礦床學2基本概念

第一節(jié)礦產的種類按產出的狀態(tài)可分為：氣體、液體和固體礦產三種。第二章礦床學的基本概念

根據(jù)礦產性質及其工業(yè)利用特點，大致上又可分為：金屬礦產、非金屬礦產、可燃有機礦產和地下水資源四類。當前1頁，總共56頁。當前2頁，總共56頁。白鎢礦（一）金屬礦產從中可提取某種金屬元素的礦物資源，按工業(yè)用途分為：（1）黑色金屬礦產：鐵、錳、鉻，釩、鈦。（2）有色金屬及礦產：銅、鉛、鋅、鋁、鎂、鎳、鈷、鎢、錫、鉍、鉬、汞，銻。（3）貴金屬：鉑族(鉑、鈀、釘、銠、銥、鋨)、金、銀。（4）放射性金屬：鈾、釷、鐳等。當前3頁，總共56頁。

（5）稀有、稀土和分散金屬：稀有：鈮、鉭、鈹、鋰、鋯、銣、銫、鍶；稀土：鑭、鈰、鐠、釹，釤，銪、釔、釓，鋱、鏑、餌、銩、鐿、镥分散：鍺，鎵、銦，鉈、鉿、錸、鎘、鈧、硒、碲。當前4頁，總共56頁。（二）非金屬礦產

從中可提取某種非金屬元素（P、S）或直接利用的礦物資源。

只有少數(shù)非金屬礦產是用來提取某種非金屬元素，如硫和磷等之外；大多數(shù)非金屬礦產是利用礦物或巖石的某些物理，化學性質和工藝特性。

例如金剛石大多是利用它的硬度和光澤，云母是利用其透明度和絕緣性，水晶是利用它的光學和壓電性能。又如利用石灰?guī)r的化學成分作水泥原料，利用花崗巖的色澤和堅固性作優(yōu)良的建筑石材。當前5頁，總共56頁。(三)可燃有機礦產用途：燃料和化工原料。從化學成分：主要是由碳氫化合物組成的，應該屬于非金屬礦產，但其形成條件和用途與一般非金屬礦產卻頗不相同。按其產出狀態(tài)可分為三類：（1）固體的；如煤、石煤、油頁巖，還有地蠟、地瀝青等。（2）液體的：如石油。（地熱）（3）氣體的：如天然氣（二氧化碳、硫化氫、氦、氡）等。當前6頁，總共56頁。(四)地下水資源

包括地下飲用水、技術用水、礦泉醫(yī)療水、地下熱水以及有用元素(溴、碘、硼、鐳等)含量達到提取標準的鹵水等。當前7頁，總共56頁。第二節(jié)有關礦石的基本概念一、礦物、巖石和礦石

元素在各種地質作用的影響下，通過結晶作用、升華作用、化學(反應)作用等途徑形成礦物(mineral)

礦物以集合體形式出現(xiàn)即構成為巖石(rock)，其可以由單一礦物或兩種以上不同的礦物集合體組成。

巖石中含有經濟上有價值，技術上可利用的元素、化合物或礦物，即稱為礦石(ore)。

礦石是從礦體中開采出來的，從中可以提取一種或多種有用組分(元素、化合物或礦物)的天然礦物集合體。當前8頁，總共56頁。

根據(jù)礦石中礦石礦物與脈石礦物的相對含量，可將礦石分為塊狀礦石即礦石中礦石礦物含量大于80％和浸染狀礦石即礦石中礦石礦物含量小于80％。二、礦石的礦物組成和元素組成1.礦石礦物與脈石礦物礦石礦物礦石脈石礦物礦石中可被利用的金屬或非金屬礦物，也稱有用礦物，如鐵礦石中的磁鐵礦和赤鐵礦，銅礦石中的黃銅礦、斑銅礦和孔雀石等。礦石中不能利用的礦物，也稱無用礦物。如鐵礦石中的石英、角閃石，銅礦石中的石英、絹云母、綠泥石等。當前9頁，總共56頁。夾石(horse-stone)是指礦體內部不符合工業(yè)要求的巖石，它的厚度超過了允許的范圍，就得從礦體中剔除。脈石(gangue)泛指礦體中的無用物質，包括圍巖的碎塊、夾石和脈石礦物，它們通常在開采和選礦過程中被廢棄掉。

2．夾石與脈石當前10頁，總共56頁。3．共生組分與伴生組分共生組分是指礦石(或礦床)中與主要有用組分在成因上相關，空間上共存，品位上達標，并可供單獨處理的組分。

