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矿床学.docx

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矿床学

1.何谓矿床、同生矿床、后生矿床和叠生矿床？

矿床:

地壳中由地质作用形成的，其所含有用矿物资源的质和量在一定的经济技术条件下能被开采利用的综合地质体。

矿产在地壳中的集中地。

同生矿床矿体与围岩同时或近同时形成的矿床。

后生矿床矿体明显晚于围岩形成的矿床。

2.何谓矿石矿物、脉石矿物及脉石？

矿石矿物:

矿石中可供利用的矿物（有用矿物）。

脉石矿物:

矿石中不能利用的矿物（无用矿物）。

注意：

矿石矿物与脉石矿物是相对于一个具体矿床而言，在一个矿床中某种矿物可利用是矿石矿物，而在另一矿床或矿体中这种矿物不能利用则是脉石矿物，脉石矿物的概念也是如此（例，自然金和石英）。

脉石:

矿体中的无用矿物及岩石（脉石矿物及夹石（矿体中未达到工业要求的矿物集合体）的统称）

3.矿石的结构和构造各表示矿石的哪些特征？

研究它们有何意义？

矿石构造：

指矿石中矿物集合体的特点，包括集合体的形状、相对大小及空间相互结合关系。

矿石构造基本组成单位：

矿物集合体。

肉眼研究为主，强调现场研究。

矿石结构：

指矿石中矿物颗粒的特点，包括矿物颗粒的形态、大小、及空间相互结合关系，也包括矿物颗粒与集合体的结合关系，以及发育在矿物颗粒内部的结构特点（晶粒内部结构），如双晶、解理、环带等。

矿石结构基本组成单位：

矿物颗粒。

显微镜研究为主。

研究意义：

1矿床成因

2成矿后次生变化

3指导找矿

4矿石技术加工

4.品位、边界品位及工业品位的概念及应用。

品位矿石中有用组分的含量。

1.有用组分表示法

有用元素（多用于金属矿石）；化合物，如WO3、Cr2O3、P2O5、KCl等；用矿物，如云母、石棉、冰洲石等。

2.品位表示方法

百分含量（%）法；克/吨（g/T）法（多用于贵金属）；毫克/吨（mg/T）法（用于金刚石）；克/立方米（g/m3）法（多用于重金属砂矿）；公斤/立方米（kg/m3）法（多用于石棉、云母等）

工业品位目前可供开采利用的矿体或矿段平均品位的最低值。

边界品位矿体边部所允许的最低品位值。

5.一般影响矿石品级的因素有哪些？

品级:

指矿石质量分级，依据：

矿石品位，工艺性能，伴生组分。

伴生组分

指矿石中不具单独开采价值，但能与其伴生的主要矿产同时被开采提取、或影响矿石选冶性能的化学元素。

（1）有益组分

指可综合利用（回收）的组分和能改善产品性能的组分。

例：

铜矿石中的Au、Ag等元素、铁矿中的Mn、V等元素

（2）有害组分

指对选矿和冶炼或对其产品有不良影响的组分。

例：

金矿石中的As、铁矿中的S、P

6.矿体的产状应包括哪些内容？

矿体的产状指矿体在空间产出位置

（1）矿体的空间位置：

走向、倾向、倾角，透镜状、扁豆状和柱状矿体加测倾伏角和侧伏角；

（2）矿体埋藏情况：

露天矿体和隐伏矿体（埋藏深度）；

（3）矿体与围岩层理（片理）的空间关系：

顺层或切层；

（4）矿体与构造的空间关系：

矿体在构造单元中的位置、与褶皱或断裂的关系等；

（5）矿体与火成岩的空间关系：

与侵入体的关系、与火山岩的关系。

1.何谓浓度克拉克值？

它能表示什么问题？

浓度克拉克值：

指一个地质体中某元素平均含量与其克拉克值的比值：

丰度/克拉克值；＞1表示集中，＜1表示分散。

2.何谓浓度系数？

它能表示什么问题？

浓度系数:

元素的工业品位与该元素克拉克值的比值。

浓度系数表示元素在地壳中集中成为矿床的程度。

3.成矿元素在不同岩石种的分布有何规律性？

1.不同元素在地壳和上地幔中的丰度差异很大:

