1、矿床学 (*) By刘彦秀 第一章 绪论 我国 矿产资源 概况 A. 种类齐全，人均占有量 低 ； B. 优劣 并存 ： 我国约有 20 种矿产资源位于世界前列，有的矿产资源不足，甚至严重短缺，石油和不少金属矿产依赖进口； C. 多数矿种 以中、小型矿床为主 ； D. 多数矿种的 贫矿多，富矿少 ； E. 伴生矿多 ，单一矿少，综合利用程度低； F. 矿产的 地域分布极不均衡 ； 矿产 /矿产资源 （ mineral resources） ： 在 地壳内 或 地表 产出的、由 地质作用 形成的、 具有经济价值 的有用矿物资源。 与岩石区别在于它能否被人们所利用，有无经济价值。 （ 特点 ： 不
2、可再生 性 、 分布的空间不均衡性 、 赋存状态多样性 、 多组分共生 ） 矿床 ：指地壳中由地质作用形成的其中所含有用矿物的数量和质量，在当前经济技术条件下能被开采和利用的天然矿物集合体。矿床学是研究矿床在地壳中的形成条件、成因和分布规律的一门学科。 第二章 矿床学基本概念 矿物 （ mineral） ： 元素在各种地质作用的影响下，通过结晶作用、升华作用、化学（反应）作用等途径形成 。 岩石 （ rock） ： 矿物以集合体形式出现即构成岩石，其可以由单一矿物或两种以上不同的矿物集合体组成； 矿石 （ ore） ： 指从矿体中开采出来的，在 当前技术经济条件下 能从中提取 有用组分 （元素
3、、化合物或矿物）的矿物集合体。 矿体 （ orebody） ： 矿床的主要组成部分。指 自然界 （地壳内或地表）产出的、由 地质作用 形成的、 具有一定形状和产状的有用组份 （元素、化合物、矿物、矿物集合体）的集合体。 围岩 （ country rock） ： 矿体周围的岩石，界线可清晰可过渡。 矿石矿物 ： 指矿石中可被利用的有用矿物。 脉石矿物 ：指矿石中不能利用的矿物。 脉石 （ gangue） ： 矿体中的无用物质 ， 包括围岩的碎块、夹石和脉石矿物，它们通常在开采、选矿中被弃掉 。 夹石 （ horsestone） ： 指矿体内部不符合工业要求的岩石，它的厚度超过了允许的范围，就得从
4、矿体中剔除。 矿床 =矿体 +围岩 矿体 =矿石 +脉石 矿石 =矿石矿物 +脉石矿物 矿石矿物 =有用部分 +无用部分 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 所反映的形态特征。 矿石构造 （ ore structure） ： 矿石中 矿物集合体 的形态、相对大小及空间上的相互组合关系。 矿石的品位 （ ore tenor, ore grade） ： 矿石中有用组份的百分含量 。 边界品位 （ stoping limit tenor, marginal grade）： 划分矿与非矿的最低品位 。 （如铜矿： 0.20.3%，钼矿
5、为 0.020.04%） 工业品位 （ industrial tenor）： 当前能供开采和利用矿段或矿体的最低平均品位 。 （如铜矿： 0.40.5%；钼矿 0.040.06%） 同生矿床 ：指矿体和围岩基本上是在同一地质作用过程中，同时或近于同时形成的矿床。 后生矿床 ：指矿床形成明显晚于围岩，矿体和围岩是在不同的地质作用中所形成。 矿田 （ ore field） ： 指在 统一的地质作用 下形成的， 成因近似，空间相邻 的一组矿床分布区域 。 矿带 （ ore belt） ： 最常见的区域性成矿单元 。 成矿区（带） （ metallogenic province） ： 指 大区域 的成
6、矿单元，常与 地壳的大构造单元 相一致，受区域深大构造控制 。 （ 分为 ： 环太平洋成矿带 、 特提斯成矿带 、 中亚成矿带 ） 克拉克值 ： 元素在地壳中的 丰度值 ，其与矿床形成之间有一定的内在联系。 浓度克拉克值 ： 指某一地质体 （ 矿床、岩体或矿物 ） 中某种元素平均含量与其克拉克值的比值，也称为 富集系数 。 成矿作用 ：指在地球的演化过程中，分散在地壳和上地幔中的化学元素，在一定的地质环境中相对集中而形成矿床的作用。 矿体 产状 ：矿体在空间上产出的空间位置和地质环境 矿体的空间位置：主要据其倾角 、 倾伏角和侧伏角来确定； 矿体的埋藏深度 矿体与围岩层理、片理关系 矿体与火成
