矿山地质学第8章--矿床.ppt
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1、矿山地质学矿山地质学山山 东东 科科 技技 大大 学学地地球球科学与工程学院科学与工程学院编编 制制目目 录录绪绪 论论第一章第一章 地球圈层构造地球圈层构造第二章第二章 矿物矿物第三章第三章 地质作用与三大岩类地质作用与三大岩类第四章第四章 地史学基本知识地史学基本知识第五章第五章 地质构造地质构造第六章第六章 主要地质图件主要地质图件第七章 煤与含煤岩系第八章 矿床简述第九章 工程地质与水文地质第十章 煤矿主要地质因素第十一章 地质勘查与储量分类第十二章 矿山地质工作第十三章 常见地质灾害第八章第八章 矿床矿床 8-1矿床概述矿床概述 8-2内生矿床内生矿床 8-3外生矿床外生矿床 8-4
2、变质矿床变质矿床8-1 矿床概述矿床概述一、矿床、矿体、围岩和矿石 地表或地壳中由于地质作用形成的在现有条地表或地壳中由于地质作用形成的在现有条件下可以开发利用的矿物集合体。可有一个件下可以开发利用的矿物集合体。可有一个矿体或多个矿体组成。矿体或多个矿体组成。矿床的基本组成单位,是达到工业要求矿床的基本组成单位,是达到工业要求的含矿地质体,是开采利用的直接对象。的含矿地质体,是开采利用的直接对象。矿体周围暂无经济价值的岩石。矿体周围暂无经济价值的岩石。有些围岩是矿体的母岩有些围岩是矿体的母岩从矿体中采出的,从中可提取有用组分的天从矿体中采出的,从中可提取有用组分的天然矿物集合体。包括矿石矿物和
3、脉石矿物然矿物集合体。包括矿石矿物和脉石矿物矿石中有用元素、组分或矿物的含量矿石中有用元素、组分或矿物的含量1.矿床矿床2.矿体矿体3.围岩围岩4.矿石矿石5.矿石的品位矿石的品位一、矿床、矿体、围岩和矿石一、矿床、矿体、围岩和矿石一、矿床、矿体、围岩和矿石一、矿床、矿体、围岩和矿石二、矿体的形状和产状二、矿体的形状和产状二、矿体的形状和产状二、矿体的形状和产状(一)矿体的形状(一)矿体的形状(一)矿体的形状(一)矿体的形状 1.1.1.1.等轴状矿体等轴状矿体等轴状矿体等轴状矿体矿瘤、矿巢、矿囊、矿袋矿瘤、矿巢、矿囊、矿袋矿瘤、矿巢、矿囊、矿袋矿瘤、矿巢、矿囊、矿袋 2.2.2.2.板状矿体
4、板状矿体板状矿体板状矿体矿脉、矿层矿脉、矿层矿脉、矿层矿脉、矿层 3.3.3.3.柱状矿体柱状矿体柱状矿体柱状矿体柱状、筒状、管状柱状、筒状、管状柱状、筒状、管状柱状、筒状、管状(二)矿体的产状(二)矿体的产状(二)矿体的产状(二)矿体的产状 指矿体产出的空间位置和地质环境:指矿体产出的空间位置和地质环境:指矿体产出的空间位置和地质环境:指矿体产出的空间位置和地质环境:1.1.矿体的空间位置矿体的空间位置矿体的空间位置矿体的空间位置产状要素、倾伏角和侧伏角产状要素、倾伏角和侧伏角产状要素、倾伏角和侧伏角产状要素、倾伏角和侧伏角 2.2.矿体与围岩的关系矿体与围岩的关系矿体与围岩的关系矿体与围岩
