矿床②

　　简介矿床：地表或地壳里由于地质作用形成的并在现有条件下可以开采和利用的矿物的集合体。也叫矿体。

　　由地质作用形成的、有开采利用价值的有用矿物的聚集地。包括地质的和经济的双重含义。矿床是地质作用的产物，但又与一般的岩石不同，它具有经济价值。矿床的概念随经济技术的发展而变化。19世纪时，含铜高于5％的铜矿床才有开采价值，随着科技进步和采矿加工成本的降低，含铜0.4％的铜矿床已被大量开采。

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　　确定矿床的基本条件

　　确定矿床的基本条件是：①有用元素或矿物的含量要达到最低可采品位，如铜的最低可采品位是0.4％，铁的最低可采品位一般是25％。②矿石工艺性质，包括有用组分的赋存状态 。如铝在霞石和高岭石中含量较高 ，也可分离出来，但加工工艺复杂，成本很高，因此一般只从铝土矿中提取铝。③ 矿体的形状和内部结构。有用物质在岩石中是均匀分布，还是在局部集中（如矿脉），对于采矿难易和成本影响很大，因而也对确定矿床的最低可采品位有重要影响。④矿床规模。指可采矿石的储藏量。矿床规模大，矿山建设投资大，但经济效益很高。⑤ 获得矿产品的全部费用，包括采矿 、选矿、交通运输、设备、能源和水源供应、劳动工资等的开支，也决定着矿床的最低可采品位。上述条件的综合分析和评价决定着一个矿床的经济价值。

　　矿床是自然界中分散存在的矿质富集到一定程度的产物。如铁在地壳中平均含量约为 5％ ，铁矿石最低可采品位为25％，铁必须经过地质作用富集到5倍以上并具有一定规模，才能成为矿床。导致有用元素或矿物高度富集的地质作用称成矿作用。发生明显矿化的地点叫矿点。

　　矿床种类繁多，固体矿床分布最广，液态矿床有石油、热卤水和地下水，气态矿床有天然气。按成矿作用方式，矿床可分为内生矿床（内力地质作用生成）、外生矿床（外力地质作用生成）和变质矿床（变质作用生成）。按矿产性质和工业利用情况可分为金属矿床（如金矿床、钨矿床）、非金属矿床（如耐火粘土、萤石矿床）和能源矿床（如石油 、煤和天然气）。

　　指地壳中富集了有用矿物或组分，在质和量上目前已达到工业要求，并具备开采条件的部位。矿床中含有矿石，矿石是指在目前技术、经济条件不可从中提取有用元素、有用组分或有用矿物的矿物集合体。矿石中常包括有用矿物(又名矿石矿物)和脉石矿物两类矿物。有用矿物是指能提供有用元素(或组分)或本身可直接被利用的矿物；脉石矿物是指矿石中没有用处的那些矿物。随著技术和经济的发展，某种矿物集合体是否可作为矿石是可以变化的，相应地矿床的概念也是可变的。矿石中有用元素、有用组分或有用矿物的含量称为品位。金属矿石的品位是指其中有用金属元素或组分的含量；非金属矿石品位常指其中有用矿物或有用组分的含量。矿床周围的岩石叫做围岩，而提供矿床中成矿物质来源的岩石叫做母岩。

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　　矿床的特征

　　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4045磅/平方吋)。在同样深度下，地静压力或岩石压力是静水压力的23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，随著成矿熔液温度、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。当成矿熔液沿著岩石中通道运动时，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，随著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。

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　　与成矿有关的地质作用

　　(1)岩浆富集作用︰在基性岩浆中磷灰石、铬铁矿、榍石、金红石及锆英石等副矿物可首先结晶，紧接著是橄榄石及斜方辉石等硅酸盐矿物，其他硅酸盐矿物则结晶较晚。在很缓慢冷却条件下，最早形成的晶体，特别是铬铁矿等比重大的矿物，有可能由重力作用而在岩浆内沉降下来，并因此而富集成矿床。有时岩浆流中的应力，可使尚未结晶的部分液体从已结晶的粥状物中挤出来，而使其富集成矿床，这种作用称为压滤作用。(2)接触交代作用︰这个术语是指围岩与侵入体接触所产生的交代作用。在这种作用过程中，由侵入体所分泌出来富含铁镁等溶液扩散，与碳酸钙岩石反应而形成钙镁硅酸盐和氧化物的集合体。在这种矿床形成过程中，往往大约同时形成硅卡岩，并分布于矿床周围。(3)热液作用︰是热水溶液以物理化学作用方式，沿著其运动通道及运动地段所引起的岩石的蚀变作用、交代作用以及矿物在空隙中的沉淀作用，例如，绢云母化作用、硅化作用及硫化物矿化作用等。热水溶液，特别是重卤水，在其中可溶解浓度很高的金属。这种溶液通过断裂构造向上运动过程中，可沉积铜、银及其他矿物。(4)升华作用︰是固体受热后挥发的作用。当冷却时，挥发的气体可呈晶质或非晶质而沉积，如硫的升华作用可出现於火山喷气孔中。(5)沉积作用和机械富集作用︰层状盐类矿床是沉积作用的产物；硅藻土、富含钙的石灰岩以及某些磷酸盐岩层也是这种作用的产物。形成於地层及封闭湖盆中的铁和锰的氧化物是由氢氧化物沉淀形成的，随后转变成铁和锰的氧化物和碳酸盐。在沉积物中，矿物的其他同生富集，例如贱金属硫化物的沉淀也属於沉积作用。机械沉积作用在形成某些类型矿床中也是重要的营力。金、铂族金属、金刚石及其他宝石、锡石、金红石以及锆英石等砂矿床都是机械沉积作用形成的。它们是由携带著高比重矿物碎屑的运动著的砂及砾石的机械作用和簸选作用而富集形成的。(6)残积矿床︰是由地表或靠近地表的围岩或矿床中的矿物经过化学分解和机械崩解而富集形成的。其中包括红土矿床、铝土矿矿床、氧化锰矿床及硅酸镍矿床等。铁帽中非常富集的金矿石和含蓝晶石变质岩风化形成的蓝晶石矿床也属於这种作用的产物。(7)变质作用︰是指岩石或矿床在温度、压力变化和热液作用下，其形态的变化和矿物的重新组合。在变质作用下，在某些岩石中可形成蓝晶石、硅线石、红柱石或石榴子石等工业矿物。某些金属矿床在变质作用下，其矿石构造也会发生变化。地壳运动可使矿体发生强烈褶皱，并使矿石构造发生变化。变质作用和地壳运动也可以是一种机械作用，靠这种作用可使沉积地层中不大富集的金属硫化物发生活动，而且被驱赶出来使其在低温低压带中富集。