成都地院 矿床学教案.docx
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成都地院矿床学教案
第一章绪论
§1矿产
一、概念
矿产：
地壳中由地质作用形成的能被国民经济利用的矿物资源
二、种类
根据矿产的性质及主要工业用途分为如下四类：
1、金属矿产
黑色金属：
Fe,Mn,Cr,V,Ti,Ni,Co
有以金属：
Cu,Pb,Zn,Sn,Bi,Sb,Hg,Mo,W,Co,Ni
贵金属：
Au,Ag,铂族（Pt族）
轻金属：
M,Mg
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，39,57—71共16个元素
2、非金属矿产：
工业原料、常直接利用
石灰岩、白云岩、大理石、石墨、金刚石、长石、钾盐、磷灰石、石棉、云母等等。
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。
制造工业原料：
石墨、金刚石、云母、石棉
光学仪器制造原料：
水晶、萤石
陶瓷、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。
3、工艺美术：
玛瑙
可燃有机矿产（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
4、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。
三、我国矿产资源特点
1、地大物博，种类齐全：
目前世界上150多种矿产中，我国已探明储量的矿种约132种（涂光炽）。
其中稀土W，Sb（Sn），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不相当世界各国总储量的三倍。
非金属矿产中，硫铁矿、菱镁矿、硼居世界首位，磷则居世界第三位。
2、分布广泛、储量相对集中
我国金属矿产遍布全国各地，但往往又形成一定储量相对集中的地区。
钨矿：
钱国21个省均有W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%。
锰砂：
87%的储量集中在广西、湖南、贵州三省。
居世界第四位。
3、综合矿多，单一矿少
我国地质构造发展复杂，就造成了我国矿产共生矿多，综合矿多。
大多数矿山均是由两种到十几种共生在一起。
Cu：
伴生有Mo、Co、Pb、Zn、Au、Ag、Ni、Pt等。
不利的一面：
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。
另一个例子是，渡口攀枝花钒、钛磁铁矿。
因此对于技术不发达的国家，伴生元素多，其缺点大于优点。
4．贫矿多、富矿少
铁矿：
铁矿拥有储量446多亿吨，居民办第3位。
贫矿占97.7%，平均品位（地质品位）仅33%。
工业品位25%，富矿50%。
上海宝钢的矿石全部由巴西、澳大利亚进口。
其原因就是我国无富铁矿。
澳大利亚（1973）铁矿总储量：
28.45亿吨，富矿（40~68%）储量为246.92亿吨。
巴西
我国铁矿：
矿床规模>0.2亿吨大型0.2~0.02亿吨中型。
锰矿：
钢铁工业原料贫矿占94%，平均品位仅为22%。
而且大多是难选的碳酸锰矿石。
铜矿：
全国品位>1%仅有2018万吨，占保有储量的34%。
单个矿床储量7100万吨的不及铜矿储量的1%。
金矿：
世界储量3981吨
南非23639吨（59.4%）
苏联6220吨81.3%
美国2488吨
加拿大、澳大利亚、巴西、菲律宾、墨西哥、津巴布韦、加纳、10国占世界91.8%。
钾盐：
在我国历来是缺门矿种，到目前为止还没有找到象样的钾盐矿。
碳酸盐→硫酸盐→石盐（NaCl）→钾盐。
§2矿床学的研究任务和工作方法
一、矿床学
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。
二、基本的任务：
