礦山地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí).ppt

1、礦山地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí),前言,地質(zhì)學(xué)研究的對(duì)象是地球。地殼中礦產(chǎn)品的形成都和地球表面以及地球內(nèi)部的地質(zhì)作用有關(guān)。地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，則著重說明地殼的物質(zhì)組成、發(fā)展變化以及各礦物產(chǎn)資源的蘊(yùn)藏規(guī)律。通過對(duì)各種地質(zhì)作用、地質(zhì)現(xiàn)象、地層層序、礦物巖石、地質(zhì)構(gòu)造等的了解，為掌握成礦理論、礦床類型、礦床水文地質(zhì)、勘探方法等打下基礎(chǔ)。,地球是太陽系的一員，地球是個(gè)旋轉(zhuǎn)的橢球體，赤道半徑約為6378公里，極半徑約為6357公里。地球表面積約為5.1億平方公里，其中海洋占71%。 地殼 是地球表面的堅(jiān)硬外殼，平均厚33公里，表面5%為沉積巖，上部巖石成分相當(dāng)于花崗巖類，巖石化學(xué)成分富含硅、鋁，又稱硅鋁層。下部巖石成分相當(dāng)

2、于玄武類巖石，化學(xué)成分除硅鋁外，鐵、鎂相對(duì)增多，又叫硅鎂層。,地幔 地殼以下至2900公里深處的一個(gè)圈層，又稱中間層。以9001000公里深處為界面又分為上、下地幔。上地幔主要由硅酸鹽組成，下地幔主要由鎂、鎳金屬的氧化物和硫化物組成。 在上地幔上部，深約60250公里的范圍內(nèi)，因放射性元素大量集中，蛻變生成熱能使這一帶有局部的熔融狀態(tài)物質(zhì)存在，一般認(rèn)為這是巖漿的發(fā)源地。 地核 2900公里以下的中心部分。地核的組成物質(zhì)為鐵、鎳金屬的氧化物和硫化物。,地?zé)?地球熱力來源：太陽輻射、地球內(nèi)部放射性元素蛻變熱以及元素化學(xué)反應(yīng)放出的熱能。 目前，根據(jù)鉆探資料顯示，在地深20公里范圍內(nèi)的大部分地區(qū)，從常

3、溫帶以下，平均加深100米，溫度升高3 C左右。深于20公里后，地溫增幅會(huì)大大變緩。據(jù)推測(cè)，地球中心溫度不超過20003000 C。,第一節(jié) 礦山地質(zhì)研究的內(nèi)容與目的,在礦山，為保證采礦工作順利、安全地進(jìn)行，對(duì)礦床生產(chǎn)地段或整個(gè)礦區(qū)的各種地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行的調(diào)查研究，且直接或間接為生產(chǎn)服務(wù)的地質(zhì)工作，稱為礦山地質(zhì)工作。即從礦山建設(shè)到礦山投產(chǎn)并進(jìn)入正常生產(chǎn)的整個(gè)過程中，為進(jìn)一步了解與掌握礦床地質(zhì)條件，更深入、細(xì)致地了解礦體的特點(diǎn)、分布、變化規(guī)律以及礦石的質(zhì)量和儲(chǔ)量、預(yù)測(cè)可能發(fā)生的地質(zhì)變化、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)及預(yù)防等問題展開的地質(zhì)工作。,礦山地質(zhì)工作的主要任務(wù)是：為礦山設(shè)計(jì)、建礦、采掘進(jìn)度計(jì)劃編制、工程施工等

4、提供可靠的地質(zhì)資料。參與生產(chǎn)技術(shù)的管理工作，如儲(chǔ)量計(jì)算、礦石質(zhì)量、礦石損失貧化等管理工作，開展專門性地質(zhì)調(diào)查等。 礦山地質(zhì)工作根據(jù)工作性質(zhì)不同，又分為經(jīng)常性生產(chǎn)地質(zhì)工作、專門性地質(zhì)工作、礦山地質(zhì)管理工作及礦山水文地質(zhì)等工作。,1、經(jīng)常性生產(chǎn)地質(zhì)工作,這是礦山開采整個(gè)過程中，為保證礦山生產(chǎn)正常進(jìn)行，每個(gè)礦山都要經(jīng)常的進(jìn)行的地質(zhì)工作。它主要包括： （1）生產(chǎn)勘探工作。 （2）勘探工程和采掘工程中的地質(zhì)調(diào)查、取樣工作。 （3）儲(chǔ)量計(jì)算工作。,2、專門性地質(zhì)工作，這些工作包括：,（1）為研究露天或地下礦山開采中巖體穩(wěn)定性、為預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害而進(jìn)行的水文地質(zhì)、地?zé)岬鹊刭|(zhì)工作。 （2）為保護(hù)礦山生產(chǎn)和生活環(huán)境

5、而進(jìn)行的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作。 （3）為了開展礦山資源的合理利用而進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)評(píng)價(jià)工作。,3、礦山地質(zhì)管理工作,（1）三級(jí)礦量?jī)?chǔ)備的管理工作。 （2）礦石損失、貧化的統(tǒng)計(jì)計(jì)算。 （3）礦石質(zhì)量均衡管理工作,從上面的敘述可以看出，地質(zhì)工作做的好與壞，直接關(guān)系到采礦工作安全生產(chǎn)的質(zhì)量。生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種技術(shù)問題，又往往與地質(zhì)工作有關(guān)。例如礦床地質(zhì)條件的變化，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、質(zhì)量的急劇變化、礦體的突然錯(cuò)失等等將引起生產(chǎn)技術(shù)條件的改變。在生產(chǎn)中尋找新礦體，特別是盲礦體的發(fā)現(xiàn)，即可增加礦產(chǎn)資源，又可延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限。又如，巨大的破碎帶的出現(xiàn)，意外的涌水，片幫、冒頂，采空區(qū)處理不當(dāng)引起地表陷落等，都可成

