1 1封面1 1第六章第六章 矿产资源矿产资源矿矿 产产 资资 源源黄黄 昆昆信阳师院信阳师院 城市与环境科学院城市与环境科学院2 2首页2 2城 市 与 环 境 科 学 院黄昆第第 六六 章章 矿矿 产产 资资 源源章目录有关矿床的概念 成矿作用概述（略） 内生矿床 外生矿床 变质矿床和多成因矿床 3 3城 市 与 环 境 科 学 院黄昆1、有关矿床的概念有关矿床的概念 一、矿床与矿体 二、矿石与品位 三、矿产的工业分类章目录四、矿床的成因分类1、有关矿床的概念、有关矿床的概念 4 4城 市 与 环 境 科 学 院黄昆一、矿床与矿体一、矿床与矿体 一、矿床与矿体 矿产：地壳中可供国民经济利用的矿物资源，它是提高人民生活和进行现代化建设的重要物质基础。（一）矿床、矿体矿产是一个经济地理名词，在地质上相应的术语称为矿床。u矿床：它是指地壳内部或表面由于地质作用而形成的有用矿物聚集体，如果质和量适合于工业要求，并在当前经济和技术条件下能够开采利用的，称为矿床。u矿体：是矿石的聚集体，是矿床的基本组成单位和开采对象。具有一定的形状、产状和大小。（二）矿体的形状和产状（略）一个矿床往往是由多个矿体组成，矿体具有一定的形状和产状。5 5城 市 与 环 境 科 学 院黄昆一、矿床与矿体一、矿床与矿体 u矿体的形状矿体的形状按矿体在三度空间长度比例的不同，可将矿体的形状分为三种最基本的类型：等轴状矿体、板块矿体、柱状矿体。等轴状矿体：指三轴在三度空间大致均衡延伸的矿体。按其规模又有不同各称，例如直径数十米以上的称矿瘤；直径只有只米的称矿巢；直径更小的称矿囊或矿袋等。（图片）板块矿体：是指主要呈二维延伸的矿体。又有两种基本类型：矿层：是指沉积（或重力分异）作用形成的板块矿体。矿脉：是指产于各种岩石裂隙中的脉状矿体，属典型的后成矿床。（图片）6 6城 市 与 环 境 科 学 院黄昆一、矿床与矿体一、矿床与矿体 柱状矿体：是指一个方面延伸较大、而其它两个方面延伸较小的矿体类型。金刚石矿体常呈这种形状产出。（图片）透镜状矿体：呈透镜状，是一种过渡类型（图片）u矿体的产状：指矿体产出的空间姿态和地质环境，主要包括以下内容：矿体的空间位置。包括走向、倾向和倾角。矿体的埋藏情况。是露出地表（露天矿）或埋于地下（隐伏矿）。矿体与岩浆岩的关系。矿体与围岩的关系。矿体与地质构造的关系。7 7城 市 与 环 境 科 学 院黄昆一、矿床与矿体一、矿床与矿体 （三）同生矿床和后生矿床（略）u同生矿床是指矿体与围岩在同一地质作用过程中，同时或近于同时形成的矿床。如由沉积作用形成的沉积矿床，由岩浆结晶分异作用形成的岩浆矿床等。u后生矿床指矿体的形成明显晚于围岩的一类矿床。例如某些热液矿床，其矿脉切穿围岩，其形成时间明显晚于围岩。（四）围岩和母岩（略）u围岩：指矿体周围的岩石。由于矿床成因的复杂性，因而矿体与围岩的关系也变化多端。u母岩：指在矿床形成过程中，为成矿提供主要成矿物质的岩石，与矿体的空间上、时间上、主要在成因上存在密切的联系。节目录8 8城 市 与 环 境 科 学 院黄昆二、矿石与品位二、矿石与品位 （一）矿石和脉石u矿石：是指从矿床中开采出来的，能从中提出有用组份（元素、化合物或矿物）的矿物或矿物集合体。矿石一般由矿石矿物和脉石矿物两部分组成。矿石矿物是指可被利的金属和非金属矿物，也称有用矿物，如黄铜矿矿床中的黄铜矿；脉石矿物是指不能被利用的矿物，也称无用矿物，如黄铜矿矿床中的石英、云母等。u脉石：一般泛指矿体中的无用物质，包括围岩的碎块、夹石、脉石矿物。