矿床学课件第一章绪论.ppt

1,矿床学,第一章 绪论,第一章 绪论,1 矿产,2 矿床学研究任务和方法,3 矿床学研究进展与趋势,1 矿产,一、概念,二、分类,三、我国矿产资源概况,一、概念,1、矿产：在地壳中由地质作用形成的，目前可被利用的矿物原料。矿产是自然界产出的有用矿物资源。它是一种基本的生产资料和劳动对象，是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。,2、矿产资源：是指尚未开发利用的矿物资源，是一种自然财富。一方面体现了客观地质作用形成的有用物质的天然富集，另一方面在目前或可以预见的将来，具有一定的经济价值。,二、分类,1、依据自然状态,矿产,固体矿产,液体矿产,气体矿产,如金属矿产、非金属矿产,如石油、卤水、地下水,如天然气,矿产,如金属矿产、非金属矿产,如石油、卤水、地下水,矿产,如金属矿产、非金属矿产,如天然气,如石油、卤水、地下水,矿产,如金属矿产、非金属矿产,如天然气,如石油、卤水、地下水,如金属矿产、非金属矿产,如天然气,如石油、卤水、地下水,矿产,如金属矿产、非金属矿产,如天然气,如石油、卤水、地下水,如金属矿产、非金属矿产,矿产,如石油、卤水、地下水,如天然气,如金属矿产、非金属矿产,矿产,如石油、卤水、地下水,2、依据主要用途,矿产,金属矿产,非金属矿产,能源矿产,如冶金辅助原料、化学工业 原料、建筑及水泥原料等,地下水资源,如冶金辅助原料、化学工业 原料、建筑及水泥原料等,如冶金辅助原料、化学工业 原料、建筑及水泥原料等,如黑色金属、有色金属、贵金属、稀有-稀土 金属等,如地下饮用水、医疗用矿 泉水、地下热卤水等,如固体煤、油页岩，液体 石油和气体天然气等,黑 色 金 属,贵 金 属,稀 有 金 属,分 散 元 素,放 射 性,煤,油 页 岩,石 油,天 然 气,金属矿产,能源矿产,矿产,非金属矿产,地下水资源,化 工 原 料,建 材 原 料,冶 金 辅 助 原 料,陶 瓷 玻 璃 原 料,宝 玉 石 矿 产,制 造 业 及 其 他,工 业 用 水,生 活 用 水,地 下 热 水,矿 泉 水,黑 色 金 属,贵 金 属,稀 有 金 属,黑 色 金 属,贵 金 属,分 散 元 素,稀 有 金 属,贵 金 属,放 射 性,分 散 元 素,稀 有 金 属,有 色 金 属,贵 金 属,宝 玉 石 矿 产,制 造 业 及 其 他,陶 瓷 玻 璃 原 料,宝 玉 石 矿 产,制 造 业 及 其 他,冶 金 辅 助 原 料,陶 瓷 玻 璃 原 料,宝 玉 石 矿 产,制 造 业 及 其 他,建 材 原 料,冶 金 辅 助 原 料,陶 瓷 玻 璃 原 料,宝 玉 石 矿 产,制 造 业 及 其 他,宝 玉 石 矿 产,宝 玉 石 矿 产,宝 玉 石 矿 产,根据矿产的性质及主要工业用途分为如下四类：,金属矿产黑色金属：Fe,Mn,Cr,V,Ti 有色金属：Cu,Pb,Zn,Sn,Bi,Sb,Hg,Mo,W,Co,Ni贵金属：Au,Ag,铂族（Pt族）轻金属：Mg,Al放射性金属：U,Th,Ra(镭)稀有、稀土、分散金属：Nb,Ta,Li,Be,Zr,Rb,Cs,Sr，（REE：39,5771共16个元素）,非金属矿产：,冶金辅助原料：白云岩、石灰岩化学工业原料：盐类（钾盐、岩盐）磷灰石、磷块盐。工业制造业原料：石墨、金刚石、云母、石棉压电及光学原料：压电石英、冰洲石、萤石陶瓷及玻璃工业原料：长石、石英砂、高岭土等。建筑及水泥原料：砂岩、砾岩、石灰岩、石膏、花岗岩等。宝石及工艺美术材料：硬玉、软玉、玛瑙、水晶,地下水资源：地下饮用水、医疗用矿泉水、地下热卤水（有用元素含量达到提取标准）、地下热泉水。