2第2章矿床学中一些基本概念.ppt
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1、第二章第二章 矿床学中一些基本概念矿床学中一些基本概念第一节有关矿石的基本概念第一节有关矿石的基本概念一、矿物、岩石和矿石一、矿物、岩石和矿石二、矿石的矿物组成和元素二、矿石的矿物组成和元素组成组成三、矿石的结构和构造三、矿石的结构和构造四、矿石的质和量四、矿石的质和量第二节有关矿体的基本概念第二节有关矿体的基本概念一、矿体与围岩一、矿体与围岩二、矿体的形态和产状二、矿体的形态和产状第三节有关矿床的基本概念第三节有关矿床的基本概念一、矿床及矿床学一、矿床及矿床学二、决定矿床工业价值的因素二、决定矿床工业价值的因素三、矿床成因类型和工业类型三、矿床成因类型和工业类型的概念的概念四、同生矿床和后生
2、矿床四、同生矿床和后生矿床五、矿田、矿带和成矿区(带)五、矿田、矿带和成矿区(带)第四节成矿作用概述与矿床成因第四节成矿作用概述与矿床成因分类分类一、影响矿床形成的主要因素一、影响矿床形成的主要因素二、浓度克拉克值和浓度系数二、浓度克拉克值和浓度系数三、成矿作用及其类型三、成矿作用及其类型四、成矿作用的主要方式四、成矿作用的主要方式五、矿床的成因分类五、矿床的成因分类 一、矿物、岩石和矿石n n矿物元素在各种地质作用地质作用的影响下,通过结晶作用结晶作用、升华作用升华作用、化学(反应)化学(反应)作用作用等途径形成矿物(mineral).n n矿物指由地质作用地质作用所形成的天然单质单质或化化
3、合物合物 自然界已发现的矿物约自然界已发现的矿物约3000330030003300种左右。种左右。在地壳中,以在地壳中,以硅酸盐硅酸盐、碳酸盐碳酸盐、氧化物氧化物等等造岩矿物分布最为广泛,其中硅酸盐类矿物和造岩矿物分布最为广泛,其中硅酸盐类矿物和石英等造岩矿物约占地壳总重量的石英等造岩矿物约占地壳总重量的82.6%82.6%。第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念自然金自然金自然银自然银绿柱石绿柱石(祖母绿祖母绿)一、矿物、岩石和矿石n n岩石岩石矿物以集合体集合体形式出现者,即构成为岩石(rock),其可以由单一矿物单一矿物或两种两种以上以上不同的矿物集合体组成。n n矿石如果岩石
4、中含有经济上经济上有价值,技技术上术上可利用的元素、化合物或矿物元素、化合物或矿物,即称为矿石(ore)。矿石也称原矿、粗矿或毛矿。n n虽然矿石与岩石都是由地质作用形成的天然矿物集合体,但是矿石中含有在一定技术经济条件下可被提取和利用的有用组分。简言之,矿石即是一种可利用的特殊岩石。第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念n n1.1.矿石矿物与脉石矿物,矿石矿物和脉石矿物的矿石矿物与脉石矿物,矿石矿物和脉石矿物的划分只有相对意义,而无绝对界限。划分只有相对意义,而无绝对界限。矿石矿物矿石矿物矿石矿物矿石矿物(ore mineralore mineral)亦称)亦称有用矿物有用矿物有
5、用矿物有用矿物,系指,系指可以被利用的金属或非金属矿物。如铜矿石中可以被利用的金属或非金属矿物。如铜矿石中的黄铜矿、斑铜矿,石棉矿石中的石棉等。的黄铜矿、斑铜矿,石棉矿石中的石棉等。脉石矿物脉石矿物脉石矿物脉石矿物(gangue mineralgangue mineral)则是指那些虽与)则是指那些虽与矿石矿物相伴,但不能被利用或在当前技术经矿石矿物相伴,但不能被利用或在当前技术经济条件下暂时不能被利用的矿物,如铜矿石中济条件下暂时不能被利用的矿物,如铜矿石中的石英、绢云母等,石棉矿石中的白云石等。的石英、绢云母等,石棉矿石中的白云石等。并不是所有金属矿物都是矿石矿物,同样,并并不是所有金属矿
