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1 第一章绪论 一、矿产及其分类 二、矿床的研究任务和研究方法 三、矿床学与其他学科的关系 四、矿床发展简史 第二章有关矿床的基本概念 一、矿产、矿石、夹石、围岩和母岩 二、同生矿床、后生矿床和叠生矿床 三、矿体的形状和产状 四、矿石的矿物组合及结构构造 五、矿石的组分、品位及品级 六、思考题与单元实习 第三章成矿作用总论 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 第四章岩浆矿床 一、岩浆矿床的概念、特点及工业意义 二、岩浆矿床的成矿地质条件 三、岩浆成矿作用及矿床分类 四、岩浆爆发矿床及喷溢矿床 五、思考题与单元实习 第五章伟晶岩矿床 一、伟晶岩矿床的概念及工业意义 二、伟晶岩（矿床）的成因 三、伟晶岩矿床的特点 四、伟晶岩（矿床）的分类 五、伟晶岩成岩成矿地质条件 六、思考题与单元实习 第六章气水热液矿床概论 一、气水热液及其在内生矿床中的意义 二、热液的成因（类型） 三、热液中主要挥发组分的性状及其影响 四、成矿元素在热液中的迁移与沉淀 五、热液的运移 六、气水热液矿床的形成方式 七、围岩蚀变 八 、气水热液矿床成矿温度和压力（深度）的测定 九、气水热液矿床的矿化期、矿化阶段和矿物生成顺序 十、思考题与单元实习 2 第七章接触交代矿床 一、概念及工业意义 二、成矿过程 三、接触交代矿床的特征 四、成矿地质条件 五、重要的矿床类型 六、思考题与单元实习 第八章热液矿床 一、概念、特征及工业意义 二、矿床分类 三、侵入岩浆热液矿床 四、地下水热液矿床 五、火山热液矿床 六、变质热液矿床 七、思考题与单元实习 第九章风化矿床 一、有关的概念 二、成矿作用及矿床分类 三、风化矿床的特点及工业意义 四、风化矿床的形成条件 五、矿床的次生变化及次生富集 六、思考题与单元实习 第十章沉积矿床 一、有关概念 二、成矿作用及矿床分类 三、蒸发沉积矿床（盐类矿床） 四、胶体化学沉积矿床 五、生物化学沉积矿床 六、思考题与单元实习 第十一章可燃有机矿床 一、煤 二、石油及天然气 三、思考题 第十二章变质矿床 一、概念、成矿作用及工业意义 二、变质矿床的形成条件 三、变质成矿作用及变质矿床分类 四、思考题与单元实习 3 第一章第一章第一章第一章 绪论绪论绪论绪论 1.11.11.11.1 矿产及其分类矿产及其分类矿产及其分类矿产及其分类 1、矿产的概念矿产的概念矿产的概念矿产的概念地壳中由地质作用形成的可被国民经济利用的自然资源。 2、矿产分类矿产分类矿产分类矿产分类 （1）依据自然状态可将矿产分为固体矿产、液体矿产及气体矿产。 （2）依据主要用途可将矿产分为金属矿产、非金属矿产、能源矿产及地下水资源。 金属矿产指用于提取金属元素的矿物资源。非金属矿产指用于提取非金属元素或 化合物及矿物的矿质资源。 4 1.21.21.21.2 矿床的研究任务和研究方法矿床的研究任务和研究方法矿床的研究任务和研究方法矿床的研究任务和研究方法 1、矿床及矿床学的概念 （1）矿床矿床矿床矿床即是矿产的产地，其主体是含有用组分的质和量在当前经济技术条件下可 开采利用的地质体。 矿床的定义中应注意如下两个含义 a、矿床的主体是地质体，因此矿床的形成和分布是受地质条件控制的，是有地质规律 可寻的。 b、确定矿床的标准是随经济需要和技术发展而变化的，即现在的一些矿床在数年或数 十年前并不是矿床（如硅灰石及透灰石的矿床） ，现在不能构成矿床的一些地质体将来随着 选、冶技术的发展可能会构成矿床。 （2）矿床学矿床学矿床学矿床学研究矿床的一门科学。 2、矿床学的研究任务和研究方法 （1）矿床学的研究任务 矿床学的任务是研究矿床的地质特征、成因、成矿条件和分布规律，为成矿预测和找矿 勘探提供理论基础。 