第十二章 礦床.ppt

1、第十二章 礦 床,一、礦石與礦床 （一）礦石 有用巖石。若含量很多，達(dá)到為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)水平所能利用的程度，則這種含有用礦物的巖石就稱為礦石。 （二）礦床 礦床是在一定地質(zhì)作用下形成的在質(zhì)量和數(shù)量上都能滿足當(dāng)前開采利用要求的礦石的富集地段。,第一節(jié) 礦床的概念,二、礦產(chǎn)的分類,一切埋藏在地下或分布于地表的可供人類開采利用的天然礦物資源，都可泛稱礦產(chǎn)。礦產(chǎn)可以分為三類，即金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)和能源礦產(chǎn)。,（一）金屬礦產(chǎn) 是一般需經(jīng)冶煉從中提取金屬元素的礦產(chǎn)，其中包括鋼鐵基本原料金屬礦產(chǎn)、有色金屬礦產(chǎn)、貴金屬礦產(chǎn)、稀有金屬礦產(chǎn)、分散元素礦產(chǎn)。,（二）非金屬礦產(chǎn) 是一般經(jīng)簡單加工即可提出非金屬原料或直

2、接即可利用的礦產(chǎn)，根據(jù)用途又可分為冶金輔助原料礦產(chǎn)、化工原料礦產(chǎn)、建筑材料礦產(chǎn)、美術(shù)工藝原料礦產(chǎn)。 （三）能源礦產(chǎn) 主要指能夠轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能、熱能、電磁能和化學(xué)能的各種能量的資源，也就是能產(chǎn)生能量的物質(zhì)，如煤炭、石油、天然氣、水能等。,三、礦床的成因分類,第二節(jié) 內(nèi)生礦床 內(nèi)生礦床主要是在巖漿活動過程中，有用組分富集起來所形成的礦床。內(nèi)生礦床提供了絕大多數(shù)的有色金屬、稀有金屬和部分非分非金屬礦產(chǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用。 內(nèi)生礦床可以分為： 巖漿礦床、偉晶巖礦床、氣化熱液 礦床、火山礦床。,一、巖漿礦床 巖漿礦床是巖漿冷凝過程中，由于巖漿分異作用使分散在巖漿中的有用組分聚集而成的礦床。這類

3、礦床一般形成于具有較高溫、壓環(huán)境的地下深處，相當(dāng)于深成巖的形成部位。,巖漿礦床又分為： 早期巖漿礦床 （鉻鐵礦、鉑族金屬礦床） 晚期巖漿礦床 （世界上許多大型鉻鐵礦、釩鈦 磁鐵礦、鉑族金屬、稀土礦等） 熔 離 礦 床 （銅、鎳硫化礦床）,二、偉晶巖礦床 偉晶巖是一種由粗大晶體組成的呈脈狀巖體產(chǎn)出的巖石。在偉晶巖形成過程中，在揮發(fā)成分的影響下，通過巖漿分異或氣液交代作用，使有用組分富集而形成的礦床，稱偉晶巖礦床。,偉晶巖礦床中常富集鋰、鈹、鈮、鉭、銣、銫、鋯、鈾、釷、稀土等各種稀有和放射性元素，也常富集鎢、錫、鉬等金屬元素以及含揮發(fā)成分氟、氯、硼等的礦物，所以說偉晶巖是稀有元素的重要寶庫。 此外

4、，偉晶巖中常有電氣石、綠柱石、黃玉、水晶等。,三、氣化-熱液礦床,成礦物質(zhì)在熱氣和熱液中被搬運并填充到巖石裂隙里所形成的礦床。 （一）接觸交代礦床 巖漿侵入體與圍巖接觸地帶，由于氣水熱液的交代作用而形成的礦床，又稱矽卡巖礦床。這類礦床主要產(chǎn)于中酸性巖體與碳酸鹽巖的接觸帶。,中酸性侵入體,砂巖,石灰?guī)r,頁巖,變質(zhì)作用,接觸交代作用手圍巖成分及構(gòu)造控制。在巖體邊界產(chǎn)狀較緩處，巖體凹入處，圍巖為石灰?guī)r處，以及斷層和巖脈兩側(cè)，接觸交代作用比較強(qiáng)烈。,（二）熱液礦床 根據(jù)形成溫度，分為高溫、中溫、低溫等三類熱液礦床。 1、高溫?zé)嵋旱V床 形成溫度為500300，礦體多位于花崗巖體頂部及其靠近的非碳酸鹽圍巖