6、物都是矿石矿物,同样,并不是所有非金属矿物都是脉石矿物。矿石矿物不是所有非金属矿物都是脉石矿物。矿石矿物和脉石矿物的划分只有相对意义,而无绝对界和脉石矿物的划分只有相对意义,而无绝对界限。限。二、矿石的矿物组成矿物组成和元素组成元素组成第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念Stibnite(辉锑矿)脉石矿物脉石矿物quartzScheelite(白铅矿)第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念n n2.夹石夹石与脉石脉石夹石夹石夹石夹石矿体内矿体内这些达不到工业要求而不被利这些达不到工业要求而不被利用的部分,一般称为夹石(用的部
7、分,一般称为夹石(horse-stonehorse-stone)。当)。当夹石的厚度夹石的厚度超出超出超出超出允许的范围,就得从矿体中允许的范围,就得从矿体中剔剔剔剔除除除除。脉石脉石脉石脉石一般将矿床中与矿石一般将矿床中与矿石相伴生相伴生相伴生相伴生的的无用固无用固无用固无用固体物质体物质体物质体物质称为脉石(称为脉石(ganguegangue),包括脉石矿物、),包括脉石矿物、夹石、围岩的碎块等。它们通常在开采和选矿夹石、围岩的碎块等。它们通常在开采和选矿过程中被废弃掉。矿体中围岩碎块和夹石的含过程中被废弃掉。矿体中围岩碎块和夹石的含量过多,就相对降低了矿石的品位,一般称其量过多,就相对降
8、低了矿石的品位,一般称其为为矿石贫化矿石贫化矿石贫化矿石贫化。二、矿石的矿物组成和元素组成第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念n n3.共生组分共生组分与伴生组分伴生组分,矿石是可以从中提取有用组分的矿物集合体。其中除主要有用组分外,还可以有共生组分和伴生组分。共生组分共生组分共生组分共生组分,是指矿石(或矿床)中与主要有,是指矿石(或矿床)中与主要有用组分在用组分在成因上相关成因上相关成因上相关成因上相关,空间上共存空间上共存空间上共存空间上共存,品位上品位上品位上品位上达标达标达标达标,可供单独处理的组分可供单独处理的组分可供单独处理的组分可供单独处理的组分。在一定的经济。在一
9、定的经济技术条件下,这些组分的工业意义小于主要技术条件下,这些组分的工业意义小于主要有用组分。共生组分在空间上与主要有用组有用组分。共生组分在空间上与主要有用组分既可共生于同一矿体中,即分既可共生于同一矿体中,即“同体共生同体共生同体共生同体共生”,也常表现为彼此分离,甚至各自独立圈定,也常表现为彼此分离,甚至各自独立圈定矿体,即矿体,即“异体共生异体共生异体共生异体共生”。二、矿石的矿物组成和元素组成第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念矿体矿体夹石夹石矿体矿体n n3.共生组分与伴生组分伴生组分伴生组分伴生组分伴生组分是指矿石(或矿床)中虽与主要有是指矿石(或矿床)中虽与主要有用
10、组分相伴,但不具有独立工业价值的元素、用组分相伴,但不具有独立工业价值的元素、化合物或矿物,其化合物或矿物,其存在与否存在与否存在与否存在与否和和含量的多寡含量的多寡含量的多寡含量的多寡常常影响着影响着矿石质量矿石质量矿石质量矿石质量。据对矿石质量的影响,伴生组分可分为据对矿石质量的影响,伴生组分可分为有益有益有益有益组分组分组分组分和和有害组分有害组分有害组分有害组分。二、矿石的矿物组成和元素组成第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念3.共生组分与伴生组分有益组分有益组分和和有害组分有害组分n n伴生有益组分指矿石中除有用组分外,可以