6、為生產(chǎn)中的不安全因素。為解決這些問題，都需要礦山地質(zhì)工作人員提供可靠的基本地質(zhì)資料。因此，礦山地質(zhì)工作對(duì)于礦產(chǎn)資源的開發(fā)，保證礦山安全生產(chǎn)，具有重要意義。,第二節(jié) 礦山地質(zhì)作用與礦山地質(zhì)構(gòu)造,一、礦山地質(zhì)作用 地球的演化迄今約有46億年的歷史。在這漫長(zhǎng)的時(shí)間里，經(jīng)歷了許多復(fù)雜的變化發(fā)展過程，形成了地殼。地殼的年齡約為38億年左右。今天看到的地球只是它全部運(yùn)動(dòng)和發(fā)展中的一個(gè)階段。不論是地殼的物質(zhì)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還是地表形態(tài)等不斷形成、變化、發(fā)展，這種不斷變化發(fā)展的作用，就叫做地質(zhì)作用。,地質(zhì)作用可以引起礦物、巖石及礦床的產(chǎn)生和破壞，可以引起地殼、海陸分布的變遷，可以釀成巨大的災(zāi)害，有的地質(zhì)作用人

7、們可以直接覺察到，如火山噴發(fā)、地震、山崩等，但大多地質(zhì)作用進(jìn)行得很緩慢，在短暫的人生中很難直接觀察到，如大陸下沉、海岸上升等。地質(zhì)作用按其能源來源不同，可以分為內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用和外動(dòng)力地質(zhì)作用。,（一）內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用 內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用的能源主要來自地球內(nèi)部，如地球的旋轉(zhuǎn)能、重力能、放射性元素衰變時(shí)產(chǎn)生的熱能等，并作用于整個(gè)地殼甚至整個(gè)巖石圈。內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用包括地震、地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿變質(zhì)作用。由于能量為地球本身所具有，而且十分巨大，因此，內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用是促使地球，特別是地殼和巖石圈變化發(fā)展的主導(dǎo)因素。,1、地殼運(yùn)動(dòng) 殼運(yùn)動(dòng)是一種由內(nèi)動(dòng)力引起地殼結(jié)構(gòu)改變的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，是地殼發(fā)展深化的主要?jiǎng)恿?。地殼運(yùn)動(dòng)的基

8、本形式有兩種：一是水平運(yùn)動(dòng)，一是垂直升降運(yùn)動(dòng)。,水平運(yùn)動(dòng)是指地殼或巖石圈大致沿地球表面切線方的運(yùn)動(dòng)。由于地殼或巖石圈的水平擠壓或水平引張，而引起巖層的褶皺和斷裂，形成褶皺山系或地塹、裂谷。 升降運(yùn)動(dòng)為地殼或巖石圈沿垂直于地表方向的運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為大面積的隆起和拗陷，引起海陸變遷及地勢(shì)高低變化。,2、巖漿作用 巖漿是一種源于地殼深處，成分十分復(fù)雜的熾熱的硅酸鹽熔融體，巖漿沿巖石裂縫或薄弱地帶向上運(yùn)動(dòng)，侵入巖石圈上部，甚至噴出地表。這種從巖漿的形成、移動(dòng)，直至冷凝成巖的全過程，稱為巖漿作用。由巖漿作用形成的巖石稱巖漿巖，巖漿巖又可分為侵入巖與噴出巖。巖漿巖是組成巖石圈的主要巖石類型。,3、變質(zhì)

9、作用 變質(zhì)作用是原來已固結(jié)成巖的固體巖石，由于受溫度、壓力、化學(xué)活動(dòng)性流體等影響，發(fā)生礦物成分、化學(xué)成分或結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變化的地質(zhì)作用。由變質(zhì)作用形成的巖石稱為變質(zhì)巖，由變質(zhì)作用形成的礦床叫變質(zhì)礦床。 4、地震 地震是地殼的快速顫動(dòng)。地震是一種自然災(zāi)害。,（二）外動(dòng)力地質(zhì)作用 1、風(fēng)化作用 地表巖石在水、空氣、陽光、生物的作用和影響下，發(fā)生破碎與分解，這一過程稱為風(fēng)化作用。風(fēng)化作用分為物理風(fēng)化作用、化學(xué)風(fēng)化作用和生物風(fēng)化作用。 物理風(fēng)化作用是巖石因溫度變化在原地破碎，而不改變其化學(xué)成分，不形成新礦物。,化學(xué)風(fēng)化作用則因巖石在水、氧氣、二氧化碳等作用下發(fā)生的化學(xué)分解作用。其結(jié)果不但巖石的成分發(fā)生變化

10、，而且會(huì)產(chǎn)生新的礦物?；瘜W(xué)風(fēng)化的方式主要有溶解、水化和氧化等。 生物風(fēng)化作用是因巖石受生物活動(dòng)的影響而被破壞。這種風(fēng)化作用即有機(jī)械破壞也有化學(xué)分解。,2、剝蝕作用 各種外力在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)地面巖石及風(fēng)化產(chǎn)物的破壞作用稱剝蝕作用。它可分為機(jī)械剝蝕和化學(xué)剝蝕兩種作用。 機(jī)械剝蝕作用是由于流水、冰川、海洋及風(fēng)等對(duì)巖石進(jìn)行的破壞作用。 化學(xué)剝蝕作用即是流水、地下水、海水等對(duì)許多巖石（如石灰?guī)r等）進(jìn)行化學(xué)分解作用。,3、搬運(yùn)作用 流水、風(fēng)、冰川、海浪及重力等外力，把風(fēng)化作用和剝蝕作用的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移離開原地的作用稱為搬運(yùn)作用。 4、沉積作用 被搬運(yùn)物質(zhì)由于搬運(yùn)介質(zhì)能力減弱，搬運(yùn)介質(zhì)物理化學(xué)條件的變化或在生物作用