它们通常在矿床开采过程中被废弃掉。二二、矿矿石石与与品品位位9 9城 市 与 环 境 科 学 院黄昆二、矿石与品位二、矿石与品位 （二）矿石的品级和品位u品位：矿石中有用组分的含量称为品位。品位越高，矿体的价值越高。在具体勘探过程中，我们还经常使用边界品位和工业品位两个名词。边界品位：是用来划分矿体与非矿体的最低品位，即超过这个品位是矿体，达不到这个品位值不是矿体。边界品位值是随着科学技术的发展以及人类对矿产品不断的追求而不断变化的。工业品位：是指在当前科学技术及经济条件下能供开采和利用矿段或矿体的最低平均品位。只有矿段或矿体达到工业品位才能作为工业储量，被设计和开采。u品级：主要根据矿石的品位和有益、有害组成的含量来确定。矿石的品位越高，有益组分含量越高，有害组分含量越低，矿石的品级就越高。矿石和岩石本质上无区别；其区别在于其中有用元素的最低工业品位，即适用于最低工业要求的元素的百分含量。10 10城 市 与 环 境 科 学 院黄昆二、矿石与品位二、矿石与品位 （三）决定矿床工业价值的因素（略）决定矿床工业价值的因素很多，但主要因素有下列三个：u矿床本身的特征和性质包括矿体的形态、产状和储量，矿石的质量（品位、品级），矿石综合利用价值和矿床开采、选矿、冶炼技术条件等。u国民经济和国防建设对矿产的要求主要包括经济建设和国防建设计划中对各类矿产的需求量，矿床的地理分布，该地区的发展远景计划等。u矿区的经济因素如劳力资源、水文地质、工程地质、交通运输以及粮食、劳动力供应等。节目录11 11城 市 与 环 境 科 学 院黄昆三、矿产的工业分类三、矿产的工业分类矿产的分类有多种方式：如按产出状态可分为气体矿产、液体矿产、固体矿产三种；按矿产的性质及其主要工业用途，又可分为金属矿产、非金属矿产、可燃有机矿产和地下水资源四类；按照矿床的形成作用和成因划分的矿床类型，如伟晶矿床、热液矿床、沉积矿床、风化矿床、变质矿床等。首先让我们了解其工业分类。u金属矿产：是从中可提取金属元素的矿物资源。按工业用途又分为：黑色金属：铁、锰、铬、钒、钛等。有色金属：铜、铅、锌、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑、汞等。轻金属：铝、镁等。贵金属：金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑等。放射性金属：铀、钍、镭等。三三、矿矿产产的的工工业业分分类类12 12城 市 与 环 境 科 学 院黄昆三、矿产的工业分类三、矿产的工业分类稀有、稀士和分散金属，可分为三类。稀有金属：钽、铌、锂、铍、锆、铯、铷、锶等。稀土金属：包括原子序数39（钇）和57-71的16个元数。根据地球化学性质又分为：l轻稀土金属（铈族元素）：包括镧、铈、钕、钷、钐、铕等。l重稀土金属（钇族元素）：包括钇、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等。分散金属：如锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、钪、硒、碲等。u非金属矿产是从中可提取非金属元素或可直接利用的矿物资源。按工业用途又可分为：建筑及水泥材料：如花岗岩、大理岩、石灰岩、砂岩、珍珠岩等。陶瓷及玻璃工业原料：如长石、石英砂、高岭土、和粘土等。压电及光学原料：如压电石英、光学石英、冰洲石、和粘土等。工业制造业原料：如石墨、金刚石，云母、石棉、重晶石、刚玉等。