矿山地质学第8章--矿床.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,矿山地质学,山 东 科 技 大 学,地,球,科学与工程学院,编 制,目 录,绪 论,第一章 地球圈层构造,第二章 矿物,第三章 地质作用与三大岩类,第四章 地史学基本知识,第五章 地质构造,第六章 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 矿床,8-1,矿床概述,8-2,内生矿床,8-3,外生矿床,8-4,变质矿床,8-1,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,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。,矿体周围暂无经济价值的岩石。,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,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,1.,矿床,2.,矿体,3.,围岩,4.,矿石,5.,矿石的品位,一、矿床、矿体、围岩和矿石,二、矿体的形状和产状,（一）矿体的形状,1.,等轴状矿体,矿瘤、矿巢、矿囊、矿袋,2.,板状矿体,矿脉、矿层,3.,柱状矿体,柱状、筒状、管状,（二）矿体的产状,指矿体产出的空间位置和地质环境：,1.,矿体的空间位置,产状要素、倾伏角和侧伏角,2.,矿体与围岩的关系,围岩的岩性、与围岩层理关系（穿层还是顺层）,产,3.,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,4.,矿体埋藏情况,出露地表还是隐伏地下的盲矿体,5.,矿体与构造的关系,三、成矿作用与矿床的分类,（一）,成矿作用,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，因成矿作用可以富集。,（二）矿床的分类,1.,按物态,（,1,）固体矿床,（,2,）气体矿床,（,3,）液体矿床,2.,按成因,（,1,）内生成矿作用,内能引起导致矿床形成的地质作用。,包括侵入岩浆矿床，伟晶岩矿床，气体,-,热液矿床，火山成因矿床,（,2,）外生成矿作用,外力地质作用下各种成矿作用。,包括风化矿床，沉积矿床,（,3,）变质成矿作用,岩浆侵入和区域变质引起的成矿作用。,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,（,1,）金属矿床,如金矿床，钨矿床等,（,2,）非金属矿床,如萤石矿床，黏土矿床等,（,3,）能源矿床,如石油，煤，天然气等,内生矿床,外生矿床,变质矿床,岩浆矿床,早期岩浆矿床,风化矿床,残积、坡积矿床,接触变质矿床,受变质矿床,晚期岩浆矿床,残余矿床,变成矿床,熔离矿床,淋积矿床,伟晶岩矿床,沉积矿床,机械沉积矿床,区域变质矿床,受变质矿床,气液矿床,夕卡岩矿床,真溶液沉积矿床,变成矿床,热液矿床,火山成因矿床,火山岩浆矿床,胶体化学沉积矿床,火山,-,次火山气液矿床,生物,-,生物化学沉积矿床,火山,-,沉积矿床,8-2,内生矿床,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。,岩浆演化特点及相应成矿作用阶段：,正岩浆期,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。,挥发组分少，成岩为主、成矿为辅（岩浆矿床）,残浆期,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。,挥发组分富集，成岩、成矿平行活动（伟晶岩矿床）,气液期,岩浆结晶后气液活动导致成矿。