5、的关系围岩的岩性、与围岩层理围岩的岩性、与围岩层理围岩的岩性、与围岩层理围岩的岩性、与围岩层理关系(穿层还是顺层)关系(穿层还是顺层)关系(穿层还是顺层)关系(穿层还是顺层)产3.3.矿体与侵入体的空间位置关系矿体与侵入体的空间位置关系矿体与侵入体的空间位置关系矿体与侵入体的空间位置关系矿体是产在岩体内部还是在侵入接触带上矿体是产在岩体内部还是在侵入接触带上矿体是产在岩体内部还是在侵入接触带上矿体是产在岩体内部还是在侵入接触带上4.4.矿体埋藏情况矿体埋藏情况矿体埋藏情况矿体埋藏情况出露地表还是隐伏地下的盲矿体出露地表还是隐伏地下的盲矿体出露地表还是隐伏地下的盲矿体出露地表还是隐伏地下的盲矿体
6、5.5.矿体与构造的关系矿体与构造的关系矿体与构造的关系矿体与构造的关系三、成矿作用与矿床的分类三、成矿作用与矿床的分类 (一)(一)(一)(一)成矿作用成矿作用成矿作用成矿作用在地球演化过程中,使分散在地球演化过程中,使分散在地球演化过程中,使分散在地球演化过程中,使分散在地壳和上地幔中的化学元素在一定地质环境在地壳和上地幔中的化学元素在一定地质环境在地壳和上地幔中的化学元素在一定地质环境在地壳和上地幔中的化学元素在一定地质环境中相对富集而形成矿床的地质作用。中相对富集而形成矿床的地质作用。中相对富集而形成矿床的地质作用。中相对富集而形成矿床的地质作用。地壳中元素本来是分散的,因成矿作用可地
7、壳中元素本来是分散的,因成矿作用可地壳中元素本来是分散的,因成矿作用可地壳中元素本来是分散的,因成矿作用可以富集。以富集。以富集。以富集。(二)矿床的分类(二)矿床的分类(二)矿床的分类(二)矿床的分类1.1.按物态按物态(1 1 1 1)固体矿床)固体矿床)固体矿床)固体矿床(2 2 2 2)气体矿床)气体矿床)气体矿床)气体矿床(3 3 3 3)液体矿床)液体矿床)液体矿床)液体矿床2.按成因按成因(1 1 1 1)内生成矿作用)内生成矿作用)内生成矿作用)内生成矿作用内能引起导致矿床形成的地质内能引起导致矿床形成的地质内能引起导致矿床形成的地质内能引起导致矿床形成的地质作用。作用。作用。
8、作用。包括侵入岩浆矿床,伟晶岩矿床,气体包括侵入岩浆矿床,伟晶岩矿床,气体包括侵入岩浆矿床,伟晶岩矿床,气体包括侵入岩浆矿床,伟晶岩矿床,气体-热液矿热液矿热液矿热液矿床,火山成因矿床床,火山成因矿床床,火山成因矿床床,火山成因矿床(2 2 2 2)外生成矿作用)外生成矿作用)外生成矿作用)外生成矿作用外力地质作用下各种成矿作用。外力地质作用下各种成矿作用。外力地质作用下各种成矿作用。外力地质作用下各种成矿作用。包括风化矿床,沉积矿床包括风化矿床,沉积矿床包括风化矿床,沉积矿床包括风化矿床,沉积矿床(3 3 3 3)变质成矿作用)变质成矿作用)变质成矿作用)变质成矿作用岩浆侵入和区域变质引起的
