第三章 成矿作用总论
矿床学题库（整理完毕）
矿床学一、名词解释§1 绪论1、矿产资源（矿产）：在自然界（地壳内/地表）产出的，由地质作用形成的，具有经济价值的有用矿物资源。
它具有三重属性：①地质属性②经济属性③环境属性2、矿床（mineral deposits）：是矿产在地壳中的集中产地。
确切地说，矿床是指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地质体。
矿体(orebody)：是指在自然界中产生的，由地质作用形成的，矿床中金属或其他有用物质富集的地质体。
矿体是矿床的基本组成部分。
3、矿床学：是研究在地壳中形成条件、成因和分布规律的科学。
它是直接应用于矿物资源的开发和利用的地质学科。
§2 有关矿床的基本概念1、同生矿床（syngenetic deposit）：指矿体与围岩在同一地质作用过程中，同时或近于同时形成的。
如由沉积作用形成的沉积矿床以及在岩浆结晶分异过程中形成的岩浆分结矿床等，都属于同生矿床。
后生矿床（epigenetic deposit）：矿床的形成明显地晚于围岩的一类矿床。
其矿体和围岩是由不同地质作用和在不同时间形成的。
如沿地层层理面或穿切层理的各种热液矿脉，属于典型的后生矿床。
2、围岩/主岩（country rock, wall rock, host rock）：矿体周围的岩石。
矿体与围岩的界限有的清楚，有的呈渐变过渡状。
母岩／源岩／矿源层（parent rock, mother rock / source rock / ore source bed）：矿体形成过程中，提供主要成矿物质的岩石，它与矿床在空间上的成因上有密切的联系。
有些矿床，围岩即母岩，如岩浆结晶分异的铬铁矿床。
3、矿脉：产在各种岩石裂隙中的板状矿体，为典型的后生矿床，据矿脉与围岩的关系，分为层状矿脉和切割矿脉。
矿层：指沉积生成的板状矿体，矿体与岩层是在相同的地质作用下同时形成的。
基性－超基性杂岩中的铬铁矿也称层状矿体。
第03章-成矿作用总论
成矿作用总论
4. 元素的富集和成矿
—胶体化学作用：胶体是自然界广泛存在的一种分散 体系，其性质介于悬浮液和真溶液之间，胶体粒子 带有一定的正电荷或负电荷。当胶体溶液因某种原 因（电解质作用、电性中和、蒸发、pH值变化等） 而失去稳定性，胶体粒子发生凝聚，形成较大的粒 子，并在重力的影响下发生聚沉。
—碱土金属与碱金属元素都属于亲石元素，主要为成岩元素， Li, Be产于伟晶岩中； Na, Mg, Al, Si, K, Ca为一般岩石 矿物的主要组成元素；Rb, Cs, Sr, Ba、稀有金属可以形成 独立矿物
—一些稀有元素，Sc, Y, Zr, Hf, Nb, Ta, REE 一般形成 氧化物，可以形成独立矿物或作为伴生微量元素出现
具有比较大 的原子容积， 挥发性强， 主要呈液态 或气态存在 于水圈和大 气圈。
成矿作用总论
3. 元素的共生规律及地球化学分类
亲生物元素（Biophile elements）
也叫生命元素，是构成生命有机体的主要
元素，与生命活动有关，主要是 C, H, O,
N, P, S, Cl, Ca, Mg, K, Na等。
大洋地壳：厚5-10 km，平均7 km
—洋隆和海山地区：厚可达10 km以上 —洋中脊地区：厚度仅约1-2 km
成矿作用总论
1. 地球结构与矿化关系
洋脊与岛弧
洋中脊：软流层物质上涌和对流的中 心；岩石圈厚度极小；高热流、低密 度、低地震波速度；强烈的玄武质火 山活动
—火山成因块状硫化物（VMS）矿床
成矿作用总论
元素的丰度值及其成矿意义
元素的地球化学性质及成矿条件
—地壳克拉克值较低但聚集亲合能力较强的元素， 也能聚集成大矿：如Au的克拉克值仅为4 ppb，但
成矿作用及成矿系统
内生成矿作用
主要由于地球内部能量，包括热能、动能、 化学能等的作用，导致形成矿床的各种地质 作用。除了到达地表的火山成矿作用并相应 形成火山成因矿床外，其他各种内生成矿作 用都是在地壳内部，即在较高温度和较大压 力条件下进行的
内生成矿作用按其含矿流体性质和物理化学条件不 同可分为以下几种： 岩浆成矿作用：指在岩浆的结晶和分异过程中，有 用组分富集成矿的作用，这种作用形成的矿床叫岩 伟晶成矿作用：指富含挥发组分的熔浆，经过结晶 浆矿床。含矿岩浆经过比较完全的分异作用使铁、 分异和气液交代，使有用组分聚集成矿的作用，这 铜、镍、铬等金属及其化合物高度集中而成的熔浆 种作用形成伟晶岩矿床； 热液成矿作用：在含矿热液活动过程 (包括与围岩的 称为矿浆，矿浆沿母岩中裂隙贯入而生成贯入矿体 相互作用过程 (多为富矿)； )中，使有用组分集中成矿的作用，其 接触交代成矿作用：在岩浆侵入体与围岩接触带上， 形成的矿床称热液矿床(见气化热液矿床)。热液矿床 主要由于气水溶液的交代作用而使成矿物质富集的作 的形成条件复杂多样，矿床数量很多； 用，其形成的矿床叫接触交代矿床。由于这类矿床经 常产在侵入岩与碳酸盐岩之间并形成典型的夕卡岩矿 物组合，故也称夕卡岩矿床
变质成矿作用
指在接触变质和区域变质过程中所发生的成矿 作用或使原有矿床发生变质改造的作用，其所 形成的矿床称变质矿床。变质成矿作用发生在 地壳内部，成矿的温度和压力较高
按照成矿的地质环境和成矿方式，变质成矿作用可 分为： 接触变质成矿作用：指侵入体与围岩接触时，围岩 受热变质重结晶而形成矿床的作用，所形成的矿床 区域变质成矿作用：指在区域变质作用下，使有用矿 称为接触变质矿床； 物富集的作用，所形成的矿床称为区域变质矿床； 混合岩化成矿作用：指在深变质条件下，由于富碱 硅质深熔熔浆和变质热液交代而发生混合岩化的过 程中，使围岩中的有用物质活化转移而在有利条件 下富集成矿的作用，这种作用形成ห้องสมุดไป่ตู้矿床叫混合岩 化矿床。