,造岩组分大部分固结成岩，挥发组分独立活动，形成夕卡岩和岩浆热液矿床（气液矿床）,8-2,内生矿床,一、岩浆矿床,（一）岩浆矿床成矿过程,1.,结晶分异作用,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,2.,液态分异作用,-,熔离作用,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（如铜镍硫化物矿床）,7-2,内生矿床,一、岩浆矿床,（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,1.,岩浆矿床的特征,（,1,）围岩特点,岩浆岩，多为母岩,（,2,）矿体形状和产状特点：,底部矿体多为似层状、矿瘤或矿囊与围岩呈渐变关系；,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变关系；,岩浆岩内部矿体多呈脉状、透镜体状，与围岩为明显接触。,（,3,）矿石特点,矿石组分与围岩相似，只是矿物含量高，界线不明显；,矿石矿物多为密度大、熔点高的金属氧化物、自然元素和硫化物。如铬铁矿、钛铁矿、磁铁矿、铜,-,镍硫化物、铂族元素,2.,对采掘的影响,（,1,）围岩强度大、稳固性好，利于高速、高效采矿方法,（,2,）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,（,4,）矿床可利用成分多，注意综合利用,一、岩浆矿床,二、伟晶岩矿床,（一）成矿过程,大部分硅酸盐组分已经结晶，残余组分中含大量挥发组分，流动性强，在构造应力作用下，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晶体。,中部晶体大，稀有金属多。,（二）伟晶岩矿床特征,1.,产状和形状,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。,与围岩的关系一般比较清晰，也有呈渐变关系的。,2.,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、辉钼矿，及稀有元素。,显示伟晶结构；带状构造。分为四个带：,（,1,）边缘带（细粒花岗岩带）,晶体细小（长石、石英），,厚度几厘米，形状不规则，,界限清楚,（,2,）外侧带（文象花岗岩带）,晶体较粗（斜长石、云母、,石英），厚度稍大，变化也大,（,3,）中间带（中粗粒伟晶岩带）,颗粒更大（长石、石英），,连续性对称性更明显,（,4,）内核（单矿物带）,颗粒巨大，发育晶洞构造,（三）对采矿的影响,1.,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。,2.,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。,3.,要采用特殊崩矿方法采完整晶体,4.,矿体成群出现，注意开采顺序,5.,含多种矿物、稀有元素、放射性元素，注意综合利用,6.,因含有,SiO,2,及放射性元素，要注意通风、加强防护,三、气化,-,热液矿床,（一）气液成矿作用,在岩浆期后阶段（气液期），由于地质环境的改变，气液中的有用组分在母岩或围岩的裂隙或接触带中富集成矿,称为气液成矿作用。,1,成矿溶液和成矿物质来源,成矿溶液是在一定深度（几至几十,km,）下形成的，具有一定的温度（一般为,50600C,）和一定压力（一般为几,250Mpa,），属于气态、液态和超临界流体。,其成分以,H,2,O,为主，有时,CO,2,占很大比例，常含有,CH,4,、,H,2,S,、,CO,、,SO,2,等挥发性气体成分以及,K,+,、,Na,+,、,Ca,2+,、,Mg,2+,、,F,-,、,Cl,-,、,SO,2+,、,HCO,-,等离子成分。此外还有,W,、,Sn,、,Mo,、,Au,、,Ag,、,Cu,、,Pb,、,Zn,等多种成矿元素。,成矿溶液和成矿物质来源一般有四种：,（,1,）岩浆热液,在岩浆上移过程中，随着温度和压力的降低，硅酸盐熔体不断结晶，,H,2,O,等挥发分就从岩浆中分离出来，形成高温气液。当这种含矿气液在岩体边缘和围岩裂隙中运移时，就可在有利地段成矿。,（,2,）地下水热液,地表水渗透至地下深处，可在地下环流中受热并与岩石发生相互作用，溶解岩石中的有用成矿元素，然后运移至有利的地质环境中沉淀形成各种热液矿床。