1、正确认识各类矿床的形成条件，地质特征，形成过程，查明矿床的成因;为成矿预测和矿石综合利用提供依据。
2、正确认识矿床在地壳中的时空上的分布规律。
三、工作方法
宏观→微观：
1、野外观察：
对区域地质和矿床地质进行观察和编录，采集岩石标本。
在此基础上了解矿体特征（形态、产状、规模），采集矿石标本。
2、室内研究：
1）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。
2）内位素地球化学方法——测定矿床年龄和成矿物质来源。
常用的测定年龄的同位素法：
R-Ar，Rb-Sr，U-Pb
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。
3）包裹体成分测定法：
成矿温度，成矿压力，成矿溶液成分
3、成岩成矿实验：
模拟成岩成矿条件
4、综合研究
§3矿床学研究简史与趋势
一、研究简史
1、萌芽阶段
据考古研究，我国人民早在约50-60万年前的旧石器时代，中国猿人-蓝田人、北京猿人为了生存已认识了某些矿物和岩石的有用性质，如开始利用燧石、玛瑙、水晶、石髓和石英的坚硬性来制造原始劳动工具；20万年前，山顶洞人开始利用玛瑙、石墨作饰品，用赤铁矿作饰品的涂料；青铜时代，主要用孔雀石和自然铜炼铜并制造青铜器；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。
2、初期阶段
进入铁器时代，2000多年前即能用褐铁矿、赤铁矿和磁铁矿生产铸铁，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；在秦岭、中条山、太行山一带开采原生铜矿，已开采七宝山和德兴、铜官山、东川等铜矿；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、工业方面的用途和宏观地质研究。
《山海经·五藏山经》中记载600多个矿产地的80多种矿物、岩石和矿石，并将矿床的产出环境进行了初步分类。
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。
到18世纪，逐渐形成学术上矿床成因两大学派，即魏尔纳（1775）提出的所有岩石和矿床都是由地表水形成的，即“水成论”；赫屯（1788）提出矿床都是熔融物质充填在已冷凝的地壳裂隙中形成，即“火成论”。
3、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，极大地推动了矿床学理论的发展。
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。
如同位素地球化学、包裹体矿物学、成岩成矿实验等研究，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、高灵敏度仪器分析如原子吸收光谱、中子活化和电子探针等及确定年龄和成因的同位素分析新技术、新方法的引入，使矿床学研究有一个飞速地发展。
4、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、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，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。
通过综合研究，新的成矿理论不断出现，如层控矿床、生物成矿、地幔柱成矿、海底喷流成矿、成矿动力学、成矿系统、数字矿床等。
认为某些矿床具有“三多”的特点，即成矿物质多来源、成矿作用多阶段和多成因的特点。
二、发展趋势
1、新成矿理论：
超大型矿床；生物成矿；地幔柱成矿；板块边缘成矿等；
2、非传统矿床：
新类型矿床；新领域矿床；新深度矿床；新工艺矿床等；
3、边缘交叉学科：
经济矿床学；环境矿床学；数字矿床学；管理矿床学等。
第二章矿床学基础（上）