11、下，從搬運(yùn)介質(zhì)中分離出來，形成沉積物的過程叫沉積作用。沉積作用方式有機(jī)械沉積、化學(xué)沉積及生物沉積三種。,機(jī)械沉積是指被搬運(yùn)物質(zhì)按顆粒大小、形狀和比重、在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)依次沉積下來。 化學(xué)沉積是指呈真溶液或膠體溶液狀態(tài)搬運(yùn)的物質(zhì)。因溶解質(zhì)的溶解度不同，性質(zhì)及溫度的影響，膠體物質(zhì)由于所帶電荷被中和等原因而按一定順序沉積下來。一般情況下，其沉積順序?yàn)椋貉趸?、硅酸巖、鹽酸巖、硫酸巖和鹵化物。,5、成巖作用 使松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖的過程，稱成巖作用。在這一階段中，沉積物受到的成巖變化有固壓作用、膠結(jié)作用、脫水作用、重結(jié)晶作用等幾種形式。,二 、礦山地質(zhì)構(gòu)造,組成地殼的巖層和巖體，在內(nèi)、外動(dòng)力地質(zhì)作用下發(fā)生

12、的變形，表現(xiàn)形式為巖石的彎曲和斷裂，形成褶皺和斷裂構(gòu)造。這種現(xiàn)象稱為地質(zhì)構(gòu)造。地殼中各種礦產(chǎn)的形成、分布和賦存狀態(tài)都受一定地質(zhì)構(gòu)造的控制，許多已形成的礦產(chǎn)還會(huì)遭受后來地殼運(yùn)動(dòng)影響而變形，產(chǎn)生彎曲和斷裂，地下水的活動(dòng)和富集與地質(zhì)構(gòu)造也有密切關(guān)系。,（一）巖層產(chǎn)狀 巖層的產(chǎn)狀是指巖層的產(chǎn)出狀態(tài)和空間方位。地質(zhì)構(gòu)造大多都是由水平的、傾斜的或直立的巖層構(gòu)成的，因此分析巖層產(chǎn)狀，是分析地質(zhì)構(gòu)造的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。巖層的產(chǎn)狀要素有走向、傾向和傾角，如圖1所示。 1、走向巖層面與水平面相交的線叫走向線（圖1中的AOB線），走向線兩端所指方向，稱為巖層的走向。,圖1巖層產(chǎn)狀要素 AOB走向線OD傾斜線OD傾斜線的

13、水 平投影傾角,2、傾向在層面上垂直巖層走向線的直線叫巖層的傾斜線（圖1中的OD）。 傾斜線在水平面上的投影，叫傾向線（圖1中的OD），傾向線所指的方向，就是巖層傾向（圖1中的OD線所指的方向）。 3、傾角 傾斜線與其水平投影線（傾向線）之間的夾角，也就是巖層面與水平面的最大夾角叫做傾角。,（二）褶皺構(gòu)造 褶皺是指成層巖石受力連續(xù)彎曲而沒有喪失其連續(xù)完整性的地質(zhì)構(gòu)造。 褶曲是褶皺的一個(gè)彎曲，它是褶皺組成的基本單位。它有兩種基本形態(tài)：背斜和向斜。 摺皺巖層彎曲的中心部分叫核，核部?jī)蓚?cè)的巖層叫翼，摺曲的理想中心面叫軸面。背斜摺曲的特點(diǎn)是兩翼巖層的傾向相背，核部為老巖層，兩側(cè)為新巖層，向斜摺曲的特點(diǎn)

14、是兩翼巖層的傾向相向，核部為新巖層，兩側(cè)為老巖層。,（三）斷裂 巖層受力后，除了形成摺皺構(gòu)造外，常常產(chǎn)生裂隙或沿裂隙發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，便巖層的連續(xù)性遭到破壞，這種構(gòu)造稱為斷裂構(gòu)造，其基本形態(tài)有節(jié)理和斷層兩種。,1、節(jié)理 沿破裂面沒有明顯位移的斷裂構(gòu)造稱為節(jié)理。節(jié)理普遍存在于巖石中，如果巖層的節(jié)理發(fā)育，即意味著巖層的裂隙很多。 節(jié)理按其明顯程度，可以分為張開的、閉合的和隱蔽的三種。張開型節(jié)理，其兩壁張開，具有明顯的空隙，肉眼能清楚看見，是地下水的良好通道，也是地下水儲(chǔ)藏的場(chǎng)所；閉合型節(jié)理，其兩壁密閉，中間沒有空隙，但肉眼能清楚看出有裂隙存在；隱蔽型節(jié)理，表現(xiàn)為一種毛發(fā)狀裂紋，肉眼不易覺察，但是巖石在這個(gè)

15、方向上已遭到破壞。,2、斷層 巖層的連續(xù)性受到破壞，并發(fā)生了相對(duì)位移的斷裂構(gòu)造，稱為斷層。斷層是地殼中廣泛發(fā)育的一種地質(zhì)構(gòu)造。這種地質(zhì)構(gòu)造不僅控制了一個(gè)地區(qū)地貌形態(tài)的發(fā)展過程，還對(duì)后期成礦作用、水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件以及地震的發(fā)生都有密切關(guān)系。斷層是影響礦山生產(chǎn)的一個(gè)主要地質(zhì)因素。斷層的空間形態(tài)用斷層要素表示。斷層要素主要有斷層面、斷層線和斷盤等，如圖2所示。,圖2 斷層要素 1-下盤；2-上盤；3-斷層線；4-斷裂破碎帶；5- 斷層面,（1）斷層面 斷層面是斷層兩盤發(fā)生相對(duì)位移的面，其形態(tài)有的平直，有的彎曲。其產(chǎn)狀可以是水平的和直立的，但多數(shù)是傾斜的。 （2）斷層線。 斷層線是斷層面與地

