1、矿床学教材矿床学目 录内生矿床篇第一章 绪论2第二章 矿床学基础6第三章 岩浆矿床9第四章 伟晶岩矿床15第五章 气水热液矿床概论2第六章接触交代矿床31第七章 热液矿床7第八章 火山成因矿床4外生矿床篇第九章 风化矿床5第十章 沉积矿床概论4第十一章 机械沉积矿床51第十二章 胶体化学沉积矿床53第十三章 蒸发沉积矿床55第十四章生物化学沉积矿床58第十五章 可燃有机矿床61叠生矿床篇第十六章 变质矿床3第十七章 层控矿床67成矿规律第十八章 成矿控制与成矿规律7内生矿床篇第一章绪论1 矿产一、概念及分类 1、概念1）矿产（uef minera /oe）：在地壳中由地质作用形成得,目前可被利
2、用得矿物资源。矿产就是自然界产出得有用矿物资源。它就是一种基本得生产资料与劳动对象,就是人类社会赖以生存与发展得重要物质基础。矿产资源通常指地壳中可供人类利用得固、液、气三种状态得矿物原料。2)矿产资源(minerl resource）:矿产资源就是指尚未开发利用得矿物原料，就是一种自然财富。一方面体现了客观地质作用形成得有用物质得天然富集，另一方面在目前或可以预见得将来，具有一定得经济价值。2、矿产(资源）分类：)二分 金属矿产、非金属矿产2)三分:如塔塔林诺夫等（19）将矿产分为金属矿产、非金属矿产与可燃有机矿产。其中,金属矿产又分为黑色金属矿产、特种金属矿产、有色金属矿产、贵金属矿产、放
3、射性金属矿床与稀土金属矿产六类；非金属矿产又分为化学工业原料与农业原料、天然建筑石材与铁路石材等九类。3)四分：如袁见齐等（98)将矿产分为金属矿产、非金属矿产、可燃有机矿产与地下水资源四大类。)六分:如宋瑞祥（1997）3将矿产分为六大类,即(1)能源矿产、(2）黑色金属与冶金辅助原料矿产、（3)有色金属、贵金属及稀有金属、稀土金属矿产、(4）化工原料非金属矿产、（5）建材及其它非金属矿产与（6)水气矿产。二、我国矿产资源特点、资源总量较大、人均占有量不足。已探明得矿产资源总量较大，约占世界得1,仅次于美国与前苏联，居世界第三位.但人均占有量不足,仅为世界人均占有量得58%，居世界第3位。2
4、、矿产种类齐全，但结构不尽理想。35种矿产资源中(1)具有世界性优势得矿产占第一位有钨、锡、铋、锑、稀土、石墨、滑石、重晶石、菱镁矿等，,其探明储量居世界第二、三位得有钼、铅、锌、煤、钒、萤石、膨润土、芒硝等;（2)储量虽不少，但品位低或成分复杂难选冶,成本高得矿产有铁、锰、镍、铝、硫、磷等；（3）探明储量不足得矿产有石油、天然气、铀、铜、金、银、硼、耐火粘土等；（）严重短缺得矿产有铬、铂、钴、钾盐与金刚石等.、单一矿种少，伴生矿种多我国金矿产量中伴生矿占总产量得0%;铁矿资源如攀枝花铁矿,伴生元素达20多种.4、富矿少,贫矿多中国铁矿石平均品位仅为33、5%,比世界平均水平低10以上；锰平均
5、品位只有22，不及世界商品矿石工业标准48得一半,且不少矿区含有较高得杂质磷；铜矿品位大于1%得储量只占总量得左右，平均品位仅为、7,远低于智利、赞比亚等世界主要产铜国得铜矿品位；磷矿富矿少，平均品位仅为6、9%，且胶磷矿多,选矿难度大。5、中小型矿床多，大型超大型矿床少矿区数量多而单个矿区规模偏小.一些重要得矿床规模以中小型为主,大型、超大型矿床少,如铁、铜、铝、硫铁矿及南方煤炭,不利于规模开发，单个矿区难以形成较大得生产能力,影响了资源开发得总体效益.6、矿产资源分布不均衡有些重要矿产资源得分布格局距消费地区较远,开发利用受交通运输与基础设施建设等因素制约日趋明显。矿产分布具有明显得地域差