在前面已经谈到了许多有关矿床学的术语和概念，比如：
矿床、矿体、围岩、矿石等，现在我们对这些地质术语给予准确的定义。
首先给大家介绍矿床的组成。
§1矿床：
指地壳中由地质作用形成的综合地质体，其值与量符合工业要求，并在现有的经济技术条件下能被开采和利用。
矿床的基本组成单位是由矿体和围岩构成。
解释：
首先矿床是综合地质体两个以上独立地质体组成。
因为它是由矿体和围岩构成。
其二是质子量符合工业要求，对于每一种矿产在一定的时期和开采条件下，均有不同的工业要求只有达到工业要求才能称之矿床。
其三，必须是在现有的技术条件下能被开采利用这也是很重要的先决条件。
矿体与围岩这二者是矿床的基本组成单位。
而且关系非常密切，根据其二者的形成先后关系矿床可分为二大类。
①同生矿床——矿体与围岩是在同一地质作用下，同时或近于同时形成的矿床。
②后生矿床——矿体形成晚于围岩，二者是在不同的地质作用下形成的。
§2矿体
一、概念
1、矿体
由矿石堆集体和脉石组成的独立地质体，是矿床的主要组成部分。
具有一定的形状、大小、产状，占有一定的空间位置，被无经济价值的围岩所包围。
一个矿床由多个矿体组成。
因为矿体是组成矿床的基本单元，因此对矿体的研究非常重要。
在对矿床进行研究工作中最常作的工作就是对矿体形状及产状的研究。
2、围岩
围岩泛指矿体周围的岩石，即矿体赋存的岩石。
3、母岩
母岩是指在矿床形成过程中，提供主要成矿物质的岩石，它与矿床成因上有着密切的联系。
围岩和母岩之间有着一定的关系，有一些矿床的围岩就是母岩。
对一些同生矿床特别是岩浆矿床，它们的母岩和围岩是一致的。
而对于部分后生矿床其围岩就并非一定是母岩。
二、矿体形状
根据矿体在三度空间延伸情况，其形状可分为三种最基本的类型。
1、等等状矿体
矿体的三轴在三度空间呈大致均衡延伸。
直径>10米——矿瘤
直径1~10米——矿巢
直径<1米——矿囊、矿袋
2、板状矿体
矿体在长宽二相延伸较大，而厚度相对较小的矿体。
根据矿体与围岩形成的先后：
1）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。
矿层的特点是厚度较稳定，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。
反映了沉积的特征。
2）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。
裂隙通常有两种情况，一种为顺层裂隙，另一种为截层裂隙。
反映了热液成矿作用的特点。
（1）层状矿脉——沿顺层裂隙充填或交代形成。
即矿脉与围岩的产状一致。
与矿层的本质区别在于为后生矿体，即矿体的形成晚于围岩，规模上要小一些。
（2）切割矿脉——产于岩体中或切穿层状岩石层理的矿脉。
即矿脉与围岩的产状不一致。
3、柱状矿体
指在一个方向延伸很大（大多是垂向），而另外两个方向延伸较小的矿体。
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。
三、矿体产状
矿体的产状通常指矿体产出的空间位置和地质环境。
常包括下面几个内容：
1、矿体的空间位置：
一般由矿体的走向、倾向和倾角未确定的。
但是对于某一方向延伸较大的矿体，比如透镜状、脉状、柱状等形态的矿体，还须确定其倾伏角和侧伏角，才能准确地控制它们的空间位置。
（矿体的延伸方向与倾向不一致）
侧伏角：
指矿体的最大延伸方向（矿体轴）与走向之间的夹角。
倾伏角：
指矿体的最大延伸方向与其水平投影线之间的夹角。
倾角：
矿体真倾斜线与其水平面之间的夹角。
2、矿体埋藏深夜：
亦矿体为出露于地表，还是隐伏于地下。
3、矿体与岩浆的空间关系：
矿体系产于侵入体内，或位于接触带，或位于围岩中。
4、矿体与围岩埋藏片理的关系：
显示矿体的产出为整合产出，或是穿切层理、片理。
5、矿体与地质构造空间关系：
指矿体产出在构造中的部位，与褶皱、断层的空间关系。
正确地认识矿体的产状，对找矿、勘探和开采工作，均有重要的指导意见。