9、成岩浆侵入和区域变质引起的成岩浆侵入和区域变质引起的成岩浆侵入和区域变质引起的成矿作用。矿作用。矿作用。矿作用。包括接触变质矿床和区域变质矿床包括接触变质矿床和区域变质矿床包括接触变质矿床和区域变质矿床包括接触变质矿床和区域变质矿床3.按性质和工业利用情况按性质和工业利用情况(1)金属矿床)金属矿床如金矿床,钨矿床等如金矿床,钨矿床等(2)非金属矿床)非金属矿床如萤石矿床,黏土矿床等如萤石矿床,黏土矿床等(3)能源矿床)能源矿床如石油,煤,天然气等如石油,煤,天然气等内生矿床内生矿床内生矿床内生矿床外生矿床外生矿床外生矿床外生矿床变质矿床变质矿床变质矿床变质矿床岩浆矿床岩浆矿床岩浆矿床岩浆矿床
10、早期岩浆矿床早期岩浆矿床早期岩浆矿床早期岩浆矿床风风风风化化化化矿矿矿矿床床床床残积、坡积残积、坡积残积、坡积残积、坡积矿床矿床矿床矿床接触变接触变接触变接触变质矿床质矿床质矿床质矿床受变质矿床受变质矿床受变质矿床受变质矿床晚期岩浆矿床晚期岩浆矿床晚期岩浆矿床晚期岩浆矿床残余矿床残余矿床残余矿床残余矿床变成矿床变成矿床变成矿床变成矿床熔离矿床熔离矿床熔离矿床熔离矿床淋积矿床淋积矿床淋积矿床淋积矿床伟晶岩矿伟晶岩矿伟晶岩矿伟晶岩矿床床床床沉沉沉沉积积积积矿矿矿矿床床床床机械沉积矿机械沉积矿机械沉积矿机械沉积矿床床床床区域变区域变区域变区域变质矿床质矿床质矿床质矿床受变质矿床受变质矿床受变质矿床受
11、变质矿床气液矿床气液矿床气液矿床气液矿床夕卡岩矿床夕卡岩矿床夕卡岩矿床夕卡岩矿床真溶液沉积真溶液沉积真溶液沉积真溶液沉积矿床矿床矿床矿床变成矿床变成矿床变成矿床变成矿床热液矿床热液矿床热液矿床热液矿床火山成因火山成因火山成因火山成因矿床矿床矿床矿床火山岩浆矿床火山岩浆矿床火山岩浆矿床火山岩浆矿床胶体化学沉胶体化学沉胶体化学沉胶体化学沉积矿床积矿床积矿床积矿床火山火山火山火山-次火山气次火山气次火山气次火山气液矿床液矿床液矿床液矿床生物生物生物生物-生物生物生物生物化学沉积矿化学沉积矿化学沉积矿化学沉积矿床床床床火山火山火山火山-沉积矿床沉积矿床沉积矿床沉积矿床8-2 内生矿床内生矿床 内生矿床
12、的形成与岩浆作用密切相关,矿内生矿床的形成与岩浆作用密切相关,矿内生矿床的形成与岩浆作用密切相关,矿内生矿床的形成与岩浆作用密切相关,矿床中的有用组分来自于岩浆。床中的有用组分来自于岩浆。床中的有用组分来自于岩浆。床中的有用组分来自于岩浆。岩浆演化特点及相应成矿作用阶段:岩浆演化特点及相应成矿作用阶段:岩浆演化特点及相应成矿作用阶段:岩浆演化特点及相应成矿作用阶段:正岩浆期正岩浆期正岩浆期正岩浆期硅酸盐类矿物成分从岩浆中结晶析出,硅酸盐类矿物成分从岩浆中结晶析出,硅酸盐类矿物成分从岩浆中结晶析出,硅酸盐类矿物成分从岩浆中结晶析出,形成岩浆岩为主成矿为辅的阶段。形成岩浆岩为主成矿为辅的阶段。形成