6、异，不同地区拥有不同类型、不同规模得矿产。如74得煤炭保有储量集中于山西、陕西、内蒙古与新疆四省区，而经济发达、用煤量得东南部地区则较紧缺，形成北煤南调得局面；磷矿中0得保有储量集中于云南、贵州、四川与湖北四省，又形成南磷北调得不利格局;铁矿主要集中于辽宁、河北、山西与四川四省，开发利用在一定程度上受地区局限。2矿床学研究任务与方法一、矿床学及其研究任务、矿床学及研究对象矿床学（ineal eposits/study of ore epsis）：又称矿床地质学（geolog ore dpoits） ，就是研究矿床在地壳中形成条件、成因与分布规律得科学。由于矿床学就是直接应用于矿物资源得开发与利
7、用得地质科学，故又称为经济地质学(Ecoomcgogy），当侧重于工业类型时则称为经济矿床学（Econi miradepoits）。矿床学得研究对象就是矿床.2、研究内容1）基本任务 （1)正确认识各类矿床地质特征、形成条件、成矿作用与形成过程, 以查明矿床成因；（2）查明矿床得成矿控制因素与时空分布规律，提供进一步工作得基地， 即对研究区进行成矿预测;(3）查明矿床中有意有害元素及其含量，以利合理地充分地有效地综合利用矿产资源。)研究内容 为了完成矿床学研究得主要任务，矿床学需要研究以下五个方面得具体内容:(1）研究矿床所处大地构造背景、研究地球化学、地球物理特征及其对矿床分布得控制作用，查
8、明矿床得时、空分布规律;(）研究矿床形成得物理、化学、生物等作用，研究成矿物质来源与成矿过程，分析成矿物理化学条件,探讨矿床成因；(3)研究地层、构造、岩浆岩及围岩蚀变与矿床关系,查明其对矿床得控矿作用,提出有利于找矿得地质标志；（4)确定矿体得形态、大小、产状及其与围岩关系，查明矿床得规模、产出位置与开采条件；（5）研究矿石得物质组分、组构及其在矿床中空间分布特征,查明元素得赋存状态及矿物得嵌布特征,确定矿产得质量与加工工艺性质。3、矿床学与其它学科关系1）为某些学科得上层建筑（）运用矿物学、岩石学来研究成矿物质与矿石组分;(2）运用古生物学、地层学、地史学来研究成矿地质历史;（3)运用构造
9、地质学、大地构造学、地质力学来研究成矿地质构造条件；(4）运用地球化学来研究成矿元素得迁移富集机理;（5)运用基础学科如化学、力学、物理学、生物学、数学、地球物理、物理化学、生物化学等理论知识对矿床成因进行理论解释与深入研究;（）近年来,天体地质、海洋地质、深部地质、地球动力学、同位素地质、遥感地质、数学地质等新得分支学科得发展，有力地促进了对各种成矿作用过程与地质环境得研究。2）为某些学科得理论基础:矿床学得研究成果可直接或间接为找矿勘探、采矿、选矿、冶炼、环境地质、地质经济及矿产资源评估等服务。()具体矿床得研究有利于该矿及外围得找矿勘探工作；(2）矿床规模、矿体形态得确定，有利于布置采矿
10、工程；()矿石物质组分得研究有利于矿石得分选与精矿得冶炼；（4）矿区地质、矿床开采-选矿与冶炼，需要对环境地质得深入研究与环境保护；（5)矿床研究为资产评估提供依据二、矿床研究方法得一般方法1、矿床研究得指导思想1）辩证思维思维就是人类从社会实践生产中产生得一种特有得精神活动，就是在表象、概念得基础上进行分析、综合、判断、推理等认识活动得过程。由于观察研究工作得局限性,难免产生对矿床认识得片面性。()理论与实践相结合:不应当重理论而轻实践或不实践，也不应只实践而不总结经验教训，而应当既重理论又重实践。（2）野外与室内相结合：野外工作既为地质工作者提供第一手感性认识，又就是进一步进行室内研究所需