§3矿石
一、概念
1、矿石
矿石是矿物的集合体，一般由矿石矿物和脉石矿物组成。
此矿物集合体必须是在目前经济、技术条件下具有经济价值，并能从中提取有用组份。
2、岩石也是以矿物集合体形成出现，岩石也是由一种或多种矿物集合体组成，如果岩石含有经济上有价值，并可从中提取的有用组份，这种岩石就称为矿石。
3、脉石
脉石（）是指矿床中与矿石相伴生的非矿石部分。
二、矿石品位：
矿石中有用组份的百分含量，一般用重叠百分比表面。
有用组分：
大多数金属矿石为元素：
Cu，Fe，Pb，Zu，……
有部分为金属氧化物：
WO3，V2O5
非金属矿石：
有用矿物或化合物来表示：
石墨、金钢石
1、工业品位：
能被开采和利用的矿体的最低平均品位。
只有当矿体的平均品位达到工业品位时才能计算工业储量。
2、边界品位：
用来划分矿体与围岩界线的品位。
1）矿床的工业品位决定因素：
矿床规模大，矿石储量大，其工业品位则定的低。
反之则高。
矿体埋藏深度：
坑采的工业品位高，露天采矿则工业品位低。
矿石综合利用性：
斑岩铜矿中含Mo，可综合利用，Cu的工业品位相应降低。
矿石的工艺技术条件：
不易冶炼的钛铁矿矿石：
TiO2>8~10%
易冶炼的金红石矿石：
TiO22~4%
2）矿石品级
根据矿石品位及矿石中有益和有害组分含量的确定的等级。
磁铁矿矿石
Tfe%
P%
S%
平炉富矿石（钢）
≥55
≤0.1
≤0.1~0.15
高炉富矿石
≥50
≤0.25
≤0.3
矿石贫化—矿体中围岩碎块、夹石含量过多、导致矿石品位降低。
三、脉石
一般泛指矿体中与矿石伴生在一起的无用固体物质，包括脉石矿物、夹石、围岩碎块。
它们通常在矿石处理过程中被废弃。
夹石：
矿体内部不符合工业要求的岩石，厚度超过了允许范围，称之为夹石，必须将其开采过程中剔除。
四、矿石的矿物
1、矿石矿物
可以被利用的金属矿物和非金属矿物，也称之为有用矿物。
2、脉石矿物
矿石中不能利用的矿物，常与矿物石矿物共生或伴生在一起。
也称无用矿物。
§4矿床类型
一、矿床成因类型
按照矿床的形成作用和成因划分的矿床类型。
对矿床进行成因类型的划分，主要是为了便于研究。
二、矿床工业类型
在矿床成因分类基础上，从工业利用的角度来进行的分类。
一般将作为某种矿产的订来源，在工业上起重要作用的矿床类型，称之为矿床工业类型。
铁：
海相火山喷发沉积变质型；海相沉积型；岩浆、矽卡岩型、热液型。
铜：
斑岩铜矿；海相火山喷发沉积变质；矽卡岩型；热液型。
第二章矿床学基础（下）
矿产是地壳中的矿物资源
通过长期研究发现，我们利用的所有矿产，都产于地壳中的一定位置；矿产的形成与地质作用的发生有密切的关系；同时与地球的演化有着不可分割的联系。
因为地质作用是地球演化过程中一定阶段的产物。
同时据研究，绝大部分矿床其成矿物质来自地壳和上地幔。
因此要了解各种成矿作用，首先有必要了解地球构造及与成矿作用有关圈层的特点。
§1地球构造与成矿作用关系
一、地球构造
用地球物理方法，根据所测地震波速的变化将地球分为三大圈层。
地抗德面为不连续的，高级变质作用，花岗岩化作用和重熔作用（混合岩化）主要发生在此界面以下，并以侵入方式上升到上覆岩层，形成各类花岗岩。
地壳通常指莫霍面以上的硅酸盐层。
二、地壳及地幔成分特征
根据地震波在上地壳中的V相当于在酸性火成岩和变持岩中的速度在下地壳中的V相当于在玄武岩和辉长岩中的V。
因而推测上地壳成份特征为Si—Al质（花岗质层），下地壳为Si—Mg质，相当于中—基性岩的平均成分。
地宙成分在成矿作用过程中的变化。
在稳定大陆地区，具有双层结构的地壳，在地质作用中元素的富集常发生分离，在变质作用达到高级阶段，下部地壳的岩石因T.P的不断加大，发生脱水和部分熔融，致使低熔点的分馏物，先进入熔融体向上移动，使得上部地壳中高度富集造岩元素（Si，Na，K，Ca，Al）稀土，稀有元素及放射性元素。
而下部地壳中这些元素普遍减少，而相对富休大量Mg、Fe、Ni、Mn、Cr，Co，Pt等元素。
