礦床
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什麼是礦床[1]
礦床是指由一定的地質作用,在地殼的某一特定地質環境內產出並適合在當前技術經濟條件下開采利用的有用礦物堆積體。
礦床的特征[2]
礦床的大小、形狀及產出深度可以有相當大的變化。礦體的形狀可以有不連續的脈狀及凸鏡狀、不規則塊狀、筒狀或胡蘿蔔狀、裂隙網脈狀、破碎岩石及沉積地層中的浸染體及沉積層狀等。
目前對礦床形成的確切深度或最大深度知道得還不多。金剛石晶體可能形成於幾公裡深的地方;硫化物礦物形成於幾百至數千公尺深的範圍內。許多礦床形成的深度可深達16公裡。成礦的溫度及壓力變化範圍很大,這取決於成礦的深度。由岩漿熔融體分異作用形成的岩漿分凝礦床在非常高的溫度和壓力條件下形成。成礦時的壓力-溫度關係可能是複雜的。靜水壓力梯度取決於地下水的密度或含鹽量,一般每加深30公尺增加3千克/平方公分(每加深100遲增加40~45磅/平方寸)。在同樣深度下,地靜壓力或岩石壓力是靜水壓力的2~3倍。
共生次序是指在某個礦床內不同礦物形成的先後次序。在同一礦床內,隨著成礦熔液溫度、壓力及化學成分的變化,在不同時間將產生不同礦物的沉澱。在不僅有一個熱液活動期的成礦條件下,共生次序會進一步複雜化。
根據對全世界許多熱液礦床的研究,按照礦物的穩定性順序,已確定了礦物沉積的一般順序。與礦物共生次序有關的是礦床的分帶現象。當成礦熔液沿著岩石中通道運動時,它們在溫度、壓力及化學成分上發生變化。結果在沉積過程中,隨著距岩漿源距離的增加,可形成不同礦物的富集。這種分帶現象是常見的,但是在礦床中並不都出現。一般情況下,錫、鎢及鉍礦物比銅礦物更靠近岩漿源,而鉛及鋅礦物則遠些,自然金、自然銀和含金、銀礦物則更遠,而距岩漿源最遠的是銻和汞礦物。
礦床的分類[3]
傳統的礦床學將礦床分為內生和外生(表生)二大類,並將其納入岩漿、沉積和變質三大成礦作用。現代礦床學研究進展和實際資料證實,成礦作用除已知的三大成礦作用外,還存在一些過渡類型及獨特類型,如熱水成礦作用。
1.岩漿礦床
岩漿礦床包括岩漿熔離礦床和岩漿分結礦床,成礦多與鐵鎂質和超鐵鎂質岩以及鹼性岩漿的結晶分異作用和岩漿熔離作用有關。此外,岩漿礦床還包括被鹼性超鎂鐵質岩(金伯利岩、橄欖金雲火山岩)攜帶至地殼表層而其本身形成於地幔的金剛石礦床和超鎂鐵質岩石經自變質作用所形成的蛇紋岩礦床。
2.斑岩礦床
斑岩礦床的概念是由斑岩銅礦擴展而來的,其主要成礦作用是由淺成斑岩體侵入而引發的,成礦可以發生在斑岩體內,亦可以發生在其周圍附近的圍岩及其接觸帶。因此,斑岩礦床一方面可以與接觸交代型礦床有聯繫,另一方面也可以向脈型熱液礦床,甚至火山熱液礦床過渡。我國江西銀山銅鉛鋅銀礦床就是一個從斑岩(銅)到陸相火山熱液型(銅、鉛、鋅)到熱液(脈)型(鉛、鋅、銀)過渡的典型例子。
3.偉晶岩礦床
該類型礦床是富含揮發分的花崗岩漿或花崗岩化演化晚期的氣成高溫流體在岩體頂部和圍岩中形成的獨特的礦床類型。礦床產於偉晶岩脈內。主要礦石礦物為鋰輝石、白雲母、鈉一鋰綠柱石,形成礦種共生複雜的稀有金屬,以及白雲母、長石、寶石礦床,有些礦床中還可見稀土金屬和錫共生。
賦礦偉晶岩與圍岩具有明顯的侵人關係,偉晶岩的母岩漿多屬重熔型。據研究偉晶岩形成於12km深度時,主要形成白雲母偉晶岩,而在7-10kin深度時,主要形成稀有金屬偉晶岩,遠離花崗岩母岩的偉晶岩脈礦化更富集。
4.接觸交代礦床
接觸交代型礦床產於富硅富鋁的中酸性侵入體與化學活潑性較強的圍岩的接觸帶及其附近圍岩內,一般與特殊的交代蝕變組合——夕卡岩化和角岩化有成因和空間的緊密聯繫。其成礦作用發生在中深到深成環境,圍岩多為碳酸鹽岩,有時為富鈣質的碎屑岩、火山沉積岩;不純的灰岩與硅質碎屑岩的互層往往比厚層灰岩更有利於成礦。礦床形成有時與複雜的滲濾和交代作用有關。有時則蝕變作用較為簡單,僅僅形成一些無水蝕變礦物組合或由於熱力烘烤而產生結晶或角岩化,該組合中一般極少金屬硫化物礦化。