成矿作用总论总结
第三章成矿作用总论一、元素的共生规律成矿元素常常表现出与某些岩石类型之间存在不同程度的亲疏关系——岩石的“成矿专属性”。
由于岩石与成矿元素之间存在着专属性，导致了在矿田、矿床范围内成矿元素的共生（共同富集）。
如Fe矿石中富集V、Ti、Cr…，作为有益的伴生组份，可以单独回收，也可以作为天然合金矿石提高产品的技术性能。
为了说明元素的共生规律，曾有多种关于元素的地球化学分类。
戈尔德施密特分类——依据地球层圈结构、原子体积和电子层结构:亲铁元素、亲硫元素、亲石元素、亲气元素二、元素的迁移成矿作用的本质是元素的迁移，并导致有用元素的富集或无用物质的分散和迁出。
1、元素迁移（1）导致元素迁移的原因；（2）衡量元素迁移能力的标志三、成矿作用1、成矿作用方式（1）结晶作用——封闭的物理化学体系，所形成的物质来源于流体自身。
岩浆中：铬铁矿、磁铁矿、金刚石等地表水：Na++Cl-＝NaCl （石盐）（2）交代作用——开放体系中流体携带的组分对岩石矿物成分的全部或部分代换。
新矿物的形成与旧矿物的消失同时发生；交代前后体积基本保持不变。
A保持原矿物晶格类型的交代作用；B原矿物被分解，部分组分保留（矽卡岩型矿床中：钙铁榴石 磁铁矿+ 阳起石）；C主成分没有联系的交代作用（石英脉中石英被黄铁矿交代：磁铁矿直接交代大理岩）（3）吸附作用：粘土颗粒、胶粒、微生物，由于具有很大的比表面而具有吸附性，可以选择性吸附不同的成矿元素离子或离子团，在适宜的条件下沉淀下来，富集成矿。
黑色页岩型矿床——Mo、V、Co、Ni、Mn、P、U、Au、Ag、Cu…粘土风化壳中REE矿床原生铜矿氧化带（4）胶体聚沉作用：胶体的性质之一是带电性；吸引和排斥力保持平衡，胶体溶液稳定，其中的成矿物质得以搬运；一旦力的平衡被打破，胶粒的碰撞就会导致矿质的沉淀。
（5）生物－化学作用：A生物、微生物的新陈代谢；B生物生命活动影响环境，导致成矿；C生物遗体的堆积、分解，成矿2、成矿作用类型（1）内生成矿作用：成矿作用发生在地下深处、成矿条件是高温高压、能量来源——自能（放射性元素衰变能… ）（2）外生成矿作用：成矿作用发生在地表或近地表（几十到几百米深度）、常温常压、太阳能（3）联生成矿作用：内生成矿与外生成矿的过渡、两类同时作用、成矿发生在地表一定深度（4）叠生成矿作用：两次及两次以上的成矿作用在同地重叠内生+外生内生矿床的次生富集外生+外生沉积矿床次生富集外生+内生沉积改造矿床形成内生+内生变质岩浆矿床形成四、矿床成因分类：根据成矿物质来源分类（谢家荣，等）根据岩石建造分类（Stanton)根据温压条件分类（Lindgren）根据成矿作用分类（多家，袁见齐等）根据构造环境分类（Mitchell等）本教材是以成矿作用为纲进行分类的（p30）本人倾向1、内生矿床：岩浆矿床、伟晶岩矿床、气水热液矿床、变成矿床2、外生矿床：风化矿床（岩石风化矿床）、沉积矿床、机械沉积矿床（砂矿）、蒸发沉积矿床（盐类矿床）、胶体化学沉积矿床、生物化学沉积矿床3、联生矿床：火山喷流沉积矿床( 热水沉积矿床）、火山沉积矿床、能源矿床地热资源4、叠生矿床（改造矿床）：沉积－热液改造矿床（层控矿床）、受变质矿床、原生矿床次生变化。
2013年中国地质大学(武汉)矿床学复试大纲
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一、试卷结构试卷结构1.矿床学专业初试题型及比例名词解释，约26.7%简答题 约33.3%论述题 约40%2.矿产普查与勘探专业复试题型及比例论述题（4个题，每题25分，共100分）二、考试内容及考试要求考试内容及考试要求矿床学是矿物学．岩石学．矿床学学科最重要的专业课程之一，也是矿产普查与勘探学科的骨干课程。
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。
针对21世纪人类社会可持续发展的需要，矿床学作为一门指导矿产资源寻找和利用的重要地质学科，其研究理论和研究方法发展迅速，研究内容不断拓宽，出现了新的趋势：全球化和矿业开发与环境保护一体化。
本考试大纲限于矿床学范围，要求考生准确掌握矿床学的基本概念．基本理论和研究方法，熟悉不同类型矿床成矿作用特征和成因机制，根据矿床地质特征和实验分析数据对成矿作用和矿床成因进行综合分析。
一）考试内容考试内容（一）矿床学的研究对象和研究方法1. 矿床学的研究对象2. 矿床学的研究方法3. 矿床学的研究任务（二）有关矿床的一些基本概念1. 矿产和矿产种类划分2. 矿床．同生矿床．后生矿床和叠生矿床3. 矿体．矿体的形状和产状4. 围岩．母岩．矿源岩和矿源层5. 矿石．矿石矿物．脉石矿物．矿石结构和矿石构造7. 矿石品位和矿石品级8. 决定矿床工业价值的因素9. 矿床成因类型和矿床工业类型（三）成矿作用总论1．地球演化与矿产的形成．板块运动与成矿作用．地壳和上地幔与成矿作用的关系．元素在地壳及上地幔中的分布特征及其成矿意义．元素的共生规律及地球化学分类．元素的富集和成矿．2．成矿作用，包括内生成矿作用．外生成矿作用．变质成矿作用．叠生成矿作用，矿床的成因分类（四）岩浆矿床1．岩浆矿床的概念．特点和工业意义，2．岩浆矿床的形成地质条件，3岩浆矿床的形成作用（岩浆分异作用．岩浆熔离作用和岩浆爆发作用）和矿床分类（岩浆分结矿床．岩浆熔离矿床．岩浆爆发矿床）（五）伟晶岩矿床伟晶岩矿床的概念．特点，伟晶岩矿床的形成条件，伟晶岩矿床形成过程和成矿作用（结晶作用．交代作用）（六）气水热液矿床概论热液及其在成矿作用中的意义．热液的来源．主要成分和性质．气水热液中成矿元素的搬运和沉淀．气水热液的运移，气水热液矿床的成矿方式，气水热液矿床围岩蚀变，气水热液矿床成矿温度和压力的测定，气水热液矿床的矿化期．矿化阶段和矿物生成顺序，气水热液矿床原生分带（七）接触交代矿床（矽卡岩矿床）接触交代矿床（矽卡岩矿床）概念．特点，接触交代矿床的形成条件．接触交代矿床成矿作用和成矿过程（八）热液矿床热液矿床的概念与特点，各类热液矿床（与花岗岩有关的钨．锡．铍．铌．钽．稀土热液矿床（云英岩型．钠长岩型．石英脉型），破碎带蚀变岩型金矿．卡林型金矿，热水喷流-沉积型(SEDEX)铅锌矿床，低温热液汞．锑矿床等特征．形成作用和形成条件。
