1、矿产地质学基本知识一、矿产分类矿产根据其性质和主要工业用途可分为金属矿产、非金属矿产、可燃有机矿主和地下水资源四类。（一） 、金属矿产 从中可提取某种金属元素的矿物资源，按工业用途分为：1、黑色金属：包括铁、锰、铬、钒、钛等。2、有色金属：铜、铅、锌、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑、汞等。3、轻金属：铝、镁等（可归入有色金属） 。4、贵金属：金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱等。5、放射性金属：铀、钍、镭等。6、稀有金属：钽、铌、锂、铍、锆、铯、铷、锶等。7、分散金属：锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、钪、硒、碲等。8、稀土金属：包括原子序数 39 和 5771 的 16 个元素。根据地球化学性质和共生关系
2、，可分为二类：1） 、轻稀土金属（铈族元素）：包括镧、铈、镨、钕、钷（人造元素） 、钐、铕等。2） 、重稀土金属（钇族元素）：包括钇、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等。（二） 、非金属矿产 从中可提取某种非金属元素或可直接利用的矿物资源。按工业用途可分为：1、冶金辅助原料：如萤石、菱镁矿、耐火粘土、白云岩、石灰岩等。2、化工原料：如磷灰石、磷块岩、黄铁矿、钾盐、岩盐、明矾石等。3、工业制造业原料：如石墨、金刚石、云母、石棉、重晶石、刚玉等。4、压电及光学原料：如压电石英、光学石英、冰洲石和萤石等。5、陶瓷及玻璃工业原料：如长石、石英砂、高岭土和粘土等。6、建筑及水泥原料：如砂岩、砾岩、浮石、白
3、垩、石灰岩、石膏、花岗岩、珍珠岩和松脂岩等。7、宝石及工艺美术原料：如硬玉、软玉、玛瑙、水晶、蔷薇辉石、绿松石、琥珀、叶腊石、蛇纹石、孔雀石、电气石和绿柱石等。（三） 、可燃有机矿产 是指能为工业和民用提供能源的地下资源。按其产状可分为三类：1、固体的：如煤、油页岩、石煤、地蜡、地沥青等。2、液体的：如石油。3、气体的：如天然气。（四） 、地下水资源 包括地下饮用水、技术用水、矿泉医疗水、地下热水、有用元素达到提取标准的各种盐卤水等。二、矿床的基本知识矿产是自然界产出的有用矿物资源。矿产在地壳中的集中产地即为矿床。（一） 、基本概念1、矿体的形态和产状：矿体是矿床的主要组成部分，是开采和利用的
4、对象。一个矿床往往由多个矿体组成的。1） 、矿体的形态：根据矿体在三度空间长度比例的不同矿体的形状分为三种基本类型。等轴状矿体：按期规模直径达数十米以上的称为矿瘤；直径几米的称为矿巢。如果矿体在一个方向上较短，并且中厚边薄，即为透镜体或扁豆体。板状矿体：矿体在走向和延深方向较大，厚度方向较小的矿体，称为层状矿体或似层状矿体。柱状矿体：指沿倾斜方向有较大的延长，但沿走向和厚度延长较小，如柱矿、筒状或管状矿体。2） 、矿体的产状：矿体的产状是指矿体产出的空间状态和地质环境，包括以下内容：矿体的空间状态包括矿体的走向、倾向、倾角、侧伏角、倾伏角。矿体的埋藏情况：矿体出露地表称为露天矿，地表或近地表不