,（,3,）海水热液,在海洋扩张中心、火山岛弧、大陆边缘及海洋岛屿地区，海水下渗至地壳深部受热形成环流。环流中也可萃取大量的成矿物质，然后通过断裂、火山口或海底扩张脊再流入海中，与海水作用形成热液矿床。,（,4,）变质热液,岩浆岩和沉积岩内都多少含有一定水分，如矿物中的结构水、结晶水、岩石的裂隙水、毛细水、吸附水等，在岩石变质中都可逐渐被释放出来成为变质热液。这些变质热液由深变质带向上迁移过程中，从围岩中汲取成矿物质，然后在低变质带中聚集沉淀成为矿床。,2.,成矿原因和方式,（,1,）成矿原因,化学反应形成难溶物质沉淀,溶解物质过饱和发生沉淀,（,2,）成矿方式,充填作用方式,气液充填于围岩裂隙和空洞中，一般与围岩没有明显的化学反应和物质交换。但由于物理化学条件的变化，气水溶液中的有用组分可直接沉淀在围岩裂隙和空洞中。,交代作用方式,气水溶液在化学性质较不活泼的围岩裂隙和孔隙中流动时，溶液与围岩中某些矿物发生化学反应，同时发生极细微状态下的溶解作用和沉淀作用，原有矿物逐渐被溶解掉而代之以新矿物。,3.,围岩蚀变,因交代作用使围岩发生化学成分的改变，蚀变后的围岩称为蚀变围岩。,一般气水溶液组成愈活泼，压力及温度愈高，围岩蚀变就愈强烈；,围岩的化学性质愈活泼，蚀变就愈彻底；,围岩中的裂隙愈发育，愈有利于气水溶液的渗透，蚀变的范围就愈广。,（二）气液矿床的分类及特征,1,夕卡岩矿床,中,酸性侵入体和碳酸盐围岩接触带中，含矿气水溶液有用组分以化学交代作用的方式与碳酸盐发生作用而形成的矿床。,矿床的形成过程是从分泌大量气水溶液的酸性、中酸性岩浆侵入碳酸岩类围岩开始。,岩浆侵入时带来大量的热能，为化学性质活泼的碳酸盐类围岩与气,液中某些组分进行交代反应提供了条件。,在这个基础上，向围岩渗滤的气,液在温度逐渐降低中与围岩交代反应，改变物态并沉淀出各种组分，从而形成了矿床。,夕卡岩矿床的主要特征有：,（,1,）矿种类型决定于侵入体岩性,如较酸性的花岗岩类与钨、钼、锡、铅、锌等矿床关系密切；,中酸性花岗闪长岩类和石英闪长岩类与铜（铁）矿床有关；,中性闪长岩、正长岩侵入体则主要与铁矿床关系密切。,（,2,）岩浆侵入体多属于中深成（,1.53Km,深）范围,碳酸岩类在热的作用下要分解出,CO,2,，而,CO,2,对磁铁矿、赤铁矿和某些金属硫化物的形成起重要作用。,过深压力太大，不易于分解出,CO,2,过浅,CO,2,散失,（,3,）薄层灰岩是有利的成矿围岩,层厚、质纯的碳酸盐类岩石，因交代作用普遍，矿液大面积散开，不利于成矿物质的富集成矿。,而质地不纯的含有泥质夹层的碳酸盐类岩石，因气水溶液有选择地只与碳酸盐类岩石进行交代，在上覆泥质岩层的隔挡下，矿化集中，交代彻底，易形成工业矿体。,（,4,）矿体形状多样,如似层状、透镜状、囊状、柱状、脉状等。,（,5,）矿物成分复杂,金属氧化物有磁铁矿、赤铁矿、锡石以及含氧盐类白钨矿等；,金属硫化物有黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿等。,脉石矿物除夕卡岩矿物外，还有萤石、萤晶、电气石、绢云母、石英及碳酸盐类矿物等。,2,热液矿床,各种成因的含矿气水溶液，在一定的物理化学条件下，在有利的构造或围岩中，以充填或交代成矿方式所形成的有用矿物堆积体。,它与夕卡矿床的主要区别是不伴生有夕卡岩化围岩蚀变，而且不一定产出于岩浆岩与碳酸盐岩石的接触带中。,按成矿地质环境和成矿气水溶液的来源不同，分为岩浆热液矿床（含侵入岩浆热液矿床和火山热液矿床），地下水热液矿床和变质热液矿床。,（,1,）侵入岩浆热液矿床,由含矿气水溶液中有用组分在侵入体内或其附近围岩中富集而形成的矿床。其特征主要有：,与岩浆岩有关。在时间上，它们都产于同一构造,岩浆期；在空间上，它们表现为一定矿床类型与一定岩浆岩在空间分布上有一定的相关性，它们可以分布在岩体内或岩体周围的围岩中，少数可以分布在岩体与围岩的接触带上；在成因上，侵入岩浆热液矿床与岩浆岩有明显的专属性。,矿床主要受侵入岩的原生构造、接触带构造、各种断裂及褶皱构造的控制十分明显。,可以出现各种各样的矿体形态。,由于岩浆热液的复杂性，导致这类矿床矿石中矿物组成的复杂性和矿石类型、矿种的多样性。