5、中，多呈脈狀，常形成鎢、錫、鉬、鉍、鈹?shù)鹊V床。 2、中溫?zé)嵋旱V床 形成溫度約300200，礦體位于距侵入體較遠(yuǎn)的圍巖中，并往往為圍巖的斷裂等構(gòu)造條件所控制。中溫?zé)嵋旱V床常為銅、鉛、鋅等多金屬礦、硫鐵礦等主要來源。,中溫?zé)嵋旱V床中的黃鐵礦脈,含金、銀的石英脈,3、低溫?zé)嵋旱V床 形成溫度約200 50，礦體多發(fā)現(xiàn)于距侵入體很遠(yuǎn)的沉積巖中，形成部位較淺。世界上的銻、汞、砷等礦產(chǎn)，幾乎全部來源于本類礦床。,四、火山礦床,是指在火山活動過程中，產(chǎn)于地表或接近地表（01.5km）的礦床。根據(jù)成礦作用可以分為火山巖漿礦床、火山氣液礦床和火山沉積礦床。 （一）火山巖漿礦床 是由于巖漿的噴發(fā)作用，把早期結(jié)晶的有

6、用礦物和熔融狀態(tài)的有用組分帶至地表或抵近地表，所形成的一些特有礦床。,（二）火山氣液礦床,是火山噴發(fā)或噴發(fā)期后的氣體和熱液，在一定地質(zhì)條件下，氣液相互作用或氣液與圍巖作用，促使有用組分富集和沉淀所形成的礦床。如火山噴發(fā)的氣體通過直接凝結(jié),在火山管壁上有富硫氣體直接沉積形成的黃色自然硫晶體，新西蘭,或與圍巖相互作用，常在火山口附近或凝灰?guī)r及熔巖的裂隙中，形成小型的硫黃、雄黃、雌黃、硼酸鹽等礦床。,（三）火山沉積礦床 是火山噴發(fā)過程中產(chǎn)生的有用組分，溶解在水中經(jīng)過搬運和沉積所形成的礦床。 鎳、鈷、銅的鐵錳結(jié)核 。,深海錳結(jié)核，錳含量答20%，并有少量鐵、銅、鎳。結(jié)核直徑7.5cm,第三節(jié) 外生礦床

7、,在地表外力作用下使有用元素或有用組分聚集所形成的礦床，稱外生礦床。根據(jù)成礦過程的不同可以分為風(fēng)化礦床和沉積礦床兩大類。另有一類是由生物堆積而成的可燃有機(jī)巖礦床，從廣義角度看，它屬于沉積礦床的范疇。,在地表外力作用下使有用元素或有用組分聚集所形成的礦床，稱外生礦床。,一、風(fēng)化礦床 地殼表層巖石（包括含礦的母巖及原生礦床）在風(fēng)化作用過程中，使某些穩(wěn)定的有用組分在原地或原地附近富集起來所形成的礦床，稱為風(fēng)化礦床。分為以下四類：,（一）殘積-坡積砂礦床 巖石或礦脈等在風(fēng)化過程中，一些比重小、顆粒微細(xì)的碎屑被流水、風(fēng)等帶走，而其中比重大、化學(xué)性穩(wěn)定的礦物顆粒，殘積坡積而成礦。如金、鉑、錫石、金剛石等。