11、伴生有益组分指矿石中除有用组分外,可以回收回收回收回收的伴生组分,或能的伴生组分,或能改变产品性能改变产品性能改变产品性能改变产品性能的伴生组分,如的伴生组分,如铜矿石中的铜矿石中的AuAu、AgAg,镍矿石中的,镍矿石中的CoCo(钴)、(钴)、(钴)、(钴)、SeSe(硒)、(硒)、(硒)、(硒)、TeTe(碲)(碲)(碲)(碲),铁矿石中的,铁矿石中的V V(钒)、(钒)、(钒)、(钒)、TiTi(钛)、(钛)、(钛)、(钛)、MnMn(锰)、(锰)、(锰)、(锰)、Co Co(钴)(钴)(钴)(钴)等组分。等组分。n n有害组分则指矿石中对有用组分的有害组分则指矿石中对有用组分的选矿选
12、矿选矿选矿、冶炼冶炼冶炼冶炼、加工加工加工加工有危害的某些组分。如铁矿石中的有危害的某些组分。如铁矿石中的S S、P P、AsAs、PbPb、ZnZn,金矿石中的金矿石中的AsAs等。等。二、矿石的矿物组成和元素组成二、矿石的矿物组成和元素组成n n3.共生组分与伴生组分共生组分与伴生组分 综合评价伴生有益组分综合评价伴生有益组分综合评价伴生有益组分综合评价伴生有益组分可以提高矿床的工业价值,可以提高矿床的工业价值,有时还可以适当有时还可以适当降低对主要组分的要求降低对主要组分的要求降低对主要组分的要求降低对主要组分的要求。因此,查。因此,查明伴生有益组分的含量及赋存状态有重要的现实意明伴生有
13、益组分的含量及赋存状态有重要的现实意义。矿石中有害组分的存在,对矿石质量有很大的义。矿石中有害组分的存在,对矿石质量有很大的影响,如铁矿石中含硫高,会降低金属抗张强度,影响,如铁矿石中含硫高,会降低金属抗张强度,使钢在高温下变脆;含磷高又会使钢在冷却时变脆使钢在高温下变脆;含磷高又会使钢在冷却时变脆等,因此需要限制有害组分的含量。由此可见,伴等,因此需要限制有害组分的含量。由此可见,伴生生有益组分有益组分有益组分有益组分和和有害组分有害组分有害组分有害组分也是衡量也是衡量矿石质量矿石质量矿石质量矿石质量和和利用性利用性利用性利用性能能能能的重要标志。的重要标志。第第一一节节有有关关矿矿石石的的
14、基基本本概概念念二、矿石的矿物组成和元素组成n n3.共生组分与伴生组分共生组分与伴生组分根据矿石中所含有用组分的情况,可把矿根据矿石中所含有用组分的情况,可把矿石分为石分为简单矿石简单矿石简单矿石简单矿石和和复杂矿石复杂矿石复杂矿石复杂矿石2 2类。前者指从类。前者指从中仅能提取一种有用组分;后者则指从中中仅能提取一种有用组分;后者则指从中可以同时提取数种有用组分。可以同时提取数种有用组分。第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念二、矿石的矿物组成和元素组成n n1.1.矿石结构(矿石结构(ore textureore texture),系指矿石中矿物颗),系指矿石中矿物颗粒的粒的形
15、状形状形状形状、大小大小大小大小和和相互关系相互关系相互关系相互关系。矿石结构类型主要决定于矿物颗粒的矿石结构类型主要决定于矿物颗粒的形成条件形成条件形成条件形成条件,它,它是研究矿物是研究矿物生成顺序生成顺序生成顺序生成顺序的重要标志。的重要标志。矿石结构现象有大型和小型之分,大型结构用肉眼矿石结构现象有大型和小型之分,大型结构用肉眼即可分辨,小型结构通常在显微镜下观察研究。即可分辨,小型结构通常在显微镜下观察研究。矿石结构类型甚为多样,有:由矿石结构类型甚为多样,有:由熔体熔体熔体熔体和和溶液溶液溶液溶液中中结晶结晶结晶结晶形成的结构、由形成的结构、由固溶体分离固溶体分离固溶体分离固溶体分