7、岩的空间关系 矿体与地质构造空间关系 第三章 岩浆矿床 岩浆矿床 （ magmatic deposit） ： 从地壳深部上升的各类岩浆，在冷凝过程中经过 结晶分异作用、熔离作用 和 爆发作用 等，使分散在岩浆中的成矿物质聚集而形成的矿床 。 岩浆矿床的 基本特征 1. 岩性 ： 矿床主要与 镁铁质 -超镁铁质 岩石有成因联系 （如纯橄榄岩、辉长岩、斜长岩等 ） ；成矿作用与成岩作用基本上是同时进行的， 属于 同生 矿床； 2. 产状： 矿体多 呈层状、似层状、透镜状、豆荚状 等产在岩浆岩体内； 3. 围岩蚀变 ：绝大多数岩浆矿床 的围岩 不具有明显的蚀变现象 ； 4. 成分 ： 矿石与母岩的矿
8、物组成基本相同 ，仅矿石中矿石矿物相对富集。 5. 结构 构造 ：矿石常具 浸染状、条带状、眼斑状、致密块状 以及 角砾状 等构造 ， 发育岩浆冷凝 结晶 或堆积 作用 形成的 海绵陨铁结构 等， 不混溶流体结晶形成的 球粒、充填、包含的 等 结构，物化条件变化形成的 出溶 、 片晶结构 以及后 生 作用形成的 角砾 结构 。 6. 固化条件 ：多数岩浆矿床的成矿 温度较高 ， 形成的 深度大 。 岩浆 矿床的形成作用及其特征 (一 ) 岩浆结晶分异作用 与岩浆分结矿床 岩浆在冷凝过程中，各种组份按一定的顺序先后结晶出来，导致岩浆成分不断改变，其组分的改变又促使某些组分的结晶，这种随结晶作用岩
9、浆成分发生改变的过程，称为 岩浆结晶分异作用 ，由此所形成的矿床称为 岩浆分结矿床 。 早期岩浆矿床 ： 金属矿物结晶时间大多早于硅酸盐，或与早期硅酸盐同时晶出，矿床形成于岩浆结晶的早期阶段 。 晚期岩浆矿床 ： 残余岩浆是大量造岩矿物晶出后产生的，成矿作用发生于岩浆作用晚期， 由所形成的矿床 。 海绵陨铁结构 ：硅酸盐矿物结晶较早，晶形比较完整，金属矿物大多充填于硅酸盐矿物晶粒间呈他形胶结状产出 。 (二 ) 岩浆熔离作用 与岩浆熔离矿床 在较高温度和压力下均匀的岩浆熔融体，当温度和压力降低时分离成 2 种或以上 互不混溶 的熔融体的作用，称为 岩浆熔离作用 （液态分离作用，不混溶作用），由
10、此种作用所形成的矿床称为 岩浆熔离矿床 。 基本特点 A. 矿体 形态产状 ： 似层状 ，位于岩体的底部； 贯入式矿体为脉状、透镜状 B. 与围岩界线 ：不明显 ， 渐变过渡 ； 贯入式矿体界线清楚 C. 矿石 成分 ： 与母岩基本一致 ， 硫化物含量高 ，含磷灰石和 挥发份矿物 D. 矿石 组构 ： 海绵陨铁 结构； 块状、浸染状构造 E. 主要矿种 ： 产于 镁铁 -超镁铁质岩 中的 Cu-Ni 硫化物 、 PGE、磷灰石、 Fe 矿床，工业价值巨大 (三 ) 岩浆爆发作用 与岩浆爆发矿床 金伯利岩（或钾镁煌斑岩） 岩浆连同早期晶出的橄榄石、 镁铝榴石 、金刚石晶体及捕虏体一起， 迅速 地
11、 沿深断裂 上升，侵位于地表 23km 处产生爆发并形成矿床的作用 。 基本特点 A. 矿体形态产状：筒状、管状，少数脉状；产出往往与深大断裂带有关，尤其是断裂交汇处 B. 与围岩界线：围岩破碎严重者不清楚，轻微破碎者较为清楚 C. 矿石成分：橄榄石、金云母、镁铝榴石、金刚石 D. 矿石组构：金刚石多为自形 -半自形晶结构，角砾状、浸染状构造 E. 主要矿种：金刚石 (四 ) 岩浆喷溢作用 与岩浆 喷溢矿床 指含矿熔浆（或矿浆）沿一定通道喷溢至地表或贯入到火山口附近的火山岩系中，冷凝堆积形成矿床的作用。形成的矿床称为 岩浆喷溢矿床 。 岩浆 矿床 主要类型 及 实例 1. 铬铁矿矿床 a) 层
12、状铬铁矿矿床 含矿岩体： 超镁铁质 -镁铁质火成侵入体 ，为层状和席状堆积体；层理明显，常为巨大的杂岩体，岩石韵律结构清晰 ； 含矿岩体时代：主要是 前寒武纪 ，分布在 地台 或 克拉通地区 ; 矿体形态： 层状 ，分布于岩体韵律层下部，矿层单层厚几 cm 至 1m 多，与围岩界线明显。 矿石组构：以 块状构造 为主，上部有时出现 浸染状矿石 ，并以此与围岩呈渐变关系 铬铁矿：大多呈 自形或半自形 ，品位 40% 矿床规模：巨大，伴生有铂、镍和钒钛磁铁矿等，铂族元素有时可形成独立的矿体 成因类型： 早期岩浆分结矿床 b) 非层状（豆荚状）阿尔卑斯型铬铁矿矿床 分布：产在 造山带 或 离散板块边
13、缘 、 大洋地壳 环境下的阿尔卑斯型超镁铁质杂岩体 含矿岩体：受 超壳断裂 控制 矿体形态：复杂多变，受 岩相和构造 控制 矿床规模：以 中小型 为主 成因：早期 岩浆矿床 我国的铬铁矿矿床都属这一类型 2. 钒钛磁铁矿矿床 与 铁质基性岩 ，尤其是辉长岩（四川攀枝花）、斜长岩（河北大庙）和苏长岩关系密切，属 晚期岩浆矿床 主要矿石矿物是 磁铁矿 和 钛铁矿 ，两者呈格架状、叶片状紧密连生，含 钒 （以类质同象混入物进入磁铁矿中），通称为钒钛磁铁矿矿床 a) 层状岩体中的钒钛磁铁矿矿床 典型矿例：南非 Bushveld，四川 攀枝花 b) 非层状岩体中的钒钛磁铁矿矿床 典型矿例：河北 大庙 3