11、采集样品得天然宝库。因此，野外工作就是地质研究最重要得基础工作，必须引起高度重视。不能只重视野外工作而忽视室内研究,更不能只室内研究而忽视野外工作。必须经过反复地，即多次野外室内野外室内实践,更有利于认识得深化与提高。(3)宏观与微观相结合 对于地质矿产调查工作,首先必须从宏观考察分析。如对成矿构造分析，必须首先了解区域构造格架得总体展布与矿化间关系,了解矿田构造中地质构造类型及其在控制矿床分布方面得规律。从小得一块岩矿石手标本上,宏观得可了解岩矿石构造与部分结构如粒度、晶形等，并确定岩矿石名称（野外定名）.但要准确定名,则必须通过岩矿石得光薄片进行镜下微观观察、鉴定矿物成分与显微结构构造.(
12、4）常规方法与现代方法相结合 常规得矿床研究，主要就是对岩矿石得观察鉴定及对矿体中矿石进行化学全分析、有益与有害元素分析，以确定矿体得形态、产状与矿床得规模，这仍然就是十分重要得。但为了更好地研究矿床得成因，必须采用现代测试技术,如电子显微镜、电子显微探针、质子显微探针、同步加速辐射与激光显微探针惰性气体质谱分析等。（5)多学科综合研究 矿床学得研究涉及多学科领域,需要相互渗透、交叉。要探讨矿床成因，要从矿物学、岩石学、矿相学、矿床学、地球化学等方面进行研究；要成矿预测，除了详细勘查矿床、控矿因素及成矿规律外，必须借助航空航天技术、地球物理探测技术等.只有多学科综合研究，才能充分发挥科学找矿扩
13、大资源量得目得。)求实创新我们应当充分利用前人得研究成果,尊重前人得研究成果,但不迷信前人得研究成果。科学研究要“不唯上,不唯书，只唯实”，以客观事实为依据,发扬开拓进取、求实创新得精神.只有这样,地质科学得研究才能发展,才有新得生命力。矿床得研究不能靠行政命长官意识,而应当尊重事实。对于书本上得东西应当既要尊重又不迷信，又敢于向过去得理论挑战。、工作方法通过长期得普查、找矿勘探实践,人们逐渐地总结了有关矿床研究得一般方法。对具体矿床进行深全面入得观察使研究矿床得基本方法。在具体研究一个矿床时，一般采用以下四个阶段，即野外地质调查、实验室研究、模拟实验与综合分析.1）野外地质调查（野外现场观测
14、)（)区域地质：通过中比例尺填图，了解成矿地质背景（地层、构造、岩浆岩及其与矿化得关系）；（）矿区地质：通过现场观测与编录，测制大比例尺地质图、剖面图与必要得地质素描图，查明矿区内地层、构造、岩浆岩特征及其与矿化得关系；（3）矿床地质（矿体、 矿石及 围岩蚀变）：对探矿工程编录,确定矿体得形态、大小与产状；对矿石观测与素描,根据矿石得物质组分、组构及共生矿物特征,确定矿物生成顺序及矿化期次;系统取样。2）实验室研究 (1)矿物结构及物性：利用偏光显微镜、反光显微镜、阴极发光显微镜、电子显微镜、X射线衍射、红外光谱、差热分析仪等仪器，鉴定岩矿石中矿物成分、含量及相互关系,进一步确定矿物生成顺序与
15、成矿期次得划分；研究矿床中典型矿物得物性特征。为矿床成因、找矿预测及矿石综合利用提供可靠得资料。（)常微量元素与稀土元素：通过化学分析与仪器分析,查明矿石中常量元素、微量元素含量及有益、有害元素含量。为矿床得规模、矿体形态得圈定、矿产资源综合利用提供依据,为矿床成因提供佐证.（3)流体包裹体：测定成矿流体温度,估算流体得盐度、密度与压力；测定成矿流体得气相、液相成分;通过热力学计算，探讨成矿流体得逸度、酸碱度与氧化还原电位及成矿流体得来源。（)同位素:测试样品得稳定同位素(碳、氢、氧、硫、铅等同位素）与放射性同位素(-r SmNd KAr等）,估算成矿温度，确定成岩、成矿时代,判断成矿物质来源