16、离作用形成的结构、由作用形成的结构、由再再再再结晶结晶结晶结晶作用形成的结构、由作用形成的结构、由沉积沉积沉积沉积作用形成的结构、由作用形成的结构、由压力压力压力压力作用形成的结构等。作用形成的结构等。三、矿石的结构结构和构造构造第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念概论2.矿床、矿体和有关概念矿石结构(矿石结构(ore texture)矿石中矿物颗粒的形态、相对大小及空间上的相互结合关系所反映出的形态特征。PyPyAu0.1 mm黄铁矿的自形粒状结构黄铁矿的自形粒状结构自然金的他形粒状结构包含结构(黄铁矿中的自然金和方解石)包含结构(黄铁矿中的自然金和方解石)乳浊状结构(固溶体分解
17、结构)乳浊状结构(固溶体分解结构)黄铁矿的草莓结构自形板状结构自形板状结构概论2.矿床、矿体和有关概念矿石结构之等粒结构颗粒比较匀称、大小比较相近的单矿物和复矿物集合体组成的矿石结构。包括:半自形粒状结构、他形粒状结构、海绵陨铁结构等。概论2.矿床、矿体和有关概念矿石结构之不等粒结构较细的基质里发育着较大的矿物颗粒,或反之。包括:斑状结构、嵌晶结构、乳浊结构等概论2.矿床、矿体和有关概念矿石结构之片状结构单矿物或多矿物矿石基质中全部或绝大部分颗粒为片状概论2.矿床、矿体和有关概念矿石结构之纤维状结构组成矿石的矿物集合体为纤维状组织概论2.矿床、矿体和有关概念矿石结构之环带状结构矿物析出物由于依
18、次沉淀,或由于较早的矿物被较晚的矿物所交代而形成交替出现的环带概论2.矿床、矿体和有关概念矿石结构之交代结构晚期矿物沿着早期矿物的范围交代发育而成概论2.矿床、矿体和有关概念矿石结构之胶状结构在胶体成矿时析出矿物变化的各个阶段中产生的概论2.矿床、矿体和有关概念l 矿石构造(矿石构造(ore structure)组成矿石的矿物集合体的形态、相对大小及 空 间 上 的 相互 组合关 系所 反映 的形 态 特征。块状构造(块状赤铁矿)细脉-浸染状构造(云南会泽Pb-Zn矿)条带状构造(湖南沃溪Au-Sb-W矿)胶状构造浸染状构造肾状构造(铁矿石)葡萄状构造(铜矿石)概论2.矿床、矿体和有关概念矿石
19、构造之块状构造有用矿物集合体在矿石中占大部分,呈无空洞的致密状,矿物排列无方向性者,即为块状构造。其颗粒有粗大、细小、隐晶质的几种。若为隐晶质者称为致密块状。概论2.矿床、矿体和有关概念矿石构造之斑点状构造矿石矿物在脉石矿物中形成断续的不规则堆积体。据堆积体大小可分为:斑点状构造、斑杂状构造、浸染状构造等。概论2.矿床、矿体和有关概念矿石构造之带状构造各种矿物的带交互出现。对沉积矿床来说是层状构造;对变质矿床来说是片麻状、片状、皱纹构造;对岩浆成因矿床是皮壳状、流状构造。概论2.矿床、矿体和有关概念矿石构造 之 梳状构造概论2.矿床、矿体和有关概念矿石构造之细脉状构造由网状、交切或似平行细脉群
20、形成的构造概论2.矿床、矿体和有关概念矿石构造 之 鲕状构造概论2.矿床、矿体和有关概念矿石构造之肾状构造在热液和表生矿石中常见,由于胶体矿物形成作用而产生,所以有时也叫胶状构造。概论2.矿床、矿体和有关概念矿石构造 之 破碎构造在多阶段成矿的矿床中常常出现,他是先前世代的矿物质破碎,被后续世代造矿集合体所胶结。如角砾状构造、似角砾状构造。角砾状构造似角砾状构造概论2.矿床、矿体和有关概念矿石构造之骨架状构造常见于氧化带,由于分布较规则的固体矿物堆积物的薄膜发育所致(骨架),骨架的网孔在某种程度上充填有疏松的矿物质。四、矿石的质和量n n1.1.矿石品位及其表示方法矿石品位及其表示方法 矿石品
