eh因素重要沉积矿化期，地表温度和压力，pH和Eh因素重要变质矿化期，温度和压力宽泛,第三节成矿期次,区域变质作用形成的条带状、皱纹状磁铁矿矿石被后期热液作用而成的黄铁矿-石英脉穿插交代，表明矿石经历了火山沉积期、变质期和热液期。,辽宁鞍山铁矿石,热液期的磁铁矿、赤铁矿、黄铜矿与表生期的孔雀石（呈细脉）、褐铁矿伴生，反映了两个成矿期,矿化期强调一个较长的矿化时期强调较长的成矿作用过程,前寒武纪矿化期加里东矿化期海西矿化期印支矿化期燕山矿化期喜马拉雅矿化期,第三节成矿期次,一个矿床的形成可能经历一个或多个矿化期,如：矽卡岩型矿床的形成多经历了两个矿化期：,矽卡岩期，主要形成各种钙、铁、镁、铝的硅酸盐矿物以及氧化物石英硫化物期，以形成石英和大量的硫化物为特征,第三节成矿期次,白云鄂博Fe-Nb-REE矿床形成经历了两 个矿化期：,元古代沉积矿化期，主要形成沉积铁矿石华力西岩浆热液矿化期，在沉积铁矿上叠加Nb和REE矿化,矿化期的主要标志,1、矿化的地质环境2、矿化的物理化学条件3、矿体的产状4、矿石的矿物组合5、矿石的组构,第三节成矿期次,1、矿化的地质环境：1）基性-超基性岩浆环境 2）酸性-碱性岩浆环境 3）构造-岩浆-热液环境 4）盆地沉积环境 5）表生环境 6）变质环境 7）特殊或复杂环境,第三节成矿期次,2、矿化的物理化学条件：例：湖北大冶铁铜矿石 磁铁矿+石榴子石+透辉石-矽卡岩期 黄铜矿+斑铜矿+石英-石英-硫化物期 褐铁矿+孔雀石+蓝铜矿+赤铁矿+自然铜+辉铜矿+黑铜矿-表生氧化期,第三节成矿期次,3、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、倾角等）2）矿体的埋藏情况 3）矿体与岩浆岩的空间关系 4）矿体与围岩层理、片理的关系 5）矿体与地质构造的空间关系,第三节成矿期次,4、矿石的矿物组合 例如：铁矿石 岩浆铁矿石铁矿物组合：磁铁矿-钛铁矿 热液铁矿石铁矿物组合：磁铁矿-黄铁矿-磁黄铁矿 沉积铁矿石铁矿物组合：赤铁矿-针铁矿 变质铁矿石铁矿物组合：磁铁矿-（赤铁矿）例如：铜矿石 岩浆铜矿石铜矿物组合：黄铜矿-镍黄铁矿-磁黄铁矿 热液铜矿石铜矿物组合：黄铜矿-斑铜矿-黝铜矿 沉积铁矿石铜矿物组合：辉铜矿-斑铜矿-黄铜矿 自然铜-赤铜矿-孔雀石,第三节成矿期次,5、矿石的组构 例如：福建马坑铁矿石 赤铁矿层状、似层状、胶状构造，受地层控制-沉积矿化期 赤铁矿变余结构、变胶状构造-热变质矿化期 磁铁矿-矽卡岩交代组构-热液矿化期,第三节成矿期次,二、矿化阶段（成矿阶段）(mineralization stage),代表一个矿化期内相同或相似地质和物理化学条件下形成一组或多组矿物的较短的矿化过程。,第三节成矿期次,一个矿化阶段代表较小时间间隔内成矿物理化学条件变化不大的一次矿化活动；不同矿化阶段矿化物理化学条件明显差异且时间上演化，常分别形成不同类型和性质的矿物组合，空间上往往出现分带性。例如：岩浆热液矿石高温矿化阶段：白钨矿-黑钨矿-锡石-辉铋矿(W-Sn-Bi)中温矿化阶段：黄铜矿-方铅矿-闪锌矿(Cu-Pb-Zn)低温矿化阶段：辰砂-辉锑矿-雄黄-雌黄(Hg-Sb-As),在一个矿化期内,可以有一个或多个矿化阶段例如：矽卡岩型矿石的形成经历了 矽卡岩期：干矽卡岩阶段 湿矽卡岩阶段 氧化物阶段 石英硫化物期：铁铜硫化物阶段 铅锌硫化物阶段,第三节成矿期次,划分矿化阶段的标志：1、矿脉穿插关系 2、矿脉内部分带 3、矿石组构 4、矿物共生组合,第三节成矿期次,1、矿脉穿插关系 构造-热液的脉动性和幕式活动，常形成多阶段矿脉的彼此穿切或叠加。