16、面的交線，即斷層在地表的出露線。斷層線可以是條直線，但多數(shù)是呈不規(guī)則的曲線。,（3）斷盤 斷盤是指被斷層面分開的兩側(cè)巖塊。位于斷層面上邊的部分，即順著斷層面傾斜方向的部分稱為上盤，位于斷層面下邊的部分，即背著斷層面傾斜方向的部分稱為下盤。按兩個(gè)斷盤相對(duì)位移方向，斷盤又分為上升盤和下降盤。上開盤就是在位移中相對(duì)上升的部分，下降盤就是在相對(duì)位移中相對(duì)下降的部分。,3、斷距 斷距是指斷層兩盤相對(duì)位移的距離。斷層位移的方向和大小，對(duì)礦產(chǎn)資源的開采有著極大的影響，是礦產(chǎn)普查、勘探和礦山地質(zhì)工作中必須查明的重要數(shù)據(jù)。 據(jù)斷層面兩側(cè)巖層相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的情況，可將斷層分為正斷層、逆斷層、平移斷層和旋轉(zhuǎn)斷層幾種基本類

17、型。,（1）正斷層。正斷層是巖層受水平方向的引張力作用，上盤相對(duì)下降、下盤相對(duì)上升的斷層。 （2）逆斷層。逆斷層是巖層受水平壓應(yīng)力作用，上盤相對(duì)上升、下盤相對(duì)下降的斷層。 （3）平移斷層。平移斷層是巖層受剪應(yīng)力作用，兩盤沿?cái)鄬幼呦虬l(fā)生相對(duì)位移而沒有升降位移的斷層。 （4）旋轉(zhuǎn)斷層。旋轉(zhuǎn)斷層是兩盤發(fā)生過相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的斷層。,圖3 斷層類型 a-正斷層；b-逆斷層；c-平移斷層；d-螺旋斷層,自然界中，斷層往往不是單個(gè)出現(xiàn)的，多數(shù)情況下是成組出現(xiàn)的，在斷層的延伸方向、斷層性質(zhì)等方面都有一定的規(guī)律性，并且構(gòu)成一定的組合形態(tài)。如由正斷層組合的地壘、地塹、階梯狀斷層以及由逆斷層組合的迭瓦式構(gòu)造等。,第三

18、節(jié) 礦 床,礦產(chǎn)、礦床、礦體、礦石和圍巖 （一）礦產(chǎn) 通常指埋藏在地殼內(nèi)或分布于地表的，可供人類所開采利用的天然礦物資源。按其工業(yè)用途分除水以外可歸納為三大類。,1、金屬礦產(chǎn)：可供工業(yè)上提煉某些金屬的地下資源。按工業(yè)上的應(yīng)用又可分為： （1）黑色金屬、鐵（Fe）、錳（Mn）、鉻（Cr）、鈦（Ti）、釩（V）； （2）有色金屬：銅（Cu）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、鋁（Ai）、鎂（Mg）、鎢（W）、錫（Sn）、汞（Hg）、銻（Sb）等； （3）稀有金屬：鉭（Ta）、鈹（Be）、鋰（Li）、鉑（Cs）等； （4）貴金屬：金（Au）、銀（Ag）、鉑（Pt）等； （5）分散元素；鍺（Ge）、鎵（Ga）、

19、鎘（Cd）； （6）放射性金屬：鈾（U）、釷（Th）；,2、非金屬礦產(chǎn)：指工業(yè)上不作為金屬元素而提取利用的地下資源。除少數(shù)非金屬元素如硫、磷被工業(yè)上提取之外，多數(shù)是利用其礦物集合體的某些物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)和工藝特性等。例如金剛石是利用它的便度和光澤，石棉是利用它的耐火、耐酸、絕緣、絕熱性。按工業(yè)用途非金屬礦產(chǎn)可分為五種。,（1）冶金輔助原料：菱鎂礦、耐火粘土、高鋁礦物原料、白云巖、硅石（石英石、石英砂巖、脈石英）、石灰?guī)r、螢石等。 （2）化工原料：磷、硫、鉀鹽、鎂鹽、天然堿、碘、重晶石、明礬石、膨潤(rùn)土、伊利石、沸石、地蠟等。 （3）特種非金屬礦產(chǎn)，金剛石、水晶、硼、云母、電氣石等。 （4）陶瓷

20、及玻璃原料，長(zhǎng)石、粘土、葉蠟石、玻璃砂和高嶺土等。 （5）建筑材料：浮石、珍珠巖、石灰石、花崗巖、大理石、砂、礫石等。 3、燃料礦產(chǎn)：石油、天然氣、煤及油頁巖等。,（二）礦床及其分類 1、礦床 地殼內(nèi)部和表面富集有用礦物或組分，在質(zhì)和量上達(dá)到工業(yè)要求和具備開條件的部位叫礦床。 2、礦床分類 礦床按其成因分類可分三大類。,A、內(nèi)生礦床 地球內(nèi)部各種能量所導(dǎo)致礦床形成的所有地質(zhì)作用稱為 內(nèi)生成礦作用。有內(nèi)生成礦作用所形成的各種礦床，總 稱為內(nèi)生礦床。 （1）巖漿礦床 1）早期巖漿礦床2）晚期巖漿礦床3）熔離礦床 （2）偉晶巖礦床 （3）氣液礦床 1）矽卡巖礦床 2）熱液礦床 （4）火山成因礦床 1