14、. 铜镍硫化物矿床 典型矿例：加拿大 Sudbury、 俄罗斯 Noril sk、 中国甘肃金川、四川力马河、吉林 红旗岭 、新疆卡拉通克等 4. 铂族元素矿床 5. 金刚石矿床 第四章 伟晶岩 矿床 伟晶岩矿床 （ pegmatite deposit） ： 矿物结晶颗粒粗大的，具有一定内部构造特征的，常呈不规则岩墙、岩脉或凸镜状的地质体，称为 伟晶岩 。当伟晶岩中的有用组份富集并达到工业要求时，称为 伟晶岩矿床 。 主要矿种 ： 长石、石英、云母、宝石类矿物、稀有 金属、 稀土元素 等 典型矿例： 新疆阿尔泰 稀有金属 伟晶岩矿床 （ Li、 Rb、 Ce、 Be、 Nb、 Ta） 第五章
15、热液 矿床 气水热液 （气水溶液） （ hydrothermal solution） ： 指在 一定深度 （数百米 -数十公里）下形成的，具有 一定温度 （数十度 -数百度）和 一定压力 （数十万 -数亿 Pa）的 气态和液态 的溶液 。 热液矿床 ： 通过含矿热液作用而形成的后生矿床（气水热液矿床）（ hydrothermal ore deposits） 。 热液矿床特征 1. 成矿物质的迁移富集 与热流体活动密切相关； 2. 成矿方式 ：充填、交代作用 ； 3. 围岩蚀变 ：成矿过程中伴有不同类型、不同程度的围岩蚀变，且常具有分带性； 4. 控矿构造 ：对成矿有明显的控制作用，既是含矿流体
16、运移通道，也是矿质富集沉淀的场所 ； 5. 成矿介质、矿质以及热源 ：直接控制着热液矿床的形成，三者来源往往复杂多样，既可来自同一地质体或地质作用，也可有不同的来源 。 6. 热液矿化 ：往往呈现不同级别、不同类型的原生分带（以矿物或元素的变化表现出来）； 7. 矿床种类多 ：除铬、金刚石、少数铂族（锇、铱）矿床外，多数金属、非金属矿床的形成都与热液活动有关； 热液矿床具有重要的经济价值 含矿 热液的种类与来源 1. 岩浆成因热液 （ magmatic fluid） ： 岩浆结晶过程中从岩浆中释放出来的热水溶液 。 其 受 岩浆结晶的深度、温度、初始含水量、成分和流体相的组成，围岩渗透性和裂隙
17、系统发育程度等因素影响 ，其中最重要的是 岩浆侵位深度 和岩浆的 初始含水量 ，岩浆中溶解的 H2O 重量百分比随压力的升高而加大。 2. 变质成因热液 （ metamorphic fluid） ： 岩石在进化变质作用过程中所释放出来的热水溶液。 岩石遭受进化变质作用时，总伴随着矿物的脱水反应，而且脱水同变质的强度成正比。 3. 建造水 （ formation water） ： 沉积时含在沉积物中的水，因此又称封存水 。 这种水最初来自地表，与沉积物一起沉积，并与矿物颗粒密切接触， 长期埋藏于地下，并与其周围的矿物发生反应，使其丧失了原有地表水的性质，形成了自己独有的特征。 4. 大气水热液
18、（ meteoric fluid） ： 包括湖水、海水、河水、雨水、冰川水和浅部地下水 。 5. 幔源初生水热液 （ mantle fluid） ： 指幔源挥发分流体，其最初来源可以是核幔脱气，也可以是大洋岩石圈俯冲到上地幔中脱气，是在地幔中形成的一种高密度的超临界流体。 成矿物质的来源 1. 岩浆熔体 ：在岩浆结晶过程中，岩浆中的成矿物质随着岩浆热液的析出，多以络合物的形式进入热液，形成含矿热液。热液介质和矿质来源一致。 2. 地壳岩石 ：不同来源的热液，在源区或运移过程中与地壳岩石发生反应，捕获其中的成矿物质，形成含矿热液。 通过水 -岩反应（热液沿围岩的裂隙、孔隙渗滤、运移时，可以与围岩
19、中组分发生反应 ） ，一部分物质溶解，使热液中金属组分含量升高，并使围岩中原有金属元素的含量减小。 3. 上地幔 ： 地幔流体的活动可以把分散在上地幔中的成矿物质活化、迁移到地壳中成矿 。 重力驱动 （ gravity-driven）：在一定的深度范围内，岩石的渗透率较高时，热液（低温地表水和低温、较浅的地下水）可以在重力驱动下向深部渗流；也可以受地表地形的控制，从重力位能高处 向重力位能低处流动。盆地流体的活动主要受重力驱动。 压力梯度驱动 （ pressure-driven）：地下较深处，在温度梯度小而较封闭的裂隙系统中，由于压力差较大，可引起热液自深处向上运动 。 热力驱动 （ ther