,能源矿产（燃料矿产）,固体：煤、石煤、油页岩、地蜡、地沥青液体：石油气体：天然气等,三我国矿产资源特点,1、资源总量较大、人均占有量不足,已探明的矿产资源总量较大，约占世界的12%，仅次于美国和前苏联，居世界第三位。但人均占有量不足，仅为世界人均占有量的58%，居世界第53位。目前世界上150多种矿产中，我国已探明储量的矿种约132种。其中稀土、W、Sn、Sb、Bi、Li等居世界首位。W的金属储量是各国总储量的三倍；Sb储量占世界总储量的44%；稀土仅白云鄂博一个矿床的储量就相当世界各国总储量的三倍。非金属矿产中，石墨、菱镁矿、重晶石世界首位，萤石居世界第三位。,11,35种重要矿产资源中 1）具有世界性优势的矿产占第一位有钨、锡、铋、锑、稀土、石墨、滑石、重晶石、菱镁矿等，其探明储量居世界第二、三位的有钼、铅、锌、煤、钒、萤石、膨润土、芒硝等；2）储量虽不少，但品位低或成分复杂难选冶，成本高的矿产有铁、锰、镍、铝、硫、磷等；3）探明储量不足的矿产有石油、天然气、铀、铜、金、银、硼、耐火粘土等；4）严重短缺的矿产有铬、铂、钴、钾盐和金刚石等。,2、矿产种类齐全，但结构不尽理想。,3、单一矿种少，伴生矿种多 我国地质构造复杂，造成了我国矿产共生矿多，综合矿多，单一矿少。大多数矿山均是由两种到十几种共生在一起。我国金矿产量中伴生矿占总产量的40，如德兴斑岩铜矿伴生Cu；铜矿资源如拉拉铜矿除Cu外伴生有Mo、Co、Au、Ag、Ni、Pb、Zn、Pt等；铁矿资源如攀枝花铁矿除Fe外伴生V、Ti等达20多种。这对选、冶工艺提出了新的要求，由于选冶过不了关对于一些矿床限制了开发。我国湘西的Ni、Mo、U、V、Cu多元素矿床,目前基本没开采，选冶工业达不到要求。开采一种则将浪费其它几种元素，这些矿床的特点是分布广，储量大，但品质较低。,4、富矿少、贫矿多,铁矿：中国铁矿拥有储量446多亿吨，居世界第3位。但铁矿石平均品位仅为33.5%，比世界平均水平低10%以上；我国贫矿占97.7%，平均品位（地质品位）仅33%（工业品位25%，富矿50%）。澳大利亚（1973）富矿石品位为 40-68%，其储量达246.92亿吨。巴西米纳斯吉拉斯矿山 矿石品位：66-68%242亿吨。锰矿：中国锰矿平均品位只有22%，不及世界商品矿石工业标准48%的一半，且不少矿区含有较高的杂质磷；我国钢铁工业原料贫矿占94%，而且大多是难选的碳酸锰矿石。铜矿：中国铜矿品位大于1%的储量只占总量的35%左右，平均品位仅为0.87%，远低于智利(1.6%)、赞比亚(2.5%)等世界主要产铜国的铜矿品位；磷矿：中国磷矿富矿少，平均品位仅为16.95%，且胶磷矿多，选矿难度大。,。,5、中小型矿床多，大型超大型矿床少,矿区数量多而单个矿区规模偏小。一些重要的矿床规模以中小型为主，大型、超大型矿床少，如铁、铜、铝、硫铁矿及南方煤炭，不利于规模开发；单个矿区难以形成较大的生产能力，影响了资源开发的总体效益。如四川铜矿床约80个，但大型铜矿床只有一个。,6、矿产资源分布不均衡,有些重要矿产资源的分布格局距消费地区较远，开发利用受交通运输与基础设施建设等因素制约日趋明显。矿产分布具有明显的地域差异，不同地区拥有不同类型、不同规模的矿产，开发利用在一定程度上受地区局限。钨矿：全国21个省均有钨矿点，但全国储量的54%集中在湖南、江西两省；锑矿：全国储量的75%集中于湖南、广西和贵州三省；锡矿：广西大厂和云南个旧的储量就占了全国总储量的51%；锰矿：87%的储量集中在广西、湖南、贵州三省。