具体的研究任务如下 （2）矿床的研究途径及方法如下 5 1.31.31.31.3 矿床学与其他学科的关系矿床学与其他学科的关系矿床学与其他学科的关系矿床学与其他学科的关系 矿床是由地质作用形成的产物，其成因及分布是与各种地质体和地质作用密不可分的， 因而矿床学是地质学科的一个组成部分，与地层学、古生物学、地史学、构造地质学、大地 构造学等学科具有密切关系。在研究矿床的成矿物质、成矿条件及成矿作用时必然涉及到物 理、化学、生物化学、力学等基础学科。在查明及研究矿体时、空分布规律时所应用的知识 和技术手段又会涉及到地球化学、地球物理学等学科。矿床学研究的最终目的是为社会经济 服务，因此，还必须了解找矿勘探地质学、选矿学、冶金学等科学知识，显现了矿床学与上 述学科间的密切关系。 1.4 矿床发展简史矿床发展简史矿床发展简史矿床发展简史 矿床学是随社会需求、生产发展和相关科学技术的进步而产生和发展的，其发展历史 可大致划分为如下几个阶段 在16世纪以前，人类虽然早已认识和应用了一些矿产 资源，但是有关矿床知识还处于初步的和不断积累的阶段。 因此，在此阶段人类对矿床一般仅限于逐渐扩大开发利用 和对矿石用途、矿床表面特征等现象的初步认识与描述。 例如，我国先秦时代的相关著作山海经 五藏山经记 载了六百余个矿产地的八十余种矿物、岩石并对矿床的产 出环境进行了初步分类； 管子 地数篇则描述了铁、铜 金、银钱等矿床地表至深部的变化及金属元素的分带性； 明代李时珍的本草纲目 列举了160种矿物的产地、 产状、 性质和医疗及工业用途；宋应星的天工开物详细列举 了矿床的分类和系统记载了我国古代金属及非金属的矿业 技术，说明我们的祖先在此阶段积累了大量的矿床知识。 十六世纪到十九世纪中叶是矿床学的萌芽阶段， 对矿 床的认识与研究开始从以往的感性特征的描述扩展到初步 的成因探讨。例如，对脉状矿床的成矿物质出现源于地表 （阿格里科拉，1546）和源于深部（笛卡尔，1644）的不 6 同认识；十八世纪在岩石、矿床的成因方面存在“水成论”和“火成论”的长期争论。前者 认为所有岩石及矿石都是在洋水中沉积或洋水中的成矿物质沿裂隙向地下渗透形成的 （维尔 纳，1775） ，后者则认为岩石和矿石都是由火成熔融物质冷凝形成的（赫屯（英） ，1788） 。 虽然此阶段有关矿床成因的认识都存在片面性，然而却标志着矿床研究已趋向深入，成矿理 论正在发展形成。 19世纪中叶至二十世纪初期,在矿业快速发展和物理、化学等基础学科新成果的推动 下，矿床成因的理论体系初步形成，如成矿物质多源的观点， （万海慈（美）1901） ，岩浆热 液成矿理论（W林格伦） ，侧分泌成矿学所相继提出并受到重视。矿床学已经从矿物学中独 立为地质科学一个重要分支。 20世纪中叶以来，地球物理探测技术快速发展使得地球结构和矿床的研究可从地表向 地球深部扩展；同位素年龄测定技术、实验室分析测试手段的快速发展和在矿床研究中的应 用，有力地促进了矿床成矿年龄、成矿环境、成矿物质来源和成因研究；高温高压等成矿模 拟试验条件的不断改善和计算机在成矿模拟研究中的应用， 深化了对成矿物理化学条件和成 矿作用的认识；板块构造、地幔热点（柱）等地质构造理论的形成，推进了矿床成矿大地构 造背景和大区域成矿规律的研究。上述因素促使矿床成矿理论快速发展和日趋完善，矿床研 究内容也已从初始阶段单个矿床的成因发展到成矿模式、成矿系列的研究。 第二章第二章第二章第二章有关矿床的基本概念有关矿床的基本概念有关矿床的基本概念有关矿床的基本概念 2.12.12.12.1 矿体矿体矿体矿体、、、、矿石矿石矿石矿石、、、、夹石夹石夹石夹石、、、、围岩和母岩围岩和母岩围岩和母岩围岩和母岩 1、矿体矿体矿体矿体即是矿床的主体，是矿床中可供开采的地质体。。。。 一个矿床含一个或多个矿体，如铁山铁矿床见图2-1有六个主要矿体。 2、矿石矿石矿石矿石是矿体的主体，是矿体中有工业价值的矿物集合体。 3、夹石夹石夹石夹石矿体中无工业价值的矿物集合体。 7 矿石与夹石的区别是前者所含有用组分在当前技术条件下可提取利用；后者不含或 少含有用组分，在当前技术条件下不可利用。 4、围岩围岩围岩围岩指矿体周围的岩石。