20、mally driven） ： 在有岩浆侵入体或其他异常热源存在的条件下，出现了异常的温度梯度并有较高的孔隙度时，将形成对流的热液系统 。 围岩蚀变 （ wall rock alteration） ： 通常 是指成矿围岩在气 -液和超临界流体的作用下所发生的的化学成分和物理性质的变化。 云英岩化 （ Greisenization）：主要由中粗粒的石英和白云母组成的蚀变岩石，有时还含有锂云母、黄玉、电气石、萤石、绿柱石以及黑钨矿、白钨矿、锡石、辉钼矿等金属矿物 。 碳酸盐化 （ Carbonatization） ： 包括方解石化、白云石化、菱铁矿化和菱镁矿化等 。 原岩主要有：基性、中性的火成岩
21、；沉积碳酸盐岩；碱性 -超基性岩 。 成矿方式 ： 1. 充填 成矿方式 ： 当含矿热液在化学性质不活泼的围岩中流动 时 ，因物理化学条件的改变 ，热液中成矿物质沉淀于已有的各种裂隙和空隙中 的 作用成为充填作用，由此形成的矿床称为 充填 式 矿床。 2. 交代 成矿方式 ： 交代作用指改变岩石化学成分的各种置换作用，由此作用产生的矿床称为交代 式 矿床 。 交代 作用 的特点是原有组分的溶解、带出 与 带入新组分的替代同时进行。 蚀变岩 主要原岩 主要矿物组合 形成条件 有关矿产 矽卡岩化 碳酸盐岩、富钙质火成岩及其他沉积岩、火山沉积岩 石榴子石（钙铝 -钙铁）、辉石（透辉石 -钙铁辉石）及
22、其他钙、铁、镁、铝硅酸盐矿物 火成岩接触带附近，主要在中等深度、高 -中温条件下 Fe、 Cu、 Pb、 Zn、 W、 Sn、Be、 Mo 等 钾长石化 酸性火成岩为主，其次是中性火成岩及较富长英质的沉积岩、沉积变质岩 微斜长石、透长石、正长石、冰长石等 多为高温、 冰长石为低温 W、 Sn、 Be、 Ta Cu、 Mo、冰长石化与 Au、 Ag、 Cu、Pb、 Zn 矿化有关 黑云母化 含有铁镁质组分的各类岩石（火成岩、沉积岩、变质岩） 黑云母、浅色云母、石英、电气石、钾长石、角闪石 高温（富钾）热液 Cu、 Mo、 Fe、某些稀有金属矿化 青盘岩化 中性、弱酸性火成岩（其次是基性火成岩及其
23、他岩石） 绿泥石、碳酸盐矿物、绿帘石、黝帘石、钠长石、绢云母、石英 中 -低温（中性、含 SO2、 H2S 的溶液） Cu、 Fe、 Au、 Ag、 Pb、Zn、 Ni、 Co、 U 泥质蚀变 酸性火山岩、次火山岩及其他各种岩石 （常富硅、铝） 高岭石、迪开石、水云母、蒙脱石、石英、绢云母 低温 （酸度多较高） Au、 Ag、 Cu、 Pb、 Zn、W、萤石、重晶石、明矾石 蛇纹石化 超基性岩、富镁碳酸盐岩 滑石、菱镁矿、金云母、蛇纹石 中 -低温 石棉、滑石、铁、菱镁矿、硼镁铁矿 热液矿床 类型及特征 矽卡岩型矿床 （ skarn deposits）：接触交代矿床中一般都具有典型的矽卡岩矿物
24、组合 （石榴子石 和透辉石） ，而且矿床在成因和空间上都与矽卡岩存在密切的关系 。 侵入体的存在是矽卡岩型矿床的一个前提条件 。 形成条件 ： 1. 物理化学条件 矽卡岩 型矿床 的 形成 温度 范围 900200 左右 ，为气化 至液化 阶段的产物； 成矿 深度 为浅成 到中深成环境， 约 14.5 公里 ，压力 一般为 30300 MPa。 2. 岩浆岩条件 ： 侵入岩类 主要为 中酸性岩浆岩。 成矿 年代新， 大多 形成与 中新生代 。 A. 钙碱性系列 ：花岗岩 花岗闪长岩 石英闪长岩 闪长岩 ； B. 碱性系列 ：正长岩 正长花岗岩 石英二长岩 二长岩 。 3. 围岩条件 与成矿关系
25、密切的主要是 碳酸盐岩 类地层 ，其 与火山岩、 页岩互层 时对成矿较有利 。 4. 构造条件 A. 接触带构造 ： 据侵入岩和围岩的接触关系把接触带构造分成 “整合”接触型 ：接触面与围岩层面平行一致，所形成的矽卡岩及矿体的形态比较规则，以 似层状和透镜状 为主，产状和围岩层理基本一致； “不整合”接触型 ：接触面产状和围岩产状斜交，矽卡岩及矿体的形态复杂多变，常呈 分枝状 ，除沿接触带分布外，亦沿围岩层理分布。 B. 围岩层理、层间破碎带 及 构造裂隙 对矽卡岩矿体具重要控制意义，往往形成多层矿体。 C. 褶皱构造 ：褶皱轴面发生 弯曲处、褶皱倾伏端 及褶皱的方向和性质发生变化处，因空隙较