O、Si、Al、Fe、Ca、Na、Mg七元素占地壳的99%以上，其余不足1%。

地幔中元素分布的差异性。

2.同一元素在不同地质体中丰度差异很大。

在一种地质体中集中，而在另一些地质体中分散。

例：

幔源超基性岩富集的元素有Cr、Ni、Mg、Co、PGE；基性岩中富集的元素有V、Ti、Cu、Zn；壳源花岗岩中富集的元素有U、Th、Li、Be、Nb、Ta、W、Sn、Zr、Pb等。

4.元素的丰度与成矿有和关系？

1.正相关：

克拉克值大的元素易成矿、成大矿（例：

铁、金）；元素在丰度高的地质体中易成矿（例：

Cr、Ni、PGE）。

2.负相关：

与元素的克拉克值无关而与特性（聚集亲合能力）有关。

1.何谓岩浆分结矿床？

如何区分早期岩浆矿床和晚期岩浆矿床？

岩浆在冷凝过程中，各种组分在岩浆熔融体中按一定顺序先后结晶析出，同时导致岩浆液相成分发生改变的作用，叫做岩浆结晶分异作用。

由结晶分异作用形成有用矿物的富集而形成的矿床叫岩浆分结矿床，或岩浆分凝矿床。

早期岩浆矿床:

是指岩浆冷凝结晶时,有用矿物较早地从岩浆中结晶和富集所形成的矿床.矿石常具自形-半自形结构,浸染状构造.

晚期岩浆矿床:

有用矿物较硅酸盐矿物从熔浆中晶出较晚,矿石矿物主要是金属矿物充填在硅酸盐类矿物颗粒间或胶结硅酸盐矿物,形成海绵陨铁结构,矿石主要为稠密浸染状、致密块状构造.

2.何谓岩浆熔离矿床？

常见相关矿种有哪些？

矿床有何特征？

在较高温度下的一种均匀的岩浆熔融体，当温度和压力下降到一定程度时，分离成两种或两种以上不混熔的熔融体的作用，叫岩浆熔离作用。

由岩浆熔离作用造成有用组分的富集而形成的矿床叫岩浆熔离矿床。

相关岩体及岩性有何特征？

1.岩浆岩条件

铬铁矿多被认为与地幔热点和大陆裂谷有关，（阿尔卑斯型）铬铁矿矿床常产于大洋板块的增生边界（洋脊裂谷）的板块缝合带与蛇绿岩套有关的镁质超基性岩体，成岩成矿后随大洋板块迁移至板块俯冲消减边界，最终残留于板块碰撞形成的缝合带中。

含矿岩体多由纯橄岩、辉橄岩、辉岩等岩相组成，一般缺少基性岩相。

钒钛磁铁矿多被认为与地幔热点和大陆裂谷有关，一般岩体规模较大，分异良好，具火成堆积构造。

如南非的布什维尔德岩体。

我国已发现的层状岩体超基性岩相多不发育，

铜镍硫化物的形成多与大陆裂谷或大陆边缘深断裂有关,常构成Cu-Ni及PGE硫化物矿床的母岩。

成矿岩体一般规模较小，多次侵位，分异较好。

常见岩相组合类型有橄榄岩-辉石岩-辉长岩-闪长岩,辉石岩-辉长岩,苏长岩-辉长岩,橄长岩-辉长岩等。

金刚石矿床与克拉通部位的深大断裂有关.金伯利岩多产于板块克拉通内部,而钾镁煌斑岩多产于克拉通边缘。

5.岩浆挥发组分及同化作用对岩浆成矿有何影响？

挥发组分：

H2O、CO2、H2S、HCl、…等容易挥发的组分影响:

Ø有利于岩浆的分异作用进行;

Ø有利于成矿元素迁移富集（络合物）;

Ø有利于降低矿物的熔点,导致成矿物质晚期富集;

同化－混染作用：

围岩成分的加入可能引起的有利于成矿的变化:

当围岩中成矿物质含量较高时,与岩浆混合,直接提高了岩浆中成矿物质的含量,有利于岩浆矿床的形成;可以改变岩浆的物理化学条件,加速或延缓岩浆结晶分异作用的进程,当这种改变有利于成矿物质富集时,有利于岩浆矿床的形成。