13 13城 市 与 环 境 科 学 院黄昆三、矿产的工业分类三、矿产的工业分类化学工业原料：如磷灰石、磷块岩、黄铁矿、钾盐、岩盐、明矾石等。冶金辅助原料：如萤石、菱镁矿、耐火粘土等。宝玉石及工业美术材料矿产：如钻石、翡翠、红宝石、蓝宝石等。u能源矿产是指可为工业或民用提供能源的地下资源。按产出状态可分为四类：固体的可燃有机矿产：如煤、油页岩、地蜡、地沥青等。液体的可燃有机矿产：如石油。气体的可燃有机矿产：如天然气等。放射性金属：铀、钍等。u地下水资源包括地下饮用水、技术用水、矿泉水、地下热水和卤水等。节目录14 14城 市 与 环 境 科 学 院黄昆四、矿床的成因分类四、矿床的成因分类内生矿床伟晶岩矿床火山矿床气化热液矿床（岩浆期后矿床）矽卡岩矿床（接触交代矿床）高温热液矿床中温热液矿床低温热液矿床热液矿床岩浆矿床早期岩浆矿床晚期岩浆矿床熔离矿床四四、矿矿床床的的成成因因分分类类15 15城 市 与 环 境 科 学 院黄昆四、矿床的成因分类四、矿床的成因分类变质及多成因矿床章目录节目录16 16城 市 与 环 境 科 学 院黄昆2、成矿作用概述成矿作用概述（略）（略）一、有用元素的富集 二、形成矿石矿物的方式 三、成矿作用 2、成矿作用概述、成矿作用概述章目录17 17城 市 与 环 境 科 学 院黄昆一、有用元素的富集一、有用元素的富集 元素在地壳和上地幔中的含量并不是固定不变的，它们在地球各种内部或外部力量的作用下，总处于不断的运动变化之中。运动变化的结果，或导致元素分散，或是导致元素集中。元素这种运动变化和迁移的过程，称为元素的迁移。可以说，没有元素的迁移，就没有成矿作用发生。即元素必须通过一定的地质作用发生迁移，并富集达到能成为矿床的程度，才能成为矿床。元素迁移富集的程度可用浓度系数表示。所谓浓度系数是该元素矿床工业品位与其在地壳中平均含量的比值，便如铁的地壳平含量为5.8%，工业品位为30%，则浓度系数为5，即说明铁要富集5倍以上，才能成为矿床；又如铜，地壳平均含量为0.006%，工业品位为0.5%，必须富集80倍以上才能成为矿床；又如金，地壳平均含量为410-7%，工业品位为0.001%，浓集系数为2500，即需富集2500倍才能成为矿床。上述举例也说明，各种元素富集成矿的难易程度是不同的。浓度系数越大，成矿越难。一一、有有用用元元素素的的富富集集节目录18 18城 市 与 环 境 科 学 院黄昆二、形成矿石矿物的方式二、形成矿石矿物的方式 在自然界中，元素聚合形成矿石矿物的方式多种多样，主要的作用如下：u结晶作用 按性质和特征又分为：岩浆结晶作用：岩浆是一种以硅酸盐为主的熔融体。当岩浆冷凝到一定程度时，达到了其中某一些矿物的饱和点，矿物就从岩晶中结晶出来，矿物高度集中形成矿床。如金刚石、磷灰石、铬铁矿、钛铁矿等就是岩浆结晶作用形成的。凝华作用：岩浆的热能使一些易挥发物质气化，并沿着裂隙逸散，它们沿火山口、喷气孔或者浅成侵入体周围，直接结晶形成凝华物。如火山口附近的自然流，有些玛瑙也可通过这种方式形成。蒸发作用：在天然盐池中，由于海水来断蒸发，盐不断浓缩，并最终结晶出来形成矿床。u化学作用 通过化学反应而生成矿石矿物，导致元素集中。主要的作用有：化合作用；胶体化作用； 生物化学作用二二、形形成成矿矿石石矿矿物物的的方方式式19 19城 市 与 环 境 科 学 院黄昆二、形成矿石矿物的方式二、形成矿石矿物的方式 u交代作用实际上也是一种化学作用。但它是特指溶液与岩石在接触过程中，发生的一些组分代入和另一些组分代出的地球化学作用。