8、 目前世界上65%以上的金、相當(dāng)數(shù)量的金剛石皆采自砂礦。,（二）殘余礦床 巖石在化學(xué)風(fēng)化為主的條件下，可溶物質(zhì)（如K、Na、Ca、Mg鹽類）被淋走或淋濾，而難溶或不溶的物質(zhì)（如Si、Al、Fe、Mn膠體）殘留而形成的礦床。,（三）淋積礦床 又稱滲濾礦床。地表巖石或品位較低的礦床，在風(fēng)化過程中有一部分溶于水的組分滲入地下，因沉積作用或沿途與圍巖發(fā)生交代作用所形成的礦床。,氧化帶 還原帶 原生硫化物礦石帶,影 響,成礦,二、沉積礦床 在地表外力作用下，主要通過沉積分異作用使有用組分富集而成的礦床，稱為沉積礦床。具層理，有的含有化石，層位比較穩(wěn)定，有時規(guī)模巨大，找礦和勘探也比較容易。,（一）機(jī)械沉積

9、礦床 巖石風(fēng)化形成的碎屑產(chǎn)物，在搬運過程中，按粒級和比重大小進(jìn)行沉積分異，使有用成分聚集形成礦床。通常簡稱為砂礦床。 1.沖積砂礦床 2.海濱砂礦床,（二）化學(xué)及生物化學(xué)沉積礦床 1.蒸發(fā)沉積礦床：石膏、食鹽、鉀鹽、芒硝、硼砂等 ； 2.膠體化學(xué)沉積礦床：湘潭錳礦、寧鄉(xiāng)鐵礦、鞏縣鋁土礦等； 3.生物及生物化學(xué)沉積礦床：煤、石油、生物灰?guī)r、硅藻土等。,三、可燃有機(jī)巖礦床 包括煤、石油、天然氣、油頁巖等。 所謂能源是指能生產(chǎn)能量的物質(zhì)，或者說是指能夠轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、熱能、電磁能和化學(xué)能等各種能量的資源。,（一）煤 1.煤的概念和成分 煤是由植物遺體堆積在一定環(huán)境，經(jīng)過復(fù)雜的變化而成的一種可燃有機(jī)巖。

10、煤的成分包括有機(jī)組分和無機(jī)組分。有機(jī)組分主要由碳、氫、氧等元素組成，主要由植物遺體轉(zhuǎn)化而來，燃燒后便揮發(fā)逸失；無機(jī)組分燃燒后變成殘渣，稱為灰分。,2.煤的形成條件 （1）必須有植物大量繁生，提供形成煤的物質(zhì)來源。 而植物茂盛又必須有濕熱等氣候條件。石炭二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和古近紀(jì)等，都有形成了這些時代的煤田。,（2）植物遺體堆積后必須與空氣隔絕，以免被徹底分解破壞。而滿足這種條件則必須具備一定的沉積環(huán)境，如封閉的沼澤盆地、潟湖、濱海平原、三角洲平原、海灣等。,（3）使成煤作用持續(xù)進(jìn)行，還必須要有節(jié)奏的地殼運動。由于地殼運動反復(fù)進(jìn)行，才能導(dǎo)致煤層反復(fù)堆積，在同一地區(qū)形成很厚的含煤地層。,3.成煤作用

11、指由植物轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱倪^程。分為三個階段： （1）菌解階段，即泥炭化階段 （2）煤化階段，即褐煤階段 （3）變質(zhì)階段，即煙煤及無煙煤階段,（二）油頁巖 一種高灰分、干餾后可以獲得頁巖油的可燃有機(jī)巖，又稱油頁巖。我國有16個省產(chǎn)油頁巖，時代以侏羅-白堊紀(jì)和第三紀(jì)為主。 （三）石油和天然氣 它們不能形成獨立的地層，而存在于巖石空隙和裂隙之中。,1.石油和天然氣的成分和性質(zhì) 石油： 平均元素組成：碳為84.5，氫為13，硫為1.5，氮為0.5，氧為0.5。石油主要由碳和氫組成，碳和氫的總量在9599之間。石油中已鑒定出3000種化合物。,天然氣： 比石油輕，所以常位于石油的上部，稱為氣頂。我國四川等省也