共生組分在空間上與主要有用組分既可共生于同一礦體中，即“同體共生”，也常表現(xiàn)為彼此分離，甚至各自獨立圈定礦體，即“異體共生”。伴生組分是指礦石(或礦床)中雖與主要有用組分相伴，但不具有獨立工業(yè)價值的元素、化合物或礦物，其存在與否和含量的多寡常影響著礦石質量。當前11頁，總共56頁。有害組分有益組分可以回收的伴生組分，或能改變產品性能的伴生組分對有用組分的選礦、冶煉、加工有危害的某些組分如銅礦石中的Au、Ag，鎳礦石中的Co、Se、Te，鐵礦石中的V、Ti、Mn、Co等組分。鐵礦石中的S、P、As、Pb、Zn，金礦石中的As等根據(jù)礦石中所含有用組分的情況，可把礦石分為簡單礦石:僅能提取一種有用組分復雜礦石:同時提取數(shù)種有用組分當前12頁，總共56頁。三、礦石的構造和結構

礦石的構造是指組成礦石的礦物集合體的特點，即礦物集合體的形態(tài)、相對大小及其空間相互的結合關系等所反映的形態(tài)特征。

礦石的結構是指礦石中礦物顆粒的特點，即礦物顆粒的形態(tài)，相對大小及其空間相互的結合關系等所反映的形態(tài)特征。

礦石結構和礦石構造統(tǒng)稱為礦石組構。礦石組構的研究對認識礦床形成的物理化學環(huán)境，闡明礦床形成作用和形成過程具有重要意義，主要為論證礦床成因提供重要信息。礦石組構研究還可了解礦床形成后的次生變化特點。當前13頁，總共56頁。斑點狀構造鮞狀構造條帶狀構造膠狀構造礦石的常見構造當前14頁，總共56頁。梳狀構造角礫狀構造細脈狀構造似角礫狀構造雞冠狀構造骨架網孔狀構造礦石的常見構造當前15頁，總共56頁。塊狀構造；有用礦物含量占80%以上，礦物集合體為不定形狀、分布無方向性且結合緊密，無空洞。磁鐵礦和鈦鐵礦（含量>80%）及少量硅酸鹽礦物組成，礦物集合體致密無空洞，分布無方向性。浸染狀構造：在脈石礦物基質中有30%以下礦石礦物集合體，粒徑一般小于0.5cm，它們呈星點狀較均勻地散布于礦石中。當?shù)V石礦物含量大于30%時稱稠密浸染狀構造。鉻鐵礦集合體（黑色）形態(tài)不規(guī)則，一般<0.3cm，含量少，一般<30%，呈星散狀較均勻的分布于蛇紋石化橄欖巖中。當前16頁，總共56頁。斑點狀構造：礦石礦物集合體呈近等軸狀斑點，斑點大小較均勻，粒徑多數(shù)可達0.5cm，分布較均勻且無方向性稱斑點狀構造。當斑點形狀不規(guī)則，大小不一，且分布不均勻時，稱斑雜狀構造。輝鉬礦集合體（<0.3cm）呈近等粒狀斑點，沿矽卡巖的孔隙、微裂隙呈稀疏星散狀分布當前17頁，總共56頁。條帶狀構造：由不同成分或成分相同而顏色不同、或結構不同的礦物集合體在一個方向，彼此相間分布構成條帶。構造特點：鉛鋅硫化物（黑色）和石英（白色）相間呈半環(huán)狀沿脈壁分布。當前18頁，總共56頁。角礫狀構造：一種或多種礦物集合體構成角礫，被一種或多種礦物集合體膠結。圍巖的破碎角礫被含有辰砂的石英、方解石膠結。當前19頁，總共56頁。晶洞狀構造：在礦石或圍巖的空洞內，生長具有一定晶形的礦物集合體，保留有部分空洞稱晶洞狀構造。洞內的礦物晶體群稱為晶簇。輝銻礦當前20頁，總共56頁。膠狀構造腎狀構造(鐵礦石)葡萄狀構造(銅礦石)當前21頁，總共56頁。等粒結構不等粒結構結晶定向結構緊密聯(lián)晶結構片狀結構纖維狀結構環(huán)帶狀結構交代結構碎裂結構膠狀結構礦石的常見結構當前22頁，總共56頁。自形結構：礦物顆粒在結晶充分的條件下，按其生長習性形成相對完整的晶體形態(tài)鉻鐵礦（白色）自熔體中結晶，早于硅酸鹽礦物（已蛇紋石化）呈自形粒狀，部分顆粒棱角被硅酸鹽溶蝕明顯發(fā)生圓化。自形板狀結構當前23頁，總共56頁。它形結構：礦物顆粒在結晶條件較差條件下或受到外部條件干擾，不能按其結晶習性生長，呈不規(guī)則狀或異常晶體形態(tài)出現(xiàn)。黃鐵礦（白色）顆粒呈他形粒狀分布于透明礦物中。當前24頁，總共56頁。包含結構：一種礦物整體地被包含在另一種礦物之中。包含結構（黃鐵礦中的自然金和方解石）渾圓形粒狀自然金（金黃色）被包裹于石英（黑灰色）中，灰白色為輝銻礦。