6.岩浆矿床一般具有些特征？

1）成矿温度高：

1300～500℃；

2）成矿与岩浆具有时、空、物间的生成联系；

3）成矿专属性明显，与特定的岩性岩相有关；

4）赋矿围岩多数就是成矿母岩，岩相分带显著；

5）矿石与岩石矿物组合相同，只是含量有别；

6）围岩蚀变不发育（相对气水热液矿床）。

1.伟晶岩矿床多形成于何种大地构造环境？

其分布有何规律？

多受何种构造控制？

大多数规模巨大的伟晶岩矿床都分布于造山带的褶皱带内。

例如我国新疆阿尔泰造山带、秦岭造山带、以及内蒙、四川等地的伟晶岩矿床。

伟晶岩在空间分布上明显受到构造控制，常成群出现，成带分布。

成千上万条伟晶岩脉，大体相互平行，在一个区域内相对集中，构成“伟晶岩田”；若干个伟晶岩田断续分布，延伸几十到几百公里，宽几公里到10-15公里，构成“伟晶岩带”。

2.分异完全的花岗伟晶岩内部常可分为哪些带？

各带的矿物组合及结构构造有何特征？

（1）边缘带：

该带与围岩接触，带内矿物结晶不好，具典型的细粒结构（<1㎝），断续不连。

主要由长石、石英、云母组成，有时可见少量的石榴石、电气石、绿柱石、偶见稀有元素矿物。

其中金属矿物不具工业意义。

（2）外侧带：

矿物组成与边缘带基本相同。

这一带内绿柱石（Be）,白云母常具工业价值，矿物主要呈粗粒和文象结构；

（3）中间带：

岩脉的主体部分，矿物成分复杂，除主要矿物之外，还含有大量金属矿物等有用组分，如稀有、稀土、分散元素矿物等、绿柱石、锂辉石，因此此带是稀有稀土分散元素矿化最为集中的部位，具较大的工业价值。