13、岩浆岩为主成矿为辅的阶段。形成岩浆岩为主成矿为辅的阶段。挥发组分少,成岩为主、成矿为辅(岩浆矿挥发组分少,成岩为主、成矿为辅(岩浆矿挥发组分少,成岩为主、成矿为辅(岩浆矿挥发组分少,成岩为主、成矿为辅(岩浆矿床)床)床)床)残浆期残浆期残浆期残浆期大部分硅酸盐类矿物结晶析出成为固体大部分硅酸盐类矿物结晶析出成为固体大部分硅酸盐类矿物结晶析出成为固体大部分硅酸盐类矿物结晶析出成为固体岩浆岩后,残余下来的物质成矿的阶段。岩浆岩后,残余下来的物质成矿的阶段。岩浆岩后,残余下来的物质成矿的阶段。岩浆岩后,残余下来的物质成矿的阶段。挥发组分富集,成岩、成矿平行活动(伟晶挥发组分富集,成岩、成矿平行活动(
14、伟晶挥发组分富集,成岩、成矿平行活动(伟晶挥发组分富集,成岩、成矿平行活动(伟晶岩矿床)岩矿床)岩矿床)岩矿床)气液期气液期气液期气液期岩浆结晶后气液活动导致成矿。岩浆结晶后气液活动导致成矿。岩浆结晶后气液活动导致成矿。岩浆结晶后气液活动导致成矿。造岩组分大部分固结成岩,挥发组分独立活造岩组分大部分固结成岩,挥发组分独立活造岩组分大部分固结成岩,挥发组分独立活造岩组分大部分固结成岩,挥发组分独立活动,形成夕卡岩和岩浆热液矿床(气液矿床)动,形成夕卡岩和岩浆热液矿床(气液矿床)动,形成夕卡岩和岩浆热液矿床(气液矿床)动,形成夕卡岩和岩浆热液矿床(气液矿床)8-2 内生矿床内生矿床一、岩浆矿床一、
15、岩浆矿床(一)岩浆矿床成矿过程(一)岩浆矿床成矿过程1.1.结晶分异作用结晶分异作用结晶分异作用结晶分异作用熔点高的金属矿物形成早期岩浆熔点高的金属矿物形成早期岩浆熔点高的金属矿物形成早期岩浆熔点高的金属矿物形成早期岩浆矿床;熔点低的金属矿物形成晚期岩浆矿床矿床;熔点低的金属矿物形成晚期岩浆矿床矿床;熔点低的金属矿物形成晚期岩浆矿床矿床;熔点低的金属矿物形成晚期岩浆矿床2.2.液态分异作用液态分异作用液态分异作用液态分异作用-熔离作用熔离作用熔离作用熔离作用岩浆在高温状态分裂成岩浆在高温状态分裂成岩浆在高温状态分裂成岩浆在高温状态分裂成硫化物熔体和硅酸盐熔体,形成熔离矿体(如铜硫化物熔体和硅酸
16、盐熔体,形成熔离矿体(如铜硫化物熔体和硅酸盐熔体,形成熔离矿体(如铜硫化物熔体和硅酸盐熔体,形成熔离矿体(如铜镍硫化物矿床)镍硫化物矿床)镍硫化物矿床)镍硫化物矿床)7-2 内生矿床内生矿床一、岩浆矿床一、岩浆矿床(一)岩浆矿床成矿过程(一)岩浆矿床成矿过程(二)岩浆矿床的特征及其对采掘的影响(二)岩浆矿床的特征及其对采掘的影响1.岩浆矿床的特征岩浆矿床的特征(1 1)围岩特点)围岩特点)围岩特点)围岩特点岩浆岩,多为母岩岩浆岩,多为母岩岩浆岩,多为母岩岩浆岩,多为母岩(2 2)矿体形状和产状特点:)矿体形状和产状特点:)矿体形状和产状特点:)矿体形状和产状特点:底部矿体多为似层状、矿瘤或矿囊
17、与围岩呈渐底部矿体多为似层状、矿瘤或矿囊与围岩呈渐底部矿体多为似层状、矿瘤或矿囊与围岩呈渐底部矿体多为似层状、矿瘤或矿囊与围岩呈渐变关系;变关系;变关系;变关系;边缘矿体多呈平行排列的条带状或扁豆状,其边缘矿体多呈平行排列的条带状或扁豆状,其边缘矿体多呈平行排列的条带状或扁豆状,其边缘矿体多呈平行排列的条带状或扁豆状,其延伸方向为原生流动方向,矿体与围岩呈过渡渐延伸方向为原生流动方向,矿体与围岩呈过渡渐延伸方向为原生流动方向,矿体与围岩呈过渡渐延伸方向为原生流动方向,矿体与围岩呈过渡渐变关系;变关系;变关系;变关系;岩浆岩内部矿体多呈脉状、透镜体状,与围岩岩浆岩内部矿体多呈脉状、透镜体状,与围