26、大而有利于矿液流通 。 D. 捕虏体 构造：岩体内部灰岩等捕虏体的接触带构造，规模大小不等，矿化常沿捕虏体边部断续分布，有时整个捕虏体都被交代，形成相当规模的矿体。 矿床主要产于洋 陆俯冲造山带、陆 陆碰撞造山带、大陆边缘坳陷带及大陆内部裂谷环境。 矽卡岩 型矿床和类型 A. 矽卡岩型铁矿床 ： 主要为磁铁矿和赤铁矿， 典型矿例 有 湖北大冶 B. 矽卡岩型铜矿床：最主要为黄铜矿，典型矿例 为 安徽铜官山 、河北寿王坟 C. 矽卡岩型钨矿床 ： 白钨矿 ， 典型矿例 为 湖南瑶岗仙、柿竹园 D. 矽卡岩型钼矿床 ： 辽宁杨家杖子钼矿 E. 矽卡岩型铅锌矿床 ： 辽宁八家子、吉林天宝山、北京延庆
27、、浙江富阳，江西铅厂、 湖南水口山 、东坡、 黄沙坪 ，广东连南、甘肃花牛山等 。 斑岩型矿床 （ porphyry deposits） ： 指品位低、规模大，主要产于斑岩中及其内外接触带附近的细脉浸染型矿床 ， 具有重要的工业意义 。 基本特征 为 ： 1. 绝大部分 斑岩型矿床 形成于 活动大陆边缘 和 岛弧构造环境 ； 2. 矿床常成群、成带分布， 规模大 ， 品位低 ， 埋藏浅 ， 易开采 ； 3. 斑岩型 矿床多出现于显生宙 ， 特别是 中生代 和 新生代 ，其次为晚古生代； 4. 矿化在时间上、空间上和成因上均与斑状结构的 中酸性侵入体 有关，如花岗闪长斑岩等 ； 5. 一般 具有
28、 面型矿化蚀变 ， 且 分带性明显，硫化物 大量 出现， 富含黄铁矿 ； 6. 矿石 具 细脉浸染状构造 ； 7. 角砾岩筒 或 角砾岩脉 是重要的控矿 构造 形式。 斑岩型 铜矿床 (一 ) 成矿地质 条件 岩浆 岩 条件 ： 斑岩型铜矿床在空间和成因上主要和 钙碱 系列 的斑岩侵入 体 有关。主要 岩石 类型 为闪长玢岩 、花岗闪长斑岩、石英二长斑岩和花岗斑岩等。 构造 条件 ： 含矿斑岩的侵入 大多 和 深大断裂 有关， 矿床 常 呈 带状分布。 矿体受岩体和围岩中的 微裂隙控制（原生裂隙、层间裂隙、片理等） 。另外 ， 含矿 侵入体及其附近常具含矿 的 爆发角砾岩体 。 地层 条件 ：
29、 当围岩为致密的 硅铝质 岩石时，可作为岩体顶盖的隔挡层，有利于矿液在岩体内部和接触带成矿；当围岩为 碳酸盐 岩石时，易于交代形成品位较富的脉状或似层状矿体，或在接触带附近形成矽卡岩矿体。 (二 ) 围岩蚀变 及分带 1. 钾质 蚀变带： 蚀变矿物主要为黑云母和钾长石，也含有 石英 ； 2. 似千枚岩化 蚀变带（ 石英 -绢云母化 带） ： 蚀变矿物主要为 石英 和绢云母； 3. 泥质 蚀变带 ： 蚀变矿物主要为高岭石、蒙脱石、 石英 ； 4. 青磐岩化 带 ： 蚀变矿物 主要为 绿泥石、绿帘石、方解石 。 (三 ) 矿化 特点 ： 主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿，常 具细脉状和浸染状构
30、造 。 (四 ) 矿床 成因 矿床的形成经历了高、中、低温热液阶段 ，其形成可能是 上升岩浆热液和地下水发生对流循环的结果 。 典型 矿例： 德兴斑岩铜矿 表 6 - 2 斑岩铜（钼）矿床的蚀变类型和矿化关系 蚀变类型 钾化带 似千枚岩化带 泥岩化带 青盘岩化带 边缘带 主要蚀 变矿物 黑云母、钾长石，石英、绢云母 石英、绢云母、黄铁矿 高岭石、绿泥石、石英、绢云母 绿泥石、绿帘石、石英、方解石 空间位置 中心蚀变带 内部蚀变带 中间蚀变带 外部蚀变带 矿化类型 铜、钼 铜 贫铜 铅 、 锌 、金 、 银 矿物组合 黄铜矿 、 辉钼矿、黄铁矿及少量斑铜矿 黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿 黄铁矿及少量黄
31、铜矿 黄铁矿 方铅矿 、闪锌矿 、自然金 、自然银 、黄铁矿 矿石构造 浸染状为主 +细脉状 细脉状 + 浸染状 细脉状 细脉状、脉状 脉状 玢岩型铁矿床 （ porphyrite iron deposits）：产于陆相火山岩分布区域内，与 玄武质、安山质岩浆的火山 -侵入活动有关的一组矿床 。 云英岩型矿床 （ greisen deposit）：在成因上和空间上与云英岩化蚀变花岗岩类有关的一类高温热液矿床 云英岩：一种主要由中粗粒的石英和白云母组成的蚀变岩石 卡林型金矿床 ：产于 碳酸盐岩建造 中的 微细浸染型 金矿床 。 品位低、规模大 、矿体 与围岩 界线不清、 具有 中低温热液矿物组合