这种作用广泛发生于岩浆岩与围岩相接触的地带。如矽卡岩型矿床，石榴石矿床等。u离子交换作用这种作用在内生和外生作用中均广泛存在。u类质同象置换作用是指矿物中的一种或多种元素被性质相同的另一种或多种元素置换，而矿的结晶学性质未发生变化，仅某些物理性质发生变化的现象。例如红宝石，其矿物是刚玉，仅其中铝被铬类质同象置换而使其成为红宝石。若没有该作用，则没有红宝石。节目录2020城 市 与 环 境 科 学 院黄昆三、成矿作用三、成矿作用 u成矿作用：是指在地球的演化过程中，使分散在地壳和上地幔的化学元素，在一定的地质环境中相对富集形成矿床的作用，它是地质作用的一部分。按作用的性质和能量来源，可将成矿作用划分为内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用三大类。内生成矿作用主要是由地球内部的能量作用导致形成各种矿床的地质作用。地球内部能的来源有多种方式，如放射性元素蜕变能、岩浆热能、在地球重力场中物质调整过程中释放出的能量等。内生成矿作用按其物理化学条件不同，可分为： 岩浆成矿作用、伟晶成矿作用、接触交代成矿作用和热液成矿作用等。三、成三、成矿作用矿作用21 21城 市 与 环 境 科 学 院黄昆三、成矿作用三、成矿作用 外生成矿作用主要是在太阳能影响下，在岩石圈上部、水圈、气圈和生物圈的相互作用过程中，导致元素集中，从而形成矿床的作用。外生成矿作用可分为风化成矿作用和沉积成矿作用两大类。变质成矿作用先形成的岩石或矿床，由于地质环境发生变化，特别是温度、压力的变化，并有其它气液的参加，在变质作用下造成元素集中，形成矿床的过程。变质成矿作用按其产生的地质环境不同，可分为接触变质成矿作用、区域变质成矿作用和混合岩化成矿作用等。叠生成矿作用这是一种复合的成矿作用，在自然界是常发生的。即在先形成的矿床或含矿建造基础上，又有后期成矿作用叠加，从而形成矿床的过程。叠加过程可使矿床成矿或更加富集，同时也可使原矿床贫化。章目录节目录2222城 市 与 环 境 科 学 院黄昆3、内生矿床内生矿床 一、岩浆矿床 二、伟晶岩矿床 三、气化-热液矿床 四、火山矿床 3、内内生生矿矿床床章目录2323城 市 与 环 境 科 学 院黄昆一、岩浆矿床一、岩浆矿床 u内生矿床：主要是在岩浆活动过程中，在一定条件，有用组分富集起来所形成的矿床。岩浆中包含硅酸盐与金属的挥发性物质（各种金属元素与气体的结合物）两个最基本成分。它们的物理、化学性质有着很大的差异，有如油与水的关系，在高温下两者溶和，在低温低压下两者分离。在岩浆不断演化过程中，即形成各种岩浆岩，也形成各种有关的内生矿床：侵入活动岩浆矿床、伟晶岩矿床、气水热液矿床；岩浆喷出活动火山矿床。内生矿床提供了绝大多数的有色金属、稀有金属（图片）和部分非金属矿产（图片），在国民经济中起着重要的作用。一、岩浆矿床它是岩浆侵入地壳产生的第一批矿床（较高的温度和压力），矿石矿物一般熔点高、密度大。岩浆矿床是岩浆冷凝过程中，由于岩浆分异作用使分散在岩浆中的有用组分聚集而成的矿床。绝大多数的铬、镍、铂族元素及相当数量的钒、钛、钴、稀土等矿产，都产于岩浆矿床中。一、岩一、岩浆矿床浆矿床2424城 市 与 环 境 科 学 院黄昆一、岩浆矿床一、岩浆矿床 （一）早期岩浆矿床结晶分异作用是指有用矿物在岩浆冷凝结晶过程中，比主要造岩矿物的硅酸盐矿物（橄榄石、辉石等）早结晶或同时结晶所形成的矿床。u结晶分异作用：岩浆中的矿物按顺序进行结晶，并在重力和动力作用影响下分异和聚集的过程，称为结晶分异作用。