,由于侵入岩浆热液中挥发性组分的温度高、压力大和活动性强，所以这类矿床的围岩蚀变时常较为强烈，而且类型繁多，分布广泛。,（,2,）地下水热液矿床,也称为超低温矿床，矿石矿物的形成温度一般为,50100C,，很少超过,200C,。这类矿床的形成与地下水热液有关，而且矿液的性质是高盐度含矿热卤水。其特征主要有：,矿床的形成与岩浆活动关系密切。,矿床产于一定的地层中，受岩性（相）的控制，矿体常集中于某些岩性段中，往往具有多层的特点。,矿床从空间分布上常呈带状和面状，矿体呈层状、似层状和透镜状的整合矿体，但局部也有小型脉状矿体。,（,4,）矿石的矿物组成很简单，金属硫化物多呈细小的分散状，浸染状集合体。,（,5,）围岩蚀变较弱，主要有硅化、碳酸盐化、黏土化或重晶石化等。,（,6,）矿床规模较大，主要矿种有铅、锌、铜、铀、钒、锑、汞等。,（三）气液矿床对采掘的影响,1,这类矿床有时一个矿种含有多种甚至十几种有用组分，但品位不一定都很高。要考虑综合评价、开采、利用，尤其是伴生一些国防或尖端科学急需的元素（如锂、铍、铌、钽等）的矿床。,2,由于这类矿床矿体形状、产状复杂多变，在选择采矿方法上要从实际出发，灵活多样，甚至一个矿体的不同部位必要时也需要采用不同的采矿方法。,3,本类大多数矿床含有大量硫化物矿物，采矿时要注意：,（,1,）矿床浅部硫化物矿物易氧化而被水溶解走，使矿石变贫，矿石的稳定性也大为降低而不利开采；,而在一定条件下，矿床深部未氧化地带，原生硫化物矿石品位还可以变富，形成富矿带。这时要考虑不同的选矿方法和尽可能分采的问题，以及如何用富集带高品位矿石来平衡精矿粉产量的问题。,（,2,）硫化物矿床在开采过程中易产生硫酸，使矿坑水具有很大腐蚀性，所以必须采用耐酸设备。,（,3,）含硫化物多的矿石易于氧化而发生自燃，使采矿工作更为复杂化。,四、火山成因矿床,火山成因矿床是指那些在成矿作用上，直接或间接与火山,次火山岩浆活动密切有关的金属和非金属矿床。,火山成矿作用比较复杂。其形成环境有深源和浅源、海洋和陆地、现代和古代。其火山喷出物包含有固体的、气体的和液体的。火山成矿作用与岩浆侵入作用、沉积作用及变质作用均有密切联系。在成矿作用中，携带成矿物质的介质可以是岩浆，也可以是喷气或热液，其中以火山热液最为活跃。,（一）火山成因矿床的分类及特征,1,火山,-,次火山岩浆矿床,（,1,）岩浆喷溢矿床,富矿岩浆（或矿浆）以熔融体状态贯入火山机构或溢出地表，在火山附近堆积而成的矿床。,矿体形态有钟状、覆盆状、透镜状或似层状等，个别也有脉状和柱状。矿石常具气孔状、流动状或块状等构造。,（,2,）岩浆爆发矿床,这类矿床主要生成于火山爆发角砾岩筒中。最为典型的是金铂利岩中的金刚石矿床。金铂利岩是一种超基性次火山岩。其岩体多呈筒状，少数呈脉状；,围岩可以是三大岩类的任何一种；,矿石具角砾状构造；,金刚石常呈斑晶出现。,（,3,）岩浆喷溢,喷发矿床,这类矿床的形成与喷溢作用和喷发作用均有关。,主要是富矿岩浆或矿浆被喷到空中，冷凝成固体落下。,因此矿体中可夹有含矿火山弹、火山角砾、凝灰岩等，围岩中也常出现部分火山碎屑岩。,其他特征与岩浆喷溢矿床相似。,2,火山,次火山气液矿床,（,1,）火山射气矿床,主要由火山射气而成，位置浅，局限于近代火山口内外及附近各种裂隙中。,主要矿中有自然硫、硼酸盐等。,（,2,）火山热液矿床,由含矿火山热液在火山岩中发生充填或交代作用，使有用组分沉淀而形成的。,其矿体为岩脉、复脉状或似层状；矿石构造不一；围岩蚀变以硅化、绢云母化以及高岭土化为主。,成矿温度一般为中,低温。主要矿种有铜、铅、锌、铀、金、银以及硫铁矿、萤石、沸石、硼矾石等。,（,3,）次火山热液矿床,在火山活动晚期或间歇期间，常伴随有大量次火山岩的侵入活动。,来自次火山岩的气水溶液，通过充填或交代作用，将有用组分沉淀在次火山岩或附近其它岩石中，从而形成矿体。著名的斑岩铜矿和玢岩铁矿即属此类矿体。,次火山气液矿床的母岩是次火山岩，主要为花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩、闪长玢岩等，有时母岩即是围岩；矿体受区域构造和岩体原生构造控制，矿体形态复杂。