32、 形成条件： A. 大地构造 背景： 主要 形成与 裂谷带 和 弧后盆地 内 ； B. 岩浆 岩 条件 ： 成矿 作用 的 热液可能 与 以岩 墙和 岩脉形式产出的 长英质浅成侵入体 有关吗，为 低温热液型矿床 ； C. 赋矿围岩：海相沉积岩，主要为富含炭质 不纯碳酸盐岩 和 细碎屑岩 等，火成岩（少量） ； D. 构造控矿 ：主要 由受高角度正（逆）断层控制的强烈蚀变带和其上部的层状矿化组成 ，矿体一般呈不规则的 似层状、透镜状、脉状、条带状 ； E. 围岩蚀变 ：去碳酸盐化、硅化、泥化、硫化物化和重晶石化等； 密西西比河谷型铅锌矿床 （ MVT） ： 产于 台地碳酸盐岩 中、成因 与岩浆活
33、动无关 的浅成后生铅锌矿床 。 以其 品位低、规模大、地质构造简单、埋藏浅、易开采 为特点 。 地质特征： 1. 产于 地台边缘沉积盆地 中的 海相蒸发岩 ， 含矿岩系成带状沿盆地边缘分布； 2. 层控 ： 容矿岩石以 厚层白云岩 为主， 次为 石灰岩 ； 3. 多以 开发空隙 充填 形式 形成 ， 具 后生 成矿 特征； 4. 矿石矿物 多呈 浸染状 沿 岩 层 微层理 分布 ， 矿石品位低但储量大； 5. 成矿 流体源自沉积 建造水 ， 成矿过程演化为含矿热卤水； 6. 脉石矿物 主要由萤石、重晶石、白云石、方解石和石英 等 ； 7. 围岩蚀变 以 硅化 、白云岩化 为主； 成因机制 ：
34、矿床中的铅、锌矿化在 沉积和成岩时已初步富集 ， 经 地下热卤水 对富含铅、锌的沉积层进行 溶滤 和 搬运 ， 在有利的 地层 和 构造 环境中充填、交代成矿 。 属 低温 热液矿床 。 第六章 热水 喷流沉积矿床 SEDEX （ sedimentary exhalative deposit） 型矿床 ： 水温 70350或更高的热水介质（海水、湖水、热泉水等）中形成的，主体以沉积方式形成于水 -岩石界面之上水体中之层状、似层状矿体，但也包括此界面之下可能存在的以充填和交代形成的筒状、锥状或面型热液含矿蚀变体，两者可共生或分别出现 。 黑烟囱 ：喷出的流体呈黑色，烟囱体主要由 硫化物 矿物构成
35、 白烟囱 ：喷出的流体呈白色，烟囱体主要由碳酸盐矿物构成 喷流沉积矿床 （ Exhalative sedimentary deposit）：不同成因的（含矿）热水在喷溢出海底的过程中，在 喷流口以下的热液通道 中通过 充填、交代 作用，在 喷流口以上的海底 则通过 与冷海水之间的相互作用 ，使热水中所携带的物质组份分别在热液通道和海底沉淀下来而富集成矿 。 热水喷流 矿床的 基本特征 A. 典型的喷流岩 ：岩石主要 是 硅质岩、条带状含电气石岩或电气石岩、条带状含长石岩或富长石岩、透辉岩与透闪岩（或双透岩）、重晶石或石膏层（ 热水沉积岩 ）等 B. 具有 层控 及 时控 特征 C. 矿体形态：
36、层状、似层状或透镜状，部分矿床具典型的“ 双层 ”构造： 上部 层状 矿体 下部 细脉状、筒状 含矿蚀变体 D. 矿体和矿石具 微层理、微细沉积韵律 ：常具顺层条带状、顺层揉皱等构造，显微球粒状、同心环带、生物和鲕状等结构， 反映 同生 沉积 特征 E. 具与现代海底热水喷流成矿相似的两套成矿系统 F. 热水喷流沉积矿床特有属性： 同生成矿作用（主体） +后生成矿作用 热水喷流的类型 ： 1. 高温集中喷流 ，以 黑烟囱 为代表，形成 硫化物 沉积； 2. 低温大面积渗流 ，形成广泛分布的硫酸盐、铁的氧化物 -硅酸盐 -锰的氧化物，及含钴的锰氧化物结壳。 块状硫化物矿床 的 分类 (一 ) 与
37、火山岩有关的块状硫化物矿床（ VMS） ： 系指赋存于 海相火山岩系 中的，通过 海底热液喷流 作用（“黑烟囱”活动）形成的，主要由 块状 的 黄铁矿 和 贱金属 （ Cu、 Pb、 Zn）硫化物 组成的一类矿床。 分为 塞浦路斯型（ Cyprus type） ： 塞浦路斯 矿床 别子型（ Besshi type） ：日本别子矿床 黑矿型（ Koroko type） ： 日本黑矿 诺兰达型（ Noranda type） ： 诺兰达矿床 、 辽宁红透山 矿床 (二 ) 沉积岩中的块状硫化物矿床（ SMS） : 系指通过 海底热液喷流 作用形成的，主要呈 整合的层状 赋存于正常沉积岩系（主要为 细