呈粗粒结构、文象结构和块状构造。

（4）内核：

位于伟晶岩体的中心部位，常由结晶粗大的石英和长石组成，或仅由石英以及电气石、锂辉石等组成致密块状内核。

有时亦可构成晶洞，可有质量较好的水晶产出。

此外，在许多伟晶岩矿区，常有更晚期的裂隙充填-交代型石英脉叠加在上述各带之上，而往往在这种具有充填-交代作用的脉中有更具工业价值的金属组分。

3.含矿的伟晶岩多具哪些特征？

常见相关矿种多产于伟晶岩的何种部位？

1、接触交代矿床多形成于何种大地构造环境？

矿体的空间分布有何规律？

1.地槽中最发育，可发育于各个时代的地槽中，褶皱回返可带来大量岩浆；

2.活动地台边缘、断陷带都有较复杂的多期岩浆活动，由于经过长时间的地壳下降，有大量硅酸盐类岩石，故形成较多矽卡岩矿床。

2、与接触交代矿床有关的岩体多具哪些特征？

多形成于何种构造部位？

1.同时矿化型：

矽卡岩矿物与有用矿物形成基本同时，矿体与矽卡岩体空间一致；

2.继承矿化型：

有用矿物形成紧接矽卡岩后，矿体分布于矽卡岩体的局部地段；

3.叠加矿化型：

有用矿物形成明显晚育矽卡岩，矿体可以分别在矽卡岩中，也可分布在围岩中。

3、何种侵入体和围岩有利于矽卡岩及接触交代矿床的形成？

围岩成分对形成的矽卡岩类型及矿种有影响？

侵入体：

1.中酸性钙碱性岩浆岩对形成矽卡岩矿床最为有利；

2.多次侵入的复式岩体对形成矿床有利；

3.具有一定的专属性：

若K+Na>20%，则形成以铁铜为主的矽卡岩系列；<，且K

4.岩相学标志：

多数和矽卡岩有关的岩体都是中深或深成相的燕山期的小岩体。

围岩：

1.围岩碳酸盐岩富含Ga，其中碳酸盐类岩岩石占95%以上，有不同的岩石化学组成的围岩形成的矽卡岩类型、含矿性都不同；

2.矽卡岩矿床的形成于一定的地层层位有关，形成矽卡岩矿床需要特殊配方：

当[围岩（MgO+CaO）]/[岩浆（SiO2+Al2O3）]位于0.75-1.24之间时，是形成矽卡岩矿床最为有利的围岩条件。

4、矽卡岩矿床常可分为哪些矿化期和矿化阶段？

各有何代表性的矿物组合？

两期五阶段

1.矽卡岩期：

主要形成各种钙镁铝的无水硅酸盐矿物，无石英出现。

a.干矽卡岩阶段：

以岛状、链状的无水硅酸盐矿物为主，是超临界流体条件下形成的，呈酸性，一般无硫化物，主要矿物是硅灰石、透辉石、钙铁辉石、钙铝榴石、钙铁榴石、方柱石等。

b.湿矽卡岩阶段：

挥发分富集，溶液为弱酸性或中性，是气成到高温阶段流体条件下形成的，以双链、带状、复链构造的含水硅酸盐矿物，主要矿物有阳起石、透闪石、角闪石、绿帘石类等，出现大量磁铁矿，又陈伟磁铁矿阶段。