,在浅成,超浅成条件下，外压力骤然降低，而岩浆及挥发组分又具有较大压力，可以引爆角砾岩筒以及放射状或环状断裂系统，形成独特产状矿体。由于成矿温度下降快及热液脉动活动，可造成复杂多样的矿石组合和结构构造。,3,火山沉积矿床,指成矿物质来源于火山，但是经过正常沉积作用而形成的矿床。,当成矿物质来自火山喷发时，称火山喷发,沉积矿床；,当来自火山热液时，称火山热液,沉积矿床。,二者又可根据生成环境和火山岩相差别分为海相和陆相两类。,（二）火山成因矿床的特征及对其采掘的影响,1,火山成因矿床的特征,（,1,）围岩特点,这类矿床分布在火山岩地区，围岩多为火山熔岩、次火山岩或火山碎屑岩。但有些火山成因的矿床，因受一定程度的区域变质作用，其围岩往往变质，从而矿床也发生了较大变化。,（,2,）控矿构造特点,火山成因矿床在时间上和空间上都与火山活动有关，因而与区域大断裂构造有关，而次一级构造（如近火山口裂隙、火山口周围的放射状、环状、椭圆状裂隙）都可为成矿的有利条件。,（,3,）矿体形状特点,若为火山喷发沉积形成的矿床，则与火山岩呈整合关系，形状呈层状、似层状、或在火山口附近凹镜中呈透镜状；,如有用组分富集在火山岩筒中，则矿体呈筒状、柱状；,如火山热液沿岩层进行充填或交代，则呈似层状；,如受火山岩中构造裂隙控制，则呈脉状、网脉状。,（,4,）围岩蚀变特点,在火山成因矿床中普遍存在围岩蚀变现象，这与火山,次火山的气液活动有关。,除一般常见的浅色蚀变外，还有次透辉石或阳起石等深色蚀变。蚀变分带现象也比较明显。,（,5,）矿石结构构造特点,矿石常具有火山岩的流动构造,绳纹构造、成层构造、气压构造、杏仁构造，,有的还有块状、浸染状、条带状、角砾状等构造。,矿石结构一般呈火山碎屑结构、斑状结构、凝灰结构等。,2,对采掘的影响,（,1,）火山成因矿床一般埋藏浅，多适合露天开采。,（,2,）当其围岩为火山碎屑岩时，或易于风化、强度很低，或遇水膨胀、变软、易于片帮、冒落和滑动。,（,3,）赋存于火山碎屑岩中的火山成因矿床，水文地质条件比较复杂，无论矿石或围岩均常具有较大的蓄水性，采掘时要注意防水、排水。,8-3,外生矿床,外生矿床是指在外力地质作用下，成矿物质在有利环境中富集形成的矿床。,一、成矿物质的来源,外生矿床（煤和石油等除外）中的成矿物质，主要来自地表的岩浆岩、变质岩的风化产物。,研究资料表明，外生矿床成矿物质的来源以陆源为主，但沉积矿床也可以由水底火山喷出物参与。,二、外生矿床的成矿过程,（一）风化成矿作用,在风化作用中，原岩或原生矿床中的成矿物质，在原地或其附近相对富集形成矿床的过程。,1,物理风化成矿作用,原岩或原矿石在机械破坏后，其中的有用组分相对富集并具备易于选矿的有利因素，从而形成矿床。一般物理风化进行地愈彻底，这种矿床的价值愈大。,2,化学风化成矿作用,在化学风化作用中，原岩或原矿石中某些矿物成分分解为两部分物质：,一部分成为可溶盐类随地表水流失或被淋滤到露头底部；,另一部分难溶物质则残留在原地。这两部分物质中有用组分可分别富集形成矿床。,（二）搬运和沉积成矿作用,1,机械沉积分异成矿作用,风化产物中的碎屑物质，在搬运过程中，那些粒度粗和密度大的岩屑和矿物将在河流上游、滨海沿岸或沉积层底部沉积下来；,粒度细和密度小的一些板状及片状矿物则往往沉积在河流下游、离海岸较远处或沉积层的上部。,这样，原来大小混杂，轻重混合的被搬运物质，可沿河流流动方向，按粒度从大到小，密度从重到轻的沉积顺序，互相分开，作有规律的分布，出现了一些密度大的金属矿物，往往与一些密度小而粒度大的脉石矿物或岩屑共存现象。,这种机械沉积分异作用进行的愈完全、彻底，则碎屑物质亦将分选的愈完全、彻底，对有用矿物的富集也愈有利。,2,化学沉积分异作用,（,1,）真溶液的蒸发作用,干旱地区的地表水体，由于水分大量蒸发而得不到及时补给，可使溶解度小的盐类先沉淀，溶解度大的盐类后沉淀，因而可分别富集成为不同盐类矿层。,（,2,）胶体化学成矿作用,胶体溶液中的分散质点，因某种原因使其所带电荷被中和而凝聚而沉淀，发生某种成矿物质的富集。,另外，由于胶体具有较大的表面积，表面能量较高，因此也可通过吸附作用，把某些元素固定下来而富集成矿。