5、能被揭露的称为隐伏矿，也称盲矿体。矿体与岩浆岩的关系：是指矿体是产于岩浆岩体内，还是于接触带或产于侵入岩体的围岩中。矿体与地质构造的空间关系：指矿体产于构造中的部位，在空间上的联系等。2、围岩与母岩：围岩是指矿体周围的岩石。母岩是指在矿床形成过程中，提供成矿物质的岩石或称矿源层。3、矿石和脉石：矿石是从矿体中开采出来从中可撮有用组分的矿物集合体。矿石由矿石矿物和脉石矿物组成。矿石矿物是指可被利用的金属矿物和非金属矿物，也称有用矿物；脉石矿物是指矿石中不能利用的矿物，也称无用矿物。如铜矿石中的斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿是矿石矿物，而石英、绢云母，绿泥石等。矿石矿物与脉石矿物质的划分是相对的，随着矿冶
6、工艺技术的改进，目前不能选用的脉石矿物将来可能成为矿石矿物。矿石矿物不能等同于金属矿物，如铜矿石中的极少量方铅矿和闪锌矿因无综合利用价值，也被称为脉石矿物。脉石一般泛指矿体中的无用物质，包括围岩的碎块、夹石、脉石矿物等。夹石是指矿体内部不符合工业要求的岩石，它的厚度超过了允许的范围，在矿体圈定时从矿体中剔除。4、矿石的有益、有害成分：矿石的有益组分指矿石中可被综合回收利用的有用元素、有用矿物、或其它有用化合物。有害成分是指矿石中极少量不能被综合回收利用，和主要有益组分分离困难，在主要有益组分回收过程中降低回收效益、降低产品性能的物质。5、矿石的结构构造：矿石的结构是用于描述矿石中矿物颗粒的形态
7、、相对大小、空间相互结合的关系等所反映的形态特征。如铬铁矿颗粒多数呈自形晶，故称为自形粒状结构。矿石的构造是用于描述矿石矿物集合体形态、相对大小及基空间相互结合关系等所反映的形态特征。如块状构造、条带状构造、浸染状构造等。6、矿石的品位和品级：矿石中有用组份的质量份数，如有色金属矿产的品位一般用百分比含量，而贵金属如金等多用百万分比。矿石品位在矿床勘查中还常使用边界品位和工业品位，前者是用来划分矿与非矿界限的最低品位，后者是指在当前能提供开采和利用的矿体或矿体中某一块段的最低平均品位。矿石的品级又称为技术品级，主要根据矿石的品位及有益和有害组份的含量以及矿石的物理性能确定的。通常矿石品位高、有
8、害组份含量越低，矿石品级越高。对于某些非金属矿石，主要根据矿石或矿物的工艺特性和不同的用途、加工方法等划分矿石品级。（二） 、决定矿床工业价值的因素1、矿床本身的特征和性质：包括矿体形态、产状和储量，矿石的质量（品位、有益和有害组份含量） ，矿床综合利用价值和矿床开采、选矿、冶炼技术条件等。对非金属矿床，不仅要注意矿床的储量和品位，而且要注意有用矿物的物理性质、化学性质以及工艺技术特点。2、市场因素。3、开采技术条件及矿区开民发的外部环境：矿床水文、工程、环境地质条件，矿区交通、后勤保障、国家及地方政府的矿业开发政策等因素。（三） 、主要成矿条件1、区域地球化学条件：化学元素在地壳中的分布是不
9、均匀的，当某一区域地壳中某些元素的的平均含量大大超过地壳的丰度值时，则为该元素的浓集提供了必要的物质条件。区域地球化学异常是一个地区成矿的物质基础。如滇、黔、桂地区，区域化探（次生晕、分散流等）的系统测试结果表明，该区为金异常区，后期勘查证实该区为我国重要的卡淋型金矿成矿区。2、构造条件：构造运动是驱使地壳物质包括成矿物质运动的主导因素，它也提供含流体的运动通路和堆积空间。从成矿过程中的作用而言，可分为导矿、配矿和容矿构造，从构造与成矿的时间顺序上看，分为成矿前构造、成矿期构造、成矿后构造；从构造发育的规模上看，分为全球构造、区域构造、矿区构造、矿床构造。全球性构造多为大型板块的边界，巨型俯冲
