地球矿产资源及其形成作用(3)
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地球矿产资源及其形成作用(3)
胡经国
第二章矿产资源基本概念
一、矿产资源概述
1、矿产资源及其种类
矿产资源(Mineral Resources),又叫做矿物资源,是指经成矿地质作用而形成,天然赋存于地壳内部或地表、埋藏于地下或出露于地表,呈固态、液态或气态,并且具有开发利用价值的矿物或有用元素的集合体。
根据中国《矿产资源法实施细则》第2条规定,所谓矿产资源是指由地质作用形成的,具有利用价值的,呈固态、液态、气态的自然资源。目前,中国已发现矿种171个,可分为能源矿产(如煤、石油、地热)、金属矿产(如铁、锰、铜)、非金属矿产(如金刚石、石灰岩、粘土)和水气矿产(如地下水、矿泉水、二氧化碳气)四大类型。
目前,全球已知的矿产资源有170多种,其中80多种应用比较广泛。按其特点和用途,矿产资源通常分为以下四大类型:能源矿产11种;金属矿产59种;非金属矿产92种;水气矿产6种。
2、矿产资源的特性
矿产资源是重要的自然资源。它是经过几百万年甚至几亿年的地质作用才形成的。它是人类经济和社会发展的重要物质基础。开发利用矿产资源是现代化建设的必然要求。现代人类社会的生产和生活都离不开矿产资源的开发和利用。
矿产资源属于非可再生资源,其储量是有限的。
矿产资源的特性主要有耗竭性、隐蔽性、分布不均衡性和可变化性四种特性。
二、矿石及其品位的定义
矿石(Ore)是指可从中提取有用组分或其本身具有某种可被利用的性能的矿物集合体。矿石中可被利用的矿物——矿石矿物可分为金属矿物和非金属矿物。
矿石中有用组分(元素或矿物)的单位含量称为矿石品位(Ore Grade)。金、铂等贵金属矿石的品位用克/吨表示;其他矿石的品位常用百分数表示。
通常用矿石品位来衡量矿石的价值。但是,在矿石中无用矿物或其有用成分含量甚微而不能利用的矿物的成分和有害杂质的多少,也会影响矿石价值。
矿石的概念是相对的。随着人类对新矿物原料要求的不断增长和工艺技术条件的不断改进,无用的矿物也可以成为矿石矿物。确定矿与非矿的主要因素
是对矿石品位的要求。
三、矿体概述
㈠、矿体的定义
矿体(Ore Body,或Mass of Ore)是指含有足够数量矿石、具有开采价值的地质体,是赋存于地壳中或地球表面并且具有各种形态、产状和一定规模的矿石自然聚集体,是矿床的基本组成单位。
㈡、矿体与围岩
矿体周围的无经济意义的岩石称为矿体的围岩。矿体与围岩的界限有的截然清楚,而有时二者则呈逐渐过渡关系。
在后一种情况下,矿体的界限需要根据采样的成分分析所测定的边界品位(见矿产工业指标)加以确定。也就是说,矿体边界的确定受工业指标的限制,其形态、产状和品位等随矿产工业指标的不同而不同。
㈢、矿体中的脉石
在矿体中与矿石伴生的无用岩石,称为夹石或脉石。
四、矿床概述
㈠、矿床的定义
矿床(Mineral Deposit)是指在地壳中由地质作用形成的、其所含有用矿物资源的数量和质量在一定的经济技术条件下能被开采利用的综合地质体。它是由于地质作用而形成的、有开采利用价值的有用矿物的聚集地。一个矿床至少由一个矿体组成,也可以由两个或多个甚至十几个乃至上百个矿体组成。
矿床的概念包括地质和经济双重含义。矿床是地质作用的产物,但是又与一般的岩石不同,它具有经济价值。矿床的概念随着经济技术的发展进步而变化。例如,在19世纪时,含铜量高于0.5%的铜矿床才有开采价值。随着科技进步和采矿加工成本的降低,含铜量仅为0.4%的铜矿床已经被大量开采。
矿床是自然界中分散存在的矿质富集到一定程度的产物。例如,铁在地壳中平均含量约为5%,铁矿石最低可采品位为25%,铁必须经过地质作用富集到5倍以上,并且具有一定规模,才能成为矿床。导致有用元素或矿物高度富集的地质作用称为成矿作用。发生明显矿化的地点称为矿点。
矿床是矿产在地壳中的集中产地。矿床周围的岩石叫做围岩,而提供矿床中成矿物质来源的岩石叫做母岩。
㈡、矿床构造的定义
矿床构造(Mineral Deposit Structure)是指在矿床范围内,控制矿体的空间分布和形状、产状、规模的地质构造因素的总和。它是矿田构造的组成部分。
㈢、地质构造对矿床形成的控制作用
地质构造因素对矿床的形成具有重要的控制作用。构造活动既是驱动含矿流体运动的动力,断层、裂隙等地质构造又是含矿流体运移的通道和矿石堆积
的场地。矿体的形态和产状在很大程度上受地质构造控制。当矿床在形成以后又遭受构造变形时,常使矿体的形态、产状发生明显变化。
地质构造因素是控制矿床形成和分布的重要因素,历来受到找矿勘探和矿山地质工作者的广泛重视。
五、矿田概述
㈠、矿田的定义
矿田(Ore Fields)是指地壳上的某一含矿地段,包括在成矿地质构造、物质成分和成因上相近似的一系列矿床和矿点。与煤田、油田等概念相对应,矿田一般指金属或非金属矿床的聚集地段。
㈡、矿田构造的定义
矿田构造(Ore Field Structure),又叫做矿田地质构造,是指在矿田范围内控制矿床的形成(矿化聚集)、改造、空间分布和形态的地质构造因素的总和。
近年来,随着对典型矿床的深入研究、深部找矿工作的开展和成矿理论的探讨,矿田构造研究工作有了较大的进展,形成了一些新的研究方向,开辟了一系列新的研究内容和方法。矿田构造学正逐步成为矿床学和构造地质学之间的一门分支学科,对研究成矿理论和解决矿产勘探工作中的实际问题发挥着日益重要的作用。近年来,随着板块构造理论的发展和矿床学研究的深入,依据区域成矿规律和矿床模式指导找矿取得了巨大的进展,而相应的矿田构造理论和实践还比较薄弱,亟待加强。深入开展矿田构造领域相关问题的研究显得尤为迫切。
如果说研究成矿大地构造有助于认识大区域内矿床的形成和分布规律,对找矿有重要的意义,那么研究矿田、矿床构造则可掌握控制矿床和矿体形成、改造、产状、分布的地质构造因素,对于详查、勘探和采矿都具有重要的意义。
六、成矿作用概述
㈠、成矿作用的定义
成矿作用(Mineralization),即矿床的形成作用,是指在地球的演化过程中,使分散在地壳和上地幔中的化学元素,在一定地质环境中相对富集而形成矿床的作用过程。成矿作用是地质作用的一部分。因此,成矿作用和其它地质作用一样,按作用的性质和能量来源可以分为内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用,相应地形成内生矿床、外生矿床和变质矿床。
㈡、矿床形成的基本因素
矿床的形成必须具备三个基本因素,即成矿物质来源、成矿环境和成矿作用。因此,在一个比较完整的矿床分类中,应该包括这三个基本因素。在这三个基本因素中,成矿作用是划分矿床成因类型的首位因素。因为,不管成矿物质来源如何,它们总是要通过一定的成矿作用才能形成各种各样、千差万别的矿床。成矿环境是基本因素,影响着矿床的产生和分布。成矿物质来源是重要因素,是矿床形成的必要条件。