,3,生物,生物化学成矿作用,包括生物沉积成矿作用和生物化学沉积成矿作用。,前者是由生物遗体的直接堆积而形成的矿床，如煤、石油及油页岩等的形成。此外，某些元素如锗、钒、铀等常在富含有机质的黑色页岩中富集起来，也与生物作用有关。,后者是生物的生命活动起了直接的浓集作用，同时伴有化学作用，如磷灰石、自然硫等沉积矿床，是生物作用与化学作用的共同结果。,三、外生矿床的成因分类及其特征,（一）风化矿床及其特征,1,残积、坡积矿床,由物理风化作用形成的矿床称为残积（坡积）矿床。,这类矿床中的矿石矿物都是原岩或原矿石中化学性质比较稳定、密度较大的有用矿物。,当它们从母岩体散落出来之后，就残积在风化产物的底部形成残积矿床；,在重力的影响下，也可作短距离的搬运，在附近山坡上堆积形成坡积矿床。由于矿石矿物及脉石矿物未经胶结，呈疏松散离状态，因而常以砂矿形式存在。一般含贵重金属、稀有分散金属的矿床，以及品位较高、离地表近、易采易选的矿床，均有工业意义。此类矿床还可作为寻找原生矿床的标志。,2,残余矿床,由难溶组分在原地彼此相互作用，或单独从溶液中沉淀出来形成新矿物，从而堆积形成残余矿床。,一般温暖或炎热的潮湿气候、准平原化的高原地形，以及持久的风化作用，对残余矿床的形成较为有利。,在侵蚀作用剧烈的条件下，残余矿床难以保存，只见于个别凹地、破碎带和岩溶盆地中。残余矿床多见于现代风化壳内，并常保存在比较稳定的分水岭上。,残余矿床一般呈面型分布，当受构造或岩体接触带控制时，也可呈线型分布。,矿床厚度常为,m,米至几十,m,，少数可达,100200m,。,在垂直剖面上受风化作用强弱影响，具有分带现象，并与母岩呈过渡关系。矿体形态复杂，底部界线不规则，顶部界线受地形起伏控制，常呈透镜体状或漏斗状。矿石矿物主要为氧化物、氢氧化物和含水碳酸盐等，或有用组分成离子状态吸附在其他矿物上。矿石多具疏松土状或胶状构造。,3,淋滤,(,或淋积,),矿床,由地表水溶解了一部分可溶盐类（易溶组分）向下渗滤，进入到风化壳下部或原生带内，由于介质条件改变，发生了交代作用及淋积作用，从而形成了矿床。其主要类型有铁、锰、铜、铀、钒、磷等。,矿体形状呈不规则层状、囊状、柱状或透镜状。矿石结构多为土状、胶状；如为交代成因的，常呈残余结构、构造。,淋滤矿床与残余矿床的区别是，前者常在后者的下部，二者共存，但界线很不清楚，因此常合称为风化壳，而把残余矿床看作是狭义的风化壳。,4,风化矿床的共同特征及其对采掘的影响,（,1,）风化矿床的物质成分都是在外生条件下比较稳定的元素和矿物，在金属矿产方面有铁、锰、铝、铜、镍、钴、金、铂、钨、锡、铀、钒及稀土元素等。,由于主要是由氧、二氧化碳、水等与原岩或原矿石相互作用而成，所以矿石的矿物成分大多数是氧化物、含水氧化物、碳酸盐及其它含氧盐。,矿石的品位很高，但对金属矿床来说，一般储量不大，以中、小型为多。,（,2,）矿床往往部分地保留有原岩或原矿床的结构、构造。,矿石结构多为各式各样的残余结构和胶状结构；矿石构造多呈多孔状、粉末状、疏松土状、角砾状、皮壳状、结核状等。,（,3,）大部分风化矿床属于近代（第三纪,第四纪）风化作用的产物，因此一般都产在风化壳中，呈盖层分布在现代地形的表面之上。,厚度通常为几,m,到几十,m,；少数情况下可沿破碎带深入地下几百,m,。其分布范围受原岩或原矿床的控制，往往可作为寻找原生矿床的标志。,风化矿床以露天开采为主；由于矿床以中、小型为多，在开采设计时应考虑到地方性的需要和可能。一般先开采其地表风化部分，然后再进一步开发利用其下部的原生矿床。,（二）沉积矿床及其特征,1,机械沉积矿床,(,沉积砂矿,),据地形特点，沉积砂矿分为冲积砂矿、冰川砂矿、三角洲砂矿、湖滨砂矿和海滨砂矿等类型，比较重要的是海滨砂矿和冲积砂矿。,（,1,）海滨砂矿,这类矿床平行于海岸分布，呈狭长条带形，出现在海水高潮线与低潮线之间。其有用物质由河流从陆地搬运而来，或由海岸附近岩石的海蚀破坏而来，然后在波浪作用下，使它们在有利地段富集成矿。,如河流入海处、海岸附近有弧山残存的地方以及砂坝发育的地段，据此可作为找矿方向。,这类矿床的明显特征是较重矿物集中富集，显示了良好的分选性；由于长距离的搬运和长时期的往复滚动，颗粒圆滑度较高、粒度较小。