成矿作用总论.ppt
2005-11-04
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3、元素丰度与成矿的关系
1）、相关性： A、克拉克值大的元素易成矿、成大矿。（例铁、 金）
B、元素在丰度高的地质体中易成矿。（例Cr、 Ni、PGE） 2、不相关：
与元素的克拉克值无关而与特性有关。（例
Sb的克拉克值为0.00006，可形成10万吨以上的大
矿床。相反，Ga的克拉克值为0.0018，仅能形成
结晶分异、熔离分异矿床
——与镁铁质火山作用有关的矿床：块状硫化物矿床
MSD （Massive Sulphide Deposits）
——金伯利岩Kimberlite中的金刚石矿床、碳酸岩中
的稀有元素矿床、安山岩中的磁铁矿矿床
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(2)地壳深部来源（花岗岩类来源，或“硅铝质 岩浆重熔混浆源”）：这主要是指在地壳的深 部（一般大于15公里，温度600~700℃以上，压 力大于200MaPa），发生硅铝质地壳的改造、 变质和重熔，产生花岗岩。 （3）地壳表层来源 ：指来源于含矿建造（或 矿源层）、与岩浆或混浆作用无关的、由地下 水或上升的非岩浆热液溶解萃取的物质.
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（二）、元素富集成矿的方式方式
1、结晶作用
该作用是在封闭的物理-化学体系中，所形成的物
质来源于流体自身。包括岩浆中的结晶、溶液中的结晶
及凝华结晶。
1）、岩浆结晶作用：当岩浆冷凝到一定程度时，达到
了其中某一矿物的饱和点，矿物就会从岩浆中结晶出来，
如磷灰石、磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿、金刚石等。
2）热液中：
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岩浆：
这主要是指硅酸盐熔浆，这种成矿流体主要由硅酸盐 成分组成，温度高（1000℃左右），压力大，成矿物 质往往与成矿流体一致，即二者同源。
第三篇矿石及其成矿作用
2、圈定工业矿体边界的几个指标
矿产工业指标是圈定矿体计算储量的依据，也是 区分能用储量、暂不能利用储量和废石三者的界线 标准。主要内容有： 1) 可采厚度：又称最小可采厚度，是指矿石中有用 组分含量符合工业品位要求时，在当前经济技术条 件下可以开采出来的矿层或矿体的最小厚度。但是， 有些矿体虽然厚度小于可采厚度，但是有用组分品 位很高，即使把部分围岩开采进来也是有利的，这 时就可用最小可采厚度与最低工业品位的乘积，即 “最低米百分比”作为确定工业矿体的指标。例如 一些金矿脉。
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2、矿石中有用有害元素的存在状态
是拟定选矿方法、工艺流程的一个主要依据，因 此也是评价矿石的主要标志。就有用组分来说， 对矿石质量的评价还不能只是看有用元素在矿石 中的品位，还需要查明它们的赋存状态。
3、矿石中的伴生组分
矿石中伴生组分的百分含量、赋存状态也是评价 矿石质量的主要指标之一。例如铁矿石中的Mn、 Ni、Co等，一般情况下是有益组分，但如果是以 硫化物形式存在，而硫又是铁矿石的有害杂质， 在这种情况下，这些有益组分就需要在选矿过程 中分出，另行回收。
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地壳物质组成的不均一性
地壳的平均厚度为33公里，但变化较大。 同样，由于岩石圈内各种地质作用，导致 地壳内的物质组成的不均一性。 总体而言，各种元素在地壳中的平均含量 一般都是很低的，达不到工业利用的要求。 元素通过迁移和富集作用，在局部地段堆 积并达到可供工业利用的程度时，构成了 矿床。
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1、矿石的构造 组成矿石的不同矿物集合体之间或矿物 集合体与其他组成部分之间的形状、相 对大小和空间上的排列方式、充填方式 等方面的形态特征。它反映的是矿物集 合体的特点。 常见的构造有：块状构造、浸染状构造、 斑杂状构造、条带状构造、角砾状构造、 脉状及网脉状构造、胶状构造、土状构 造、蜂窝状构造等。
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• 火山口：２Ｈ2Ｓ＋Ｏ2＝２Ｓ＋２Ｈ2Ｏ；
•
２ＦｅＣｌ3＋３Ｈ2Ｏ＝Ｆｅ2Ｏ3＋6ＨＣｌ
• 不同溶液的混合、气液反应、气固或液固间都可
能发生反应，自然铜是化合作用的结果：
–Ｃｕ2Ｓ＋３ＣｕＳＯ4＋４Ｈ2Ｏ＝5Ｃｕ＋４ＳＯ42-＋8Ｈ+； –２Ｃｕ2Ｓ＋５Ｃｕ2+＋５ＳＯ42-＋1/2Ｏ2 –＝９Ｃｕ＋７ＳＯ42-＋１４Ｈ+； –２Ｃ＋２Ｈ2Ｏ＋４Ｃｕ2+＝ＣＨ4＋ＣＯ2＋４Ｃｕ
• 4、亲气元素