12、有單獨的天然氣礦藏，四川的天然氣是以氣態(tài)碳?xì)浠衔餅橹鞯幕旌衔?，以甲烷CH4最多，占?xì)怏w成分的8090%。,2.石油的成因 一種是石油無機(jī)成因說； 一種是石油有機(jī)成因說。 前者認(rèn)為石油是由自然界的無機(jī)碳和氫經(jīng)過化學(xué)作用而形成的；后者認(rèn)為石油是在地質(zhì)時期生物死亡后有機(jī)物分解而形成的。這里所說的生物，既有動物，更有植物，而更重要的是浮游生物和低等微生物。,3.油、氣藏的形成 （1）生油層：指當(dāng)初具備成油條件生成油氣的地層。泥質(zhì)巖和某些碳酸鹽巖常形成良好的生油層。,在生油層中呈分散狀態(tài)存在的油氣，必須運移集中到孔隙和裂隙發(fā)育較好的巖層中，才有可能形成油氣藏。這種能儲集油氣并可在其中流動的巖層，稱為儲

13、油層或儲集層。,（2）儲油層,油氣從生油層運移到儲油層，還必須有東西擋住油氣繼續(xù)前進(jìn)的道路，才能使之集中并且得以保存，形成油氣藏。由于阻擋而使油氣聚集，稱為圈閉。,（3）圈閉,4.中國的石 我國可供找油氣的沉積巖面積，在大陸上共有420萬km2，在東北、華北、華東、西北、西南以及沿海大陸架相繼發(fā)現(xiàn)了油氣，如大慶、勝利、遼河、任丘、大港、中原、塔里木、長慶、南陽等油田。,第四節(jié) 變質(zhì)礦床和多成因礦床 一、變質(zhì)礦床 在變質(zhì)地區(qū)受到區(qū)域變質(zhì)作用影響形成的礦床，統(tǒng)稱變質(zhì)礦床。在變質(zhì)礦床中經(jīng)常賦存鐵、銅、白云母、硼、石墨、菱鎂礦、藍(lán)晶石、等礦產(chǎn)，并占有世界儲量的很大比重。,（一）受變質(zhì)礦床 指原已形成的

14、礦床，后又受到區(qū)域變質(zhì)作用改造所形成的礦床。 鞍山式鐵礦 石英磁鐵礦,（二）變成礦床 指原來巖石中含有某些有用礦物組分但未形成礦床，在區(qū)域變質(zhì)作用過程中使某些成分活化、集中，重結(jié)晶所形成的礦床。這類礦床又可分為二類：,1.變質(zhì)重結(jié)晶型礦床 原巖受到高溫高壓的影響，以變質(zhì)重結(jié)晶作用為主形成的礦床，含礦組分沒有明顯遷移。 石墨礦床 紅柱石、藍(lán)晶石、矽線石或剛玉等礦床 菱鎂礦、滑石、蛇紋石、石棉等礦床,2.變質(zhì)熱液型礦床 原巖受到變質(zhì)熱液的作用所形成的礦床。 礦床主要有鐵、銅、鉛、鋅、金和某些非金屬礦床。,（三）混合巖化礦床 原巖在變質(zhì)作用后期受區(qū)域混合巖化作用及部分深熔作用所形成的礦床。這類礦床主要是礦源層中的成礦組分，在混合巖化流體的作用下，發(fā)生運移和集中而形成的。交代作用顯著，具區(qū)域性蝕變礦物，成礦時期和混合巖化時期同步或大體一致。礦體主要賦存礦源層內(nèi)。,二、多成因礦床 許多礦床的成礦物質(zhì)可能是多源的，比如來自地下深處、來自巖漿、來自圍巖；成礦作用可能是多期多階段的；成礦作用類型也可能是多種多樣、前后疊加的；等等。,（一）改造礦床 指早期分散于地層或巖石中的元素或有用礦物組分，在后期的地質(zhì)作用中產(chǎn)生活化、運移、富集而形成的礦床。如石油礦床 。,（二）疊加礦床 在先存礦床（主要指沉積礦床）的基礎(chǔ)上，疊