5.熱液型礦床
很難給一般意義上的熱液型礦床下一個明確的定義。這裡所劃分的熱液礦床,是指那些與熱液有關的除斑岩型、接觸交代型以及陸、海相火山岩型和與變質流體有關以外的而主要成礦作用發生在熱流體中的礦床。這種熱流體有的與岩漿有關,有的與岩漿無關。事實上,我們知道,地殼中熱流體的產生,除了與岩漿侵人、噴出有關以外,構造變形、變質和地殼的自然增溫都能提供熱源,而大氣降水、封層水等在熱力作用下也都能產生各種熱液。在漫長的成礦歷史演化中,熱液與其所流經的通道發生複雜的物質交換,孕育著成礦熱液,在適當的圍岩、構造空間和溫、壓條件下沉澱成礦。因此從總體上來看,熱液礦床與圍岩具有後生侵入關係,其在成礦流體所流經的區域內普遍發育各種熱液蝕變。
6.海相火山岩型礦床
海相火山岩型礦床無論在世界還是中國範圍內都具有十分重要的地位,許多塊狀硫化物型銅、鋅、鉛以及金、銀礦床具有十分巨大的經濟價值。
從火山岩的特點來看,基性、中基性而又偏鹼性海相火山岩易於成礦。某些海相火山岩型礦床本身含火山物質並不多,但大量的硅質條帶反映了成礦時曾廣泛發生了火山噴氣一成礦作用。因此,有明顯海底噴氣沉積特點的礦床歸人海相火山岩型礦床而不屬於沉積礦床。
7.陸相火山岩型礦床
中國東部地區自中生代以來廣泛發育陸相火山斷陷盆地,相伴有鐵、鉛鋅銀、硫鐵礦、螢石、葉蠟石、明礬石及膨潤土產生,近年來相繼在陸相火山岩型銅、金、銅多金屬和銀銻找礦方面取得了突破。陸相火山成礦作用與海相火山成礦作用具有相似的特點,但也存在明顯的差異。就火山岩特點來說,從基性到酸l生都可成礦;就賤金屬來說,陸相火山岩型礦床往往沒有海相塊狀硫化物那樣大的規模。然而,由於陸相成礦環境溫壓梯度變化大,從而造就了成礦元素組合更加複雜,特別是對金、銀、銻等貴金屬礦床形成十分有利。
8.變質-變成型礦床
對於絕大多數金屬礦床來說,區域變質作用已被證明難以孕育產生大規模的礦床。賦存於老變質岩特別是元古宇中的許多銅、金、多金屬礦過去被認為是變質型,現普遍認為有一些是變質前就已形成,另一些則主要受變質後的熱事件的控制。由於研究程度較低,變質程度較高的老地層中的一些銅、鐵礦,我們目前還不能確切地給予其一個非變質成因的具體成因類型定位,因此,暫放入變質銅礦。對於絕大部分賦存於變質岩中的鐵、鈦礦床,仍歸入變質一變成型礦床範疇。
9.沉積型礦床
系指由化學沉積和生物化學沉積作用在水盆地中形成的礦床,包括蒸發岩型礦床。近年來國內外在研究熱門的熱泉型礦床,如果沒有明顯的火山物質相伴,也歸入此類。
在我國,沉積類型的金屬礦床主要有鐵、鋁、錳、鉛鋅、銅、鋰等礦床,非金屬沉積礦床在我國也相當發育,除了有大量的蒸發鹽類礦床外,沉積型硫鐵礦、磷、高嶺土、耐火粘土等礦床數量多,儲量大,此外還有硅藻土、重晶石、膨潤土、天然鹼、自然硫等礦床。需要指出的是,對於沉積型有色金屬礦床的成因特點,尚有不少爭議,相當多數沉積型銅、鉛鋅礦床受到了晚期熱液改造的影響。
10.砂礦型礦床
本類型礦床系指由機械分異沉積作用而形成的礦床。就我們統計的中型以上規模的砂礦來看,礦種不多,主要為砂金,其次有砂鈦(鈦鐵和金紅石)、稀土砂礦、水晶以及鈮鉭鐵礦、砂錫、金剛石、寶玉石等。
11.風化殼型礦床
風化殼礦床系指以地表和近地表的化學風化作用為主導而形成的礦床堆積。
我國具有一定規模的風化礦床涉及稀土、錳、鈮、擔、鐵、鈦、鋁、金、鎳和重晶石、膨潤土等礦種。儘管礦種不多,但具有十分重要的意義,尤其是我國南方燕山期含稀土、鈮鉭花崗岩經風化作用而形成的離子吸附型稀土礦、風化殼型鈮鉭礦、殘坡積及岩溶堆積型三水鋁土礦和鐵帽型和紅土型金礦。上述礦床有的具很大規模,具有重要的工業意義。
- ↑ 什麼是礦床.中華人民共和國國土資源部,2011年4月6日
- ↑ 礦床的特征.中國礦山安全網,2011年8月12日
- ↑ 宋志超.談我國礦床分類及其基本特征[J].黑龍江科技信息,2012(26)