• 以气态为主要存在状态的元素，常易于形成易溶、易挥 发的化合物，由于其较大的流动性，是有利于成矿元素 的迁移富集的。
– 亲气元素是岩浆射气的主要成分，如Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、 Ｐ、Ｓ、Ｃｌ，包括主要的卤素元素，常与金属元素形成络 合物或络阴离子：
– [FeOH］2+、[FeCl]2+、［FeCl3］1-、［FeSO4］1+、 – Fe（SO4）2］1-、［CuCl2］-、［CuCl3］2-、 – CuCl］1+、［Cu（S2O3）2］3-、［AgCl2］-、 – A-、g（［NZnHC2）l4］2］2-、2+、［［PbACgl（］S1+2、O3［）Z2］nC3-l、］［1+；PbCl3］-、［ZnCl3］
Ｋ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ含 水硅酸岩
[Mg.Fe]2SiO4
K、Al含水硅酸岩
3．8 2.6 1.4
其它矿物
3.5
二、元素的丰度值及其成矿意义
目前地球上发现的元素是103个，其含量有明显差异，其化学性质 有规律变化。
• 地球中元素的含量是明显不同的，地球元素丰度 最大的是Fe、O、Mg、Si，其总和在90%以上，其 次是S、Ni、Ca、Al、Na、Cr、Mn、P，其总和在 8.09%，但这几种元素在地壳、地幔、地核中的 分布是不同的，Fe、Mg、Cr、Ni、Mn等主要集中 于地核和下地幔，而O、Si、Al、Na、Ca、K等主 要集中于地壳和上地幔(地壳元素丰度.ppt)。
矿床学3-成矿作用
元素在地壳和上地幔中分布的几点规律：
1)各种元素在地壳和上地幔中的分布量，相差极为悬 殊。地壳中：氧：46％，氦：1.6×10-9％。 2)地壳和上地幔中分布量最多的7种元素O、Si、A1、 Fe、Ca、Na，Mg合计约为地壳总成分的99．4％，上 地幔总成分的99．11％。 3）不同元素在地壳和上地幔中的分布有明显区别。 ４）同种成矿元素在不同类型岩石中的丰度差异很大。
Ca， Rb，Cs和Ba；
③惰性气体族，即He，Ne，Ar，Kr，Xe和Rn；
④挥发分元素族，即B，C，N，O，F， P，S， C1；
⑤铁族，包括过渡族元素中的Sc，Ti，V，Cr， Mn，Fe和Co； ⑥稀有元素和稀土元素族：主要包括Nb，Ta，Zr， Hf，Y和REE，但实际上通用的稀有金属元素还 包括Li，Be，U，Th，Cs； ⑦ 放射性元素族：即锕系元素； ⑧钨钼族，仅包括W和Mo两个元素；
这类元素在地质体中还经常以自然元素矿物形式出 现。
2)亲硫元素
具有不大的原子容积，介于典型的亲铁元素和亲石 元素之间。离子结构比较复杂，与硫的亲和力较大。这 些元素集中于地球的中间带。在地球化学演化中，这些 元素多与各种岩浆岩之间存在比较密切的联系，但最主 要的是与中性和中酸性岩浆岩有关。在地质体中经常形 成硫化物和复硫化物。
成矿物质主要来自地壳和上地幔。因此了 解元素在地壳及上地幔中的分布量，对研究矿
床的成因和分布规律，具有重要意义。
元素在地壳中的丰度值也称克拉克值。
F.W.Clarke,1908,《地球化学资料》
铁(32.0％)
氧(29.0％) 90％
镁(16.0％)
硅(13.0％) 硫、镍、钙、铝、钠、铬、
锰、磷等8种元素占8.09％
成矿作用总论
成矿作用总论（一）元素的富集和成矿元素在地壳和上地幔中的含量并不是固定不变的，它们在地球各种内部或外部力量的作用下，总处于来断变化的运动变化之中。
运动变化的结果，或导致元素分散，或是导致元素集中。
元素这种运动变化和迁移的过程，称为元素的迁移。
可以说，没有元素的迁移，就没有成矿作用发生。
即元素必须通过一定的地质作用发生迁移，并富集达到能成为矿床的程度，才能成为矿床。
元素迁移富集的程度可用浓度系数表示。
所谓浓度系数是该元素矿床工业品位与其在地壳中平均含量的比值，便如铁的地壳平含量为5.8%，工业品位为30%，则浓度系数为5，即说明铁要富集5倍以上，才能成为矿床；又如铜，地壳平均含量为0.006%，工业品位为0.5%，必须富集80倍以上才能成为矿床；又如金，地壳平均含量为4×10-7%，工业品位为0.001%，浓集系数为2500，即需富集2500倍才能成为矿床。
上述举例也说明，各种元素富集成矿的难易程度是不同的。
浓度系数越大，成矿越难。
在自然界中，元素聚合形成矿石矿物的方式多种多样，主要的作用如下：1、结晶作用按性质和特征又分为：（1）岩浆结晶作用：岩浆是一种以硅酸盐为主的熔融体。
当岩浆冷凝到一定程度时，达到了其中某一些矿物的饱和点，矿物就从岩晶中结晶出来，矿物高度集中形成矿床。
如金刚石、磷灰石、铬铁矿、钛铁矿等就是岩浆结晶作用形成的。
（2）凝华作用：岩浆的热能使一些易挥发物质气化，并沿着裂隙逸散，它们沿火山口、喷气孔或者浅成侵入体周围，直接结晶形成凝华物。
如火山口附近的自然流，玛瑙也可通过这种方式形成。
（3）蒸发作用：在天然盐池中，由于海水来断蒸发，盐不断浓缩，并最终结晶出来形成矿床。
2、化学作用通过化学反应而生成矿石矿物，导致元素集中。
主要的作用有：（1）化合作用：化合作用发生在气体、液体和固体之间。
（2）胶体化作用：如高岭土吸收溶液中的铜，形成硅孔雀石等。
（3）生物化学作用：如礁灰岩即就是又各种造礁生物通过生物化学作用而形成。
第三章：成矿作用总论
第三章：成矿作用总论主要内容：一、元素的分布与成矿的关系二、元素迁移富集与成矿三、成矿作用分类与矿床成因分类四、思考题3.1 元素的分布与成矿的关系矿床是地壳的一个组成部分，虽然近期的一些研究认为，部分成矿物质可能来自下地幔及核-幔边界附近的地幔流体，但是主要成矿物质还是来自地壳和上地幔。
