矿床

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目录

什么是矿床[1]

  矿床是指由一定的地质作用,在地壳的某一特定地质环境内产出并适合在当前技术经济条件下开采利用的有用矿物堆积体。

矿床的特征[2]

  矿床的大小、形状及产出深度可以有相当大的变化。矿体的形状可以有不连续的脉状及凸镜状、不规则块状、筒状或胡萝卜状、裂隙网脉状、破碎岩石及沉积地层中的浸染体及沉积层状等。

  目前对矿床形成的确切深度或最大深度知道得还不多。金刚石晶体可能形成于几公里深的地方;硫化物矿物形成于几百至数千公尺深的范围内。许多矿床形成的深度可深达16公里。成矿的温度及压力变化范围很大,这取决于成矿的深度。由岩浆熔融体分异作用形成的岩浆分凝矿床在非常高的温度和压力条件下形成。成矿时的压力-温度关系可能是复杂的。静水压力梯度取决于地下水的密度或含盐量,一般每加深30公尺增加3千克/平方公分(每加深100迟增加40~45磅/平方寸)。在同样深度下,地静压力或岩石压力是静水压力的2~3倍。

  共生次序是指在某个矿床内不同矿物形成的先后次序。在同一矿床内,随着成矿熔液温度、压力及化学成分的变化,在不同时间将产生不同矿物的沉淀。在不仅有一个热液活动期的成矿条件下,共生次序会进一步复杂化。

  根据对全世界许多热液矿床的研究,按照矿物的稳定性顺序,已确定了矿物沉积的一般顺序。与矿物共生次序有关的是矿床的分带现象。当成矿熔液沿着岩石中通道运动时,它们在温度、压力及化学成分上发生变化。结果在沉积过程中,随着距岩浆源距离的增加,可形成不同矿物的富集。这种分带现象是常见的,但是在矿床中并不都出现。一般情况下,锡、钨及铋矿物比铜矿物更靠近岩浆源,而铅及锌矿物则远些,自然金、自然银和含金、银矿物则更远,而距岩浆源最远的是锑和汞矿物。

矿床的分类[3]

  传统的矿床学将矿床分为内生和外生(表生)二大类,并将其纳入岩浆、沉积和变质三大成矿作用。现代矿床学研究进展和实际资料证实,成矿作用除已知的三大成矿作用外,还存在一些过渡类型及独特类型,如热水成矿作用。

  1.岩浆矿床

  岩浆矿床包括岩浆熔离矿床和岩浆分结矿床,成矿多与铁镁质和超铁镁质岩以及碱性岩浆的结晶分异作用和岩浆熔离作用有关。此外,岩浆矿床还包括被碱性超镁铁质岩(金伯利岩、橄榄金云火山岩)携带至地壳表层而其本身形成于地幔的金刚石矿床和超镁铁质岩石经自变质作用所形成的蛇纹岩矿床。

  2.斑岩矿床

  斑岩矿床的概念是由斑岩铜矿扩展而来的,其主要成矿作用是由浅成斑岩体侵入而引发的,成矿可以发生在斑岩体内,亦可以发生在其周围附近的围岩及其接触带。因此,斑岩矿床一方面可以与接触交代型矿床有联系,另一方面也可以向脉型热液矿床,甚至火山热液矿床过渡。我国江西银山铜铅锌银矿床就是一个从斑岩(铜)到陆相火山热液型(铜、铅、锌)到热液(脉)型(铅、锌、银)过渡的典型例子。

  3.伟晶岩矿床

  该类型矿床是富含挥发分的花岗岩浆或花岗岩化演化晚期的气成高温流体在岩体顶部和围岩中形成的独特的矿床类型。矿床产于伟晶岩脉内。主要矿石矿物为锂辉石、白云母、钠一锂绿柱石,形成矿种共生复杂的稀有金属,以及白云母、长石、宝石矿床,有些矿床中还可见稀土金属和锡共生。

  赋矿伟晶岩与围岩具有明显的侵人关系,伟晶岩的母岩浆多属重熔型。据研究伟晶岩形成于12km深度时,主要形成白云母伟晶岩,而在7-10kin深度时,主要形成稀有金属伟晶岩,远离花岗岩母岩的伟晶岩脉矿化更富集。

  4.接触交代矿床

  接触交代型矿床产于富硅富铝的中酸性侵入体与化学活泼性较强的围岩的接触带及其附近围岩内,一般与特殊的交代蚀变组合——夕卡岩化和角岩化有成因和空间的紧密联系。其成矿作用发生在中深到深成环境,围岩多为碳酸盐岩,有时为富钙质的碎屑岩、火山沉积岩;不纯的灰岩与硅质碎屑岩的互层往往比厚层灰岩更有利于成矿。矿床形成有时与复杂的渗滤和交代作用有关。有时则蚀变作用较为简单,仅仅形成一些无水蚀变矿物组合或由于热力烘烤而产生结晶或角岩化,该组合中一般极少金属硫化物矿化。

