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1、高级矿床学Advanced Mineral deposits,中南大学地学院 2009-11-01,主讲：刘继顺,二、矿床成因研究要点,2-1 矿床学基本概念,矿床学 经济地质学Economic Geology,矿床Mineral Deposits/Ore Deposits 矿产资源Mineral Resource,2-1矿床学基本概念,矿石Ore 矿石矿物Ore Mineral 脉石矿物gangue 胚胎矿Protore 含有的有用组分，其量低于所认定的矿石品位,围岩,矿体,脉石,矿床,矿石矿物,脉石矿物,矿石,2-1矿床学基本概念,储量,Proven 三维确定的 Probable 二维确定
2、，三维存在 Inferred(Possible) - inferred or thought to be present,2-1矿床学基本概念,固体矿产资源/储量分类表,2-1 矿床学基本概念,品位（grade or tenor) 特定矿床中有用组分的含量 % oz/ton parts per million (ppm)，克/吨 千克/立方米 克拉/立方米,2-1 矿床学基本概念,边界品位Cutoff Grade 可采能获利的最低品位,影响边界品位的因素有： 规模Size； 埋藏深度； 开采方法； 加工性质（颗粒，可选冶性）； 矿物性质（伴生组分） 距市场的远近。 Concentration
3、Factors所找目标的含量与地壳平均值(Clark)之比，为富集因子。,2-1 成矿学,成矿学 Metallogeny，gitology 矿床分类 沉积矿床（含风化矿床） 变质矿床 岩浆矿床 热液矿床,2-1 成矿学,成矿三要素 物质来源（成矿物质和载体） 迁移过程（成矿过程） 淀积（湿法冶金逆过程） 先破解淀积条件信息，再追溯成矿元素的来源及迁移机制,成矿动力 （活化、驱动、物理化学障）,2-1 成矿学,成矿作用-岩浆、剥蚀、搬运、沉积、成岩、变质 岩浆富集作用(Magma concentration) 接触交代作用(Contact metasomatism) 热液作用(Hydrother
4、mal processes) 空洞充填(Cavity filling) 交代(Replacement) 升华作用(Sublimation) 沉积作用(Sedimentation) 细菌作用(Bacterial processes) 海底喷气及火山作用 (Submarine exhalative 蒸发作用(Evaporation) 残留和机械富集 (Residual and mechanical ) 氧化和表生富集 (Oxidation supergene enrichment) 变质作用(Metamorphism),2-1 成矿学,热液作用 (Hydrothermal processes) H
5、ydrothermal：Hydrothermal solutions、hydrothermal mineralizing solutions热水。岩浆作用伴生混合水或天水 (meteoric water)、原生水 (connate water)，或变质矿物中释放出来的水。后成矿床 (epigenetic mineral deposits)的直接来源。 Principle of hydrothermal processes：大规模金属矿，如：金 (gold)、银 (silver)、铜 (copper)、铅 (lead)、锌 (zinc)、汞 (mercury)、锑 (antimony)、钼 (m
6、olybdenum)；非金属矿。 许多热液成因的 大矿区。,2-1 成矿学,热液作用要点 有用的成矿流体能溶解及搬运矿物质（mineral matter） 连续且畅通的裂缝在岩石中能当作溶液的通道 适当的环境、位置能沉积矿物 化学反应造成沉积作用 沉积的矿体有足夠的浓度能成为有用的矿床 热液流体压力大于围压，可自行开辟通道或爆破。,2-1 成矿学,2-1 成矿学,岩石孔隙（渗透性、淀积空间） Pore spaces：岩石的孔隙为颗粒间空隙的通路，能夠吸附流体。这些空隙使岩石为可滲透的，且成为矿、油、气及水的贮存处。世界上大部分的油田、气田、地下水都是保存的岩石孔隙中。 Porosity：孔隙度
7、是岩石中孔隙的体积百分比，范围从完全沒有到最大至50%以上。角状物体比球形物体的孔隙度大；角小的物质孔隙度比角大物质的孔隙度高。,2-1 成矿学,岩石孔隙（渗透性、淀积空间） Permeability：滲透率是测量流体穿过物质难易的程度。与岩石孔隙连通度有关。 Bedding planes层面 Vesicles：气孔。是挥发气体所造成的通道，特別是在许多basaltic lava flow的最上层。如果許多气孔紧靠在一起形成多孔状的岩石，如同海绵一般，称为scoria。,2-1 成矿学,岩石孔隙（渗透性、淀积空间） Volcanic flow drains Cooling cracks：在火成