當前25頁，總共56頁。交代殘余結構：一種礦物被另一種礦物所取代，致使早期被交代礦物呈不規(guī)則狀殘余礦物存在。斑銅礦（玫瑰色）與黃銅礦（銅黃色）被銅藍（藍色）和褐鐵礦（灰色）交代呈殘余狀，交代殘余顯示黃銅礦在斑銅礦中呈格狀分布。深灰色為脈石礦物。當前26頁，總共56頁。固溶體分解結構：早期溫度較高條件下呈一相結晶的礦物，隨著溫度的下降分離為互不混熔的兩相，晚期分離出的礦物常呈乳滴狀分布在早期形成的礦物之中，故也稱乳滴狀結構。黃銅礦（黃色）呈乳滴狀分布于閃鋅礦(灰色)中，二者接觸界線平滑。當前27頁，總共56頁。填隙結構：晚期形成的礦物沿早期形成礦物的粒間或晶體內部的裂隙充填，呈不規(guī)則狀分布（有別于它形結構）。黃銅礦（銅黃色）沿早期形成的石英顆粒（深灰色）間隙充填交代，可見平直的石英晶面。當前28頁，總共56頁。脈狀穿插結構：晚期形成的礦物沿切穿礦物的裂隙充填，形成穿插礦物的細脈（與填隙結構有別）。赤鐵礦（灰色）柱狀晶體，集合體定向排列，沿裂隙穿插黃鐵礦（淺黃色）、黃銅礦（銅黃色）、石英（深灰色）等。當前29頁，總共56頁。網脈狀結構：晚期形成的礦物沿切穿早期礦物的網脈分布。銅藍及透明礦物沿黃鐵礦（淺黃色）網狀裂隙充填交代。深灰色為透明礦物。當前30頁，總共56頁。四、礦石的質和量l.礦石品位及其表示方法

因礦種不同，礦石品位的表示方法也不相同。大多數(shù)金屬礦石，以其中的金屬(重量)百分比表示(如Fe、Cu等)；

礦石品位：指礦石中有用礦物或有用組分的含量。

礦石品位是衡量礦石質量的主要標志。有些金屬礦石的品位以其中的氧化物(如WO3，V2O5等)的重量百分比表示；當前31頁，總共56頁。在礦床或礦體中，礦石品位的獲得方法：分區(qū)段，系統(tǒng)取樣，分析化驗貴金屬礦石多用×10-6(即克／噸或ppm)表示；非金屬礦床中的有用礦物或化合物多用重量百分比表示，砂礦床用g／m3或kg／m3表示，金剛石砂礦常用克拉／m3或mg／m3表示等等。當前32頁，總共56頁。

國家（或勘探部門）規(guī)定的工業(yè)指標，用于圈定礦體。2.礦石邊界品位與最低工業(yè)品位

最低工業(yè)品位：在當前經濟技術條件下能供開采和利用的礦體或礦段的最低平均品位。如銅礦的工業(yè)品位為0.4％～0.5％，鉬礦為0.04％～0.06％。如我國銅礦的邊界品位為0.2％～0.3％，鉬礦為0.02％～0.04％等；

邊界品位：是劃分礦體與非礦體界限的最低品位值。當前33頁，總共56頁。

邊界品位和工業(yè)品位應用示意圖

1-圍巖；2-表內礦體；3-表外礦體；4-樣品及品位5當前34頁，總共56頁。

工業(yè)品位是隨著經濟技術條件的發(fā)展和需求程度、不同的礦床類型而變化。工業(yè)品位主要決定于以下因素：

(1)礦床的規(guī)模：礦床的規(guī)模愈大，工業(yè)品位要求愈低，如對鉬礦來說，大型礦床的工業(yè)品位為0.06％，而小型礦床則為0.2％-0.3％左右；

(2)礦石綜合利用的可能性：如在斑巖型銅礦床中伴生的鉬，只要達到萬分之幾便可綜合利用。

(3)礦石的工藝技術條件：如對不易冶煉的鈦鐵礦礦石，要求其中的TiO2含量不得低于8％-10％，而對易冶煉的金紅石礦石，則TiO2含量達到3％-4％時即有工業(yè)價值；當前35頁，總共56頁。銅礦床工業(yè)指標一般要求表

項目硫化礦石氧化礦石坑采露采邊界品位（%）0.2～0.30.20.5最低工業(yè)品位（%）0.4～0.50.40.7礦床平均品位（%）0.7～1.00.4～0.6