16、,为矿床成因、找矿预测提供依据。（5）有机地球化学:了解矿床中生物标志化合物（胶质与沥青质、干洛根与孢粉等）得一般特征，分析有机碳、有机硫、干洛根与孢粉成分与氯仿沥青A(饱与烃、芳烃、非烃与沥青质)组分及气相色谱分析。（）古地磁3)模拟实验 为了更深入得研究矿床成因,需要进行成矿模拟实验,以便将所获得得成矿物理化学信息应用于实验中检验,验证提出得成矿过程.目前主要有成岩成矿实验、热力学计算与计算机模拟三种方法.4)综合研究 （1)编制综合图件：以单因素图件为基础，编制多因素图件或专题性图件,如综合地层柱状图等。（2）资料综合分析:根据野外与实验室内研究成果进行综合分析，去粗取经、去伪存真。（)
17、综合地质报告:通过野外现场观测与实验室内得综合研究、分析,最终形成一份科研报告。矿床学研究得进展从历史发展得观点,可将矿床研究分为以下几个阶段一、萌芽阶段 据考古研究，我国人民早在约50-60万年前得旧石器时代,中国猿人蓝田人、北京猿人为了生存已认识了某些矿物与岩石得有用性质,如开始利用燧石、玛瑙、水晶、石髓与石英得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,用赤铁矿作饰品得涂料；青铜时代,主要用孔雀石与自然铜炼铜并制造青铜器;已能利用天然陨铁作刃得青铜器;已利用得矿物与岩石达4余种.二、初期阶段 进入铁器时代，2000多年前即能用褐铁矿、赤铁矿与磁铁矿生产铸铁,对
18、某些矿物得聚合富集体矿体进行较大规模得开采.春秋战国时即已开采得山东金岭镇铁矿可能就是世界上开采最早得铁矿；在秦岭、中条山、太行山一带开采原生铜矿,已开采七宝山与德兴、铜官山、东川等铜矿；开始用金铸币，我国就是世界上最早使用金币得国家。明李时珍本草纲目中已列举了1607种矿物得产地、产状、物理性质与在医疗、工业方面得用途与宏观地质研究。山海经五藏山经中记载0多个矿产地得80多种矿物、岩石与矿石,并将矿床得产出环境进行了初步分类,如有得矿产于山(原生矿床）,有得矿产于水（砂矿），有得矿产于谷(沉积矿床）;根据矿物、岩石得物性把矿产分为金、玉、石、土四类。同时注意到矿物共生关系与分带，如管子地数篇
19、中叙述了“山上有赭者,其下有铁;上有铅者，其下有银；上有丹砂者，其下有金;”。但未重视应用性研究，而侨居捷克矿石山得德藉阿格里科拉(154)首先提出成矿得概念,认为矿脉中物质来源于地壳，因大气水受地热影响溶解了成矿物质后在地壳裂隙中沉积形成;笛卡尔(1644）则认为所有金属矿物都就是由地壳深处通过溶液或喷气作用上升贯入到已冷凝得地壳裂隙内沉淀而形成得。这一阶段就是矿床学理论得最初萌芽阶段,出现矿床成因上最早得“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）提出得所有岩石与矿床都就是由地表水形成得,即“水成论;赫屯(788)提出矿床都就是熔融物质充填在已冷凝得地壳
20、裂隙中形成，即“火成论”。三、发展阶段 19世纪中叶，由于冶金工业得需求发明了“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得微观形态、大小及特征，极大地推动了矿床学理论得发展。2世纪中叶，现代测试技术得引用使对矿床学得研究得到进一步得发展。如同位素地球化学、包裹体矿物学、成岩成矿实验等研究,微区形貌研究得电子显微镜、矿物结构研究得X射线衍射分析、高灵敏度仪器分析如原子吸收光谱、中子活化与电子探针等及确定年龄与成因得同位素分析新技术、新方法得引入,使矿床学研究有一个飞速地发展.四、综合阶段 20世纪70、8年代以来,由于新技术、新方法不断地发展,人们认识到对矿床得研究不能单一
