第02章 基本概念2

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第二章 矿床学的基本概念
矿石的质与量 矿体的形态与产状 成矿期次 矿床的分类 决定矿床工业价值的因素
第一节 矿石的质与量
一 矿石品位
矿石品位:指矿石中有用组分的含量。
1 有用组分表示法: a.有用元素(多用于金属矿石); b.化合物,如WO3、Cr2O3、P2O5、KCl等; c.有用矿物,如云母、石棉、冰洲石等。
一个矿化阶段代表较小时间间隔内成矿物理化学 条件变化不大的一次矿化活动;
不同矿化阶段矿化物理化学条件明显差异且时间 上演化,常分别形成不同类型和性质的矿物组合, 空间上往往出现分带性。
例如:岩浆热液矿石
高温矿化阶段:白钨矿-黑钨矿-锡石-辉铋矿 (W-Sn-Bi)
中温矿化阶段:黄铜矿-方铅矿-闪锌矿 (Cu-Pb-Zn)
—平炉富矿石:TFe>55% —高炉富矿石: TFe>50% — 需选矿的贫矿石: TFe>20-25% • 非金属矿石:根据矿石或矿物的工艺技术特性以及不 同的用途和加工方法划分品级,如压电石英、云母、石 棉等。
第二节 矿体的形状和产状
一.矿体的形状(ore body shape):指矿 体在空间的产出样式和形状。
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。 特点: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。 基性-超基性杂岩中的铬铁矿也称层状矿体。
第二节 矿体的形态与产状
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 , 反映了热液成矿作用 的特点。 裂隙通常有两种情况 ,顺层裂隙和截层裂隙。
第三节 成矿期次
例如:斑岩型铜矿化的矿物共生组合
①钾长石-黑云母-黄铜矿--------钾硅酸盐蚀变矿化阶段 ②黄铜矿-绢云母或绿泥石-石英 ---含水硅酸盐蚀变矿化阶段 ③绿泥石-绿帘石-方解石-黄铁矿----青磐岩化蚀变阶段 ④高岭石 -----------------泥化蚀变阶段
第三节 成矿期次
一个矿床的形成可能经历一个或多个矿化期
如:矽卡岩型矿床的形成多经历了两个矿化期:
矽卡岩期,主要形成各种钙、铁、镁、铝的硅酸盐矿 物以及氧化物
石英硫化物期,以形成石英和大量的硫化物为特征
白云鄂博Fe-Nb-REE矿床形成经历了两 个矿化期:
元古代沉积矿化期,主要形成沉积铁矿石
华力西岩浆热液矿化期,在沉积铁矿上叠加Nb和REE 矿化
例磁铁矿矿石,平炉富矿要求: TFe≥55 % 、SiO2≤8 % 、S≤0.1 % 、P≤0.1 % 、 Cu≤0.2 % 、(Pb、Zn、As、Sn均)≤0.04 %。
第一节 矿石的质与量
四、矿石品级
• 金属矿石:按工业加工利用过程中矿石的品位及有益 和有害组份的含量综合确定
如磁铁矿矿石在工业上可分为:
第二节 矿体的形态与产状
包括以下内容:
• 1.矿体的空间位置
• 矿体的走向、倾向和倾角 • 侧伏角和倾伏角
侧伏角:矿体最大延伸方向(矿体轴线)与走向 之间的夹角。 倾伏角:矿体最大延伸方向与其水平投影线之间 的夹角。
第二节 矿体的形态与产状
2.矿体的埋藏情况
指矿体出露地表还是隐伏于地下,埋藏深度如何等。
第一节 矿石的质与量
矿石工业品位的决定因素
矿床的规模大小
大型钼矿:0.06%;小型钼矿:0.2%
矿石综合利用的可能性
伴生元素提高矿石的价值,可使矿石品位要求降低
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: TiO2 3~4%
第一节 矿石的质与量
• 三、矿石储量
边际经济的
基础储量(2M11) 基础储量(2M21) 基础储量(2M22)
次边际经济的
资源量(2S11)
资源量(2S21)
内蕴经济的 资源量(331)
资源量(2S22)
资源量(332) 资源量(333) 资源量(334)
第一节 矿石的质与量
四、矿石品级