,第三节成矿期次,2、矿脉的内部分带 构造的多阶段张开和热液矿化的多次发生，常形成从矿脉边部到中央不同矿物共生组合的分带性。,第三节成矿期次,3、矿石组构 脉状穿插关系,第三节成矿期次,角砾状和环状构造,第三节成矿期次,4、矿物共生组合例如：矽卡岩型铁铜矿化的矿物共生组合硅灰石-透辉石-石榴子石-干矽卡岩阶段透闪石-阳起石-绿帘石-磁铁矿-湿矽卡岩阶段长石-云母-白钨矿-锡石-氧化物阶段磁黄铁矿-黄铁矿-黄铜矿-石英-铁铜硫化物阶段方铅矿-闪锌矿-石英-方解石-铅锌硫化物阶段,第三节成矿期次,例如：斑岩型铜矿化的矿物共生组合钾长石-黑云母-黄铜矿-钾硅酸盐蚀变矿化阶段黄铜矿-绢云母或绿泥石-石英-含水硅酸盐蚀变矿化阶段绿泥石-绿帘石-方解石-黄铁矿-青磐岩化蚀变阶段高岭石-泥化蚀变阶段,第三节成矿期次,例如：岩浆热液矿石的共生矿物组合高温矿化阶段：白钨矿-黑钨矿-锡石-辉铋矿(W-Sn-Bi)中温矿化阶段：黄铜矿-方铅矿-闪锌矿(Cu-Pb-Zn)低温矿化阶段：辰砂-辉锑矿-雄黄-雌黄(Hg-Sb-As),第三节成矿期次,三、矿物的生成顺序和世代(paragenetic sequence and generation),一个矿化阶段中不同矿物结晶的先后顺序，即矿物的生成顺序。同种矿物多次生成的先后次序，即矿物世代,受控于矿物的晶体化学性质，符合能量降低原则；也受介质浓度、温度、压力、pH值、Eh值等因素影响,第三节成矿期次,通常情况下:矿石矿物的生成顺序：氧化物和含氧盐硫化物和砷化物砷、锑硫化物以及金、银硒化物和碲化物脉石矿物的生成顺序：不含水硅酸盐含水硅酸盐 石英碳酸盐、硫酸盐,第三节成矿期次,一个矿化阶段中矿物的生成顺序可有三种情况 先后生成 同时生成 超覆生成,第三节成矿期次,1、矿物先后生成的标志 1）交代溶蚀结构被交代矿物生成早，交代矿物生成晚；晚生成的矿物往往呈尖楔状或细脉状指向或穿插早生成的矿物。,第三节成矿期次,第三节成矿期次,第三节成矿期次,1、矿物先后生成的标志 2）他形填隙结构被填隙的矿物生成早，填隙矿物生成晚。,第三节成矿期次,1、矿物先后生成的标志 3）充填矿石构造包括晶洞、梳状、环状、带状等构造。,第三节成矿期次,2、矿物同时生成的标志 固溶体分离结构 其中主、客矿物同时生成,第三节成矿期次,2、矿物同时生成的标志共生边结构,第三节成矿期次,2、矿物同时生成的标志重结晶结构,第三节成矿期次,花岗变晶结构：矿石在动力和区域变质作用下发生重结晶或交代作用时，形成矿物晶粒大致相等并紧密镶嵌的一种变晶结构。,2、矿物同时生成的标志重结晶结构,第三节成矿期次,3、矿物超覆生成 两种以上的矿物在结晶过程中，只要有一段时间重叠，即为超覆生成。有以下几种情况：1）一种矿物结晶还未结束，另一种矿物便开始结晶，并晚于先结晶矿物结束；2）两种矿物同时开始结晶，但不同时结束；3）两种矿物不同时开始结晶，但同时结束；4）后结晶的矿物早于先结晶矿物结束。,第三节成矿期次,矿物的世代(mineral generation),指在同一矿化阶段中，同种矿物随着时间的推移多次晶出，每次结晶沉淀的矿物称为该矿物的一个世代。