煤炭：74%的煤炭保有储量集中于山西、陕西、内蒙古和新疆四省区，而经济发达东南部地区则较紧缺；磷矿：磷矿中70%的保有储量集中于云南、贵州、四川和湖北四省，又形成南磷北调的不利格局。铁矿：铁矿主要集中于辽宁、河北、山西和四川四个省。,16,2 矿床学的研究任务和工作方法,一、有关概念 二、矿床学的基本任务 三、矿床学的研究方法,17,一、基本概念,1、矿床 矿床：是指在地壳中通过地质作用形成的，其质和量符合工业要求，在现有经济技术条件下能被开采利用的地质体。,地质体,矿床,位置,地质作用,工业要求,开采利用,18,含义 1）矿床是综合地质体,是受地质条件控制的，是有地质规律可寻的。找矿可能性 2）矿床必须是在现有经济技术条件下能被开采利用的。质量和达到工业要求经济性 3）确定矿床的标准（工业要求）是随经济需要和技术发展而变化的，即现在的一些矿床在数年或数十年前并不是矿床（如硅灰石及透灰石的矿床）；现在不能构成矿床的一些地质体将来随着选、冶技术的发展可能会构成矿床。动态性,19,一、有关概念,2、矿床学 是研究矿床在地壳中形成条件、成因和分布规律的科学。又称为矿床地质学 由于矿床学是直接应用于矿物资源的开发和利用的地质科学，故又称为经济地质学 当其侧重于工业类型研究时则称为经济矿床学 矿床学的研究对象是矿床。,20,二、基本任务和研究内容,1、基本任务 1）正确认识各类矿床地质特征、形成条件、成矿作用和形成过程,以查明矿床成因 2）查明矿床的成矿控制因素和时空分布规律 提供值得进一步工作的基础,成矿预测 3）查明矿床中有益有害元素及其含量 以利合理地充分地有效地利用矿产资源,21,2、研究内容,1）矿床分布规律 2）矿床成因 3）找矿地质标志 4）矿体特征 5）矿石特征,二、基本任务和研究内容,22,1)矿床分布规律 研究矿床所处大地构造位置、研究地球化学、地球物理特征 及其对矿床分布的控制作用，查明矿床的时、空分布规律,23,2)矿床成因 研究矿床形成的物理、化学、生物等作用 研究成矿物质来源和成矿过程 分析成矿物理化学条件探讨矿床成因,24,3)找矿地质标志 研究地层、构造、岩浆岩及围岩蚀变与矿床关系，查明其对矿床的控矿作用，提出有利于找矿的地质标志,25,4)矿体特征 确定矿体的形态、大小、产状及其与围岩关系，查明矿床的规模、产出位置和开采条件。,26,5)矿石特征 研究矿石的组分、组构及其在矿床中空间分布特征 查明元素的赋存状态及矿物的嵌布特征 确定矿产的质量和加工工艺性质,27,三、研究方法,1、思维方法 2、工作方法,28,思维方法,辩证思维,求实创新,不唯上，不唯书,开拓进取,多学科综合研究,常规与现代方法相结合,宏观与微观相结合,理论与实践相结合,野外与室内相结合,29,2、工作方法,野外 室内,野外,工作方法,室内,实验室研究,矿床地质调查,模拟实验,综合研究,30,1）野外观察地质调查（1）查阅研究区资料；（2）对区域地质和矿床地质进行观察和编录；查明矿体特征（形态、产状、规模）；（3）划分矿化期次；（4）采集岩石、矿石及构造标本。,31,2、室内研究：1）实验室研究 显微镜鉴定：岩石显微镜、矿相显微镜、电子显微镜、电子探针。确定矿床的物质成分和矿石组构特征。包裹体特征及成分测定 成矿温度、成矿压力、成矿流体成分 元素地球化学：常微量元素及稀土元素分析 同位素地球化学方法测定矿床年龄和成矿物质来源。测定年龄的同位素法：K-Ar，Rb-Sr，U-Pb，Re-Os 测定物质来源的同位素法：硫同位素、碳同位素、H-O同位 素、Pb同位素。,32,2、模拟实验 模拟成岩成矿条件）成岩-成矿实验）热力学计算）计算机模拟3、综合分析 1）编制综合图件 2）资料综合分析 3）综合地质报告,第一章 绪论 3 矿床学研究进展与趋势,一.