由结晶分异作用导致矿物集中，并形成矿床。（图片）（二）晚期岩浆矿床气体分异作用是指有用矿物在岩浆冷凝过程中，在主要硅酸盐矿物结晶后形成的矿床。u气体分异作用：在岩浆结晶的晚期，挥发组分相对越来越高，由于其化学活性强，常与金属元素结合，形成运移能力强熔点低的矿浆，直到岩浆结晶的后期才结晶，而使金属元素富集成矿。 （如四川攀枝花铁矿）2525城 市 与 环 境 科 学 院黄昆一、岩浆矿床一、岩浆矿床 （三）熔离矿床液态分异作用岩浆的成分原很复杂，在高温高压条件下可以混熔在一起，但由于温度逐渐降低或压力减小，岩浆中的某些成分可以分离出来，冷却结晶形成矿床。u熔离作用（液态分异作用）：在较高温下为一种均匀的岩浆熔融体，当温度和压力降低时，分离成两种或两种以上不混熔的熔融体的作用称为岩浆熔离作用。由岩浆熔离作用形成的矿床称为岩浆熔离矿床。如产在基性岩的中铜镍硫化矿床就是典型。（图片）节目录2626城 市 与 环 境 科 学 院黄昆二、伟晶岩矿床二、伟晶岩矿床 u伟晶岩：是一种矿物颗粒结晶粗大的，具有一定内部构造特征的，常呈不规则岩墙、岩脉或透镜体产出的地质体。当伟晶岩中的有用矿或组分富集并达到工业要求时，便成为伟晶岩矿床。u岩浆结晶最后阶段的残余岩浆所形成的矿床。u挥发组分富、结晶温度低、粘度小、结晶时间长、晶体完好而巨大。u化学成分：主要是氧和亲氧元素；稀有、稀土、和分散元素；放射性元素和挥发组分等。u伟晶岩矿床中，常含有富含挥发分的矿物（萤石、电气石、黄玉等）u伟晶岩是稀有、稀土、放射性元素和宝石的重要宝库。二、伟晶岩矿床二、伟晶岩矿床节目录2727城 市 与 环 境 科 学 院黄昆三、气化三、气化-热液矿床热液矿床 u气化-热液矿床：成矿物质在热气和热液中被搬运并填充到岩石裂隙里所形成的矿床，统称为。u气水热液的来源：岩浆热液、变质热液、地下水热液、海水热液u气水热液矿床的成矿方式：主要有两种方式：交代作用、充填作用充填作用： 含矿气水热液在围岩裂隙中沉淀充填形成热液矿床。交代作用：气水热液与围岩发生交代反应（化学反应和物质交换），形成矿床。还存在一种方式是蚀变作用：是由于交代作用使围岩发生蚀变，同时伴生充填作用。通常，充填和交代会同时进行，只不过在不同的条件下的主次不同。 u气水热液矿床主要有两种类型：接触交代矿床、热液矿床。三、气三、气化化-热液热液矿床矿床2828城 市 与 环 境 科 学 院黄昆三、气化三、气化-热液矿床热液矿床 （一）接触交代矿床u接触交代矿床概念：是指在岩浆侵入体与围岩接触地带，由于气水热液的交代作用而形成的矿床。（主要是在中酸性中基性侵入体与碳酸盐类岩石（或钙镁质岩石）的接触带或其附近，同于含矿汽水溶液进行交代作用而形成的矿床。接触交代矿床具典型的矿物组合（钙铝-钙铁榴石系列；透辉石-钙铁辉石系列），这些矿物组合称矽卡岩组合，由于矿床的形成在时间和成因上与矽卡岩存在密切联系，因而也称矽卡岩矿床。）u特点：产出部位：在岩浆岩与围岩的接触带上，并受接触带的控制。（这类矿床主要产于中酸性岩体与碳酸盐岩的接触带。）矿物成分复杂，结构构造多样，但具典型的矽卡岩矿物组合，但由于温度较高，有挥发分参加，因而矿石一般为粗粒结构。矿床分带性明显。（图片）2929城 市 与 环 境 科 学 院黄昆三、气化三、气化-热液矿床热液矿床 （二）热液矿床根据形成温度，分为高温、中温、低温等三类热液矿床。u高温热液矿床 形成温度为500300，矿体多位于花岗岩体顶部及其靠近的非碳酸盐围岩中，呈脉状，其发育程度往往与裂隙发育程度有关。