21、）火山一次火山巖漿礦床 2）火山一次火山氣液礦床 3）火山沉積礦床,B、外生礦床： 外生成礦是指在外動(dòng)力地質(zhì)作用下，在地殼表面常溫常壓下所進(jìn)的各種成礦作用所形成的礦床。 （1）風(fēng)化礦床 1）殘積、坡積礦床 2）殘余礦床 3）淋積礦床 （2）沉積礦床 1）機(jī)械沉積礦床 2）化學(xué)沉積礦床 3）生物化學(xué)沉積礦床 C、變質(zhì)礦床： 由變質(zhì)成礦作用形成的礦床，這種成礦作用發(fā)生在地殼內(nèi)部，主要是由于巖漿侵入和區(qū)域變質(zhì)作用所引起的。變質(zhì)礦床雖然也是內(nèi)動(dòng)力作用下的產(chǎn)物，但成礦作用的方式及礦床的次生性質(zhì)和內(nèi)生礦床的性質(zhì)有所不同，所以劃歸另一類礦床，即變質(zhì)礦床。 （1）接觸變質(zhì)礦床 （2）區(qū)域變質(zhì)礦床 1）受變質(zhì)礦

22、床 2）變成礦床,礦床按其礦體形狀、傾角和厚度亦分為三類。 礦床按形狀分類 （1）層狀礦床：這類礦床多為沉積生成。其特點(diǎn)是分布范圍比較廣，形狀及賦存條件穩(wěn)定，有用成分組成及含量比較穩(wěn)定、均勻。一般黑色金屬礦床、石灰?guī)r礦、煤礦多屬此類。,（2）脈狀礦床：這類礦床主要是由熱液和氣化作用，將礦物質(zhì)充填于地殼裂縫中而生成。它的特點(diǎn)是礦脈與圍巖接觸處有蝕變現(xiàn)象，礦床埋藏不穩(wěn)定，有用成分含量不均勻。有色金屬礦床、螢石礦床、稀有金屬礦床多屬此類。 （3）塊狀礦床：這類礦床多由充填、交代、熔離和氣化作用而生成，其特點(diǎn)是礦床大小不一，是不規(guī)則的透鏡狀、礦繅、礦株等形狀產(chǎn)出，且礦體與圍巖之間一般無明顯的接觸界線。

23、某些有色金屬礦常屬此類。,礦床按厚度分類：礦體的厚度系指礦體上、下盤間的垂直距離或水平距離。前者稱為垂直厚度或真厚度，后者稱為水平厚度。一般所指的礦體厚度系垂直厚度。 （1）極薄礦體：厚度在0.8m以下。在這類礦體中，無論掘進(jìn)或采礦，均需采、掘一部分圍巖，以形成正常的工作空間。,（2）薄礦體：厚度為0.84m。在緩傾斜條件下，這類礦體常以單一分層回采。在巷道掘中，厚度小于2米時(shí)須開鑿部分圍巖，在回采時(shí)一般不需要采掘圍巖。 （3）中厚礦體：厚度為410m。這類礦床通常用淺孔采礦方法開采，礦塊沿礦體走向布置。,（4）厚礦體：厚度為 1030m。開采時(shí)可用深孔爆破采礦方法，礦塊可沿走向布置，厚度較大

24、時(shí)可沿垂直走向布置。 （5）極厚礦體：厚度大于 30m。開采這類礦床，應(yīng)垂直走向布置礦塊。當(dāng)?shù)V體厚度大于5060m時(shí)，除垂直走向布置礦柱外，往往還要留走向礦柱，以?；夭晒ぷ鞯陌踩．?dāng)埋藏較淺時(shí)，可用露天開采。,礦床按傾角分類 （1）水平與微傾斜礦床：傾角小于5。 （2）緩傾斜礦床：傾角為530。 （3）傾斜礦床：傾角為3055。 （4）急傾斜礦床：傾角大于55。,（三）礦體 礦體是礦床的基本組成單位，是達(dá)到工業(yè)要求的含礦部分，又是開采的直接對(duì)象。 礦體的形狀比較常見的有等軸狀礦體、板狀礦體和柱狀礦體。,（四）礦石 1、礦石 礦石是含有有用礦物（或組分）并組成礦體的礦物集合體。是直接的開采對(duì)象。

25、 2、礦石品位 礦石中有用組分的單位含量，是衡量礦石質(zhì)量的主要指標(biāo)，表示方法有三種。,（1）百分比法。一般金屬和化合物多用此表示法。例如鐵礦石的品位是35%，就是表示100噸鐵礦石中含有35噸鐵金屬。 （2）每噸所含克數(shù)法。貴重金屬如鉑、金等在礦石中含量很少，則用此法表示。例如金礦石的品位是10克/噸，即表示每噸金礦含有10克金。 （3）液體礦物，一般用每升含有用礦物成分的克數(shù)表示，其單位為G/L。,（五）圍巖 圍巖是礦體周圍無經(jīng)濟(jì)價(jià)值的巖石。礦體和圍巖兩者界限有的清楚，有的為漸變無明顯邊界，大于邊界品位的部分為礦體。隨著工藝技術(shù)的提高礦體的范圍存在擴(kuò)大的可能性。,（六）巖石 巖石是礦物的集合

26、體，它是由各種地質(zhì)作用形成的。各種巖石都具有一定的化學(xué)成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和產(chǎn)狀。有的巖石由一種礦物組成，例如結(jié)晶石灰?guī)r即由方解石組成，但大多數(shù)巖石由幾種礦物組成。,巖石按成因可分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。 1、巖漿巖 常見的各類巖漿巖介紹如下： 酸性巖類 中性巖類： 基性巖類： 超基性巖類： 脈巖類： 火山玻璃巖：,2、沉積巖 沉積巖是早期生成的巖漿巖、沉積巖及變質(zhì)巖被風(fēng)化、剝蝕及搬運(yùn)后在一定地質(zhì)條件下沉積成巖的巖石。正常的沉積巖都是在外力地質(zhì)作用下形成的。 常見的各類沉積巖有： 碎屑巖類 粘土巖類 化學(xué)巖及生物化學(xué)巖類 3、變質(zhì)巖,（七）礦產(chǎn)儲(chǔ)量分級(jí) 礦石儲(chǔ)量，簡(jiǎn)稱儲(chǔ)量或礦量，