成矿元素在地壳、地幔以及地壳内不同岩石中的丰度是不同的，了解元素的分布规律及其与成矿的基本关系对研究成矿地质背景条件和矿床分布规律具有重要意义。
元素的丰度是指某元素在某地质体中的平均含量。
克拉克值：是指某元素在地壳中的丰度，即某元素在地壳中的平均含量。
（一）元素在地壳和上地幔中的分布特征元素在地壳和地幔中分布有如下三个最基本的特征：1、不同元素在地壳和上地幔中的丰度差异很大。
如O、Si、Al、Fe、Ca、Na、Mg七种元素占地壳的99.4%，在上地幔中占99.11%，其余85种元素在地壳和上地幔中丰度的总和均低于1%。
在上述7种元素中O在地壳和地幔中的丰度分别约为K的27倍和186倍（据李彤，1976）。
2、一些成矿元素在地壳和上地幔中的丰度差异很大。
如铁族元素（Fe、Cr、Co、Ni）、铂族元素（Pt、Ru、Rh、Pd、Os、Ir）和Mg在上地幔中的丰度约为相应元素克拉克值的几倍至十几倍。
相反，地壳中稀有元素（Li、Be、Nb、Ta）、稀土元素及放射性元素（U、Th、Ra）的克拉克值是在上地幔丰度的几倍至十几倍；挥发组分（S、P、F、Cl、B）的克拉克值是其上地幔丰度的2-4倍。
3、同种成矿元素在不同类型岩石中的丰度差异很大一些元素在一些岩石中丰度较大，而另一些岩石中则可能很小。
如Cr、Ni、Mg、Fe、Co、PGE等元素在超基性岩中的丰度最大；V、Ti、Cu、Zn、Sb、Mo等元素在基性岩中的丰度最大；U、Th、Li、Be、Nb、Ta、W、Sn、Pb等元素在酸性岩中的丰度最大；S、B、C、Hg、Sn、Mo、Pb、W、Cu、Zn等元素在沉积岩中的丰度也很大。
成矿作用
①成矿流体运移 流体在地下运移流动的空间，主要有岩石成岩过程中及成岩后地质作用所形成的孔隙、孔洞、裂隙等。 ②成矿元素的迁移形式 成矿元素在热液中的迁移形式主要有卤化物、硫化物、易溶络合物、胶体等论点。 ③成矿元素的沉淀 含矿热液是一个非常复杂的多组分的天然系统二通过岩石的孔隙、裂隙经过一定距离的迁移后，环境的物理、 化学条件（如温度、压力、pH、氧化还原电位等）发生变化，或含矿热液与流经的各种不同成分围岩相互作用， 或不同成分和性质的水溶液相互混合等，这些不仅使热液本身的性质和成分发生变化，而且会引起一系列化学反 应，促使成矿元素沉淀。
②成矿阶段
成矿阶段是指在成矿期内一个较短的成矿作用过程，表示一组或一组以上矿物在相同或相似地质和物理化学 条件下形成的过程。
同一个成矿期内可以有一个或者多个成矿阶段，它们有一定的先后顺序。由于构造作用和物理化学条件的变 化，早阶段的矿物往往被后阶段生成的矿物穿插交代。
③矿物生成顺序
在同一成矿阶段中不同矿物结晶的先后顺序叫做矿物的生成顺序。
柯尔仁斯基研究了岩浆期后阶段产生的矿物组合，划分出气水热液的早期碱性阶段及以后的酸性阶段和晚期 的碱性阶段。
尽管气水热液的pH在成矿作用过程中是有变化的，但大多数化学反应是在中性、弱碱性和弱酸性环境中进行 的。
关于气水热液的氧化—还原状态，根据矿床中主要矿物成分的分析，可发现Fe常比Fe占优势，硫化物要比硫 酸盐多得多，而As、Sb等也多以低价的As、Sb状态出现。因此，可以推论在气水热液成矿作用中．多数情况是还 原环境。
分类
内生 外生
变质 叠加
主要指由地球内部热能的影响导致形成矿床的各种地质作用。热能的来源主要是放射性元素蜕变能、地幔及 岩浆的热能、在地球重力场中物质调整过程中所释放出的位能，以及表生物质及上部物质转入地壳内部在高压下 发生变化（如脱水、矿物变化和矿物相变）过程中所释放能量等。
3.现代成矿理论-成矿规律及控矿条件
第 一 节 控 矿 条 件
四、 沉积条件
沉积条件对于沉积矿床的形成具有头等重要的意义。 在广阔的沉积盆地中通过沉积作用可形成煤、铁、锰、 磷、盐类等矿床。不整合所代表的古侵蚀面，是聚集残 余矿床和砂矿的有利部位。 不同地质时期沉积环境和条件不同，可能形成不同种类 或不同规模的矿床。对不同矿床而言，多存在着较重要 的形成时期。由于植物从古生代才开始大量繁殖，故煤 出现在古生代和古生代之后的地层中。就世界范围看， 主要的含煤地层为石炭-二叠系、侏罗系和第三系。锰的 成矿时代，以前寒武纪和第三纪最为重要，集中了全世 界锰储量的一半以上，铝土矿的主要成矿时代是石炭-二 叠纪、侏罗-白垩纪、第三纪和第四纪；在我国以石炭-二 叠纪最为重要。铁矿主要产于前寒武纪地层中，大部分 条带状含铁建造形成在距今2600~1800Ma的时段里。
五、 岩石条件
岩石化学性质方面，化学性质活泼的碳酸盐岩围岩可与 第 一 节 控 矿 条 件 矿液发生交代作用，形成矽卡岩型或其他交代矿床，在 砂页岩中则形成脉状矿床。如湖南瑶岗仙钨矿，在花岗 岩体附近的碳酸盐岩接触带中形成矽卡岩型白钨矿；而 在花岗岩外围的接触变质砂页岩裂隙中形成黑钨矿石英 脉。围岩成分有时对成矿有重要影响，例如硼矿床的形
第 二 节 成 矿 规 律
（一） 成矿区域
1. 金属成矿省 –在第30届世界地质大会的“金属成矿省地质历史 演化与成矿年代学”讨论会上，裴荣富（1996） 提出金属成矿省已由过去在大地构造背景上圈定 不同类型矿床而划分成矿区带的静态方法，发展 为从地质历史演化分析入手，深化研究背 “景”、 成矿“场”、成矿“相”和矿“床”，即，即 “景”、“场”、“相”、“床”4个成矿等级 体制耦合性规律的动态方法；并认为这4个等级 体制的耦合梯度是评价或预测成矿远景区的依据。 每个成矿省属于一个特定地区，它们在岩石圈演 化中形成一组或多组在时空演化上有密切联系的 特定矿床群。Amstutz（1996）认为金属成矿 省演化是一切成矿因素的函数。
矿床学03成矿作用
元素在地壳中的迁移富集