常形成钨、锡、钼、铋、铍等矿床。u中温热液矿床形成温度约300200 ，矿体位于距侵入体较远的围岩中，多呈脉状，并往往为围岩的断裂等构造条件所控制。中温热液矿床常为铜、铅、锌、金、银等多金属矿（图片）、硫铁矿等主要来源（图片）。3030城 市 与 环 境 科 学 院黄昆三、气化三、气化-热液矿床热液矿床 u低温热液矿床 形成温度约20050，矿体多发现于距侵入体很远的沉积岩中，形成部位较浅。世界上的锑、汞（下图）、砷等矿产，几乎全部来源于本类矿床。中酸性凝灰岩，经低温热液蚀变而成的鸡血石（叶腊石、辰砂）节目录31 31城 市 与 环 境 科 学 院黄昆四、火山矿床四、火山矿床u是指在火山活动过程中，产于地表或接近地表的矿床。根据成矿作用可以分为火山岩浆矿床、火山气液矿床和火山沉积矿床。（一）火山岩浆矿床（岩浆爆发矿床）u是由于岩浆的喷发作用，把早期结晶的有用矿物和熔融状态的有用组分带至地表或抵近地表，所形成的一些特有矿床。（经分异或熔离作用的岩浆，通过爆发的方式到达地表，称岩浆爆发作用，所形成的矿床称岩浆爆发矿床。典型的有产大金伯利岩岩筒中的金刚石矿床（图片）。）（二）火山气液矿床u是火山喷发或喷发期后的气体和热液，在一定地质条件下，气液相互作用或气液与围岩作用，促使有用组分富集和沉淀所形成的矿床。（图片）如火山喷发的气体通过直接凝结或与围岩相互作用，常在火山口附近或凝灰岩及熔岩的裂隙中，形成小型的硫黄、雄黄、雌黄、硼酸盐等矿床。四、火四、火山矿床山矿床3232城 市 与 环 境 科 学 院黄昆四、火山矿床四、火山矿床（三）火山沉积矿床u是火山喷发过程中产生的有用组分，溶解在水中经过搬运和沉积所形成的矿床。这里所说的有用组分，包括火山气水热液、火山固体喷发物（如火山灰）被海水淋滤分解的产物等。特别是海底火山活动更可提供大量金属元素，在海底具有巨大水柱压力的条件下，矿质不易散失，最终沉积在海底，形成矿床。（图片）内生矿床理想综合示意图（内生矿床理想综合示意图（图片图片）章目录节目录3333城 市 与 环 境 科 学 院黄昆4、外生矿床外生矿床 一、风化矿床 二、沉积矿床 三、可燃有机岩矿床 4、外生矿床、外生矿床章目录3434城 市 与 环 境 科 学 院黄昆u外生矿床：在地表外力作用下使有用元素或有用组分聚集所形成的矿床，称外生矿床。根据成矿过程的不同可以分为风化矿床和沉积矿床两大类。另有一类是由生物堆积而成的可燃有机岩矿床，从广义角度看，它属于沉积矿床的范畴。一、风化矿床u地壳表层岩石（包括含矿的母岩及原生矿床）在风化作用过程中，使某些有用组分在原地或原地附近富集起来所形成的矿床，称为风化矿床。根据风化作用类型、风化物质、聚积地点和方式，分为：物理风化残积、坡积矿床化学风化残余矿床、淋积矿床一、风化矿床一、风化矿床 一、风一、风化矿床化矿床3535城 市 与 环 境 科 学 院黄昆（一）残积、坡积矿床u岩石或矿脉在风化的过程中，比重小、粒度细的碎屑被介质带走，而比重大，化学性质稳定的矿物颗粒停留在原地（原地附近）而富集成矿。一、风化矿床一、风化矿床 3636城 市 与 环 境 科 学 院黄昆（二）残余矿床u岩石或矿脉在化学风化过程中，可溶性的物质被水淋溶或淋滤带走，而难溶性的物质残留在原地（原地附近）而富集成矿。一、风化矿床一、风化矿床 3737城 市 与 环 境 科 学 院黄昆（三）淋积矿床u地表岩石或品位较低的矿床，在风化过程中有一些溶于水的组分渗入地下，并沿途与围岩发生交代作用而形成矿床。