18、岩岩浆岩内部矿体多呈脉状、透镜体状,与围岩岩浆岩内部矿体多呈脉状、透镜体状,与围岩为明显接触。为明显接触。为明显接触。为明显接触。(3 3 3 3)矿石特点)矿石特点)矿石特点)矿石特点矿石组分与围岩相似,只是矿物含矿石组分与围岩相似,只是矿物含矿石组分与围岩相似,只是矿物含矿石组分与围岩相似,只是矿物含量高,界线不明显;量高,界线不明显;量高,界线不明显;量高,界线不明显;矿石矿物多为密度大、熔点高的金属氧化物、矿石矿物多为密度大、熔点高的金属氧化物、矿石矿物多为密度大、熔点高的金属氧化物、矿石矿物多为密度大、熔点高的金属氧化物、自然元素和硫化物。如铬铁矿、钛铁矿、磁铁矿、自然元素和硫化物。
19、如铬铁矿、钛铁矿、磁铁矿、自然元素和硫化物。如铬铁矿、钛铁矿、磁铁矿、自然元素和硫化物。如铬铁矿、钛铁矿、磁铁矿、铜铜铜铜-镍硫化物、铂族元素镍硫化物、铂族元素镍硫化物、铂族元素镍硫化物、铂族元素2.对采掘的影响对采掘的影响(1)围岩强度大、稳固性好,利于高速、高)围岩强度大、稳固性好,利于高速、高效采矿方法效采矿方法(2)矿床中的浸染状矿石组成的矿体,其边)矿床中的浸染状矿石组成的矿体,其边界是依据工业指标圈定的,贫富不均,因界是依据工业指标圈定的,贫富不均,因此要贫富兼采,以降低损失和贫化此要贫富兼采,以降低损失和贫化(3)掘进沿脉状体坑道时,防止冒顶和塌方)掘进沿脉状体坑道时,防止冒顶和
20、塌方(4)矿床可利用成分多,注意综合利用)矿床可利用成分多,注意综合利用一、岩浆矿床一、岩浆矿床二、伟晶岩矿床二、伟晶岩矿床(一)成矿过程(一)成矿过程大部分硅酸盐组分已经结晶,大部分硅酸盐组分已经结晶,残余组分中含大量挥发组分,残余组分中含大量挥发组分,流动性强,在构造应力作用下,流动性强,在构造应力作用下,残浆进入侵入体或围岩裂隙,残浆进入侵入体或围岩裂隙,各种成分缓慢冷却结晶成巨大各种成分缓慢冷却结晶成巨大晶体。晶体。中部晶体大,稀有金属多。中部晶体大,稀有金属多。(二)伟晶岩矿床特征(二)伟晶岩矿床特征1.1.产状和形状产状和形状产状和形状产状和形状分布于巨大花岗岩质侵入体上部及分布于
21、巨大花岗岩质侵入体上部及分布于巨大花岗岩质侵入体上部及分布于巨大花岗岩质侵入体上部及其顶盖围岩中,受构造控制,多为脉状、透镜状。其顶盖围岩中,受构造控制,多为脉状、透镜状。其顶盖围岩中,受构造控制,多为脉状、透镜状。其顶盖围岩中,受构造控制,多为脉状、透镜状。与围岩的关系一般比较清晰,也有呈渐变关系与围岩的关系一般比较清晰,也有呈渐变关系与围岩的关系一般比较清晰,也有呈渐变关系与围岩的关系一般比较清晰,也有呈渐变关系的。的。的。的。2.2.矿石成分和结构、构造矿石成分和结构、构造矿石成分和结构、构造矿石成分和结构、构造 矿石的成分既与相应的岩浆岩相似,又有岩浆矿石的成分既与相应的岩浆岩相似,又