8、岩冷凝收缩所形成的。可能是规律的节理或不规则的破裂。 Igneous breccias cavities volcanic breccias forming agglomerates intrusive breccias 具有粗粒角状的破碎火成岩块，而空隙充填细粒物质。,2-1 成矿学,岩石孔隙（渗透性、淀积空间） Fissures：fissures是岩石中连续的板状裂隙，通常相当长且深，当热液通过时造成金属或矿物充填其中，形成fissure veins。 Shear-zone cavities：剪力帶造成岩石破碎，不只是集中一个或两个破裂，而是无数距离接近、深成的破裂或压碎的不连续面。,2-
9、1 成矿学,岩石孔隙（渗透性、淀积空间） Folding and warping Volcanic pipes：当火山活动喷发时造成像pipe形状的通路时，被喷出的火山物质可能又会掉回去，或被沖刷再帶回pipe中，形成角状的breccia。 Rock alteration openings：经过溶液交代作用后的岩石，被发现比未经交代作用的岩石来的多孔，且允许热液进入。硅化作用（silicification）能提高孔隙度及渗透率。,2-1 成矿学,岩石孔隙（渗透性、淀积空间）,梳状脉,2-1 成矿学,围岩蚀变（交代蚀变岩及其找矿意义） 特征元素与矿物的微迹变化 地史时期灾变事件（热-温室效应至冰
10、冷；CO2大气圈至富氧大气圈 超级地幔柱 太古代和白垩纪） 太古代金-铀砾岩 早元古代铁矿、科马提岩铜镍矿、中下元古代不整合面型巨型铀矿 白垩纪的金刚石-石油-金矿组合 中生代成矿大爆发,2-1 成矿学,迁移过程 岩浆 液体 气体 配合物 岩浆到流体转化 出溶 流体动力学 大规模流体运移对流循环 流体包裹体（温、压、盐度） 难溶金属也可所相迁移，铂金银铜铅锌 地震泵,2-1 成矿学,物质来源 幔源、壳幔源、壳源 争论 微量元素、同位素 主岩 围岩 层位 岩性 岩浆岩成矿专属性,2-1 成矿学,存在问题 壳幔界面表层对流（板块运动）、核幔界面深层对流（亚固定热点）物质-能量交换 预富集 岩石圈根
11、成分 成矿省的原因 全球性灾变事件 大陆裂解、气候突变、超级地幔柱 陨击,2-1 成矿学,围岩蚀变（交代蚀变岩及其找矿意义） 特征元素与矿物的微迹变化 地史时期灾变事件（热-温室效应至冰冷；CO2大气圈至富氧大气圈 超级地幔柱 太古代和白垩纪） 太古代金-铀砾岩 早元古代铁矿、科马提岩铜镍矿、中下元古代不整合面型巨型铀矿 白垩纪的金刚石-石油-金矿组合 中生代成矿大爆发,2-1 成矿学,围岩蚀变（交代蚀变岩及其找矿意义） 特征元素与矿物的微迹变化 地史时期灾变事件（热-温室效应至冰冷；CO2大气圈至富氧大气圈 超级地幔柱 太古代和白垩纪） 太古代金-铀砾岩 早元古代铁矿、科马提岩铜镍矿、中下元
12、古代不整合面型巨型铀矿 白垩纪的金刚石-石油-金矿组合 中生代成矿大爆发,2-1 成矿学,围岩蚀变（交代蚀变岩及其找矿意义） 特征元素与矿物的微迹变化 地史时期灾变事件（热-温室效应至冰冷；CO2大气圈至富氧大气圈 超级地幔柱 太古代和白垩纪） 太古代金-铀砾岩 早元古代铁矿、科马提岩铜镍矿、中下元古代不整合面型巨型铀矿 白垩纪的金刚石-石油-金矿组合 中生代成矿大爆发,2-1 成矿学,围岩蚀变（交代蚀变岩及其找矿意义） 特征元素与矿物的微迹变化 地史时期灾变事件（热-温室效应至冰冷；CO2大气圈至富氧大气圈 超级地幔柱 太古代和白垩纪） 太古代金-铀砾岩 早元古代铁矿、科马提岩铜镍矿、中下元
13、古代不整合面型巨型铀矿 白垩纪的金刚石-石油-金矿组合 中生代成矿大爆发,2-1 成矿学,围岩蚀变（交代蚀变岩及其找矿意义） 特征元素与矿物的微迹变化 地史时期灾变事件（热-温室效应至冰冷；CO2大气圈至富氧大气圈 超级地幔柱 太古代和白垩纪） 太古代金-铀砾岩 早元古代铁矿、科马提岩铜镍矿、中下元古代不整合面型巨型铀矿 白垩纪的金刚石-石油-金矿组合 中生代成矿大爆发,2-1 成矿学,围岩蚀变（交代蚀变岩及其找矿意义） 特征元素与矿物的微迹变化 地史时期灾变事件（热-温室效应至冰冷；CO2大气圈至富氧大气圈 超级地幔柱 太古代和白垩纪） 太古代金-铀砾岩 早元古代铁矿、科马提岩铜镍矿、中下元古代不整合面型巨型铀矿 白垩纪的金刚石-石油-金矿组合 中生代成矿大爆发,2-1 成矿学,2-1 成矿学,2-1 成矿学,2-1 成矿学,2-1 成矿学,2-1 成矿学,