（2）压力：含矿岩浆或含矿气水溶液，在地壳发生 压力：含矿岩浆或含矿气水溶液，在地壳发生 深断裂或裂隙，造成压力差的条件下，才沿着深 断裂或裂隙逐渐向压力减小的方向运移，并形成 断裂或裂隙逐渐向压力减小的方向运移，并形成 内生矿床。 压力增高促使化学反应向比容小的方向进行，如 压力增高促使化学反应向比容小的方向进行，如 在变质成矿中，原来一些在低温低压条件下稳定 的矿物组合在高压下就不稳定，变为一些比重大、 比容小的矿物组合。
矿床学
成矿作用与矿床分类
目录
元素在地壳中的迁移富集 成矿作用 矿床的成因分类
元素在地壳中的迁移富集
地壳中有用元素必须经过富集作用才能形成矿床。 地壳中有用元素必须经过富集作用才能形成矿床。 元素 Fe Cu Mo Sn Au 克拉克值 5.63% 0.0063% 0.00013% 0.007% 4×10-9 最低工业品位 25% 0.5% 0.006% 0.2% 4×10-6 浓度系数 4.4 79 461 286 1000
பைடு நூலகம்
成矿作用
成矿作用是在地球的演化过程中，使分散在地壳 成矿作用是在地球的演化过程中，使分散在地壳 和地幔中的化学元素和有用物质在一定的地质环 和地幔中的化学元素和有用物质在一定的地质环 境中，相对集中形成矿床的作用。 境中，相对集中形成矿床的作用。 它是地质作用的一部分，按作用性质和能量来源 可划分为内生成矿作用、外生成矿作用和变质成 可划分为内生成矿作用、外生成矿作用和变质成 矿作用三大类。它们相应形成内生矿床、外生矿 床和变质矿床。
元素在地壳中的迁移富集
外在因素 （1）温度：温度直接影响元素和化合物的物性状态 温度：温度直接影响元素和化合物的物性状态 和活动性。随着温度升高，各种元素和化合物从 和活动性。随着温度升高，各种元素和化合物从 固态到液态直至气态，活动性变强，迁移能力变 固态到液态直至气态，活动性变强，迁移能力变 大。 温度增高促使化学反应的速度增加，并引起吸热 温度增高促使化学反应的速度增加，并引起吸热 反应，矿物岩石熔融和溶解以及重结晶作用发生。 反应，矿物岩石熔融和溶解以及重结晶作用发生。 这些变化在变质作用中最明显。 温度下降减缓反应速度，多组分熔体随温度下降 温度下降减缓反应速度，多组分熔体随温度下降 而顺序结晶，固溶体分解等。这种放热效应在内 而顺序结晶，固溶体分解等。这种放热效应在内 生作用中最为主要，如岩浆冷却结晶引起物质的 聚集。
矿床学基础知识
矿床学基础知识一、有关矿床的基本概念（一）矿产的种类矿产的分类有多种方式，如按产出状态可分为气体矿产、液体矿产、固体矿产三种；按矿产的性质及其主要工业用途，又可分为金属矿产、非金属矿产、可燃有机矿产和地下水资源四类。
1、金属矿产是从中可提取金属元素的矿物资源，按工业用途又分为：（1）黑色金属：铁、锰、铬、钒、钛等。
（2）有色金属：铜、铅、锌、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑、汞等。
（3）轻金属：铝、镁等。
（4）贵金属：金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑等。
（5）放射性金属：铀、钍、镭等。
（6）稀有、稀士和分散金属，可分为三类。
①稀有金属：钽、铌、锂、铍、锆、铯、铷、锶等。
②稀土金属：包括原子序数39和57-71的16个元数。
根据地球化学性质又分为：ⅰ轻稀土金属（铈族元素）：包括镧、铈、钕、钷、钐、铕等。
ⅱ重稀土金属（钇族元素）：包括钇、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等。
③分散金属：如锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、钪、硒、碲等。
2、非金属矿产是从中可提取非金属元素或可直接利用的矿物资源。
按工业用途又可分为：（1）宝玉石及工业美术材料矿产：如钻石、翡翠、红宝石、蓝宝石等。
（2）建筑及水泥材料：如花岗岩、大理岩、石灰岩、砂岩、珍珠岩、松脂岩等。
（3）陶瓷及玻璃工业原料：如长石、石英砂、高岭土、和粘土等。
（4）压电及光学原料：如压电石英、光学石英、冰洲石、和粘土等。
（5）工业制造业原料：如石墨、金刚石，云母、石棉、重晶石、刚玉等。
（6）化学工业原料：如磷灰石、磷块岩、黄铁矿、钾盐、岩盐、明矾石等。
（7）冶金辅助原料：如萤石、菱镁矿、耐火粘土等。
3、可燃有机矿产是指可为工业或民用提供能源的地下资源。
按产出状态可分为三类：（1）固体的可燃有机矿产：如煤、油页岩、地蜡、地沥青等。
（2）液体的可燃有机矿产：如石油。
（3）气体的可燃有机矿产：如天然气等。
4、地下水资源包括地下饮用水、技术用水、矿泉水、地下热水和卤水等。
（二）同生矿床和后生矿床1、同生矿床是指矿体与围岩在同一地质作用过程中，同时或近于同时形成的矿床。
矿床学复习知识点
第一章绪论矿产：是自然界产出的有用矿物资源，是金属矿产，非金属矿产和能源矿产的总称。
矿产分类：按产出状态可分为固体矿产，液体矿产，气体矿产。
按矿产的性质及其主要工业价值又可分为金属矿产，非金属矿产，能源矿产，地下水资源四类。
矿产特征：不可再生性；分布不均衡性；矿产概念的可变性；矿产赋存状态的可变性；具有多组分共生的特点我国矿产资源现状：储量大，但人均占有较少；矿产种类齐全，但结构不理想；单一矿种少，伴生矿种多；富矿少，贫矿多；大型矿床少，小型矿床多；分布不均衡，北煤南磷矿床：是矿产在地壳中的集中产地，是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，在一定经济技术条件下能被开采利用的综合地质体。