地幔岩（三份橄榄岩+一份玄武岩）这种成分的地幔岩在高温（1500℃）时将发生分熔作用：
易熔部分——玄武岩浆；难熔部分——纯橄榄岩。
根据地幔岩在高温时的分熔作用，因此有人认为下部地壳内的玄武岩层就是从地幔中分熔出来的易熔部分组成，而莫霍面下部的纯橄榄岩导驻要是其残留的难熔部分组成。
同时这种元素分离富集特征在成矿作用中是非常重要的。
§2元素的地球化学分类
最常用的有两种：
一、V.M.戈尔德施密特的分类（V.M.Golodsehmidt）
根据电子层结构，原子容积将元素分为四类：
①并铁元素：
原子容积最小，电子层结构复杂，内层有未填满的电子层。
外层电子在一定化学条件下不易被利用来与别的元素结合，往往呈自然状态存在。
最富集中于地球的内核，与基性、超基性岩关系密切。
（Fe，Ni，Co，Pt）
②亲硫（铜）元素
离子外层价电子活泼，最外层有18个电子，常呈离子形式出现。
具亲硫性常与硫形成共价键，结合以各种硫化物出现，与各种岩浆岩关系密切。
最常见：
Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、Bi
③亲石元素：
电子层结构简单，具较大的原子容积，离子最外层有8个电子，也常形成离子，常与O结合的离子型键形成氧化物。
含氧盐（K、Na、Ca、Mg、Al……）。
④亲气元素：
元素在自然界一般化学性质不活泼，呈原子或分子状态的气体，主要存在于大气圈或天然气中。
（H、N、C、O、Cl……）。
⑤亲生物元素：
是生物体内的主要元素（C、H、O、N、P、Cl、K……）。
二、A.H.查瓦里茨基的分类（A.H.Eakapuuknň）
在目前较常用，在讲课中也将会经常提到。
①氢族H
②惰性气体族：
具有稳定结构的电子层，一般不参加成矿He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn。
③造岩元素族：
Li、Be、K、Na、Ca、Mo、Al、Si、Ba、Sr……形成造岩矿物。
④岩浆射气族：
B、C、N、O、F、P、S、Cl，与金属离子形成络阴离子，与碱金属阳离子形成络合物。
⑤铁族元素：
Ti、V、Cr、Co、Ni、Fe、Mn
氧化物
类质同相进入硅酸盐矿物晶格
硫化物
来自于下地壳及地幔组成岩浆矿床的主要成矿元素。
⑥稀有元素族：
Sc、Y、Zr、TR（稀土）、Hf、Mo、Tc、No……独立矿物，类质同象
⑦放射性元素族：
U、Th、Ra
⑧亲硫元素族：
Cu、Pb、Zn、Au、Hg、Ga、Ge……硫化物，值类质同象
⑨铂族元素族：
Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt（自然元素，硫化物，砷化物）
⑩半金属和金属矿化剂族：
As、Sb、Bi、Se、Te……常形成络阴离子
⑾重卤素族：
Br，I，At。
§3元素在地壳及上地幔中的分布规律
搞清元素在地壳及上地幔中的分布特征，即元素在地壳和地幔中的平均含量。
能使人们了解各个地质体中元素迁移和分配的情况，并且能够知道某些成矿元素在自然界中能不能形成独立矿物或集中成矿床。
由于克拉克早在十九世纪最先对地壳内元素分布量作了计算。
因此国际上通常把各种元素在地壳中的平均含量称为克拉克值。
一、概念
克拉克值：
元素在地壳中的平均含量。
（%，g/T，ppm，ppb）
丰度值：
元素在各宇宙体或地壳质体中的平均含量。
二、分布规律
1．元素的分布量在整个地球中分布不均匀，Fe（32%，O（29%），Mg（16%），Si（13%）这4种元素占地球总重量的90%，若加上S、Ni、Ca、Al、Na、Cr、Mn，P八种丰度值较大的元素，共占地球丰度值总数的98.09%。
2．各种元素在地壳和上地幔中的分布量，相差同样很大。
分布量最大的为O（地壳中为46%，上地幔中为43%），分布量最少的是氦（地壳中为1.6×10-9%，上地幔中为1.9×10-10%）。