矿石品级(grade of ore):指矿石的质量分级。 主要是根据矿石的品位及有益和有害组分对矿石质量 划分的不同级别。 分级依据: a、矿石的品位 b、工艺性能 c、伴生组分
储量:指经地质研究 并利用地质勘探技 术查明的矿产储藏 量,是衡量矿床规 模的重要依据。
第一节 矿石的质与量
分类 地质可靠 类型 程度 经济意义 查明矿产资源 探明的 控制的 推断的 潜在矿产资源 预测的
经济的
可采储量(111) 基础储量(111b)
预可采储量(121) 预可采储量(122) 基础储量(121b) 基础储量(122b)
热液矿化期,温度几十-几百度,深度几十米-几千米
风化矿化期,地表温度和压力,pH和Eh因素重要 沉积矿化期,地表温度和压力,pH和Eh因素重要 变质矿化期,温度和压力宽泛
辽宁鞍山铁矿石
区域变质作用形成 的条带状、皱纹状 磁铁矿矿石被后期 热液作用而成的黄 铁矿-石英脉穿插 交代,表明矿石经 历了火山沉积期、
与其相对应为: 露天矿、隐伏矿(盲矿)
第二节 矿体的形态与产状
3.矿体与岩浆岩的空间关系
围岩中 岩体内
接触带
第二节 矿体的形态与产状
4.矿体与围岩层理、片理的关系
矿体沿层理、片理整合产出,还是穿切层理或片理
第二节 矿体的形态与产状
5.矿体与地质构造的空间关系
矿体产于构造中的位置,与褶皱和断裂在空间上的 联系等
第一节 矿石的质与量
二.矿石边界品位与最低工业品位
国家(或勘探部门)规定的工业指标,用于圈定矿体。
边界品位:是在当前经济技术条件下划分矿体与非矿 体界限的最低品位值。
如我国铜矿的边界品位为0.2%~0.3%, 钼矿为0.02%~0.04%等;
最低工业品位:在当前经济技术条件下能供开采和 利用的矿体或矿段的最低平均品位。 如铜矿的工业品位为0.4%~0.5%, 钼矿为0.04%~0.06%。
第三节 成矿期次
5、矿石的组构
例如:福建马坑铁矿石
赤铁矿层状、似层状、胶状构造,受地层控制 ----沉积矿化期 赤铁矿变余结构、变胶状构造 ----热变质矿化期
磁铁矿-矽卡岩交代组构
----热液矿化期
第三节 成矿期次
二、矿化阶段(成矿阶段) (mineralization stage)
代表一个矿化期内相同或相似地质和 物理化学条件下形成一组或多组矿物的 较短的矿化过程。
1)矿体的空间位置(走向、倾向、倾角等) 2)矿体的埋藏情况 3)矿体与岩浆岩的空间关系 4)矿体与围岩层理、片理的关系 5)矿体与地质构造的空间关系
围岩 矿体 围岩
矿脉
围岩
S0
第三节 成矿期次
4、矿石的矿物组合
例如:铁矿石 岩浆铁矿石铁矿物组合:磁铁矿-钛铁矿 热液铁矿石铁矿物组合:磁铁矿-黄铁矿-磁黄铁矿 沉积铁矿石铁矿物组合:赤铁矿-针铁矿 变质铁矿石铁矿物组合:磁铁矿 -(赤铁矿) 例如:铜矿石 岩浆铜矿石铜矿物组合:黄铜矿-镍黄铁矿-磁黄铁矿 热液铜矿石铜矿物组合:黄铜矿-斑铜矿-黝铜矿 沉积铁矿石铜矿物组合:辉铜矿-斑铜矿-黄铜矿 自然铜-赤铜矿-孔雀石
第三节 成矿期次
矿化期的主要标志
1、矿化的地质环境
2、矿化的物理化学条件
3、矿体的产状 4、矿石的矿物组合
5、矿石的组构
第三节 成矿期次
1、矿化的地质环境: 1)基性-超基性岩浆环境 2)酸性-碱性岩浆环境 3)构造-岩浆-热液环境 4)盆地沉积环境 5)表生环境 6)变质环境 7)特殊或复杂环境
低温矿化阶段:辰砂-辉锑矿-雄黄-雌黄
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(Hg-Sb-As)
第三节 成矿期次
在一个矿化期内,可以有一个或多个矿化阶段 例如:矽卡岩型矿石的形成经历了 矽卡岩期: ①干矽卡岩阶段
②湿矽卡岩阶段
③氧化物阶段 石英硫化物期:④铁铜硫化物阶段 ⑤铅锌硫化物阶段
第三节 成矿期次
划分矿化阶段的标志: 1、矿脉穿插关系
第二节 矿体的形态与产状
等轴状矿体:矿体的三轴在三度空间呈大致均衡 延伸。根据体积大小和形态分为矿瘤(直径数十 米以上)、矿巢(直径数米)、矿囊或矿袋。
第二节 矿体的形态与产状
板状矿体:二向(长度和宽度)延伸较大、 而第三方向(厚度)较小的矿体,也称矿脉或