21、位矿石品位矿石品位矿石品位(Tenor of oreTenor of ore),系指矿石中所含有用组分),系指矿石中所含有用组分的的单位含量单位含量单位含量单位含量。因矿种不同,矿石品位的表示方法也不同。因矿种不同,矿石品位的表示方法也不同。n n大多数金属矿石,如大多数金属矿石,如铁、铜、铅、锌铁、铜、铅、锌铁、铜、铅、锌铁、铜、铅、锌等矿石,是以其中等矿石,是以其中金属金属金属金属元素元素元素元素含量的含量的重量百分比重量百分比重量百分比重量百分比表示;有些金属矿石的品位则以其中表示;有些金属矿石的品位则以其中氧化物氧化物氧化物氧化物的重量百分比表示,如的重量百分比表示,如WOWO3 3、
22、V V2 2O O5 5等;等;n n大多数非金属矿物原料的品位以其中有用矿物或化合物的大多数非金属矿物原料的品位以其中有用矿物或化合物的重重重重量百分比量百分比量百分比量百分比表示,如钾盐、明矾石等;原生贵金属矿石的品位表示,如钾盐、明矾石等;原生贵金属矿石的品位一般以一般以克克克克/吨吨吨吨(1010-6-6)表示;)表示;第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念四、矿石的质和量n n1.矿石品位及其表示方法n n原生金刚石原生金刚石原生金刚石原生金刚石矿石的品位以矿石的品位以克拉克拉克拉克拉/吨吨吨吨(1 1克拉克拉=0.2=0.2克)或克)或毫克毫克毫克毫克/吨吨吨吨表示;表示
23、;n n砂矿品位一般以砂矿品位一般以克克克克/立方米立方米立方米立方米或或公斤公斤公斤公斤/立方米立方米立方米立方米表示;表示;n n金刚石砂矿常用金刚石砂矿常用克拉克拉克拉克拉/立方米立方米立方米立方米或或毫克毫克毫克毫克/立方立方立方立方米米米米表示。表示。矿石品位是衡量矿石质量好坏的主要标主要标志志。第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念四、矿石的质和量n n2.边界品位边界品位与最低工业品位最低工业品位边界品位是指在边界品位是指在当前经济技术条件下当前经济技术条件下当前经济技术条件下当前经济技术条件下用来用来划分划分矿体矿体矿体矿体与与非矿体非矿体非矿体非矿体界限的界限的最低
24、品位最低品位最低品位最低品位,是在,是在圈定矿体时对单个矿样中有用组分所规定圈定矿体时对单个矿样中有用组分所规定的最低品位数值。的最低品位数值。n n如铜矿的边界品位为如铜矿的边界品位为0.2%0.3%0.2%0.3%n n钼矿为钼矿为0.02%0.04%0.02%0.04%。第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念四、矿石的质和量n n2.边界品位边界品位与最低工业品位最低工业品位最低工业品位,是指在当前经济技术条件下最低工业品位,是指在当前经济技术条件下能供能供开采和利用矿段或矿体的最低平均品位开采和利用矿段或矿体的最低平均品位开采和利用矿段或矿体的最低平均品位开采和利用矿段或矿体
25、的最低平均品位。n n如铜矿的工业品位为如铜矿的工业品位为0.4%0.5%0.4%0.5%,n n钼矿为钼矿为0.04%0.06%0.04%0.06%。只有矿段或矿体的平均。只有矿段或矿体的平均品位达到工业品位时,才能计算品位达到工业品位时,才能计算工业储量工业储量工业储量工业储量。第第一一节节有有关关矿矿石石的的基基本本概概念念边界品位和工业品位应用示意图1-围岩;2-表内矿体;3-表外矿体;4-样品及品位n n2.2.边界品位与最低工业品位边界品位与最低工业品位边界品位与最低工业品位边界品位与最低工业品位 工业品位主要决定于以下因素:工业品位主要决定于以下因素:(1 1)矿床的规模:矿床的
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