萌芽阶段 二.初期阶段 三.发展阶段 四.综合阶段 五.研究趋势,34,一.萌芽阶段 旧石器时代 人类已能利用燧石、玛瑙、水晶、石髓、蛋白质和石英的坚硬性来制造原始劳动工具；新石器时代末，除能制造磨光的石器外，还能制造彩色陶瓷。青铜时代，主要用氧化带中的孔雀石和自然铜炼铜并制造青铜器；还有陶瓷、金、玉的工艺品，已能利用天然陨铁作刃的青铜器；已利用的矿物和岩石达40余种。,35,二.初期阶段 铁器时代，从个别矿物的利用到对某些矿物的聚合富集体矿体进行较大规模的开采。春秋战国 时即已开采的山东金岭镇铁矿可能是世界上开采最早的铁矿；已开采运城铜沟、七宝山和德兴、广东曲江、湖南浏阳、铜官山、东川等铜矿；金银矿床的开采亦十分兴盛，开始用金铸币，我国是世界上最早使用金币的国家。明 李时珍本草纲目中已列举了160-217种矿物的产地、产状、物理性质和在医疗、工业方面的用途。矿床的宏观地质研究。这一阶段是矿床学理论的最初萌芽阶段，出现矿床成因上最早的“水”、“火”之争。,36,三.发展阶段 19世纪中叶，由于冶金工业的需求发明了“垂直照明器”，从而产生了金相学，即在显微镜下观察磨光面上金属矿物的微观形态、大小及特征 20世纪中叶，现代测试技术的引用使对矿床学的研究得到进一步的发展。如微区形貌研究的电子显微镜、矿物结构研究的X射线衍射分析、高灵敏度化学分析的原子吸收光谱、原子发射光谱和中子活化分析，微区的电子探针化学成分分析，确定年龄和成因的同位素分析及电子计算机技术和航空航天领域新技术、新方法的引入，使矿床学研究有一个飞速地发展。,37,四.综合阶段 20世纪70、80年代以来，由于新技术、新方法不断地发展，人们认识到对矿床的研究不能单一的就矿论矿，而应当综合各学科诸如地质学（包括地层学、古生物学、矿物学、构造地质学、沉积岩石学、变质岩石学、岩浆岩石学）、地球物理学、地球化学、遥感地质学、环境地质学等在矿床研究中应用，正确利用化学成分分析和现代仪器分析、宏观与微观分析研究、野外与室内分析研究的成果，利用成矿模拟实验以修正自己的研究成果，使成矿作用过程更趋近于真实。,38,矿床学研究正面临着全球化和矿业环保一体化的两大趋势，这两个趋势将在相当长时期内制约着矿床学的研究方向和任务。同时，矿床学与其他学科相互渗透，形成新的边缘交叉学科生长点。,矿 床 学,环境学,选矿学,计算机学,经济学,矿产资源经济学,管理学,应用矿床学,矿产资源信息系统,矿山资源管理学,环境矿床学,环境学,经济学,环境学,经济学,管理学,环境学,经济学,计算机学,管理学,环境学,经济学,选矿学,计算机学,管理学,环境学,经济学,39,新的成矿理论,一、多源成矿 二、层控及时控成矿 三、浅成低温热液成矿 四、热水沉积成矿 五、生物与有机质成矿 六、风化成矿 七、构造成矿,40,八、地幔热柱成矿 九、撞击成矿 十、区域成矿 十一、花岗岩类成矿 十二、超大型矿床成矿 十三、石油天然气多成因 十四、金属与非金属成矿 十五、边缘成矿 十六、现代海底成矿,41,非传统矿床,一、新类型矿床 二、新领域矿床 三、新深度矿床 四、新工艺矿床 五、新用途矿床,42,思考,1、何谓矿产，矿产资源分类。2、何谓矿床、矿床学？3、我国矿产资源特点。4、矿床学研究的任务和内容。5、研究具体矿床的工作方法。,43,矿床学的三基：基本知识：有关矿床的基本概念、矿床地质特征、形成条件；基本理论：有关成矿作用、成因类型和成矿规律的系统认识；基本技能：包括野外工作方法和判读矿床地质图件的能力，肉眼和镜下研究矿石和蚀变岩石的能力及能利用各种材料对矿床形成条件和成因进行综合分析的初步能力。,