  5.热液型矿床

  很难给一般意义上的热液型矿床下一个明确的定义。这里所划分的热液矿床,是指那些与热液有关的除斑岩型、接触交代型以及陆、海相火山岩型和与变质流体有关以外的而主要成矿作用发生在热流体中的矿床。这种热流体有的与岩浆有关,有的与岩浆无关。事实上,我们知道,地壳中热流体的产生,除了与岩浆侵人、喷出有关以外,构造变形、变质和地壳的自然增温都能提供热源,而大气降水、封层水等在热力作用下也都能产生各种热液。在漫长的成矿历史演化中,热液与其所流经的通道发生复杂的物质交换,孕育着成矿热液,在适当的围岩、构造空间和温、压条件下沉淀成矿。因此从总体上来看,热液矿床与围岩具有后生侵入关系,其在成矿流体所流经的区域内普遍发育各种热液蚀变。

  6.海相火山岩型矿床

  海相火山岩型矿床无论在世界还是中国范围内都具有十分重要的地位,许多块状硫化物型铜、锌、铅以及金、银矿床具有十分巨大的经济价值

  从火山岩的特点来看,基性、中基性而又偏碱性海相火山岩易于成矿。某些海相火山岩型矿床本身含火山物质并不多,但大量的硅质条带反映了成矿时曾广泛发生了火山喷气一成矿作用。因此,有明显海底喷气沉积特点的矿床归人海相火山岩型矿床而不属于沉积矿床

  7.陆相火山岩型矿床

  中国东部地区自中生代以来广泛发育陆相火山断陷盆地,相伴有铁、铅锌银、硫铁矿、萤石、叶蜡石、明矾石及膨润土产生,近年来相继在陆相火山岩型铜、金、铜多金属和银锑找矿方面取得了突破。陆相火山成矿作用与海相火山成矿作用具有相似的特点,但也存在明显的差异。就火山岩特点来说,从基性到酸l生都可成矿;就贱金属来说,陆相火山岩型矿床往往没有海相块状硫化物那样大的规模。然而,由于陆相成矿环境温压梯度变化大,从而造就了成矿元素组合更加复杂,特别是对金、银、锑等贵金属矿床形成十分有利。

  8.变质-变成型矿床

  对于绝大多数金属矿床来说,区域变质作用已被证明难以孕育产生大规模的矿床。赋存于老变质岩特别是元古宇中的许多铜、金、多金属矿过去被认为是变质型,现普遍认为有一些是变质前就已形成,另一些则主要受变质后的热事件的控制。由于研究程度较低,变质程度较高的老地层中的一些铜、铁矿,我们目前还不能确切地给予其一个非变质成因的具体成因类型定位,因此,暂放入变质铜矿。对于绝大部分赋存于变质岩中的铁、钛矿床,仍归入变质一变成型矿床范畴。

  9.沉积型矿床

  系指由化学沉积和生物化学沉积作用在水盆地中形成的矿床,包括蒸发岩型矿床。近年来国内外在研究热门的热泉型矿床,如果没有明显的火山物质相伴,也归入此类。

  在我国,沉积类型的金属矿床主要有铁、铝、锰、铅锌、铜、锂等矿床,非金属沉积矿床在我国也相当发育,除了有大量的蒸发盐类矿床外,沉积型硫铁矿、磷、高岭土、耐火粘土等矿床数量多,储量大,此外还有硅藻土、重晶石、膨润土、天然碱、自然硫等矿床。需要指出的是,对于沉积型有色金属矿床的成因特点,尚有不少争议,相当多数沉积型铜、铅锌矿床受到了晚期热液改造的影响。

  10.砂矿型矿床

  本类型矿床系指由机械分异沉积作用而形成的矿床。就我们统计的中型以上规模的砂矿来看,矿种不多,主要为砂金,其次有砂钛(钛铁和金红石)、稀土砂矿、水晶以及铌钽铁矿、砂锡、金刚石、宝玉石等。

  11.风化壳型矿床

  风化壳矿床系指以地表和近地表的化学风化作用为主导而形成的矿床堆积。

  我国具有一定规模的风化矿床涉及稀土、锰、铌、担、铁、钛、铝、金、镍和重晶石、膨润土等矿种。尽管矿种不多,但具有十分重要的意义,尤其是我国南方燕山期含稀土、铌钽花岗岩经风化作用而形成的离子吸附型稀土矿、风化壳型铌钽矿、残坡积及岩溶堆积型三水铝土矿和铁帽型和红土型金矿。上述矿床有的具很大规模,具有重要的工业意义。

参考文献

  1. 什么是矿床.中华人民共和国国土资源部,2011年4月6日
  2. 矿床的特征.中国矿山安全网,2011年8月12日
  3. 宋志超.谈我国矿床分类及其基本特征[J].黑龙江科技信息,2012(26)
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