一、风化矿床一、风化矿床 渗透带渗透带（氧化带）（氧化带）潜水面潜水面流流动动带带（还原带或次生富集带）地下水停滞带地下水停滞带（原生硫化物带原生硫化物带）黄铁矿黄铜矿铁帽（赤铁矿、褐铁矿、孔雀石、兰铜矿）次生富集带（黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、铜蓝）3838城 市 与 环 境 科 学 院黄昆氧化带的变化：黄铁矿、黄铜矿氧化成FeSO4 、CuSO4 硫酸亚铁氧化成褐铁矿（铁帽）硫酸铜遇石灰岩（方解石）形成孔雀石或蓝铜矿还原带的变化：硫酸铜渗透到还原带会与原生硫化物发生交代反应，使黄铜矿、黄铁矿转化为斑铜矿、铜蓝、辉铜矿，使铜的品位提高次生富集一、风化矿床一、风化矿床 节目录3939城 市 与 环 境 科 学 院黄昆u在地表外力作用下，主要通过沉积分异作用使有用组分富集而成的矿床，称为沉积矿床。这类矿床与沉积岩的形成条件和过程是一致的，因此具有和沉积岩相同的一般特征，如具层理，有的含有化石，层位比较稳定，有时规模巨大，找矿和勘探也比较容易。根据其形成方式，可以分为：机械沉积砂矿、化学及生物化学沉积矿床。（一）机械沉积矿床机械沉积砂矿床分为：冲积砂矿床（主要在河谷）；海滨砂矿床（主要在海岸）u冲积砂矿床冲积砂矿的分选性（如图）冲积砂矿的分布地带（图片）目前世界上65%以上的金、相当数量的金刚石皆采自砂矿（图片）。二、沉积矿床二、沉积矿床 金金金金磁磁铁铁矿矿铬铬铁铁矿矿石石英英琥琥珀珀二、沉二、沉积矿床积矿床4040城 市 与 环 境 科 学 院黄昆（二）化学及生物化学沉积矿床包括蒸发沉积矿床、胶体化学沉积矿床、生物及生物化学沉积矿床。u蒸发沉积矿床三条件：封闭的地理环境；干燥的气候（蒸发量大）；盐的补给结晶分异规律：白云岩石膏石盐钾盐镁盐二、沉积矿床二、沉积矿床 海洋海洋盐湾盐湾岩盐岩盐白云岩、天然碱白云岩、天然碱石膏石膏钾盐钾盐真溶液矿床形成的沉淀顺序41 41城 市 与 环 境 科 学 院黄昆u胶体化学沉积矿床本类矿床中，深海沉积矿床是最有前景的矿床，主要是沉积锰矿床。在深海广泛分布锰结核，这些马铃薯形状的锰结合不但含锰，还含有铁、铜、镍、钴等氧化物。它们潜力巨大，不仅因为陆地上的锰矿逐渐损耗，还因为结核中富含其它金属。储量估计达到 万亿吨。二、沉积矿床二、沉积矿床 深海锰结核（深海锰结核（图片图片），），锰含量答锰含量答20%，并有少，并有少量铁、铜、镍。结核直量铁、铜、镍。结核直径径7.5cm (Chip Clark)u生物及生物化学沉积矿床（略）节目录4242城 市 与 环 境 科 学 院黄昆（一）煤u煤的概念和成分煤是由植物遗体堆积在一定环境，经过复杂的变化而成的一种可燃有机岩。煤的成分包括有机组分和无机组分。有机组分主要由碳、氢、氧等元素组成；无机组分称为灰分。煤中的灰分一般在30%以下。u煤的形成条件植物繁盛（地质历史时代：C、P、J、E（早第三纪）环境封闭（植物堆积后与空气隔绝）地壳运动反复（地壳反复运动，才能导致煤层反复堆积，在同一地区形成很厚的含煤地层） （图片）u成煤作用（图片）三、可燃有机岩矿床三、可燃有机岩矿床 三、可三、可燃有机燃有机岩矿床岩矿床4343城 市 与 环 境 科 学 院黄昆u煤炭资源 全球煤炭资源存量为6.8 万亿短吨( short tons)1短吨=0.907吨。主要产煤国是美国、俄罗斯和中国，其储量共占全世界的85%，其中俄罗斯50%、中国20%、美国15%。