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1、 宝石矿床和分布课程内容：矿床概论和基本概念矿床成因分类和特征全球宝石资源分布重要宝石矿床实例安排：讲授：22 学时实习：8 学时第一章 矿床概论和基本概念第一节 矿产、矿床、矿床学1、矿产：地壳中由地质作用形成的可被国民经济利用的自然资源。2、矿产分类（1）依据自然状态可将矿产分为固体矿产、液体矿产及气体矿产。固体矿产：如主要的金属基非金属矿产。液体矿产：如石油、卤水及地下水。气体矿产：如天然气。（2）依据主要用途可将矿产分为金属矿产、非金属矿产、能源矿产及地下水资源。3、矿床和宝石矿床（1）矿床(deposit)是指在各种地质作用下，如岩浆活动、火山活动、热液活动、地下水活动、风化、淋滤、
2、搬运、沉积及变质作用等，在地壳表层和内部形成的并在现有技术和经济条件下，其质和量符合开采利用要求的有用矿物质的集合体。不在此条件的，只能称为“矿化岩石”或岩石。犹豫科学技术不断进步，一些过去不能利用的矿化岩石或一般岩石，如今已成为有用的矿床。矿床的定义中应注意如下两个含义：a、矿床的主体是地质体，因此矿床的形成和分布是受地质条件控制的，是有规律可寻的。b、确定矿床的标准是随经济需要和技术发展而变化的，即现在的一些矿床在数年或数十年前并不是矿床（如一些长石矿、粘上矿的矿床） ，现在不能构成矿床的一些地质体将来随着选矿、冶炼技术的发展可能会构成矿床。（2）宝石矿床（gemstone deposit
3、）：是指在各种地质作用下，在地壳表层和内部形成的，在现有技术和经济技术条件下，其质和量符合开采要求的宝石质矿物或矿物集合体。即可以是不同类型、不同规模的矿物晶体或岩石。如：花岗伟晶岩中的单晶体宝石矿床、软玉矿床等。4、矿床学的研究任务和研究方法:（1）矿床学的研究任务：矿床学的任务是研究矿床的地质特征、成因、成矿条件和分布规律，为成矿预测和找矿勘探提供理论基础。（2）矿床的研究途径及方法如下5、矿床学与其他学科的关系矿床是由地质作用形成的产物，矿床学是地质学科的一个组成部分，与地层学、古生物学、地史学、构造地质学、大地构造学等学科具有密切关系。 在研究矿床的成矿物质、成矿条件及成矿作用时必然涉
4、及到物理、化学、生物化学、力学等基础学科。矿床学研究的最终目的是为社会经济服务，因此，还必须了解找矿勘探地质学、选矿学、冶金学等科学知识。第二节 与矿床相关的基本概念一、矿体、矿石、夹石1、矿体:即是矿床的主体，是矿床中可供开采的地质体。一个矿床含一个或多个矿体，如铁山铁矿床(见图 2 一 l)有六个主要矿体。2、矿石:是矿体的主体，是矿体中有工业价值的矿物集合体。3、夹石:矿体中无工业价值的矿物集合体。矿石与夹石的区别是:前者所含有用组分在当前技术条件下可提取利用；后者不含或少含有用组分，在当前技术条件下不可利用。二、围岩和母岩 1、围岩(country rock, enclosing ro
5、ck)又称“主岩” 、 “容矿岩” 。矿体周围的和岩体周围的岩石均称围岩。不过，前者是矿体的圈岩，后者为岩体的围岩。2、成矿母岩(mother rock )是指对一个矿床的形成提供成矿物质来源或与成矿作用直接有关的岩石。有些矿床，矿体的围岩就是母岩，如伟晶岩，因为伟晶岩中矿体的形成正是由这些伟晶岩体提供成矿物质。部分矿床，矿体的围岩并非母岩，如砂矿，因为砂矿中的重矿物是从远处搬运来的，而不是来自砂矿层的顶底岩石。 三、矿石和脉石1、矿石(ore):是指在现有的技术和经济条件下，能够从中提取有用组分(元素、化合物或矿物)的自然矿物集合体。过去，矿石的概念只限于金属矿石，但目前己拓展到非金属矿床。