10、、碰撞带，岩石圈大断裂带，这种全球性构造一般都有长期复杂的历史和多旋回成矿作用。区域性构造往往控制大型成矿带，如我国西南地区的班公错怒江深大断裂、澜沧江深大断裂、金沙江哀牢山断裂带控制我国著名的三江铜铅锌银成矿带。矿区构造是指在矿区范围内，控制矿床形成和分布的地质构造因素的总和。矿床构造是指控制矿体形态、产状和分布情况的地质构造因素的总和。成矿构造包括：1） 、褶皱构造及形成过程中产生的层间滑动、层间剥离、层间破碎以及由褶皱引起的各种裂隙和断裂等；2） 、断裂裂隙构造，其中在断裂弯曲部位和两组断裂交叉部位有利于矿石富集；3） 、岩浆侵入体内部构造及与围岩的接触带构造，如产于超铁镁质岩体内的铬铁
11、矿床，产于中酸性岩体与灰岩、白云岩接触带内的矽卡岩型铜铁矿床等；4） 、火山（次火山）构造，破火山口、火山穹窿、火山管道以及伴生的环状断裂构造等，常常是热液成矿的较好空间。3、岩浆岩条件：铬、铂矿床常与橄榄岩、纯橄榄岩有关；钒、钛、铁矿床常与斜长岩、辉长岩有关；金刚石矿床多与金伯利岩、钾镁煌斑岩有关；而大多数有色金属矿床则与酸性的花岗岩类有关。4、地层条件：如世界铁矿多产于前寒武系地层中；全世界一半的锰矿主要产于前寒武系和第三系；我国铝土矿多产于石炭系二叠系地层中；世界盐矿主要集中产于泥盆系、二叠系、第三系，我国成盐时间稍晚，主要含盐地层有奥陶系、三叠系和第三系、第四系。5、岩相古地理与沉积建
12、造条件：如沉积碳酸盐建造与菱铁矿、锰矿有关；陆相风化壳建造是的铝土矿、稀土矿床；我国南方广泛存在的浅海硅质岩磷块岩建造中镍、钼、铜、钒、磷资源丰富。6、岩性条件：岩石的物理化学性质对于成矿作用的方式、矿化强度、矿体产状以及矿床类型等均有明显的控制作用。如硼矿床与白云岩、白云质灰岩密切相关，因为镁是硼矿物的重要沉淀剂；近来三江成矿带的研究成果认为：滇西地区发育的拉分式盆地中，沉积厚大的侏罗系至第三系红色岩系中，富含膏盐及沥青质，含膏盐的热液成为该项区成矿物质的淬取剂，而沥青质分解并与膏盐反应形成硫化氢，不仅改变区域成矿环境，还是该区重要的矿质沉淀剂。三、矿物简介1、自然金 Au化学组成 纯金极少
13、有，常混有 Ag、Cu、Fe、Pd、Bi、Pt、Ni 等形成类质同像系列。含银 1550%者称为银金矿；5080%都称为金银矿。另外含铜 20%者称为铜金矿；含钯 511%者称为钯金矿；含铋 4%者称为铋金矿。形态 一般多呈不规则粒状，粒度大小不一。还可见团块状、薄片状、鳞片状、网状、树枝状、纤维状、海绵状集合体。物理性质 颜色为金黄色、苍白的火焰色；条痕均为金黄色（随银含量的增加变浅） ；金属光泽；无解理；硬度 23；密度 15.618.3，纯金为 19.3；具延展性，可压成薄箔；有高度的导电导热性。成因产状 1、产于变质砾岩中的自然金，多形成特大型金矿，如南非的维特瓦特斯兰德；2、古老变质
14、岩中的含金石英脉，如吉林夹皮沟大型金矿；3、沉积岩中的浸染型金矿，自然金呈显微料状与黄铁矿、毒砂等密切共生，如产于我国滇、黔、桂地区二叠系、三叠系地层中的卡淋型金矿属此类；4、砂金矿，原生金矿经风化、搬运后沿水系沉积，如我国金砂江、黑龙江流域砂金矿分布广泛。鉴定特征 金黄色，强金属光泽，密度大，富延展性，在空气中不氧化，化学性质稳定，只溶于王水。2、辉铜矿 Cu2S化学组成 Cu 79.8%、S 20.14%。常混有 Ag，有时含有Cu、Co、Ni、As、Au 等。 形态 晶体及少见。呈柱状或厚板状。通常呈致密块状，粉末状。物理性质 新鲜面铅灰色，风华表面黑色；条痕暗灰色；金属光泽；不透明；解