（图片）u煤的环境问题煤的发现带来严重的环境问题，使人们更喜欢用石油和天然气。煤燃烧过程中放出硫，同氧气化合形成氧化硫进入大气中，当和雨水相遇生成酸雨。煤灰也是造成污染的重要物质。三、可燃有机岩矿床三、可燃有机岩矿床 4444城 市 与 环 境 科 学 院黄昆（二）石油和天然气石油和天然气是产于地层中的可燃性油质液体和气体。它们不能形成独立的地层，而存在于岩石空隙和裂隙之中。u石油和天然气的成分和性质（略）石油，据J.M.亨特统计（1979），石油的平均元素组成：碳为84.5%，氢为13%，硫为1.5%，氮为0.5%，氧为0.5%。石油主要由碳和氢组成，碳和氢的总量在9599%之间。石油中已鉴定出3000种化合物，其中烃类化合物230种以上，主要有烷属烃CnH2n2、环烷属烃CnH2n、芳香属烃CnH2n-6等，种类繁多。石油在化学上不是纯一物质，所以它的物理笥变化范围很大，颜色是棕黑、深褐、棕黄等，比重0.751.0，带特有臭味，沸点和凝固点不固定，可点燃，含热量比煤高出近1倍。 天然气，天然气比石油轻，所以常位于石油的上部，称为气顶。我国四川等省也有单独的天然气矿藏四川的天然气是以气态碳氢化合物为主的混合物，以甲烷CH4最多，占气体成分的8090%。另外，还有少量的乙烷、丙烷和丁烷等。天然气一般无色无味，可以燃烧，是重要能源之一。三、可燃有机岩矿床三、可燃有机岩矿床 4545城 市 与 环 境 科 学 院黄昆u石油和天然气的形成（略）生物生活和埋藏的场所近海生物量高的地方，氧气供应不足的地方，如岸外大陆架沉积盆地经过百万年的埋藏、化学作用等，生成了分散在岩层中的细小油气油气经过迁移，聚集在不能向上逃逸的地质构造中。u油气藏的形成生油层储油层（图片）圈闭（图片）u石油分布全球最多的两个石油储存地是中东和墨西哥湾和加勒比周围地区。沙特阿拉伯石油储量最多。u我国是石油储量较丰的国家（图片）三、可燃有机岩矿床三、可燃有机岩矿床 章目录节目录4646城 市 与 环 境 科 学 院黄昆5、变质矿床和多成因矿床变质矿床和多成因矿床 （略）（略） 一、变质矿床在变质地区受到区域变质作用影响形成的矿床，统称变质矿床。在受到变质作用以前，可能已经存在某种矿床，也可能不存在已成矿床，但在区域变质作用过程中使矿床受到改造或使某些成矿组分发生活动、迁移、集中和重结晶形成矿床，都属于变质矿床。在变质矿床中经常赋存铁、铜、铅、锌、金、铀、锰、铬、镍、钴、铌、钽、白云母、硼、石墨、菱镁矿、蓝晶石、红柱石、矽线石、石棉等矿产，并占有世界储量的很大比重，如铁矿为70%、铜为60%、锰为63%等。（一）受变质矿床 指原已形成的矿床，后又受到区域变质作用改造所形成的矿床。（二）变成矿床指原来岩石中含有某些有用矿物组分但未形成矿床，在区域变质作用过程中使某些成分活化、集中，重结晶所形成的矿床。（三）混合岩化矿床 原岩在变质作用后期受区域混合岩合岩化作用用部分深熔作用所形成的矿床。这类矿床主要是矿源层中的成矿组分，在混合岩化流体（包括来自地幔的上升流体以及从混合岩浆析出的热液等）的作用下，发生运移和集中而形成的。5、变变质质矿矿床床和和多多成成因因矿矿床床4747城 市 与 环 境 科 学 院黄昆5、变质矿床和多成因矿床变质矿床和多成因矿床 （略）（略） 二、多成因矿床许多矿床是在长期的复杂过程中形成的，因此很难用单一的成因进行解释。成矿物质可能是多源的，比如来自地下深处，来自岩浆，来自围岩。成矿作用可能是多期多阶段的。成矿作用类型也可能是多种多样、前后叠加的，等等。章目录4848