,其有用矿物有锆英石、独居石、磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿等，有时还有锡石和金刚石。,（,2,）冲积砂矿,这类矿床是由原岩和原矿石的风化碎屑物，被河流搬运到适宜地方，经机械沉积分异而形成的。它不仅与河水流速有关，而且与河流发育的一定阶段相适应。,河流发育的初期以下蚀作用为主，继而侧蚀作用加强，此时主要是破坏原生矿床或岩石，不形成砂矿；,中期以后，尤其是晚期，侵蚀作用减弱了，沉积作用为主，有利于冲积砂矿的形成。故冲积砂矿多形成于河流的中游和中下游地区，特别是那些河床由窄变宽、支流汇合、河曲内侧、河流穿过古砂矿、河底凹凸不平、河床坡度由陡变缓等地带。按冲击砂矿在河谷中的分布情况，可分为河床砂矿、河谷砂矿（或称河漫滩砂矿）和阶地砂矿三种,2,真溶液沉积矿床,(,盐类矿床,),真溶液沉积矿床的成矿物质以离子状态在地表水中被搬运，在干旱气候下，在泻湖或内陆盆地中，由于蒸发作用，使溶液达到或超过饱和浓度，主要是一些易溶盐类（如石膏、岩盐、钾盐、镁盐等）发生结晶沉淀而形成蒸发盐类矿体。,这类矿床中的碳酸盐类溶解度最小，所以碳酸钙和白云石最先沉淀；其次为钙、钠的硫酸盐以及它们的复盐（如石膏、硬石膏、芒硝等）；再其次是大量的石盐；最后是钾、镁的硫酸盐、氯化物以及它们的复盐（如钾石盐、光卤石、水氯镁石和钾盐镁钒等）。,（,1,）多产于红色碎屑岩系和蒸发碳酸盐相,(,白云岩、石灰岩,),中，盐层与石灰岩、白云岩互层或盐层与黏土岩互层。,（,2,）矿体成层状、透镜状；经后期构造运动的影响，可产生复杂的变形，甚至可形成盐丘构造。,（,3,）具有明显的从碳酸盐、石膏或硬石膏、石盐到钾盐的沉积韵律。,（,4,）矿石多呈青白色、淡红色或无色透明的结晶柱状和板状集合体。,（,5,）矿石多形成于山前和山间凹地，或内陆凹陷盆地中。,3,胶体化学沉积矿床,地表原岩和原矿石中含铁、锰、铝的硅酸盐矿物以及铁、锰的碳酸盐和硫化物矿物等等，在风化作用下发生分解，其分解产物一部分以胶体粒子进入水中呈胶体溶液，一部分以离子状态进入水中呈真溶液。,当胶体溶液在有利于胶体粒子聚沉的条件下，经化学分异作用，有用物质集中富集成胶体化学沉积矿床。,在地表水体中，普遍存在,Fe(OH),3,、,Mn(OH),2,、,Al(OH),3,、黏土矿物、腐植酸等胶体粒子，它们可以在海或湖的条件下大量堆积成矿。所以胶体化学沉积矿床以铁、锰、铝和黏土最为重要。这类矿床的特点如下：,（,1,）铁、锰、铝和黏土矿床的成矿物质主要来自构造运动比较稳定的经长期风化的准平原地区，在地层剖面上的海侵岩系的底部为铝土矿床，下部为铝和铁矿床，中部为铁和锰矿床，上部为锰矿床。,（,2,）矿体常产于一定时期的沉积岩系和火山沉积岩系内，层位稳定，产状与沉积岩一致。,（,3,）矿体成层状或透镜状，沿海湾边缘或湖盆边缘展布。,（,4,）矿石成分主要为金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐和硅酸盐等，常具有鲕状、豆状和肾状构造，显示胶体结构特征。,（,5,）矿床规模大，分布普遍。,4,生物,化学沉积矿床,生物,化学沉积矿床是指由沉积作用堆积起来的生物遗体，或经过生物有机体的分解而导致有用矿物沉淀所形成的矿床，也包括在沉积过程中，由细菌的生命活动而使某些元素聚集而形成的矿床。,此类矿床有：沉积磷灰（块）岩矿床、硫化铁矿床、沉积自然硫矿床、硅藻土矿床、生物灰岩矿床等。,最为重要的是沉积磷灰（块）岩矿床，它的形成过程是：每年由大陆岩石风化产生的磷酸盐溶液，经河流入海，被海洋生物所吸收，转化为它们体内的硬质（如贝壳，牙齿，骨骼等）组成。当海水的物理化学条件以及温度和含盐度等方面发生剧烈变化时，这些海洋生物就会大量死亡，其分解出来的磷就成为沉积磷块岩矿床的主要物质来源。上升洋流把这些冷的富含磷酸盐的海水由深部带到大陆架时，由于,PH,值的改变和温度的升高，磷酸盐在溶解度降低并达到过饱和之后沉积下来，形成具有鲕状构造的胶体磷块岩矿石。,（,1,）主要产于陆棚浅海边缘地带的海相地层中，有一定的成矿时代和含矿层位。