15、理平行110不完全；硬度 2.53；密度 5.55.8；略具延展性。成因产状 1、内生辉铜矿产于富铜贫硫的晚期热液矿床中，常与斑铜矿共生；表生成因的辉铜矿主要产于铜的硫化矿床次生富集带，系铜矿物氧化成硫酸铜渗滤下去与原生硫化物进行交代作用的产物。鉴定特征 铅灰色，硬度小，弱延展性，小刀刻划可留下光亮沟痕。常与其它铜矿物共生。3、辉银矿 Ag2S化学组成 Ag 87.06%、S 12.94%。常混有 Cu、Pb、Te、Se、A 等，其中Cu 为常见的类质同像混入物。 形态 晶体常呈等轴状，完好晶形少见。通常呈致密块状，细脉状，被膜状，网状，树枝状，毛发状。物理性质铅灰色至铁黑色；条痕亮铅灰色；新
16、鲜断口为金属光泽，风华面则暗淡无光；解理平行110和100不完全；贝壳状断口；硬度 22. 5；密度 7.27.4；具挠性和延展性。成因产状 主要产于含银硫化物的中低温热液矿床中，常与自然银及其它含银矿物共生。辉银矿不易氧化，在含银硫化物矿床氧化带中分布最广。鉴定特征 铅灰色，密度大，弱延展性，常与自然银等银矿物共生；于HNO3k 中溶解，加盐酸生成白色沉淀。4、方铅矿 PbS化学组成 Pb 86.60%、S 13.40%。混入物中以 Ag 常见，其次为Cu、Zn。 形态 等轴晶系，晶体常呈立方体、八面体。集合体常呈粒状或致密块状。物理性质 铅灰色；条痕黑色；金属光泽；平行100三组解理完全，
17、解理面互相垂直；硬度 23；密度 7.47.6；具弱导电性和良检波性。成因产状 1、产于接触交代矿床中：常与磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿以及矽卡岩矿物共生。2、产于中低温热液矿床中：常与闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、石英、方解石、重晶石等共生，形成脉状充填或交代矿床。方铅矿物常与银矿物共生。方铅矿在氧化带不稳定，易转变为铅钒、白铅矿或磷酸氯铅矿、钒铅矿等次生矿物。鉴定特征 铅灰色，黑色条痕，强金属光泽，立方体完全解理，硬度小，密度大。5、闪锌矿 ZnS化学组成 Zn 67.10%、S 32.90%。成分中常有Te、Mn、Cd、Ga、In、Ge、Tl 等类质同像混入物及 Cu、Sn、Sb
18、、Bi 等机械混入物。 形态 等轴晶系，晶体常呈四面体、立方体、菱形十二面体等。依111成接触双晶、有时成聚片双晶。集合体常呈粒状，有时呈葡萄状、同心圆状。物理性质 颜色变化较大，由无色到浅黄、棕褐至黑色，随成分中含 Fe量的增加而变深；条痕由白色至褐色；松脂光泽至半金属光泽；透明至半透明。具平行110的六组完全解理；硬度 3.54；密度 3.94.5；不导电。成因产状 闪锌矿常与方铅矿共生，故产状成因同方铅矿。闪锌矿在地表易氧化流失，或转化为菱锌矿、异极矿。鉴定特征 颜色变化大，可据晶形、多组解理、硬度小鉴别。6、黄铜矿 CuFeS2化学组成 Cu 34.56%、Fe 30.52%、S 34
19、.92%。成分中常有机械混入物Au、Ag、Tl 、 Se、Te；有时还有 Ge、Ga、In、Ni 、Ti 铂族元素等。 形态 四方晶系，晶体较少见。集合体常呈分散颗粒状或致密块状，有时呈脉状。物理性质 黄铜黄色，表面常有蓝、紫褐色的斑状锖色；绿黑色条痕；金属光泽；解理平行112和101不完全；硬度 34；密度 4.14.3。成因产状 1、产于与基性、超基性岩有关铜镍硫化物或钒钛磁铁矿矿床中，形成温度较高，与磁铁矿、镍黄铁矿密切共生。2、产于中低温热液矿床中：常呈充填或交代脉状，与黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、斑铜矿、辉铜矿、辉钼矿及方解石、石英等共生。3、产于接触交代型矿床中，常与石榴子石、透辉石、