38、碎屑岩 和 炭质页岩 ，次为 碳酸盐 岩）中的，以发育 条带状 和 层纹状 富硫化物矿石为特征的一类矿床。 分为 沙利文型（ Sullivan type） ：沙利文 矿床 、 陕西柞水银硐子矿床 银矿山型（ Silver -mines type） ： 英国银矿山，爱尔兰锡尔弗迈因斯矿床 类型 亚类 容矿岩石 大地构造环境 成矿时代（ Ga ） H u tc h i s on 的分类 诺兰达型 分异完全的玄武岩至 流纹 熔岩及 火 山碎屑岩，杂砂岩 沉降带、断陷槽 弧后盆地 太古代（ 2.5 ） 早元古代（ 1.8 ） 前寒武纪 - 泥盆纪 原始型 Zn - C u (A g - A u ) 黑
39、矿型 双峰 式组合， 拉斑玄武岩， 属 钙碱性熔岩，火山碎屑岩 会聚板块边缘的岛弧火山带、破火山口和弧后裂谷 早元古代（ 1.8 ） 奥陶纪 中生代 第三纪 多金属型 Pb - Zn - C u (A g - A u ) 塞浦路斯型 蛇绿岩套，拉斑玄武岩 大洋裂 谷、增生边缘，和蛇绿岩套有关 寒武 - 奥陶纪 中生代 含铜黄铁矿型 Cu ， Au VMS别子型 板内 玄武岩，杂砂岩及其它混杂岩 大陆边缘或 弧后裂谷 晚元古代 1.2 0.8 古生代 铜 - 锌黄铁矿型 Cu - Z n (A u ) 沙利文型 页岩（泥岩）、浊积岩 大陆裂谷 中元古代 1.7 1.0 寒武纪 - 泥盆纪 以碎屑
40、岩为容矿围岩的类型 Zn - P b (A g) SMS银矿山型 灰岩、白云岩为主 ，砂岩、页岩 陆架 ， 同生断裂控制的盆地 晚元古代 1.0 密西西比期 以碳酸盐岩为容矿围岩的类型 Zn - P b (A g) VMS 型矿床的特点 ： 1. 矿床大多产在 板块增生 （大洋中脊、陆缘裂谷）或 俯冲 （大洋岛弧、弧前盆地、弧后盆地）的构造环境中 。 2. 在 火山岩分布区 ，矿床常成群成带集中产出，构成巨大的成矿区。 成矿时代广泛 。 3. 含矿岩系为一套 基性 至 中酸性 的 火山熔岩、火山碎屑岩、凝灰质岩 和 火山沉积岩 （页岩、杂砂岩）。但赋矿层位只占含矿岩系的一小部分。 4. 矿床具
41、典型的“ 上层下脉 ”的结构特点，即 上部 （ 喷口以上 ） 由块状 硫化物透镜体 构成，下部 （ 喷口以下 ） 为不整合的 热液蚀变岩筒 ，由硫化物的 网脉和细脉 构成。 5. 矿体围岩具程度不同（不对称） 热液蚀变 。喷口以下热液通道周围蚀变强烈，由核心的强绿泥石化 过渡到边部的 弱绢云母化 。 6. 矿石中占优势的硫化物是 黄铁矿 （ FeS2） ，其次是黄铜矿、方铅矿、闪锌矿和磁黄铁矿。 7. 透镜状矿体中 以 块状、条带状、层纹状、角砾状构造 为主，矿石结构多为 细粒镶嵌结构 、草莓状 （生物假象） 结构 、 胶状结构 等。显示 化学沉积 的组构特点。 蚀变岩筒中 矿石多呈 网脉状、
42、细脉浸染状、细脉状、角砾状 构造，结构为不同自形程度的结晶结构。显示 热液充填 -交代 的矿化特征。 8. 典型的 VMS 矿床往往 由多个块状硫化物透镜体或网脉带组成 。 第七章 风化矿床 风化作用 ：地壳表层的岩石和矿石在大气、水、生物等营力的作用下，发生物理的、化学的和生物化学的变化，称为风化作用 。 风化矿床 ：风化壳中由风化产物构成的矿床（ weathering deposits）或 称 风化壳矿床 。 风化壳 ：由风化产物所组成的岩石圈部分 。 第八章 沉积 矿床 沉积作用 ： 地表岩石和矿石的风化产物、火山喷发物、生物残骸以及宇宙尘等，经地表各种地表营力，水、风、冰川和生物等搬运
43、到河流、沼泽、湖泊、海洋中合适的地质环境中沉积下来，形成各类沉积物的作用 。 沉积矿床 （ sedimentary ore deposits）：当沉积物中的有用物质富集达到工业要求时，便成为形成沉积矿床，属于 同生 矿床。 沉积矿床的类型： 1. 机械沉积矿床 2. 蒸发沉积矿床 3. 胶体化学沉积矿床 4. 生物化学沉积矿床 海相沉积铁矿床 A. 分布： 浅海边缘 ，海岸线曲折、构造稳定的海湾浅海区 B. 含矿岩系： 砂岩和页岩 ，延伸可达几十 几百 km 以上 C. 矿体： 层状 ，层位稳定，常位于海侵层序的底部，矿层厚由几十 cm几十 m 不等 D. 矿石： 赤铁矿 ，伴有鲕绿泥石、菱铁