最小可采厚度（m）1～22～41夾石剔除厚度（m）2～44～82銅礦床伴生有益組分評價參考表元素PbZnMoCoWO3SnNiSBiAuAgCd、Se、Te、Ga、Ge、Re、In、Tl含量（%）0.20.40.010.010.050.050.110.050.1g/t1g/t>0.001當前36頁，總共56頁。3．礦石儲量儲量(reserves)，是指經地質研究并利用地質勘探技術手段如鉆探、槽探、井探、坑探等查明的礦產儲藏量，是衡量礦床規(guī)模的重要依據(jù)。當前37頁，總共56頁。有關儲量的幾點說明

一個礦床的儲量是隨著最低工業(yè)品位的變化而變化的。

不同礦產的儲量表示方法不盡相同，

黑色金屬和非金屬礦產主要以礦石量計算；貴金屬、有色金屬、稀有金屬、稀土金屬和放射性金屬多以金屬量計算；WO3、BeO、V2O5、Nb2O5、Ta2O5、Li2O、Cs2O、ZrO2、TiO2、Cr2O3，等主要以化合物量計算礦產儲量；一些特種的非金屬則以礦物量表示礦產儲量，如金剛石、壓電石英、冰洲石、云母、石棉、石墨等。當前38頁，總共56頁。

隨著研究程度和開采工作的深入以及更多地質資料的獲取，具體礦床的礦石儲量的估算往往會發(fā)生變化。

西方國家通常將儲量劃分為探明的(Proved)、概略的(Probable)和可能的(Possible)三類。我國目前使用1999年12月制定的“固體礦產資源/儲量分類”國家標準（GB/T17766-1999）。當前39頁，總共56頁。4．礦石品級礦石的品級(gradeofore)，主要是根據(jù)礦石的品位及有益和有害組分對礦石質量劃分的不同級別。劃分依據(jù)（1）品位磁鐵礦礦石可分為平爐富礦石(TFe＞55％)、高爐富礦石(TFe>50％)和需選礦的貧礦石(TFe>20％～25％)。（2）礦石或礦物的工藝技術特性以及不同的用途和加工方法（3）礦石的物理性能

水晶的壓電效應和光學性能；云母的分剝性和絕緣性能；石棉的韌度和長度；蛭石和珍珠巖的膨脹率；滑石的潔白度以及煤的結焦性等。當前40頁，總共56頁。第三節(jié)有關礦體的基本概念

一、礦體與圍巖

礦床由兩個基本部分(地質體)組成，即礦體和圍巖。一個礦床可由單一礦體構成，也可由多個礦體組成。

礦體為礦石在三維空間的堆積體，通常構成獨立的地質體。

圍巖即礦體四周無實際價值的巖石，稱為礦體圍巖，簡稱圍巖(wallrock)。相關內容：礦體與圍巖的關系圍巖與母巖當前41頁，總共56頁。二、礦體的形狀和產狀(一)礦體的形狀根據(jù)礦體在三度空間長度比例的不同，可將礦體的形狀分為三種最基本的類型。當前42頁，總共56頁。當前43頁，總共56頁。鐵山鐵礦床地質圖15—礦體

1．等軸狀礦體

當前44頁，總共56頁。當前45頁，總共56頁。2．板狀礦體

二向延伸較大(長度和寬度)，而第三方向(厚度)較小的礦體，稱為礦脈或礦層。當前46頁，總共56頁。3．柱狀礦體

指一個方向（大多為垂直方向）延伸大，而另兩個方向延伸小的礦體。當前47頁，總共56頁。4．過渡型和復雜型礦體當前48頁，總共56頁。(二)礦體的產狀指礦體產出的空間位置和地質環(huán)境。當前49頁，總共56頁。第四節(jié)有關礦床的基本概念③礦區(qū)的經濟因素：交通位置和條件，水文和工程地質條件，動力資源和水源、氣候和人力資源。一、決定礦床經濟價值的因素①礦床本身的特征和性質：如礦石的儲量、質量(品位，有益及有害組分的含量)、礦石的綜合利用價值、開采、選礦、冶煉技術條件等；對非金屬礦床則應注意有用礦物的物理性質、化學性質以及工藝技術性能。

②經濟和國防建設對礦產需求：礦床的地理分布及所在地區(qū)的發(fā)展遠景。當前50頁，總共56頁。

是指礦體與圍巖是在同一地質作用過程中，同時或近于同時形成的。

二、同生礦床和后生礦床1.同生礦床

指礦體的形成明顯地晚于圍巖的一類礦床。2.后生礦床當前51頁，總共56頁。3.疊生礦床：

指先期形成同生礦床之后，又疊加了晚期形成的后生礦床。

如內蒙白云鄂博的稀土，鈮鐵礦床，早在中元古時形成了沉積型含稀土的貧鐵礦床，其后又疊加了海西期與花崗巖有關的稀土—鈮礦化，使其經濟價值更高。當前52頁，