22、有岩浆矿石的成分既与相应的岩浆岩相似,又有岩浆矿石的成分既与相应的岩浆岩相似,又有岩浆期后的某些特点,表现为除石英、长石、云母外,期后的某些特点,表现为除石英、长石、云母外,期后的某些特点,表现为除石英、长石、云母外,期后的某些特点,表现为除石英、长石、云母外,还有交代作用形成的绿柱石、锡石、黑钨矿、辉还有交代作用形成的绿柱石、锡石、黑钨矿、辉还有交代作用形成的绿柱石、锡石、黑钨矿、辉还有交代作用形成的绿柱石、锡石、黑钨矿、辉钼矿,及稀有元素。钼矿,及稀有元素。钼矿,及稀有元素。钼矿,及稀有元素。显示伟晶结构;带状构造。分为四个带:显示伟晶结构;带状构造。分为四个带:显示伟晶结构;带状构造。分
23、为四个带:显示伟晶结构;带状构造。分为四个带:(1 1)边缘带(细粒花岗岩带)边缘带(细粒花岗岩带)边缘带(细粒花岗岩带)边缘带(细粒花岗岩带)晶体细小(长石、石英),晶体细小(长石、石英),晶体细小(长石、石英),晶体细小(长石、石英),厚度几厘米,形状不规则,厚度几厘米,形状不规则,厚度几厘米,形状不规则,厚度几厘米,形状不规则,界限清楚界限清楚界限清楚界限清楚(2 2)外侧带(文象花岗岩带)外侧带(文象花岗岩带)外侧带(文象花岗岩带)外侧带(文象花岗岩带)晶体较粗(斜长石、云母、晶体较粗(斜长石、云母、晶体较粗(斜长石、云母、晶体较粗(斜长石、云母、石英),厚度稍大,变化也大石英),厚度
24、稍大,变化也大石英),厚度稍大,变化也大石英),厚度稍大,变化也大(3 3)中间带(中粗粒伟晶岩带)中间带(中粗粒伟晶岩带)中间带(中粗粒伟晶岩带)中间带(中粗粒伟晶岩带)颗粒更大(长石、石英),颗粒更大(长石、石英),颗粒更大(长石、石英),颗粒更大(长石、石英),连续性对称性更明显连续性对称性更明显连续性对称性更明显连续性对称性更明显(4 4)内核(单矿物带)内核(单矿物带)内核(单矿物带)内核(单矿物带)颗粒巨大,发育晶洞构造颗粒巨大,发育晶洞构造颗粒巨大,发育晶洞构造颗粒巨大,发育晶洞构造(三)对采矿的影响(三)对采矿的影响1.1.矿体多产在花岗岩顶部,故围岩稳固;矿体多产在花岗岩顶部
25、,故围岩稳固;矿体多产在花岗岩顶部,故围岩稳固;矿体多产在花岗岩顶部,故围岩稳固;若产在片岩的围岩中,稳固性稍差。若产在片岩的围岩中,稳固性稍差。若产在片岩的围岩中,稳固性稍差。若产在片岩的围岩中,稳固性稍差。2.2.矿体多呈脉状、透镜状,也有囊状、桶状。矿体多呈脉状、透镜状,也有囊状、桶状。矿体多呈脉状、透镜状,也有囊状、桶状。矿体多呈脉状、透镜状,也有囊状、桶状。故厚度小,多适合于浅孔采矿方法。故厚度小,多适合于浅孔采矿方法。故厚度小,多适合于浅孔采矿方法。故厚度小,多适合于浅孔采矿方法。3.3.要采用特殊崩矿方法采完整晶体要采用特殊崩矿方法采完整晶体要采用特殊崩矿方法采完整晶体要采用特殊
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