27、是指有用組分或礦石在地下的埋藏量。儲(chǔ)量是地質(zhì)勘探工作成果的具體表現(xiàn)，同時(shí)也是國家計(jì)劃部門和有關(guān)生產(chǎn)部門制定生產(chǎn)規(guī)劃和進(jìn)行礦山企業(yè)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。,1、儲(chǔ)量分類 根據(jù)我國當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要，將金屬礦產(chǎn)儲(chǔ)量分為兩類： （1）能利用（表內(nèi)）儲(chǔ)量：是符合當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的儲(chǔ)量。 （2）暫不能利用（表外）儲(chǔ)量：是由于有益組分或礦物含量低；礦體厚度??；礦山開采技術(shù)條件或水文地質(zhì)條件特別復(fù)雜；或?qū)@種礦產(chǎn)加工技術(shù)方法尚未解抉，不符合當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件，工業(yè)上暫不能利用而將來可能利用的儲(chǔ)量。,2、儲(chǔ)量分級(jí)和級(jí)別條件 金屬礦產(chǎn)儲(chǔ)量可分為A、B、C、D四級(jí)，各級(jí)儲(chǔ)量的工業(yè)用途和條件如下

28、： A級(jí) 礦山編制采掘計(jì)劃依據(jù)的儲(chǔ)量；由生產(chǎn)部門探求。其條件是： （1）準(zhǔn)確控制礦體的形狀，產(chǎn)狀和空間位置。,（2）對(duì)于影響開采的斷層、摺皺、破碎帶已準(zhǔn)確控制。對(duì)于夾石和破壞礦體的火成巖的巖性、產(chǎn)狀及分布情況，己經(jīng)確定。 （3）對(duì)于礦石工業(yè)類型和品級(jí)的種類及其比例和變化規(guī)律己完全確定。在需要分采和地質(zhì)條件可能的情況下，應(yīng)圈出礦石工業(yè)類型和品級(jí)。,B級(jí) 礦山建設(shè)設(shè)計(jì)依據(jù)的儲(chǔ)量，又是地質(zhì)勘探階段探求的高級(jí)儲(chǔ)量，并可起到驗(yàn)證C級(jí)儲(chǔ)量的作用。一般分布在礦體的淺部礦山初期開采地段。,其條件是在C級(jí)儲(chǔ)量的基礎(chǔ)上： （1）詳細(xì)控制礦體的形狀、產(chǎn)狀和空間位置。 （2）在B級(jí)范圍內(nèi)對(duì)破壞和影響礦體較大的斷層、褶

29、皺、破碎帶的性質(zhì)、產(chǎn)狀已詳細(xì)控制。對(duì)夾石和破壞主要礦體的主要火成巖的巖性、產(chǎn)狀和分布情況已基本確定。 （3）對(duì)礦石工業(yè)類型和品級(jí)種類及其比例和變化規(guī)律己詳細(xì)確定。在需要分采和地質(zhì)條件可能的情況下，應(yīng)圈出主要礦石工業(yè)類型和品級(jí)。,C級(jí) 礦山建設(shè)設(shè)計(jì)依據(jù)的儲(chǔ)量。其條件是： （1）基本控制礦體的形狀、產(chǎn)狀和空間位置。 （2）對(duì)破壞和影響主要礦體的較大斷層、摺皺、破碎帶的性質(zhì)和產(chǎn)狀已基本控制。對(duì)夾石和破壞主要礦體的主要巖漿巖的巖性、產(chǎn)狀和分布規(guī)律己大致了解。 （3）基本確定礦石工業(yè)類型和品級(jí)的種類及其比例和變化規(guī)律。,D級(jí) 此級(jí)儲(chǔ)量的用途有：為進(jìn)一步布置地質(zhì)勘探工作和礦山建設(shè)遠(yuǎn)景規(guī)劃的儲(chǔ)量；對(duì)于復(fù)雜的

30、較難求到C級(jí)儲(chǔ)量的礦床，一定數(shù)量的D級(jí)儲(chǔ)量可作為設(shè)計(jì)的依據(jù)； 對(duì)一般礦床、部分的D級(jí)儲(chǔ)量，也可為礦山建設(shè)設(shè)計(jì)所利用，其條件是： （1）大致控制礦體的形狀、產(chǎn)狀和分布范圍。 （2）大致了解破壞和影響礦體的地質(zhì)構(gòu)造特征。 （3）大致確定礦石的工業(yè)類型和品級(jí)。,（八）礦石損失與貧化計(jì)算 礦石損失與貧化，既造成礦產(chǎn)資源損失，又降低礦床開采的經(jīng)濟(jì)效果，在礦山企業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)中，必須認(rèn)真考慮回收的礦石量和質(zhì)量指標(biāo)。 1、礦石損失與貧化的原因 （1）礦石損失的原因 地質(zhì)原因 水文地質(zhì)原因 留保安礦柱為了保護(hù)井巷和地面設(shè)施，留保安礦柱，引起礦石損失。,采礦工作不正確 如違反合理的開采順序，回采工作不及時(shí)，留

31、不適當(dāng)?shù)牡V柱，礦山地質(zhì)、測(cè)量工作不正確或不及時(shí)，引起礦石損失。 運(yùn)輸和裝載礦石引起的損失 在運(yùn)輸和裝載礦石過程中，撒落礦石（特別是粉礦），引起的礦石損失。 與采礦方法有關(guān)的損失 現(xiàn)用的采礦方法，都不可避免地產(chǎn)生一定數(shù)量的礦石損失。 地下火災(zāi)、水災(zāi)、巖層移動(dòng)及其它原因 由于地下火災(zāi)、水災(zāi)、巖石移動(dòng)等的影響，致使一部分礦石不能采出，而引起的礦石損失。,（2）礦石貧化的原因 采礦過程中，廢石及非工業(yè)礦石的混入。 采礦過程中，富礦粉損失。 礦床開采過程中，有用成分被析出等。,（1）礦石貧化率 它是工業(yè)礦石有用成分含量與采出礦石有用成分含量之差，對(duì)工業(yè)礦石有用成分含量之比，即： （1 ）100% 式中