21、得就矿论矿,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与现代仪器分析、宏观与微观分析研究、野外与室内分析研究得成果，利用成矿模拟实验以修正自己得研究成果，使成矿作用过程更趋近于真实.通过综合研究，认为某些矿床具有“三多”得特点，即成矿物质多来源、成矿作用多阶段与多成因得特点.新得成矿理论不断出现,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。矿床学得三基:基本知识:有关矿床得基本概念、矿床地质特征、形成条件；基本理论：有关成矿作用、成因类型与成矿规律得系统认识；基本技能：包括野外工作方法与
22、判读矿床地质图件得能力,肉眼与镜下研究矿石与蚀变岩石得能力及能利用各种材料对矿床形成条件与成因进行综合分析得初步能力。第二章 矿床学基础1基本概念一、矿床 矿床（nealepost)：指在地壳中通过地质作用形成得,其质与量符合工业要求,在现有经济技术条件下能被采用利用得地质体.矿床由矿体与围岩构成,矿床中可以包括一个或多个矿体。矿床（iral poit):指在地壳中通过地质作用形成得，其质与量符合工业要求,在现有经济技术条件下能被采用利用得地质体。矿床由矿体与围岩构成,矿床中可以包括一个或多个矿体.1、同生矿床(syngeecpsit）:指矿体与围岩就是在同一地质作用过程中同时或近于同时形成得
23、。、后生矿床(epigenetieposits）:矿体得形成明显晚于围岩得一类矿床。二、矿体与围岩 1、矿体（orody)：由矿石（ore）与脉石（ague)组成得独立地质体，就是矿床得主要组成部分,就是开采与利用得主要对象。矿体具有一定得形状(form / mphology)、大小与产状（d f ccurenc)，并占有一定得空间位置,被围岩所包围。2、围岩（counr roc, hostrk，wall ock）：泛指矿体周围得岩石，其界线有得很清楚(如脉状矿体)，有得呈渐变过渡（如由细脉浸染状矿石组成得矿体）.3、母岩(other rock)：就是指矿床形成过程中,提供成矿物质来源得岩石.
24、与矿床在空间上与成因上具有密切联系。如由岩浆结晶分异作用形成得富镁质超基性岩中得铬铁矿矿床,富镁质超基性岩即就是铬铁矿矿床得母岩。4、矿体形状（frmof ore d）即矿体得外形.根据矿体在三度空间长度比例得不同,将矿体分为三种基本类型1）等轴状矿体:三向均衡延长得矿体,如矿瘤(直径数十米以上）、矿巢（直径仅数米以上）、矿袋与矿囊(直径更小).若一个方向上较短，且中厚边薄者为凸镜状或扁豆状。)板状矿体:二向延长(1）矿层：在沉积作用下形成得产状与围岩一致得板状矿体；又称层状、似层状矿体。(）矿脉:形成在各种岩石裂隙中得板状矿体,典型得后生。矿层于层状矿脉区别:矿层规模大、厚度均匀,产于顺层裂
25、隙中;层状矿脉有尖灭端，产于穿层裂隙中。3)柱状矿体：一向延长（多为垂向），又称筒状或管状.如金刚石矿床发管状矿体5、矿体产状（mde ccrrence of re boy)：就是指矿体在地壳中产出得空间位置。)产状要素：走向、倾向、倾角,侧伏角、倾伏角-狭义得产状2）埋藏深度：露天矿、隐伏矿（也称盲矿体）3)与岩体关系：岩体内或外,或接触带4)与沉积岩关系：与层理、片理呈整合关系或穿切关系5）与构造关系：产于构造中得部位，与断裂与褶皱空间上得关系三、矿石与脉石、矿石（re)：指从矿体中开采出来得，可从中提取有用组份且在目前得经济技术条件下具经济价值得矿物集合体。矿石由矿石矿物与脉石矿物组成。
26、岩石在目前得经济技术条件无具经济价值.1)矿石矿物（oremieral):矿石中有用得矿物2)脉石矿物(oy ineral）:矿石中无用得矿物2、矿石品位(tnr of oe）：矿石中有用组份得百分含量。以元素、氧化物（Fe、W、V、)得重量百分含量(%)表示;贵金属用t来表示;金刚石用mg/t表示;砂矿用/m或g m3来表示。)工业品位(prdution teno）；能被开采与利用得矿体得最低平均品位）边界品位（boundaytenor）；用来确定矿石或岩石、矿体与围岩界线得品位3、矿石品级矿石品级（radeof e）:工业生产上用一种矿石中有益组份与有害组份得含量来确定得矿石品级。、矿石组