矿床学：是研究矿床在地壳中的形成条件，成因和分布规律的科学。
矿床学的研究对象：研究任务：研究矿石的物质成分、结构构造、品位、及其在矿体中的分布和变化、确定矿产的质量、和加工工艺性质测定矿床学研究方法：野外研究矿床学与其他学科的关系：矿床学研究进展第二章矿产的基本概念矿体的形态：(1).等轴状矿体：三轴在三维空间内，均匀延伸Ⅰ.矿瘤：直径（d）>10m或达数十米。
Ⅱ.矿巢：1m<d<10m Ⅲ.矿囊：d<1m(2).板状矿体：指三维空间内两向延伸较远，第三向延伸短。
Ⅰ.矿脉：产在各种岩石裂隙中的板状矿体，属后生矿床。
Ⅱ.矿层：指沉积形成的板状矿体，属同生矿床。
(3).柱状矿体：一向延伸较长，另外两向延伸较近。
矿体产状包括哪些内容矿体的产状是指矿体产出的空间位置和地质环境，包括以下内容:(1）矿体的空间位置一般是由矿体的走向、倾向和倾角确定的。
但对凸镜状、扁豆状以及柱状矿体等，除了测量其走向、倾向和倾角外，还要测量它们的侧伏角和倾伏角。
(2）矿体的埋藏情况是指矿体出露地表还是隐伏于地下、埋藏深度如何等。
(3）矿体与岩浆岩的空间关系是指矿体产于岩体内，还是产在接触带或位于侵入体的围岩之中。
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• 内生成矿作用的特点：
• ⑴、内生成矿作用是在地壳不同深度、不同压 力、不同温度和不同地质构造条件下进行的。 • ⑵、内生成矿作用是十分复杂和多样的。既有 深部上地幔源，也有地壳浅部源。
• 内生成矿作用的类型：
• 按作用方式和物理化学条件，将内生成矿作用进一步划分为：
• • • •
岩浆成矿作用； 伟晶成矿作用； 接触交代成矿作用； 热液成矿作用。
V. 风化矿床
=
一、残积和坡积矿床 二、残余矿床 三、淋积矿床
• =
VI. 沉积矿床 一、机械沉积、 二、蒸发沉积 三、胶体化学沉积 四、生物—化学沉积）
VII. 可燃有机(岩)矿床
VIII、变质矿床
矿床成因分类-姚凤良等，2006
The Classification of Ore Deposits by Charles F. Park(1975) (1975) 1. Magmatic Segregation Deposits (岩浆分结矿床)； 2. Pegmatites (伟晶岩矿床)； 3. Igneous Metamorphic Deposits (火成变质矿床)； 4. Hypothermal Deposits (高温热液矿床)； 5. Mesothermal Deposits (中温矿床)； 6. Epithermal Deposits (低温矿床)； 7. Telethermal Deposits (远程矿床)； 8. Xenothermal Deposits (浅成高温矿床)； 9. Volcanogenic Deposits (火山矿床)； 10. Sedimentary Deposits (沉积矿床)； 11. Weathering Deposits (风化矿床)； 12. Supergene Sulfide Enrichment (浅成硫化物富集)； 13. Metamorphism of ores (矿床的变质作用)。
思考题
• 1．简述成矿作用及其类型。 ．简述成矿作用及其类型。 • 2．克拉克值和浓度克拉克值。 ．克拉克值和浓度克拉克值。 • 3 ．何谓浓集系数？ 何谓浓集系数？ • 4 ．元素的丰度与成矿有和关系？ 元素的丰度与成矿有和关系？ • 5 ．成矿元素在不同岩石中的分布有何规律性？ 成矿元素在不同岩石中的分布有何规律性？ • 6．评述矿床成因分类。 评述矿床成因分类。
自习1-4节--问题
• 1、概念：克拉克值；亲硫元素；造岩元素；浓度可拉克 值；浓集系数。 • 2、元素在地壳和上地幔中有和分布规律？ • 3、元素的共生（分配）规律指什么？ • 4、戈乐德施密特分类和查瓦里茨基分类的主要点是什么？ • 5、元素迁移和富集的作用主要有哪些？
复习（1）
• 克拉克值： 克拉克值： • 元素在地壳 地壳中的丰度值。 地壳
复习（3）：元素的地球化学分类 元素的地球化学分类
• I-戈尔德施密特分类： • 1） 亲铁元素； • 2）亲硫元素； • 3）亲石元素； • 4）亲气元素； • 5）亲生物元素。
• II-查瓦里茨基分类:
• • • • • • • • • 1 ．氢族:H； 2 ．惰性气体族:He→Rn； 3 ．造岩元素族：Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Rb、Sr、 Cs、Ba； 4 ．岩浆射气元素族:B、C、N、O、F、S、P、U； 5．铁族元素：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni； 6．稀有元素族：Sc、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、TR、Hf、Ta、W、 Re； 7．放射性元素族：U、Th、Ra； 8．亲硫元素族：Cu、Zn、Gd、Ge、Ag、Cd、In、Sn、Au、 Hg、H、Pb； 9．铂族元素族：Rn、Rh、Pd、Os、Ir、Pt； 10．半金属和金属矿化剂族：As、Sb、B、Se、Te和Po； 11．重卤素族：Br、I、At。
• 根据地质环境，变质成矿作用可分为三类：
• 接触变质成矿作用； • 区域变质成矿作用； • 混合岩化成矿作用。
5.4 叠生成矿作用
• 在先期形成的矿床或含矿建造的基础上，又有后期成 矿作用的叠加，称为叠生成矿作用。它是一种复合的 成矿作用。 • 叠生成矿作用，不但对原来矿床或含矿建造有所改造， 并有新的成矿物质的加入。如“层控矿床”。