20、磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿共生；亦与毒砂、方铅矿、闪锌矿、辉钴矿等到共生。黄铜矿在地表氧化带不稳定，易转变为孔雀石，构成褐铁矿铁帽，可作为铜等硫化矿床的重要找矿标志。鉴定特征 较深的黄铜黄色，较低的厚度。7、斑铜矿 Cu5FeS4化学组成 Cu 63.33%、Fe 11.12% 、S 25.55%。 形态 等轴晶系，晶体较少见。集合体常呈致密块状或不规则状粒状。物理性质 新鲜面呈暗铜红色，风化面常呈蓝色或暗紫色斑状锖色；灰黑色条痕；金属光泽；不透明；性脆；硬度 3；密度 4.95.3，具导电性。成因产状 1、产于与基性、超基性岩有关铜镍硫化物或钒钛磁铁矿矿床中，形成温度较高，与磁铁矿、镍黄铁矿密
21、切共生。2、产于热液矿床中：与黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿自然金及方解石、石英等共生。3、产于接触交代型矿床中，常与石榴子石、透辉石、磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿共生；亦与毒砂、方铅矿、闪锌矿、辉钴矿等到共生。斑铜矿在地表氧化带不稳定，易转变为孔雀石，蓝铜矿、赤铜矿、构成褐铁矿铁帽，而成为铜等硫化矿床的重要找矿标志。鉴定特征 特有的暗铜黄色及锖色，硬度低。溶于硝酸和有铜的焰色反应。8、辉锑矿 Sb2S3化学组成 Sb71.33%、S 28.62%。万分较固定，含少量As、Bi 、Pb、Fe、Cu 有时也含 Au、Ag，其中绝大部分为机械混入物。 形态 斜方晶系，晶体斜方柱、斜方双
22、锥。集合体常呈柱状、针状、束状、放射状和柱状晶簇。柱面有纵纹，晶体常弯曲。物理性质 铅灰色或钢灰色，表面常有蓝色的锖色；条痕灰黑色；金属光泽；不透明；平行010解理完全，解理面常有横纹（聚片双晶） ；硬度22.5；密度 4.514.66。成因产状 主要产于低温热液矿床中：与辰砂、石英、萤石、重晶石、方解石、铁白云石等共生，有时与雄黄、雌黄、自然金共生，成充填或交代脉。此外亦可出现在温泉的沉积物和火山和升华物中（锑华） 。鉴定特征 颜色与光泽与方铅矿相似，但方铅矿为柱状晶形，柱面有纵纹，平行010有组完全解理，解理面上有横纹。将 KOH 滴在辉锑矿上可生成桔黄色，随后变为褐红色。9、锡石 SnO
23、2化学组成 Sn 78.8%、O 21.2%。常含混入物 Fe、Nb 、Ta ，此外还含Mn、Sc 、Ti、Zr 、W 以及分散元素 In、Ga、Ge。 形态 四方晶系，晶体常呈双锥状、双锥柱状，有时呈针状。集合体常呈不规则粒状，致密块状较少。由胶体形成的纤维状锡石呈葡萄状或钟乳状，具同心带状构造。物理性质 一般因含混入物而呈现褐色到黑色，含铌、钽高都可呈沥青黑色；条痕白色至浅褐色；金刚光泽，断口为油脂光泽；解理平行100和110不完全；断口不平坦至贝壳状；性脆；硬度 67；密度 6.87.0；一般无磁性。成因产状 锡石的形成与酸性岩浆（主要是花岗岩）关系密切，当花岗岩发生云英岩化时，由于挥发分 F、Cl 的作用，锡呈 SnF4 、SnCl 4方式运移，再经水解生成锡石。锡石产于伟晶岩矿床中，与微斜长石、钠长石、白云母、锂辉石、电气石等共生，如广西桂林茅安塘铷铍多金属矿床；在接触交代型锡矿床中，与矽卡岩矿物、金属硫化物共生，如云南个旧锡矿等；在气化热液型锡矿床中，锡