沉积矿床矿体的上、下围岩常称为顶、底板；脉状矿体的上、 下围岩常称为上、下盘。 5、 母岩母岩母岩母岩 是指在成矿过程中提供了成矿物质的岩石， 如“矿源层”即是指沉积成因的母岩。 围岩和母岩是两个完全不同的概念。对某些矿床而言矿体的围岩就是母岩，如多数岩 浆矿床；在另一些矿床中矿体的围岩与母岩无关，如多数热液形成的脉状矿床。 2.22.22.22.2 同生矿床同生矿床同生矿床同生矿床、、、、后生矿床和叠生矿床后生矿床和叠生矿床后生矿床和叠生矿床后生矿床和叠生矿床 同生矿床同生矿床同生矿床同生矿床指矿体与围岩为同期或近于同期由同一地质作用形成的矿床。 如岩浆分结作用形成的矿床、沉积作用形成的矿床。 后生矿床后生矿床后生矿床后生矿床指矿体晚于围岩并且由不同地质作用形成的矿。 如热液作用形成的脉状矿床。 叠生矿床叠生矿床叠生矿床叠生矿床指有用组分由同生期富集和后期有用组分的叠加再富集而形成的矿床。因此， 此类矿床属复成因的矿床。 2.32.32.32.3 矿体的形状和产状矿体的形状和产状矿体的形状和产状矿体的形状和产状 1 1 1 1、、、、矿体的形状及分类矿体的形状及分类矿体的形状及分类矿体的形状及分类 按照矿体三维空间的发育情况可将其分为等轴状矿体、板状矿体和柱状矿体三个基 本类型。 但是，矿体的形状往往是复杂的，一些矿体可能属于上述类型的过渡形状，如镜状、扁豆状 矿体。 2 2 2 2、、、、矿体的产状矿体的产状矿体的产状矿体的产状 指矿体产出的空间状态，包括如下五个方面内容 8 图图图图2-2 矿体产状示意图矿体产状示意图矿体产状示意图矿体产状示意图 上述五项内容反映了矿体的空间分布特征，对矿体的勘探和开采工程布置、矿床成因及矿体 分布规律的研究工作都具有重要意义， 因此矿体产状是矿床勘探和研究中必须观察和描述的 重要内容。 2.42.42.42.4 矿石的矿物组合及结构构造矿石的矿物组合及结构构造矿石的矿物组合及结构构造矿石的矿物组合及结构构造 研究矿石的矿物组合、 有用及有害组分的赋存状态不仅为确定矿石的采选和冶炼工艺提 供必要的依据，而且可从中获得重要的矿床成矿条件和成因信息。 9 1、、、、矿石的矿物组合矿石的矿物组合矿石的矿物组合矿石的矿物组合 矿石的矿物组合是指矿石的矿物组成。不同矿种、不同矿床的矿石所含的矿物种类可能 有很大的差别，但就其工业价值而言，矿石一般都是由两种类型的矿物组成的，即矿石矿物 和脉石矿物。 （（（（1））））矿石矿物矿石矿物矿石矿物矿石矿物矿石中可供利用的矿物，因此又称有用矿物。如铅锌矿石中的方铅矿、 闪锌矿等含铅、锌的矿物，金矿石中的自然金、金银矿等含金矿物。 （（（（2））））脉石矿物脉石矿物脉石矿物脉石矿物矿石中不能利用的矿物，因此又称无用矿物。如铅锌矿石中的石英、 方解石等不含铅、锌的矿物，金矿石中的石英、云母、黄铁矿等不含金矿物。 但是，矿石矿物与脉石矿物是相对于一个具体的矿床而言的，在一个矿床中某种矿物可利 用则是矿石矿物，而在另一矿床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。例如，在铅锌矿石中方铅矿和闪锌矿都是重要的矿石矿物。在金矿石中也常含有这两种 矿物，但是如其含量很少而不具备综合利用价值时他们就是脉石矿物。相反，在铅锌矿石及 金矿石中石英都是脉石矿物，但是在硅石（砂）矿床的矿石中石英却是唯一的矿石矿物。 （（（（3））））脉石脉石脉石脉石矿体中的夹石与矿石中的脉石矿物统称为脉石。脉石一般多在开采和选矿过 程中被分离出来构成废石或尾砂。 2 2 2 2、、、、矿石的结构构造矿石的结构构造矿石的结构构造矿石的结构构造 矿石结构及构造是矿石描述中常用的重要术语。 （1）矿石结构是指矿石中矿物的大小、形状及矿物间的相互关系。 如草莓结构是指其矿物形如草莓状； 自形板状结构是指矿物呈结晶程度很好的板状形状； 包含结构是指早形成的矿物被晚形成的矿物包含的相互关系； 穿插结构是指先形成的矿物被后形成的矿物穿插的相互关系。 （2）矿石构造是指矿石中矿物集合体的形状和有用矿物的分布状况。 如豆状构造是指有用矿物的集合体呈豆粒的形状分布于矿石中； 角砾状构造是指矿石中一些矿物的集合体呈角砾形状而另一些矿物的集合体呈胶结 物的分布特征； 条带状构造是指矿石中一些矿物的集合体呈条带形状分布于另一些矿物的集合体中； 网脉状构造是指一些矿物的集合体呈相互交叉的网脉形状分布于矿石中。 10 如上所述，矿石结构构造的概念与岩石结构构造的概念基本相同，但应注意的是矿石的 结构构造往往更注重有用矿物及其集合体的特征。 如岩石中矿物无定向均匀分布则可称为块 状构造，但是具有上述特征的的矿石因有用矿物的含量和分布状况常划分为不同的构造类 型。如有用矿物含量达80以上且均匀分布者才能称为（致密）块状构造；含量在80以下且 均匀分布者称为浸染状构造；不均匀分布者则划分为其他构造类型，如斑杂状构造。 2.52.52.52.5 矿矿矿矿石的组分石的组分石的组分石的组分、、、、品位及品级品位及品级品位及品级品位及品级 1、矿石的组分 矿石的化学成分是各不相同的，但可将其划分为如下四种类型 （1）有用组分指矿石中主要可提取利用的成分。有用组分有如下类型或表示形式 （2）无用组分 指矿石中不能提取利用的成分。 （3）伴生有益组分 指可综合利用的组分和能改善产品性能的组分。前者如铜矿石中 的 Au、 铅矿石中的 Ag 等元素常可被综合利用；后者如铁矿中的 Mn、V 等元素，它们的存在 可改善钢铁的性能。 （4）有害组分指对选矿和冶炼或对其产品有不良影响的组分。例如金矿中的 As 不利 于金的氰化选矿；铁矿中的 S、P 会降低钢铁的韧性和强度。 2、矿石的品位 （（（（1 1 1 1））））矿石品位矿石品位矿石品位矿石品位指矿石中有用组分的含量。 品位表示方法如下 11 a、百分含量（） 是最常用的形式。 b、克/吨（g/T）法（多用于贵金属矿） c、毫克/吨（mg/T） （或克拉/T） （用于金刚石矿） d、克/立方米（g/m3）法（多用于重金属砂矿） e、公斤/立方米（kg/m3）法（多用于石棉、云母等） （（（（2 2 2 2））））工业品位和边界品位工业品位和边界品位工业品位和边界品位工业品位和边界品位 工业品位和边界品位是国家（或勘探部门）规定的工业指标，用于圈定矿体。 a、工业品位圈定矿体时矿体或矿段平均品位必须达到的最低值。 b、边界品位是矿体边部所允许的最低品位值。 例如，1983年国家储量委员会规定的岩金矿工业品位是3-5克/吨,边界品位是1克/吨， 具体应用示意如图2-3。 工业品位和边界品位涉及到矿山经济利润问题，它们的确定取决于以下因素 （a）地质因素主要是矿体的规模及开采条件、有无可综合利用组分和矿石工艺技术 条等。如矿体规模大、开采条件好则开采成本低，工业品位可降低；条件相反则应升高。 （b）市场因素矿山或相关企业产品的市场价格、生产成本是不断变化的。当产品价 值升高和（或）生产成本降低时上述工业指标也可降低，相反则应升高。 （c）采选技术随着矿石选矿、冶炼工艺的创新和发展，有用组分的回收利用率有可 能较大幅度的提高，相应的工业品位指标也可随之降低。 因此，工业品位和边界品位不是一成不变的。如近年来很多金矿、铁矿实际应用的工业 品位已远低于1983年国家储量委员会的规定。 3 3 3 3、矿石的品级 矿石品级是指矿石的质量分级。一般矿石品级的划分依据如下 a、矿石的品位 b、伴生组分 c、工艺性能 一般高品级矿石多是高品位、低有害伴生组分的矿石，例如磁铁矿矿石，平炉富矿要求 （％） TFe≥56、SiO2≤8、S≤0.1、P≤0.1、Cu≤0.2、 （Pb、Zn、As、Sn 均）≤0.04。随品位降 低依次划分为高炉富矿、贫矿。在一些非金属矿石品级划分中工艺性能显得尤为重要，如云 母片度、剥分性能和表面平整程度是云母矿石品级的重要的划分标准；石棉纤维的长度、劈 分性能、柔韧性等是石棉矿石品级的重要划分标准。 