•
6.4 矿床成因分类
II、外生矿床 I．内生矿床 一．岩浆矿床 ㈠岩浆分结矿床 ㈡岩浆熔离矿床 ㈢岩浆瀑发矿床 二、伟晶岩矿床 三、接触交代（矽卡岩）矿床 四、热液矿床 ㈠岩浆气液矿床 ㈡非岩浆热矿床 五、火山成因矿床 ㈠火山岩浆矿床 ㈡火山—次火山气液矿床 ㈢火山—沉积矿床 IV、叠生矿床 十二、层控矿床 六、风化矿床 七、沉积矿床（机械沉积、蒸发沉积、 胶体化学沉积和生物—化学沉积） 八、可燃有机矿床
对应的矿床分类
• 内生矿床 (Endogenetic ore deposits); • 外生矿床 (Exogenetic ore deposits); • 变质矿床 (Metamorphic ore deposits)
5.1 内生成矿作用
• 由地球内部热能的影响导致形成矿床的 各种地质作用。 • 热能来源包括：放射性元素的蜕变热； 地幔及岩浆的热能；在地球重力场中物 质调整过程中的释放的能；物质的转化 能。
• 外生成矿作用的类型： • 1-风化成矿作用； • 2-沉积成矿作用： • 1）机械沉积成矿作用； • 2）蒸发沉积成矿作用； • 3）化学—生物成矿作用； • 4）生物成矿作用。
5. 3 变质成矿作用
• 变质成矿作用实质上是一种内生成矿作用。 是在特定的地质和物理化学条件下，使由内生 作用或外生作用形成的岩石和矿床产生成分或 结构构造的变化，并导致成矿物质的迁移和富 集，这就是变质成矿作用，由其形成的矿床， 称为变质矿床。
5.2 外生成矿作用
• 主要是指在太阳能、其次在生物能 和化学能的影响下，在岩石圈上部、水 圈、气圈和生物圈的相互作用过程中， 导致在地壳表层形成矿床的各种地质作 用。
• 外生成矿作用的特点：
• （1）成矿作用基本上是在温度、压力比较低 （常温、常压）的条件下进行的； • （2）成矿作用主要发生于岩石圈表部。
矿床成因分类-国外
Ore Deposits
1. 2. 3. 4. 5. Introduction Magmatic Cr-Cu-Ni-PGE deposits Porphyry Cu-Mo-Au deposits Skarn W-Sn-Cu-Pb-Zn-Ag-Au deposits Volcanic-hosted massive sulfides Cu-Zn-Pb-AgAu deposits 6. Sediment-hosted Pb-Zn-Ag & Cu deposits 7. Fe & Mn deposits 8. Placer deposits 9. Sedimentary U deposits 10. Vein W-Sn-Cu-Pb-Zn-Ag-Au
复习（2）
• 元素在地壳和上地幔中的分布规律： 元素在地壳和上地幔中的分布规律：
• ⑴ 不同元素在地壳和上地幔中的分布量差异悬殊，分 布量最大的是氧，占地壳46%，上地幔43%；最少的为 氦，地壳中1.6*10-9%,上地幔中1.9*10-10%。上地幔中 铁族元素(Fe、Cr、Co、Ni),铂族元素(Pt、Ru、Rb、 Pd、Os、Ir)和Mg的分布量比地壳大几倍—十几倍；地 壳中稀有元素(Li、Be、Nb、Ta)、稀有元素及放射性 元素（U、Th、Ra）比上地幔中的分布量大几倍—几十 倍；挥发性组分（S、P、F、U、B等）地壳中分布量大 于地幔中分布量（2—4倍）。
五. 成矿作用
(Metallogenic process)
• 成矿作用 : • 是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，在一定的 地质环境中相对富集而形成矿床的作用。
成矿作用分类
（按性质和能量来源）
• 内生成矿作用(Endogenetic-); • 外生成矿作用(Exogenetic-); • 变质成矿作用(metamorphogenetic-).
•
⑵ 地壳和上地幔中分布量最多的7种元素O、Si、Al、 Fe、Ca、Na、Mg占地壳的99.4%,占上地幔的99.11%, 其余85种元素分布量总<1%；仅Fe、O、Mg、Si 4种元 素就占地球总重量的90%。
• ⑶ 7种造岩元素的克拉克值高，在地壳中容易富集成 矿，形成数量多、分布广、规模大的矿床，如铁矿、 铝土矿、石灰岩、盐矿等；其余80多种元素克拉克值 低，富集成矿较为困难，矿床规模较小，但元素富集 成矿的可能性并不完全取决于克拉克值，还决定于元 素的地球化学性质以及成矿的地质条件和成矿作用。 （Au: 4*10-7%）
第三章
成矿作用总论
(Outline on Mineralization)
Contents
• 第一节 • 第二节 意义 • 第三节 • 第四节 • 第五节 • 第六节 地球的内部构造及其与成矿作用的关系 元素在地壳及上地幔中的分布量及其成矿 元素的共生规律及地球化学分类 元素的迁移和富集 成矿作用 矿床的成因分类
六 矿床的成因分类
• 6.1． 意义： 6.1． 意义：
• 矿床的成因分类反映人类对矿床成因和成 矿过程的认识程度，也是人类对矿床研究成果 的高度概括；正确制定矿床成因分类对了解成 矿作用的本质，指导生产实践都有重要意义。
• 6.2．影响矿床形成的因素：
• • 1）成矿物质及其来源；是成矿的基础和前提。 2）成矿环境；是成矿的外部条件（T、P、Ph、 Eh等）及地层、构造、岩浆岩、古气候、古地磁、古 地理等。 3）成矿作用；是成矿物质在一定条件下富集成矿 的机制和过程。 4）成矿后改造。
• •
• 6.3．矿床成因分类的原则： ．矿床成因分类的原则
• 完整的矿床成因分类应包括上述四个因素，其中成矿 作用是矿床或因分类的主要依据，同时应适当考虑地 质环境，并尽可能反映成矿物质来源。