3．造岩元素，O、Si、Al、Fe、Ca、Na、Mg在地壳和地上幔中均占主导地位，在地壳中占总成分99.4%，上地幔总成分中占99.11%，其余各种元素分量总计不到1%。
4．其它元素上地幔和地壳中元素的富集规律不同。
主要的七种造岩元素丰度值占了地壳和上地幔的99%以上，由于丰度值高常形成一些重要的铁矿、铝土矿以及一些非金属矿产。
大家可能已经发现在国民经济中更重要是一些有色金属、贵金属、稀有金属矿产。
形成这些矿产的却是一些克拉克值非常低的元素（Cu、Zn、Pb、W、Sn、Ag、Au……），看起来这些元素因克拉克值低很难形成矿床，但是自然界却存在着相当数量的这些元素的大型矿床。
这就说明元素的富集可能并不完全决定于克拉克值。
那么又用什么来衡量元素的相对富集程度呢。
浓度克拉克值（B.U.维尔纳茨基）：
某一地质体或地区中某一元素的平均含量与该元素克拉克值的比值。
表示这种元素在地质体或地区中的富集程序，若大于1，则表示相对富集，而小于1，意味分散。
换句话说也就是，若某地质体中某种元素的平均含量大于该元素的克拉克值（地壳中平均含量），则这种元素在该地质体中就得到富集。
Au、克拉克值4×10-7%在某些工业矿床中浓度克拉克值达10000以上。
因此我们知道了，元素富集形成矿床并不完全决定于克拉克值，相当程度上决定于它的浓度克拉克值。
为什么在有些地质体中某些元素常形成矿床也就是这个道理，那么元素又是通过什么方式富集成矿的呢？
浓度克拉克值=
矿体（地质体）→达到最低平均品位（工业品位）
浓度系数=
。
§4元素富集成矿方式
大家知道与国民经济有关的各种金属和非金属元素在地壳中的平均含量一般很低，当它们分散存在时，又能直接为人类所利用。
以铁为例，克拉克值为5.8%，但作为有工业意义的铁矿石最低品位为25~30%，必须将地壳中Fe的平均含量增设5~6倍，才能达到工业要求。
铜也一样，要达到铜矿石的工业品位必须将铜富集到克拉克值的80倍以上。
（Cu克拉克值0.0063%，工业品位0.4~0.5%），因此要形成具有工业意义的矿床，地壳中的元素必须经过集中富集作用。
矿床的形成过程实际上也就是成矿元素在各种地质作用和条件下由分散到集中的过程。
一、基本能量来源
1．重力能——与地心吸引力有关的位能（砂矿床的形成）
2．宇宙能——来自地球以外的外部能（太阳能及其它星球的能量）
3．地球内部热能——放射性元素蜕变形成的放射能及来自地球深部岩浆。
二、成矿方式
1．结晶作用
物质的产生不发生化学反应：
①岩浆结晶作用：
在岩浆冷凝过程中，从硅酸盐熔融体中结晶出矿物的作用。
②热液结晶作用。
③凝华作用：
从炽热的岩浆中的一些易挥发的物质发生气化在火山口，裂隙周围直接结晶形成凝华物。
（热泉口附近的灰华，火山口的自然硫）。
④蒸发作用：
干旱地区降水量<蒸发量，使湖水（海水）中的含盐度不断增高，最后达到饱合而结晶出矿物。
（盐类矿床形成的作用）
2．化学作用
物质的产生发生化学反应：
①化合作用：
各种气体，液体和固体之间发生化学反应而形成矿物。
②胶体化学作用：
胶体溶液的形成不受物质溶解度的限制，因而具有比真溶大得多的携带能力。
Fe、Al、Mn的氢氧化物胶体带正电。
SiO2、金属硫化物的胶体带负电。
同电性相互排斥，呈分散悬浮状。
它们可通过吸附或离子交换，将有用元素固定下来。
③生物化学作用：
生物在生长活动期间，对找矿元素的吸附和聚集，当其死后残骸将成为有用矿物资源。
石油、煤是生物、植物遗体堆积，埋藏而变成的。
生物的活动在磷块岩矿床形成是起着重要的作用。
3．交代作用：
固+液是化合作用中的一种
特指溶液和岩石之间发生的组分带入和带出的化学反应，物质的溶解和沉淀同时进行，致使在整个反应过程中，岩石基本保持固态而且总体积不变。
4．离子交换及类质同象置换作用
YOF+Ca5（PO4）3F→CaF2+YPO4
离子交换在内生和外生作用中都广泛存在，特别是许多稀有、分散元素矿床形成过程中占重要地位。
铌（钽）铁
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