44、矿、石英、方解石及少量黄铁矿等 E. 矿石构造：常呈 鲕状、肾状、块状 构造 F. 硫、磷杂质含量低，矿石质量好 G. 规模巨大 ，百亿 t 以上的特大型矿床 2 个重要层位： “宣龙式”铁矿 ：华北地区中元古界长城系中部 华北板块北部 ， 矿区北部出露太古宇片麻岩系，其中有薄层 BIF， 之上区域不整合了中元古代长城系沉积岩系 。 “宁乡式”铁矿 ：华南地区泥盆系上部 我国华南中晚泥盆世古陆边缘浅海带中的沉积赤铁矿矿床 。 第九章 变质矿床 变质作用 ：由内生作用或外生作用形成的岩石和矿石，由于地质环境的变化和温度、压力的增高， 使 其 矿物成分 、 化学成分 、 物理性质 及 结构构造 等
45、发生变化 的地质作用 。 变质矿床 （ metamorphic ore deposits）： 遭受变质作用改造过 的矿床和 由变质作用形成 的矿床 。 变成矿床 ：岩石中的某些组分，经变质作用后成为有工业价值的矿床，或由于变质作用改变了工业用途的矿床 。 受变质矿床 ：原来已经是矿床，受到变质作用后，矿石的成分、结构构造以及矿体的形态、产状、品位和规模等方面发生了变化，但其工业用途并未改变的矿床 。 脱水作用 （ dehydration）：原来岩石或矿石中含有较多的水分，变质过程中由于温度和压力的升高，就会使它们变成少含水或不含水矿物 。 重结晶作用 （ recrystallization）：
46、在高温高压作用下，原来小颗粒矿物便会逐渐结晶长大 。 重组合作用 （ reorganization）：由于温度、压力或其他物理化学条件发生变化，使原来稳定的矿物平衡组合， 被在新的条件下稳定的矿物组 合所代替 。 还原作用 （ reduction）：在高温缺氧条件下，矿物中一些易于还原的变价元素，常由高价转变为低价，而使一种矿物变为另一种矿物 。 交代作用 （ metasomatism）：在变质过程中，当有大量化学活动性流体存在时，原岩组分与之反应，形成新的矿物或矿物组合 。 区域变质成矿作用 （ regional metamorphic ore-forming process） ：在地壳深部
47、地质作用过程中，由于 区域性 温度、压力升高和岩浆作用等，使原岩或原生矿床中的成矿组分聚集或改造形成矿床的作用 。 接触变质成矿作用 （ contact metamorphic ore-forming process） ： 由于 岩浆侵位 而引起围岩温度增高而产生的变质成矿作用 。 沉积 -变质铁矿床 ： 形成于 前寒武纪 （主要为太古代 -早元古代）的沉积变质铁矿，因其矿石主要由 硅质 （碧玉、燧石、石英）和 铁质 （赤铁矿、磁铁矿和其他铁矿物） 薄层 互层 组成 ， 又称为 BIF 条带状铁建造（ Banded Iron Formation） 。 一般 特征： BIF 产于世界各地 前寒武
48、纪地盾区 和 地台区 ， 矿床的形成与前寒武纪地壳演化密切相关 。 类型 阿尔戈马 （ Algoma） 型 苏必利尔 （ Superior） 型 形成时代 新太古代 （约 2500Ma） 以前 早元古代 形成环境 与绿岩带有关（优地槽） 与火山活动无关 （冒地槽） 伴生岩石 基性变质火山岩夹少量中酸性火山岩、沉积岩 陆源碎屑岩为主（石英岩、页岩、板岩），火山岩少见 矿物相 氧化物相为主，有时出现较多碳酸盐、硫化物相 氧化物相为主，少量硅酸盐、碳酸盐混合相，缺少硫化物 铁建造 由灰色、浅黑绿色的铁质燧石和赤铁矿或磁铁矿组成窄条带状构造 自下而上：白云岩、石英岩、红色或黑色铁质页岩、铁矿建造、黑色
49、页岩和泥质板岩 规模 长几 km，厚几十 cm-几百 m 长达几十至 几百 km，厚几至几百 m 矿例 加拿大 阿尔戈马 矿床、 我国 鞍山 -本溪地区 、冀东地区 美国 苏必利尔 地区 BIF 的成因： 该类矿床的形成经历了 沉积和变质改造 2 个阶段 目前多认为铁来自 海底火山作用 火山活动对铁矿的形成有 3 方面作用： 1. 岩浆、火山岩与海水、火山气体的反应可 提供铁 2. 火山气体可以 提供 CO2 和 S 3. 火山活动的加热作用可引起深部富铁溶液向浅部 运移 并与海水作用形成铁矿 第十章 控矿条件 和成矿规律 控矿条件 1. 区域地球化学特征 2. 控矿构造条件 3. 控矿岩浆岩条件 4. 沉积条件 5. 岩性条件 成矿系列 ： 是在一定地质时期和地质环境中，在一定的主导地质成矿作用下形成的，在时间、空间和成因上有密切联系，但其具体生成条件是有差别的一组矿床类型的组合 。 成矿系统 ： 在一定的时空域中，控制矿床形成和保存的全部地质要素和成矿作用动力过程，以及所形成的矿床系列、异常系列构成的整体，是具有成矿功能的一个自然系统 。 层控矿床 （ stratabound deposits）：赋