,第三节成矿期次,矿物世代受控于溶液的fS2、fO2、fCO2和金属组分浓度的周期性变化。不同世代的矿物，在结晶程度、结晶粒度、内部结构、晶形、颜色等方面都可能表现出不同的特点。,第三节成矿期次,第三节成矿期次,第三节成矿期次,四、矿物生成顺序图表的编制,在野外和室内矿石学研究基础上，可通过图表形式表达矿化期、矿化阶段、矿物共生或伴生组合、矿物生成顺序、矿物世代及矿物含量等；矿物生成顺序图表是矿化规律的真实反映，是成矿学研究的基础资料。,第三节成矿期次,矿物生成顺序图表的主要内容：,1、矿石的矿化期、矿化阶段、矿物生成顺序和矿物世代；2、矿石的矿物成分和含量、矿物晶出的先后和持续时间长短；3、矿石的组构、成矿物理化学条件、蚀变或矿化类型、有关地质环境。,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。,第四节矿床的分类,后生矿床：指矿体的形成明显地晚于围岩的一类矿床。矿体和围岩是由不同地质作用和在不同时间形成的。,第四节矿床的分类,3.叠生矿床：先期形成同生矿床之后，又叠加了晚期形成的后生矿床。如内蒙白云鄂博的稀土，铌铁矿床,第四节矿床的分类,海西期:与花岗岩有关的稀土铌矿化,早在中元古时：沉积型含稀土的贫铁矿床,4.同-后生共生矿床：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。,第四节矿床的分类,这是矿床学最基本的分类方法。按成因类型研究每类矿床的成因、特征、形成条件和分布规律，也是矿床学研究的基本任务。,一、矿床成因类型 按矿床的形成作用和成因划分的矿床类型,第五节矿床的分类,按成矿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,第五节矿床的分类,二、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。,第五节矿床的分类,火山喷发沉积变质型 世界60，中国48.7,铁矿床的主要工业类型,海相沉积型 世界30，我国15,岩浆型 我国15,夕卡岩型 我国9.5，占富铁矿的40,热液型 我国11,第五节矿床的分类,斑岩型 世界50%,铜矿床的主要工业类型,火山-沉积块状硫化物型 世界22,岩浆型铜镍硫化物矿床 世界 2，俄罗斯28,矽卡岩型 中国16.4%,沉积型 世界 30,第五节矿床的分类,（一）矿床本身的特征和性质包括矿体的形态、产状和储量,矿石的质量品位、有益和有害组份含量,矿石综合利用价值和矿床开采、选矿、冶炼技术条件等。对非金属矿床,不仅要注意矿床的储量和品位，而且要注意有用矿物的物理性质、化学性质以及工艺技术特点,有时这方面的因素，还是评价矿床的主要因素。,第六节 决定矿床工业价值的因素,二国民经济和国防建设对矿产的要求主要包括建设中对各类矿产的需要数量,矿床的地理分布,该地区的发展远景计划等。也要考虑矿产的市场价格、供求情况等因素。,决定矿床工业价值的因素,第六节 决定矿床工业价值的因素,三矿区的经济因素如动力资源、水文地质和工程地质条件、交通运输以及粮食、劳动力供应等。在评价一个矿床时,应该全面考虑上述各种因素,但决定矿床是否有开采价值,首先要考虑国家和地方经济建设的要求。,决定矿床工业价值的因素,第六节 决定矿床工业价值的因素,