矿层。
第二节 矿体的形态与产状
矿层
第二节 矿体的形态与产状
柱状矿体 :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。
第二节 矿体的形态与产状
第二节 矿体的形态与产状
第二节 矿体的形态与产状
矿体产状:矿体的产状是指矿体产出的空间 位置和地质环境。
第三节 成矿期次
2、矿化的物理化学条件:
例:湖北大冶铁铜矿石
①磁铁矿+石榴子石+透辉石----矽卡岩期
②黄铜矿+斑铜矿+石英----石英-硫化物期 ③褐铁矿 + 孔雀石 + 蓝铜矿 + 赤铁矿 + 自然 铜+辉铜矿+黑铜矿----表生氧化期
第三节 成矿期次
3 、矿体的产状:指矿体产出的空间位置和地 质环境
第三节 成矿期次
角砾状和环状构造
第三节 成矿期次
4、矿物共生组合 例如:矽卡岩型铁铜矿化的矿物共生组合
①硅灰石-透辉石-石榴子石---------干矽卡岩阶段 ②透闪石-阳起石-绿帘石-磁铁矿-----湿矽卡岩阶段 ③长石-云母-白钨矿-锡石------- --氧化物阶段 ④磁黄铁矿-黄铁矿-黄铜矿-石英---铁铜硫化物阶段 ⑤方铅矿-闪锌矿-石英-方解石-----铅锌硫化物阶段
例如:岩浆热液矿石的共生矿物组合 高温矿化阶段:白钨矿-黑钨矿-锡石-辉铋矿 (W-Sn-Bi) 中温矿化阶段:黄铜矿-方铅矿-闪锌矿 (Cu-Pb-Zn) 低温矿化阶段:辰砂-辉锑矿-雄黄-雌黄 (Hg-Sb-As)
第三节 成矿期次
三、矿物的生成顺序和世代 (paragenetic sequence and generation)
变质期和热液期。
热液期的磁铁矿、 赤铁矿、黄铜矿与 表生期的孔雀石 (呈细脉)、褐铁 矿伴生,反映了两 个成矿期
第三节 成矿期次
矿化期强调一个较长的矿化时期 强调较长的成矿作用过程
前寒武纪矿化期 加里东矿化期
海西矿化期
印支矿化期 燕山矿化期 喜马拉雅矿化期
第三节 成矿期次
第三节 成矿期次
一个矿化阶段中矿物的生成顺序可有三种情况
先后生成
同时生成 超覆生成
第三节 成矿期次
1、矿物先后生成的标志
1)交代溶蚀结构——被交代矿物生成早,交代矿物 生成晚;晚生成的矿物往往呈尖楔状或细脉状指向 或穿插早生成的矿物。
第一节 矿石的质与量
一 矿石品位
• 多数金属矿产:如铜、铅、锌等,以其中金属元素含 量的重量百分比表示; • 部分金属矿产:如WO3、V2O5等,以其中氧化物的重量 百分比表示; • 大多数非金属矿产:钾盐、明矾石等,以其中有用矿 物或化合物的重量百分比表示;
• 贵金属矿产:克/吨(g/t);
• 原生金刚石:毫克/吨(mg/t); • 砂矿:克/立方米(g/m3)或千克/立方米(kg/m3)
2、矿脉内部分带
3、矿石组构 4、矿物共生组合
第三节 成矿期次
1、矿脉穿插关系 构造-热液的脉动性和幕式活动,常形成多 阶段矿脉的彼此穿切或叠加。
第三节 成矿期次
2、矿脉的内部分带
构造的多阶段张开和热液矿化的多次发生, 常形成从矿脉边部到中央不同矿物共生组合的 分带性。
第三节 成矿期次
3、矿石组构 脉状穿插关系
第三节 成矿期次
成矿期、成矿阶段、矿物的生成顺序
第三节 成矿期次
一、矿化期(成矿期) (mineralization epoch)
代表一定成矿地质作用和物理化学条 件的一个较长的矿化时期。
第三节 成矿期次
矿化期对应成矿地质作用和物理化学条件
岩浆矿化期,温度几百-上千度,深度十几-几百千米 伟晶矿化期,温度几百-近千度,深度几-十几千米
一个矿化阶段中不同矿物结晶的先后顺序, 即矿物的生成顺序。 同种矿物多次生成的先后次序,即矿物世代
受控于矿物的晶体化学性质,符合能量降低原则;
也受介质浓度、温度、压力、pH值、Eh值等因素影响
第三节 成矿期次
通常情况下:
矿石矿物的生成顺序:氧化物和含氧盐 硫 化物和砷化物 砷、锑硫化物以及金、银硒 化物和碲化物 脉石矿物的生成顺序:不含水硅酸盐 含水 硅酸盐 石英碳酸盐 、硫酸盐
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