12 思考如下问题思考如下问题思考如下问题思考如下问题 1、何谓矿床、同生矿床、后生矿床和叠生矿床 2、何谓矿石矿物、脉石矿物及脉石 3、矿体的产状应包括哪些内容 4、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 5、矿石品位、边界品位及工业品位的概念及应用。 6、一般影响矿石品级的因素有哪些 实习单元一实习单元一实习单元一实习单元一矿石的概念矿石的概念矿石的概念矿石的概念 第三章第三章第三章第三章成矿作用总论成矿作用总论成矿作用总论成矿作用总论 3.13.13.13.1 元素的分布与成矿的关系元素的分布与成矿的关系元素的分布与成矿的关系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。 元素的丰度元素的丰度元素的丰度元素的丰度是指某元素在某地质体中的平均含量。元素的克拉克值元素的克拉克值元素的克拉克值元素的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。 （（（（一一一一））））元素在地壳和上地幔中的分布特征元素在地壳和上地幔中的分布特征元素在地壳和上地幔中的分布特征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。 （（（（二二二二））））元素丰度与成矿的关系元素丰度与成矿的关系元素丰度与成矿的关系元素丰度与成矿的关系 地质体中元素的丰度与成矿的关系大致表现如下 1、地质体中元素的丰度与成矿往往有密切的相关性，即元素丰度高的地质体具有这 些高丰度元素成矿的物质基础，易于成矿。从地壳、地幔等最大地质单元到局部地质体中这 一规律均有体现，例如，地壳中克拉克值大的元素易成矿、易成规模大的矿床。以 Fe 为例， 13 Fe 的克拉克值很大，所以铁的矿床类型很多，而且储量常可达数亿吨至百亿吨以上；Au 的 克拉克值很低（4ｘ10 -7） ，虽然也可形成矿床，大储量达百吨以上者极为少见。如前所述， Cr、Ni、Co、PGE 等元素在超基性岩中的丰度最大，所以这些元素最易在幔源的基性-超基性 岩中成矿；Li、Be、Nb、Ta、W、Sn 等元素在酸性岩中的丰度最大，因而上述元素矿床的形 成常与花岗岩有关。相反，Li、Be、Nb、Ta、W、Sn 等元素的矿床一般不会产于丰度很低的 基性、超基性岩中，而原生铬铁矿矿床一般仅产于丰度高的超基性岩中。 2、地质体与成矿的关系并不完全取决于其中元素的丰度，还与其他因素有关。例如， 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却很 少形成独立的矿床，这是由元素的地球化学特性决定的，一些元素易于富集成矿（如 Au、Sb 等） ，而 （如 Ga 等）分散元素则不易富集成矿。另外还与元素在地质体中的赋存状态有关， 如果某种元素在地质体中不易活化迁移和再富集，则该元素虽有较高的丰度但还是不易成 矿。 3.23.23.23.2 元素迁移富集与成矿元素迁移富集与成矿元素迁移富集与成矿元素迁移富集与成矿 浓度克拉克值浓度克拉克值浓度克拉克值浓度克拉克值是指一个地质体中某元素的平均含量与其在地壳中平均含量的比值， 即地质体中某元素的丰度与其克拉克值的比值（丰度/克拉克值） 。某地质体中该值＞1表示 相应元素在该地质体内集中，＜1则表示分散。 浓度系数浓度系数浓度系数浓度系数为元素的工业品位与该元素克拉克值的比值。显然，浓度系数表示地壳中 元素成矿时必须达到的最低富集程度。 例如， Cr 的浓度系数为274， 即要形成铬的矿床就必须富集到其克拉克值的274倍以上， Cr 在丰度最高的超基性岩中浓度克拉克值达20已显示强烈集中，然而距构成矿体还相差甚 远。由此可见，元素迁移是新矿床的形成和老矿床破坏的前提，矿床的形成是元素富集的结 果。影响元素迁移富集的因素可分为内因和外因，内因取决于元素的地球化学性质；外因即 环境温度、压力、PH、Eh 及流体成分和动力等条件的变化。 （（（（一一一一））））元素迁移方式元素迁移方式元素迁移方式元素迁移方式 元素迁移的方式是多种多样的，可大致归纳如下4种 1、以熔融状态迁移，如幔源岩浆中的 Cr、Ni、Cu、Co、PGE 等元素。 2、以溶液状态迁移，如地下热液中的 Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo 等元素。地表 水中的 K、Na、Ca、Mg 等元素。 3、以矿物碎屑形式迁移，如地表流水携带的自然金、金刚石、锡石等重矿物碎屑。 4、以气态迁移，如 S 及 Fe、Au 等元素的氯化物等元素及化合物。 （（（（二二二二））））元素富集与成矿作用的方式元素富集与成矿作用的方式元素富集与成矿作用的方式元素富集与成矿作用的方式 1、冷凝结晶作用包括岩浆中的结晶、溶液中的结晶及凝华结晶。 2、无机化学作用包括 a、气体间的反应，如火山喷气中2H2SO22S↓2H2O b、气体与固体间的反应，如高温条件下长石与水蒸气反应形成白云母。 14 c、液体与固体间的反应，如风化作用中下渗地表水与岩石的反应和热液与岩石 发生 的交代作用。 交代作用交代作用交代作用交代作用指气液流体与其所流经的矿物及岩石之间的物质交换作用。 d、液体间的反应，如含不同化学成分的流体混合时往往产生难溶化合物。 3、胶体化学作用因温度变化、电解质加入等因素引起的凝胶作用。 4、生物及生物化学作用如生物对 C、H、P 等元素的吸收富集作用。 3.33.33.33.3 成矿作用分类与矿床成因分类成矿作用分类与矿床成因分类成矿作用分类与矿床成因分类成矿作用分类与矿床成因分类 （（（（一一一一））））成矿作用及其分类成矿作用及其分类成矿作用及其分类成矿作用及其分类 成矿作用就是使地壳及地幔中分散的元素在特定的环境中富集形成矿床的地质作用。 因此， 与地质作用分类相同， 首先按照成矿作用的性质和能量来源可将其分为内生成矿作用、 外生成矿作用、变质成矿作用和叠生成矿作用。叠生成矿作用是指在不同地质时期以不同地 质作用使有用组分多次叠加富集形成矿床的复合成矿作用。 例如“层控矿床”一般是地层沉 积期一些成矿物质由沉积作用得到先期富集，在后期热液的作用下又使有用组分进一步集 中、富集形成的。 以上个各一级成矿作用再进一步分为二级、三级成矿作用，大致分类如下 二二二二 矿床类型矿床类型矿床类型矿床类型 1 1 1 1、、、、矿床成因类型矿床成因类型矿床成因类型矿床成因类型 15 按照矿床成因划分的矿床类型称为矿床成因类型。矿床成因涉及面较宽，分类依据不 同则产生不同的分类系统， 如依据成矿作用划分的矿床成因类型和依据成矿物质来源划分的 矿床成因类型。我们采用以成矿作用为主要依据、适当考虑成矿地质环境和尽量能反映成矿 物质来源的原则，划分的矿床成因类型如下 这些类型中，接触交代矿床按成矿作用应属热液矿床，考虑到成矿地质环境和矿床特征 而划分为独立的内生矿床类型。同样，可燃有机矿床按成矿作用应属生物沉积矿床，考虑其 特殊性划分为一个独立的沉积矿床类型。 2 2 2 2、、、、矿床工业类型矿床工业类型矿床工业类型矿床工业类型 矿床工业类型是在矿床成因类型的基础上，从工业利用的角度划分的矿床类型，它们 是某种矿产的主要来源，在工业上起重要作用的矿床类型。如，铁矿的工业类型是沉积变质 型、海相沉积型、岩浆型、接触交代型和热液型。 思考如下问题思考如下问题思考如下问题思考如下问题 1、何谓浓度克拉克值它能表示什么问题 2、何谓浓度系数它能表示什么问题 3、成矿元素在不同岩石 中的分布有何规律性 4、元素的丰度与成矿有何关系 16 第四章第四章第四章第四章岩浆矿床岩浆矿床岩浆矿床岩浆矿床 4.14.14.14.1 岩浆矿床的概念岩浆矿床的概念岩浆矿床的概念岩浆矿床的概念、、、、特点及工业意义特点及工业意义特点及工业意义特点及工业意义 （（（（一一一一））））岩浆矿床的概念岩浆矿床的概念岩浆矿床的概念岩浆矿床的概念 岩浆矿床是指岩浆经分异作用使其中的有用组分富集而形成的矿床。 岩浆矿床的成矿物质主要来自上地幔，部分来自地壳。成矿物质是岩浆的组成部分， 由岩浆携带运移的。