c.氧化物阶段：

是矽卡岩期与石英-硫化物期的过渡阶段，为高温热液条件，形成层状、架状硅酸盐矿物，主要形成长石类矿物如正长石、酸性斜长石，云母类矿物如金云母及少量黑云母。

2.石英-硫化物期：

二氧化硅不在与钙镁铝铁形成矽卡岩矿物，而是独立地形成大量的石英，并伴有典型的热液矿物（绿泥石、方解石），有大量硫化物出现。

a.早期硫化物阶段：

硅酸盐矿物为高温交代，形成脉石矿物绿泥石、绿帘石、绢云母、硅酸盐等矿物。

矿石矿物有铜铁铝铍等的硫化物；

b.晚期硫化物阶段：

除交代外，还有石英，特别是碳酸盐类矿物明显增多。

金属矿物主要为方锌矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿。

主要为中温热液条件下的产物。

5、在接触交代矿床中，控制矿体分布的构造有哪些？

通常以那一种最常见（重要）？

1.受接触带形态、产状的控制

a.“整合”接触：

火成岩接触体与围岩平行产出，不利于交代作用；如果围岩活动性过大，则可形成层状、似层状矽卡岩矿床。

b.“不整合”接触：

接触面的产状与围岩不平行，利于矿床形成。

2.围岩层理、层间破碎带及构造裂隙：

若层理发育，特别是不同岩性岩层之间的层间剥离、层间破碎带，有利于矿床形成。

3.断裂裂隙构造切开构造带，比较发育，有利于其形成，使剧烈接触带较远的地方也可以成矿。

4.褶皱构造的倾伏段及褶皱方向、性质发生变化的地方利于矿床形成。

5.捕虏体，沿捕虏体边缘或裂隙也可以形成矽卡岩矿床。

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•1、热液中硫的性状对热液矿床形成有何影响？

多数硫化物形成在和条件下？

含矿溶液中硫的多少与H2S的解离有关，H2S的解离形式与温度有关。

①T>1500℃，H2S将分解为H2和S2分子,随着温度降低，又结合成H2S。

T>400℃,P=1.013×105Pa2H2S（g）=2H2（g）+S2（g）

②高温热液阶段300~400℃，H2S以中性分子形式存在，不参与化学反应，因此很少有硫化物出现。

即使有也是些低硫化合物。

③中温阶段：

300~200℃，随着温度的下降，H2S在水中的溶解度增大，同时将发生电离作用。

H2S的离解程度与它在水中的溶解度呈正比。

④低温热液阶段：

T<200℃

气水热液运移到地表浅处，氧气较充足，溶液中的硫为高价硫，形成一些硫酸盐矿物（重晶石、石膏、天青石、明矾石等）。

☐硫化物大量形成于中→低温热液阶段。

☐同时[S-2]的浓度与溶液溶解的H2S的浓度成正比。

与溶解在溶液中的[H+]2浓度成反比。

☐因此硫化物往往是在碱性或弱碱性、还原条件下形成的。

•2、金属元素在热液中可能的迁移形式有哪些？

1．胶体形式搬运①胶体质点具有特别大的表面积，具巨大的表面能和吸附力。

②胶体质点带有一定的电荷。

同一胶体中由于相同电荷而排斥，保持胶体的稳定性。

③胶体溶液能在任何物理化学条件下产生。

且在低温条件下特别稳定。

胶体在高温时是不稳定的。

2．卤化物形式搬运主要是Cl—、F-化物，卤化物的特点是在高温下稳定，易于搬运，低温特别是在有H2S存在时将发生沉淀。

3．络合物形式搬运由一个中心阳离子和若干个配位体组成络阴离子团。

在自然界这类配位体有：

Cl-、F-、O2-、S2-、OH-、HS-等。

络合物在高温、低温下均较稳定，因此易于长距离搬运。

络合物的种类多种多样，目前最重要的络合物是硫氢络合物Rn[Me（HS）m]和氯络合物Rn[MeClm]。

•3、热液成矿作用的类型及鉴别标志有哪些？

1．充填作用：

含矿气水热液在化学性质稳定的围岩中运动时，热液与围岩间没有物质交换和发生化学反应。

当物理化学条件改变时，热液中的成矿物质沉淀于各种裂隙中。

标志：

①矿体形态决定于裂隙的形状，常有系统性、规则性，多为脉状，与围岩的界线清楚。

矿物从裂隙两壁向中心发生周期性连续沉淀。

②矿石具有特殊的构造：

对称带状构造（边部先晶出相同的矿物）梳状、晶簇状构造、角砾状构造、晶洞构造。

矿物沉淀从裂隙壁开始，向中心生长形成细长的晶体群垂直两壁。

③矿脉中晶体的生长，具单向发育特点，由脉壁向中间生长，靠中间一端晶体完整。

④在矿体形成的主体阶段无明显的交代现象（在成矿晚期不必可避免存在围岩蚀变现象）。

2．交代作用：

含矿气水热液在运移过程中与围岩发生化学反应，使围岩中原有矿物溶解、排除而形成新的矿物。

原有矿物溶解与新矿物淀出基本同时进行。

并且被交代的地质体始终保持固态、交代前后体积不变。

标志：

①矿体形态不规则，常切割围岩层性，与围岩界线不清常呈过渡关系。

②矿体中常保留未被交代呈岛状围岩残留体，这些残留体常保留原岩的构造方位。

③交代作用形成的矿物晶体不受空间限制，各方向生长力均匀、晶体发育完好。

④新矿物常呈现被交代矿物的假象。

•4、何谓围岩蚀变？

研究围岩蚀变有何意义？

掌握高温、中温、低温围岩蚀变类型及相关矿产各一个。

岩石在含矿热液的作用下，将发生一系列旧矿物被新矿物置换的交代作用，使岩石结构、构造、矿物成分发生变化。

这种作用称蚀变，当发生在矿体附近的围岩中时称之为围岩蚀变。

意义：

①根据蚀变矿物可分析含矿溶液的成分性质和成矿时的温度和压力，推断矿床形成时的物理化学条件及成因。

②找矿标志：

围岩蚀变的分布往往比矿体范围大得多。

一定的矿产与一定的蚀变关系密切，云英岩化伴有W、Sn、Mo矿化。

青磐岩常伴有Cu、Au、Ag及多金属矿化。

1、如何识别高、中、低温热液矿床？

1、高温热液矿床

a、成矿温度：

＞300ºC

b、矿物组合：

黑钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、磁铁矿、镜铁矿、绿柱石、锂云母、黄玉、铌（钽）铁矿、萤石等。

c、围岩蚀变：

钾长石化、钠长石化、云英岩化、电气石化、硅化等。

2、中温热液矿床

a、成矿温度：

200—300ºC。

b、矿物组合：

黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等。

c、围岩蚀变：

绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化、硅（石英）化等。

3、低温热液矿床

a、成矿温度：

＜200ºC。

b、矿物组合：

辉锑矿、辉铜矿、辰砂、雄黄、雌黄、金银的硒化

物及碲化物等。

c、围岩蚀变：

高岭土化、白云石化、明矾石化、玉髓化及蛋白石化。

2、岩浆热液矿床具有哪些识别特征？