32、礦石貧化率，； 工業(yè)礦石有用成分含量，； 采出礦石有用成分含量，；,（2）有用成分回收率 它是采出礦石中有用成分?jǐn)?shù)量，對(duì)工業(yè)儲(chǔ)量中有用成分?jǐn)?shù)量之比： Ty T T E （1）100 Qy Q Q 式中 E有用成分回收率，%； Ty采出礦石中有用成分?jǐn)?shù)量，噸； Qy工業(yè)儲(chǔ)量中有用成分?jǐn)?shù)量，噸； T采出礦石數(shù)量，噸； Q礦床工業(yè)儲(chǔ)量，噸。,（3）廢石混入率 它是混入采出礦石中的廢石量，對(duì)采出礦石量之比。 根據(jù)礦床開采結(jié)果，可以列出礦石數(shù)量和有用成分?jǐn)?shù)量平衡的方程組： TQQ0R （A） T(QQ0) R （B） 式中 Q0開采過程中損失的工業(yè)儲(chǔ)量，噸； R混入采出礦石的廢石量，噸； 廢石中的有用成

33、分含量，%。,解方程組（A）和（B），得 R （1）100 T 式中 廢石混入率，%。,（4）工業(yè)礦石回收率 它是工業(yè)儲(chǔ)量減去開采損失的工業(yè)儲(chǔ)量，對(duì)工業(yè)儲(chǔ)量之比，即： QQ0 Q0 K （1）100 Q Q 式中 K工業(yè)礦石回收率，%。 由方程組（A）及（B）得 ： T K（1）100 Q,第四節(jié) 巖石的物理力學(xué)性質(zhì),一、巖石的物理力學(xué)性質(zhì) （一）巖石的彈性、塑性和脆性 （二）巖石的硬度和韌性 （三）巖石的強(qiáng)度 （四）巖石的比重和容重 （五）巖石的孔隙度 （六）巖石特征阻抗,二、巖石的堅(jiān)固性及分級(jí) 普氏分級(jí)法，為了從數(shù)量上表示巖石的堅(jiān)固性，用 （f）來表示巖石堅(jiān)固性系數(shù)。堅(jiān)固性愈大的巖石，堅(jiān)固

34、性系數(shù)也愈大。常見的巖石堅(jiān)固性系數(shù)介于0.320之間，共分成十級(jí)，如下表所列。,普氏巖石堅(jiān)固性分級(jí)表,續(xù) 表,測(cè)定巖石堅(jiān)固性系數(shù) （f）的方法很多，最簡(jiǎn)單的方法是用555厘米的立方體巖石試樣，使其受單向壓縮，設(shè)其極限抗壓強(qiáng)度為R（f克/厘米2），將R值以100除之，得一抽象數(shù)，此數(shù)即為f值。 普氏堅(jiān)固性系數(shù)的缺點(diǎn)是過于概括、籠統(tǒng)，它只能在大的范圍內(nèi)判定巖石的堅(jiān)固程度，用來作數(shù)值上的計(jì)算時(shí)誤差范圍較大。,第五節(jié) 礦床勘探,一、勘探階段的劃分 礦床勘探是在普查找礦的基礎(chǔ)上，以建礦和礦山生產(chǎn)的實(shí)際需要出發(fā)，綜合運(yùn)用地質(zhì)理論和采用多種手段，對(duì)礦床進(jìn)行全面揭露和調(diào)查研究的地質(zhì)工作。以礦床投入勘探到礦山生

35、產(chǎn)結(jié)束，可將礦床勘探分為三個(gè)階段。,1、初步勘探 是在普查的基礎(chǔ)上，對(duì)礦床作進(jìn)一步的評(píng)價(jià)工作。其主要任務(wù)是大致查明礦床的分布范圍、礦床的形狀產(chǎn)狀以及地質(zhì)構(gòu)造和礦石的質(zhì)量、技術(shù)加工特性，計(jì)算礦床遠(yuǎn)景儲(chǔ)量。 初步勘探所獲得的資料，可以作為確定詳細(xì)勘探地段的依據(jù)，或作為礦山企業(yè)初步設(shè)計(jì)的依據(jù)。,2、詳細(xì)勘探 經(jīng)過初步勘探，對(duì)礦床工業(yè)價(jià)值已經(jīng)作出肯定結(jié)論之后進(jìn)行的，主要任務(wù)是較詳細(xì)地查明礦床地質(zhì)構(gòu)造、礦體的形狀和產(chǎn)狀、充分查明礦石質(zhì)量和技術(shù)加工特性以及各類型礦石的分布情況。 詳細(xì)勘探所獲得的資料，移交工業(yè)部門作為礦山企業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。,3、生產(chǎn)勘探 是在詳細(xì)勘探的基礎(chǔ)上，在礦山建設(shè)階段和投產(chǎn)以后所進(jìn)