岩浆矿床成矿的介质是岩浆，主要发生在岩浆完全固结之前的冷凝结晶 过程中，不包括岩浆气液的成矿作用。成矿作用主要是岩浆分异作用和冷凝结晶作用，一些 非金属矿床，如浮石及火山渣、膨胀珍珠岩原料等矿床就是由岩浆爆发、喷溢和快速冷凝形 成的。岩浆矿床主要形成于地壳深处，但也可形成于近地表或地表。 （（（（二二二二））））岩浆矿床的特点岩浆矿床的特点岩浆矿床的特点岩浆矿床的特点 岩浆矿床一般具有如下特征 1、绝大多数矿体产于岩浆岩中，岩浆岩既是母岩也多是矿体的围岩。 2、矿床是在岩浆固结成岩的过程中形成的，即矿体与岩浆岩是同时或近同时形成的。 因此，除个别贯入矿体外绝大多数岩浆矿床属同生矿床。 3、由于岩浆分异不可能进行的完全彻底，矿体与围岩多呈渐变过渡关系（贯入矿体例 外） ；矿石与母（围）岩石矿物组合常具一致性，即矿石中的矿石矿物常是岩浆岩的副矿物， 而母岩的主矿物常是矿石中的脉石矿物。 4、矿体围岩蚀变一般不发育或蚀变较微弱。 5、成矿温度高，多在1200－1500C，硫化物多在1100－500C。 （（（（三三三三））））岩浆矿床的工业意义岩浆矿床的工业意义岩浆矿床的工业意义岩浆矿床的工业意义 与岩浆矿床有关的重要金属矿产主要是铬、铜、镍、钴、铁、钒、钛、铂族元素及铌、 钽等稀有元素等。 与岩浆矿床有关的重要非金属矿产主要是金刚石、石材、橄榄岩（MgO＞40） 、霞石 正长岩霞石＞20，Na2O/K2O≈1者用作陶瓷原料，＞2用作玻璃原料、浮石及火山渣、膨 胀珍珠岩原料、铸石及石绵原料等。 4.24.24.24.2 岩浆矿床的成矿地质条件岩浆矿床的成矿地质条件岩浆矿床的成矿地质条件岩浆矿床的成矿地质条件 （（（（一一一一））））大地构造条件及岩浆条大地构造条件及岩浆条大地构造条件及岩浆条大地构造条件及岩浆条件件件件 对于岩浆矿床而言，岩浆岩与矿种间有明显的对应关系，即一定的矿种仅与一定的岩浆 岩有关，此种对应关系称为岩浆成矿专属性岩浆成矿专属性岩浆成矿专属性岩浆成矿专属性。因此，岩浆是岩浆矿床形成的首要条件。然而 不同的大地构造环境有不同类型的构造岩浆活动， 即不同的岩浆岩分布于不同的大地构造单 元中。因此，岩浆条件和大地构造条件密不可分。以下按板块构造观点叙述岩浆矿床的成矿 大地构造背景和岩浆岩的条件。 1、、、、大陆板块内部与热点大陆板块内部与热点大陆板块内部与热点大陆板块内部与热点、、、、裂谷及深大断裂有关的岩浆岩和矿床裂谷及深大断裂有关的岩浆岩和矿床裂谷及深大断裂有关的岩浆岩和矿床裂谷及深大断裂有关的岩浆岩和矿床 （1）层状基性层状基性层状基性层状基性－－－－超基性侵入体超基性侵入体超基性侵入体超基性侵入体此种侵入体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，常与铬铁矿矿床、PGE 矿床、钒钛磁铁矿矿床 有关。铬铁矿矿床产于下部超基性岩相带， 钒－钛磁铁矿矿床产于上部斜长岩及辉长岩等 基性岩相带，铂族元素矿床多产于中部过渡岩相带，如阿扎尼亚的布什维尔德岩体。我国已 发现的层状岩体超基性岩相多不发育，含钒钛磁铁矿岩体的岩石化学常具如下特征MgO＜ 8、m/f＜2（超基性相＜3） 、TiO2＞2、ΣREE 高＞100ppm、LREE 强烈富集。 17 （（（（2 2 2 2））））金伯利岩及钾镁煌斑岩金伯利岩及钾镁煌斑岩金伯利岩及钾镁煌斑岩金伯利岩及钾镁煌斑岩 此类岩体与大陆板块内的深大断裂有关，多产于深大断裂附近。此两种岩石是目前金刚 石矿床仅有的成矿母岩，因此是形成原生金刚石矿床的先决条件。 （（（（3 3 3 3））））基性基性基性基性－－－－超基性杂岩体超基性杂岩体超基性杂岩体超基性杂岩体 此类岩体的形成多与大陆裂谷或大陆边缘深断裂有关（前者常与基性火山岩伴生） ，常 构成 CuNi（见图4－2）及 PGE 硫化物矿床的母岩。成矿岩体一般规模较小（大岩体如萨德 贝利 （加） ） ， 多次侵位， 分异较好。 常见岩相组合类型有橄榄岩－辉岩－辉长岩－ （闪长岩） ， 辉岩－辉长岩， 苏长岩－辉长岩， 橄长岩－辉长岩等。 