27、构(fabricof re)（）矿石构造(structure f or）:指矿石中矿物集合体得形状、大小与空间上得结合分布特征.即指矿物集合体得形态特征而言。()矿石结构（teture of ore）:指矿石中矿物晶粒得形状、大小与空间上得结合分布特征。即指单种或多种矿物晶粒间或单个晶粒与矿物集合体之间得形态特征而言。5、脉石1）脉石(gangue）:矿体中无用得围岩碎块及夹石，与矿石伴生在一起.2)夹石(hse)：矿体内部不符合工业要求得岩石，其厚度超过了允许得范围四、矿床类型、成因类型（eneti tyes):按矿床得形成作用与成因划分得矿床类型,如内生成矿作用形成得矿床属内生矿床，岩浆作
28、用形成得矿床属岩浆矿床,岩浆熔离作用形成得矿床属岩浆熔离矿床。2、工业类型（meriaes）:据在工业上得使用价值与现实意义，尤其就是在采矿、选矿与冶金等加工工艺方面特征来划分得矿床类型，如按金属矿产主要来源得矿床属金属矿床,黑色金属矿产主要来源得矿床属黑色金属矿床,铁矿产主要来源得矿床属铁矿床。2 元素地球化学一、元素地球化学分类（A、H、查瓦里茨基分类）1）氢族：H，影响成矿介质得酸碱度与成矿得物理化学条件，可与氧结合成水，搬运2）惰性气体族：HeR,一般不参与成矿,很稳定3）造岩元素族:L-Cs、Bea、Al、S，形成造岩矿物脉石矿物）岩浆射气元素族:B、C、N、O、F、P、S、l,可与
29、金属元素形成络阴离子5)铁族元素:、V、Cr、Mn、Fe、Co、N，岩浆矿床得主要成矿元素6)稀有元素族:Sc、b、o、Tc、Hf、a、W、R、R(稀土元素)放射性元素族：c、R、c、h、T、U,以U与Th为主）亲硫元素族：CuAu、Zn-H、Tl、Ge-Pb,与硫有很强得亲与性,就是血吸虫硫化物得主要元素，形成矿石矿物9)铂族元素:Ru、h、s、I、Pt，含在基性、超基性岩中10）半金属与金属矿化剂族：As、Sb、Bi、Se、Te、Po11）重卤素族：Br、二、元素在地壳及上地幔中得分布规律1、概念1）克拉克值:元素在地壳中得丰度值。2)浓度克拉克值：元素在某地区(或某一地质体）得平均含量与
30、该元素得克拉克值得比值。其值1，表示富集,其值1，表示分散3）浓度系数=某矿石得工业品位克拉克值、元素在地壳与上地幔中得分布量)各元素在地壳与上地幔中得分布量相差极为悬殊（1）分布量最多得就是氧；4（地壳),43(上地幔)（）分布量最少得就是氢:1、%0-9(地壳），0、%0（上地幔),2）地壳与上地幔中分布量最多得就是种元素，即、Si、Al、Fe、Ca、a、M，其总量占地壳总成分得9、%，占上地幔总成分得99、11%。由于这些元素就是地壳中各类岩石得基本成分,故统称其为造岩元素。造岩元素族在地壳及上地幔中得分布占主要地位.3、成矿元素在地壳与上地幔中得分布特点1）地壳中主要集中稀有元素（包括稀土元素族）、放射性元素族与岩浆射气元素族；)上地幔中主要就是铁族元素、铂族元素与岩浆射气元素族。 成矿作用成矿作用（mineraization / oreormingprocss):使分散在地壳中得元素发生富集而形成矿床得地质作用,称为成矿作用.按其性质与能量作用得来源分为四大类。一、内生成矿作用 1、概念:内生成矿作用(ndoenicmineraliatio）主要就是由地球内部热能得影响导形成矿床得各