36、行的地質(zhì)工作。其目的和任務(wù)如下： （1）生產(chǎn)勘探可取得較詳細(xì)、較可靠的地質(zhì)資料，可提高儲(chǔ)量級(jí)別，為礦山的開采設(shè)計(jì)，為編制采掘進(jìn)度計(jì)劃，為指導(dǎo)施工和生產(chǎn)提供地質(zhì)依據(jù)。 （2）生產(chǎn)勘探將使儲(chǔ)量不斷升級(jí)并擴(kuò)大工業(yè)儲(chǔ)量，間接地保證三級(jí)礦量的平衡。 （3）生產(chǎn)勘察是合理開發(fā)地下資源，開展礦產(chǎn)綜合利用，減少礦石損失貧化的重要保證。,二、勘探類型及工程間距,（一）礦床勘探類型 勘探類型是按勘探工作的難易程度對(duì)礦床劃分的類型。正確確定和劃分礦床的勘探類型，是合理地選擇勘探方法和布置工程的重要的依據(jù)。,鐵礦床勘探工程間距表,有色金屬礦床勘探類型,（二）勘探工程間距 工程間距（或稱工程密度）是指每個(gè)截穿礦體的勘探

37、工程所控制的礦體面積，或是一定面積內(nèi)的勘探工程的數(shù)量。合理確定勘探工程間距，不僅是一個(gè)技術(shù)問題，而且也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題。,1、影響勘探工程間距的因素 工程間距的選擇主要取決于礦床不同的勘探類型礦床規(guī)模大，礦體形態(tài)、厚度、質(zhì)量變化小，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單的，工程間距可以大一些。其次是選擇間距要足以使相鄰工程和相鄰剖面的資料可以相互聯(lián)系與對(duì)比。第三是預(yù)計(jì)礦山首期投產(chǎn)地段，工程間距要密一些。第四是當(dāng)使用坑探時(shí)，坑道間距應(yīng)盡可能與預(yù)計(jì)開采中段和開采塊段相一致，或?yàn)槠浔稊?shù)，以便勘探坑道能為開采所利用。,2、確定勘探工程間距的方法 常采用類比法來確定工程間距。 在礦床勘探的中期階段，一般用“抽稀法”來進(jìn)一步驗(yàn)證確定

38、合理的工程密度。即選擇礦床中的某一典型地段，先布置較密的工程，用取得的資料作出地質(zhì)剖面圖，并計(jì)算出該地段的礦石儲(chǔ)量及平均品位，然后有意將這些工程抽稀一倍、兩倍甚至三倍的間距。再進(jìn)行作圖及儲(chǔ)量計(jì)算，與放稀前進(jìn)行對(duì)此。若前后兩次所作圖件中的礦體形態(tài)、位置相差不大，兩次計(jì)算所得儲(chǔ)量及平均品位也很相近，就說明今后勘探可按抽稀后的工程間距進(jìn)行工程布置。反之，則不能抽稀，只能按原有密度進(jìn)行勘探。,鐵礦床勘探工程間距表,銅礦床勘探工程間距表,三、礦床勘探技術(shù)手段 目前，常用的探礦手段有坑探工程、鉆探工程、深孔鑿巖和穿孔機(jī)探礦等。 （一）地表坑探工程 包括淺井、小圓井、探槽等。常用于地表淺部的勘探，借以揭露、

39、追索和圈定淺部礦體、被覆蓋的地質(zhì)界線以及查清地質(zhì)構(gòu)造。,1、槽探 是較重要的地表坑探工程，廣泛用來揭露22.5米浮土下的巖石和礦體。在露天開采平臺(tái)可配合穿孔機(jī)探礦，以進(jìn)一步圈定礦體邊界和劃分礦石類型。探槽寬度一般為0.71.0米。深度一般不超過3米，長(zhǎng)度決定于用途，可由數(shù)米到數(shù)十米。探槽布置方向應(yīng)垂直礦體或巖層走向。 2、淺井 指斷面為長(zhǎng)方形或正方形的地表垂直坑道，多用于勘探風(fēng)化殼或浮土掩蓋不深的層狀、似層狀礦體或砂礦床。 3、小圓井 斷面為圓形的淺井，用于浮土穩(wěn)定，不需支護(hù)的地段。,（二）地下坑探工程（簡(jiǎn)稱坑探） 包括平窿、石門、沿脈、穿脈、豎井和斜井等。 水平的坑探工程 平窿 是地表有出口

40、的水平坑道，只在地形有起伏的條件下才能應(yīng)用。 石門 是在地表沒有出口，在圍巖中掘進(jìn)，而且大致與礦體走向垂直的水平坑道。 沿脈 是指在地表無直接出口，在礦體內(nèi)沿礦體走向掘進(jìn)的水平坑道。,穿脈 大致垂直礦體走向，橫穿礦體厚度，地面沒有直接出口的水平坑道。 豎井 是地表沒有出口的重型垂直坑道，與淺井不同之處在于斷面大、嘗試大，并有較正規(guī)的提升、通風(fēng)等設(shè)備；豎井的下部用石門與礦體相連接，勘探豎井常布置在礦體的下盤，以便將來采礦時(shí)作為副井或通風(fēng)井用。,傾斜的坑探工程 斜井 是地表設(shè)有出口的傾斜坑道，用以勘探產(chǎn)狀穩(wěn)定和傾角較?。?5）的礦體，其優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省石門。 天井 是地表沒有直接出口的垂直或陡傾斜坑道。用于貫通上下兩層水平坑道或揭露礦體沿傾斜方向的變化。,（三）鉆探 是礦床勘探中最重要的技術(shù)手段，在勘探的各個(gè)階段都被廣泛使用。它主要用來追索圈定礦體，了解礦化深度及礦化范圍，了解深部地質(zhì)構(gòu)造，研究礦石質(zhì)量特征以及地下含水情況等。,目前，廣泛使用的是巖芯鉆探，不受地形條件的影響，且可打任何方向、任何傾斜角度的鉆孔。不僅適用于地表（地面鉆），也適用于在坑道中進(jìn)行鉆探（坑內(nèi)鉆），既可垂直探礦，也可傾斜或水平探礦。探礦成本比坑道低。鉆孔直徑一般為90毫米和110毫米，也有更大直徑和小口徑的巖心鉆。 為了保證鉆探質(zhì)