,（,2,）含矿岩系为富含有机质的页岩、砂岩、碳酸盐岩，有时出现几个矿层。,（,3,）矿体形状主要为层状、凸镜状、扁豆状，沿走向延伸很远，但沿倾向延伸较小。倾向上常呈雁行式分布。,（,4,）矿石以致密块状、条带状和侵染状构造为主。,（,5,）矿床规模很大，分布广。,5,沉积矿床的共同特征及其对采掘的影响,（,1,）沉积矿床的共同特征,围岩特征,沉积矿床与其围岩基本上是同时生成的，属同生矿体床。其围岩均为沉积岩。矿体与围岩界线清楚，与围岩产状一致，并具有一定层位，可与围岩一起发生构造变形和变位。,矿体形状特征,矿体多呈层状，少数呈透镜状；沿走向和倾向均可延伸很远；分布面积很广，规模很大。,矿石特点,矿石的矿物成分比较稳定、单一、变化小。矿石矿物以高价氧化物（如赤铁矿、铝土矿、硬锰矿和软锰矿等）为主；其次为碳酸盐类矿物（如菱铁矿）以及硅酸盐矿物（如鳞绿泥石、鲕绿泥石）等。脉石矿物以石英为主，其次为长石及黏土矿物。矿石经常具有豆状、肾状、鲕状构造。,（,2,）对采掘的影响,由于矿体多呈规则层状，而且多数倾角不大，有利于采用斜井,平巷开拓系统进行开采。因矿体形状变化很小，所以形状对采掘影响不大。但由于面积分布广，在大面积内可能遇到如褶曲、断层等构造，从而使开采条件复杂化。,其围岩多为石灰岩、砂岩，砾岩的，它们透水性强，常为强含水层，采掘时要注意防止水害。,沉积矿床的围岩、矿体，其结构、构造及矿物成分特殊，可能对采掘有强烈的影响，要具体分析，认真对待。,8-4,变质矿床,一、变质矿床的概念,由于地质环境的改变，温度和压力的增加，原岩和原矿石的矿物成分、化学成分、物理性质及结构、构造等，都要发生变化；同时还会使原岩的物质成分发生强烈的改造或活化转移，在新的环境下富集成矿，这种矿床称为变质矿床。,二、变质矿床的成因分类,（一）,受变质矿床,在变质作用之前已经是矿床，变质之后又没有改变其基本工业价值。如沉积铁矿床变质成为变质铁矿床。,（二）,变成矿床,原来是没有工业价值的岩石，经过变质之后成为矿床；或原来是矿床，但在变质之后，发生深刻变化，成为另一种具有不同工业价值的新矿床。变成矿床中，金属矿物很少，主要是非金属矿床。如大理岩、石英岩、板岩，滑石、石棉、石墨、石榴石、菱镁矿等矿产。,在变质矿床中，最有工业价值的是区域变质矿床中的受变质矿床；,而在各种金属受变质矿床中，最有工业价值的又是沉积变质铁矿床。,三,、受变质矿床的一般特征及其对采掘的影响,（,一,）,受变质矿床的一般特征,1,矿石特征,矿石成分简单，品位变化较均匀。结构为全晶，。构造以条带状、片理状为主。有用矿物有磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿等；脉石矿物以石英为主，其次是方解石、长石，角闪石、阳起石、绿泥石、云母等。,矿石以贫矿为多，平均含铁量,2040%,；但在构造活动较强烈地段的含铁石英岩,（,贫矿,）,中，赋存着有相当规模的由致密状矿石构成的富矿体，平均含铁量可达,5060%,。,2,矿体特点,矿体在剖面中具有一定的层位，多呈层状、似层状，少数为不规则状。矿体产状一般变化较大，倾角较陡。矿体中褶曲、断裂、直立、倒转现象等较为普遍。,3,围岩特点,围岩均为变质岩，常见有各种片岩、片麻岩、大理岩以及混合岩等。,（,二,）,沉积受变质铁矿对采掘的影响,1,由于本类矿床的围岩和矿体,（,贫矿体,）,，仍然保持其沉积原岩的某些特点，形状比较简单，因而矿体形状并不是开采中的重要影响因素。但由于变质中地壳运动较强烈，造成矿床的地质构造较为复杂，这对开采是较为不利的。然而地质构造复杂的地段，常是热液活动的良好场所，经常发生铁质的再富集，形成矿石品位可达,60%,以上的良好平炉富矿体，应予以分采。由于热液活动，围岩常发生剧烈蚀变，使其稳固性大为降低。,2,本类矿床靠近地表，经氧化作用，磁铁矿被氧化成赤铁矿；如果赤铁矿储量很大，应考虑分采、分选，以提高选矿回收率。,3,本类矿床中的某些大型矿床，具有规模大、矿体厚等特点；如果埋藏较浅，则适合露天开采。,4,矿床内变质岩石和矿石的矿物成分，有的与岩浆岩相似，有的与沉积岩相似，硅酸岩类、碳酸岩类、氧化物类矿物均有之。它们对采掘都有一定影响。,