6、2、脉石(gangue, vein stone)是指矿床中与矿石相伴生的非矿石部分，如矿体中所含的围岩角砾或低矿化的围岩残余等。它们通常在采矿或选矿过程中被废弃。第三节 矿体的形状和产状l、矿体的形状及分类:(1)矿体(ore body):赎存于地壳中，具有各种几何形态及产状的矿石自然聚集体。 矿体的圈定受一定工业指标的限定。矿体是矿床的基本组成单位，是矿山开采的对象。矿体是一个具体的地质体，因而有一定的大小、形态和产状。一个矿床可以是一个矿体，也可以由一个以上的大小不等的矿体组成。(2)矿体形状:是指矿体的外形轮廓。通常按三度空间长度比例划分或描述为:等轴状矿体(矿瘤、矿巢、矿囊矿体)板状矿
7、体(矿层、矿脉)柱状矿体(矿柱、矿筒)另有一些复杂形状的矿体，如网脉状、透镜状等。2、矿体产状(mode of occurrence of ore body;attitude of ore body):是指矿体产出的空间位置和地质环境。包括矿体的走向、倾向、倾角、侧伏角、倾伏角;矿体的埋藏情况(出露或隐伏)和埋藏深度;矿体与围岩、构造的空间关系等。矿体的产状：包括如下五个方面内容：第四节 矿石的组分、品位及品级1、矿石的组分:矿石的化学成分是各不相同的，但可将其划分为如下四种类型:(1)有用组分:指矿石中主要可提取利用的成分。有用组分有如下类型或表示形式:有用元素：如：Au、Ag、Cu、Fe、
8、Pb 金属元素。有用化合物：如：WO3、Cr2O3、P2O5、KCL 等。有用矿物：如：云母、石棉、重晶石、冰洲石等。(2)无用组分:指矿石中不能提取利用的成分。(3)伴生有益组分:指可综合利用的组分和能改善产品性能的组分。前者如铜矿石中的Au、铅矿石中的 Ag 等元素常可被综合利用;后者如铁矿中的 Mn、V 等元素，它们的存在可改善钢铁的性能。(4)有害组分:指对选矿和冶炼或对其产品有不良影响的组分。例如金矿中的 As 不利于金的氰化选矿;铁矿中的 S、P 会降低钢铁的韧性和强度。2、矿石的品位(1)矿石品位:指矿石中有用组分的含量。品位表示方法如下:d、百分含量(%):是最常用的形式。b、
9、克/吨(g/T):(多用于贵金属矿)c、毫克/吨(mg/T)或克拉/吨:(用于钻石矿)d、克/立方米(g/m3):(多用于重金属砂矿)e、公斤/立方米(kg/m3)(多用于石棉、云母等)(2)工业品位和边界品位工业品位和边界品位是国家(或勘探部门)规定的上业指标，用于圈定矿体。a、工业品位:圈定矿体时矿体或矿段平均品位必须达到的最低值。b、边界品位:是矿体边部所允许的最低品位值。例如，1983 年国家储量委员会规定的岩金矿工业品位是 3-5 克/吨，边界品位是 l 克/吨。工业品位和边界品位涉及到矿山经济利润问题，它们的确定取决于以下因素:(a)地质因素:主要是矿体的规模及开采条件、有无可综合
10、利用组分和矿石工艺技术条等。如矿体规模大、开采条件好则开采成本低，工业品位可降低;条件相反则应升高。(b)市场因素:矿山或相关企业产品的市场价格、生产成本是不断变化的。当产品价值升高和(或)生产成本降低时上述工业指标也可降低，相反则应升高。(c)采选技术:随着矿石选矿、冶炼工艺的创新和发展，有用组分的回收利用率有可能较大幅度的提高，相应的工业品位指标也可随之降低。因此，工业品位和边界品位不是一成不变的。如近年来很多金矿、铁矿实际应用的工业品位己远低于 1983 年国家储量委员会的规定。3、矿石的品级矿石品级:是指矿石的质量分级。一般矿石品级的划分依据如下:a、矿石的品味 b、伴生组分 c、工艺
11、性能一般高品级矿石多是高品位、低有害伴生组分的矿石，例如磁铁矿矿石，平炉富矿要求(%)：Fe56、SiO28、S0.1、P0.1、Cu0.2、 、(Pb、Zn、As、Sn 均)0.04。随品位降低依次划分为高炉富矿、贫矿。在一些非金属矿石品级划分中工艺性能显得尤为重要:如云母片度、剥分性能和表面平整程度是云母矿石品级的重要的划分标准;石棉纤维的长度、劈分性能、柔韧性等是石棉矿石品级的重要划分标准。 第五节 岩石类型和矿石结构、构造一、岩石和岩石类型1、岩石:指天然产出的具有一定结构、构造的矿物集合体。岩石构成地球的上层部分(地壳和上地慢)，在地壳中具一定的产状。主要由造岩矿物组成。岩石按成因可