含矿岩体及岩石化学一般具如下特征 MgO8－30,m/f2－6,TiO20.2－2.5,ΣREE 较低（一般＜50ppm） 、LREE 轻度富集，Ni 亏损。 ） 18 图图图图4－－－－2 产于超基性岩岩盆底部的铜产于超基性岩岩盆底部的铜产于超基性岩岩盆底部的铜产于超基性岩岩盆底部的铜－－－－镍矿床镍矿床镍矿床镍矿床（（（（吉林吉林吉林吉林）））） 1－黑云母片麻岩；2－角闪片岩；3－古铜辉岩；4－橄榄岩；5－橄榄辉岩； 6－蚀变辉石岩； 7－工业矿体；8－上悬透镜状矿体；9－断层；10－破碎带 （（（（4 4 4 4）））） （（（（超基性超基性超基性超基性岩岩岩岩－－－－碱性基性岩碱性基性岩碱性基性岩碱性基性岩－）－）－）－）碱性岩碱性岩碱性岩碱性岩－－－－碳酸岩碳酸岩碳酸岩碳酸岩 此类岩体也属于杂岩体，常为从超基性岩浆、碱性岩浆直至碳酸岩岩浆大致沿同一通道 一次侵入形成不同侵入岩相成同心环状分布的岩株。此类岩体常伴生磷灰石－磁铁矿矿床、 NbTa 及 REE 矿床。 19 （（（（5 5 5 5））））陆相火山岩及次火山岩陆相火山岩及次火山岩陆相火山岩及次火山岩陆相火山岩及次火山岩 主要形成于裂谷及构造－火山盆地，其中中性火山及次火山岩可伴有铁矿床，粗面质及 流纹质火山岩常可形成浮石、火山渣及膨胀珍珠岩原料等矿床。 2、、、、绿岩带中的橄榄质科马提岩绿岩带中的橄榄质科马提岩绿岩带中的橄榄质科马提岩绿岩带中的橄榄质科马提岩 此种超镁铁质熔岩中常有硫化镍矿床产出。据研究，绿岩带的构造环境可能属于裂谷早 期或弧后 3、、、、板块缝合带与蛇绿岩套有关的镁质超基性岩体板块缝合带与蛇绿岩套有关的镁质超基性岩体板块缝合带与蛇绿岩套有关的镁质超基性岩体板块缝合带与蛇绿岩套有关的镁质超基性岩体 此类岩体中常产铬铁矿矿床（阿尔卑斯型） 。岩体和矿床实际形成于大洋板块的增生边 界（洋脊裂谷） ，成岩成矿后随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。岩石化 学特征MgO＞30,m/f＞8，TiO2＜0.2，ΣREEN＜1，HREE 富集。 20 （（（（二二二二））））同化作用同化作用同化作用同化作用 同化作用是指岩浆运移过程中熔化了通道岩石等外来物质从而改变岩浆成分的作用。 同 化作用可产生如下影响 1、可能会增加岩浆中的有用组分，如同化含煤质等富炭质的地层可能形成石墨矿床， 同化富铁石英岩可能有利于铁矿的形成。 2、可能会增加挥发组分的含量，如岩浆上升和就位后可能吸收地层水，也可能熔化地 层中的硫化物和磷酸盐，使岩浆中的矿化剂和挥发组分含量增加，从而影响岩浆分异作用和 有用矿物的结晶作用。 3、改变岩浆主要组分的含量。岩浆成分的改变可能会影响成矿作用，例如，岩浆如增 加了 SiO2、CaO、K2O、Na2O 等成分则有利于铜镍硫化物的熔离成矿，铁质增加则不利于硫化 物的熔离成矿 4、可能会改变岩浆的氧逸度，从而可能影响氧化物的结晶。 （三）挥发组分 岩浆中的挥发组分主要有 H2O、F、Cl、B、S、As、C、P 等，它们熔点低，易挥发，并且 易与铜、镍、铁及铂族元素组成易溶络合物，降低有用矿物的结晶温度和有利于发生岩浆熔 离作用。 4.34.34.34.3 岩浆成矿作用及矿床分类岩浆成矿作用及矿床分类岩浆成矿作用及矿床分类岩浆成矿作用及矿床分类 如第三章所述，岩浆成矿作用和岩浆矿床分类如下 21 （（（（一一一一））））岩浆结晶分异作用及岩浆分结矿床岩浆结晶分异作用及岩浆分结矿床岩浆结晶分异作用及岩浆分结矿床岩浆结晶分异作用及岩浆分结矿床 1、岩浆分结矿床的概念 结晶分异作用即岩浆冷凝过程中由于不同矿物先后结晶和矿物比重的差异导致岩浆中 不同组分相互分离的作用。 岩浆分结矿床即是岩浆通过结晶分异作用使其中的有用组分富集而形成的矿床。 依据有 用矿物和
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