12、分为:火成岩、沉积岩和变质岩三大类。(1)火成岩(igneous rock):即岩浆岩，是由岩浆在地下或喷出地表后冷却凝结而成的岩石。常分为喷出岩和侵入岩。由于岩浆固结时的化学成分、温度、压力及冷却速度不同，可形成各种不同的岩石。如常见的岩浆岩有:花岗岩、伟晶岩、辉长岩、橄榄岩玄武岩、中酸性喷出岩:安山岩一流纹岩煌斑岩、金伯利岩等(2)沉积岩(sedimentary rock):在地壳表层常温常压条件下，由风化产物、深部来源物质、有机物质及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。常见的沉积岩有:砾岩、砂岩、粉砂岩泥岩、页岩、石灰岩、白云岩、硅质岩等(3)变质岩(meta
13、morphic rock):由各种变质作用形成的岩石。变质岩的岩性特征，一方面受原岩的控制，具有一定的继承性;另一方面，由于经受了不同的变质作用，在矿物成分和结构、构造上具有其特征性。常见的变质岩有:大理岩、石英岩、矽卡岩、蛇纹岩碎裂岩、糜棱岩、 、角岩板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等 二、岩石学中的结构和构造(1)结构(texture):在岩石学中，结构是指组成岩石的矿物颗粒的大小、形态和相互关系。火成岩、沉积岩和变质岩可划分为一系列的结构类型。在宝石学中，结构亦指组成多品质天然宝石材料的矿物颗粒的大小、形态和相互关系。翡翠的粒间变晶结构(2)构造(Structure):在岩石学中，构造指组成岩
14、石的矿物集合体的形状、大小和空间的相互关系及组合方式，即这些矿物集合体的几何学特征。火成岩、沉积岩和变质岩可划分一系的构造类型。常见岩浆岩的结构类型：3、岩浆岩的结构和构造A.岩浆岩的结构岩浆岩的结构：指组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度和矿物间（包括玻璃）相互关系。岩浆岩的构造：指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他组成部分之间的排列、填充方式等。根据确定岩石结构的四个要素：岩石的结晶程度矿物颗粒大小 矿物自形程度矿物之间的关系将岩石的结构划分若干类型和多种形式。（1）岩浆岩的结晶程度1、全晶质结构：岩石全部由结晶的矿物组成。多见于深成侵入岩中，结晶条件好，缓慢结晶
15、的产物。2、玻璃质结构：岩石几乎全部由为结晶的火山玻璃所组成。多见于火山岩中，是快速冷凝结晶的产物。3、半晶质结构：岩石由部分警惕和部分玻璃质组成，多见于浅成岩和或火山岩中。玻璃质：雏晶结构和球粒结构雏晶结构：玻璃质是一种为结晶的、不稳定状态下的固态物质，随着地质时代的增长，玻璃质将逐渐脱玻化，转化为结晶物质。在脱玻化初期，形成一些颗粒极细的结晶物质，成为雏晶。如果岩石主要由雏晶组成，则其结构为雏晶结构。球粒结构：脱玻化可形成球粒，它是由中心向外呈放射状生长的长英质纤维构成的球状生长物，也可呈扇状、束状等。（2）岩石中矿物的颗粒大小1、显晶质结构：肉眼观察时基本能分辨矿物颗粒者。（1）粗粒结构
16、：矿物直径5mm（2）中粒结构：矿物直径 2-5mm（3）细粒结构：矿物直径 2-0.2mm（4）微粒结构：矿物直径1 表示相应元素在该地质体内集呼、超基性岩中的铬铁矿矿床、铂及铂族金属矿床;、基性岩中的钒钦磁铁矿矿床;、橄榄石、辉石等矿床。2、岩浆熔离矿床1）岩浆熔离作用：岩浆熔离作用是由于温度、压力等条件的变化，一种均一的岩桨分为互不混溶的两种或两种以上融体的作用。例：硫化物在岩浆中的溶解度仅为万分之几至千分之几，但在 1400-1500以上时硫化物呈分散状态，含量可达 15%以上。当此种富含硫化物的熔浆温度和压力降低到一定限度时即发生熔离作用，产生富硅酸盐和富硫化物的两种互不混溶的熔浆。此外已知富 P 和 Fe的中性岩浆随温度下降课熔离为富硅酸盐、富磷酸盐和富铁的氧化物的三种熔体。2）岩浆熔离矿床：岩浆熔离矿床是经岩浆熔离作用使有用组分富集面形成的矿床。典型矿床：1）铜镍（铂）硫化物矿床；
