Question

矿床、矿体、矿石和有关概念

Answer 1

人们一般把矿产产出的地方就叫做矿床獉獉。在矿床地质学中矿床是指地壳中由地质作用形成的所含金属或其他有用物质在当前经济技术条件下能被开采利用的综合地质体。这个定义中一方面说明矿床是地质作用的产物，它的形成及所具特征是由所处的地质环境和条件决定的; 另一方面，也说明是否能作为矿床还与经济技术条件的发展有关。作为矿床来开采，必须在技术上是可行的，在经济上是有利润的。

矿床中金属或其他有用物质富集的地质体叫做矿体獉獉。矿体总是产在某种类型的岩石中，矿体与周围岩石之间有些是有自然边界，例如矿脉以裂隙壁为边界，有些则没有自然边界，例如金属矿物在岩石中散漫分布，其边界是靠系统采样分析，根据含量数据圈定的。

一个矿床多数情况下有几个矿体、十几个至几十个矿体，矿体的形态是多种多样的，简单的如脉状、层状、板状，复杂一些的如复脉、网脉带等。按照在空间三个坐标上发育的情况，矿体可分为在两个方向上作较大延伸的，如层状、脉状; 在一个方向上显著延伸的，如柱状、筒状; 或者在三个方向上发育均等的，如囊状。矿体的形态及其产状一般是对矿床进行了一定的勘查工作才查明的。

矿体产状獉獉獉獉是有重要实际意义的一个概念。研究矿体产状包括说明矿体的空间定位、矿体形态、分布、与周围岩石和构造的关系以及矿体埋藏的深浅等。对于层状、板状矿体可以像确定层状沉积地层的产状一样，确定其在水平方向上和向下的最大延伸，即用走向、倾向和倾角来确定它们的空间位置。对于筒状、柱状等这类矿体，要确定它们向深部作最大延伸的方向需要引入两个新的产状要素概念(图1-1)。一个是侧伏角，即矿体最大延伸方向上的轴线(在矿体平面内)与走向之间的夹角，这个角包含在含有轴线和走向线的倾斜平面内;另一个是倾伏角，是矿体最大延伸方向与其水平投影线之间的夹角，这个角包含在直立平面内。在判断这类矿体产状时，有必要了解这两个要素的含义。对于三个方向上发育程度相近或没有明显规则的矿体一般只能靠勘探工程加以控制。矿体的形态、产状变化常常受含矿围岩的层面或断裂裂隙等构造界面控制。例如一个矿床内的若干矿体沿同一花岗岩体的接触面分布，或十几条矿脉沿同一方向的裂隙组发育成为平行脉组，或沿两种方向的裂隙组形成网格状脉组，或一个或数个矿体沿同一褶皱内的弯曲层面分布成鞍状矿体等，又如很多柱状矿体常常是沿两组断裂裂隙相交处形成的。最后矿体的埋藏情况主要与矿体形成的深度及形成后受剥蚀程度有关，除地表出露的矿体外，还有隐伏在地下的矿体，即盲矿体。

图1-1 矿体产状要素示意图倾伏角(∠dbc)为矿体轴bc和其水平投影db之间的夹角侧伏角(∠abc)为矿体轴bc和矿体走向ab之间的夹角

与矿床有关的岩石:矿体周围的岩石一般叫做围岩獉獉，围岩尤指矿体产于其中或与矿体直接邻接的岩石，不同类型的矿床有不同的围岩，而且与围岩有不同的关系。早期矿床学研究中，曾把产有金属矿床的岩浆岩称为母岩獉獉，后来知道不少矿床虽产在岩体中，但并不能肯定它们来自这个岩体。根据矿体与围岩的关系很早就提出了同生矿床和后生矿床的概念，同生矿床獉獉獉獉是指矿床与围岩在同一地质过程中形成，同时或基本同时，如岩浆岩中的矿床在岩浆期内形成;沉积岩中的矿床在沉积-成岩期内形成。后生矿床獉獉獉獉是指形成时间晚于围岩的矿床，例如金属矿脉是在含矿围岩早已固结并破裂产生的裂隙空隙中有含矿溶液进入才形成的。许多金属矿床、矿体附近的岩石常常发生某种成分、结构及颜色等的改变而引起岩石外貌的变化，这样的岩石叫做蚀变围岩，对于识别矿床成因和找寻矿体都有重要意义。

近期矿床研究中又提出了描述矿体与围岩关系的一些新概念。主岩獉獉也叫容矿岩石，着重在说明矿体产在该种类型岩石中的客观事实，例如，许多铅锌矿产于石灰岩中，石灰岩就是铅锌矿石的主岩。常见一些容矿岩石中含有的成矿元素较为分散或其含量未达到工业品位要求，认为是成矿元素的初步富集。这种矿化岩石如果经后来的热液作用或表生作用进一步富集即可形成矿床，因此叫做矿胚獉獉。另外，还有一个源岩獉獉或来源岩石的概念，这是指有一定依据可以说明是提供成矿物质的岩石。不仅是岩浆岩，而且可以是沉积岩、火山岩，它们多为层状产出，所以最初叫做矿源层獉獉獉。矿源岩可以是含矿岩石本身，也可以是在含矿岩石下部甚至某些基底岩石。

矿石的组成和组构:矿石是组成矿体的含有金属或其他有用矿物的岩石，是开采矿体得到的最初产品，所以叫原矿或毛矿，经过选矿可以得到精矿。矿石一般也是一种矿物集合体，其组成包括矿石矿物和脉石矿物两部分。矿石矿物獉獉獉獉在金属矿床中多指被利用的金属矿物，如铬铁矿矿石中的铬尖晶石类矿物，铜矿石中的黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿等。脉石獉獉矿物獉獉是指矿石中不能被利用的矿物，其大部分在选矿时与金属矿物分离丢弃，如铬铁矿矿石中的橄榄石、蛇纹石，铜矿石中的石英、绢云母、绿泥石等。在研究矿石的矿物组成时，要研究矿物的交生关系，经常规律共生的一些矿物构成矿物共生组合，它们是在同一时期相同条件下形成的产物，如果是偶然出现在一起的几种矿物叫做伴生矿物，它们可以是不同条件不同时间先后形成的。有些矿石成分较简单，只有一种有用组分，或是单一矿种，如某些铁矿石、锰矿石。有些矿石则成分较复杂，同时含有几种有用金属矿物，最好的例子如铅锌矿石，除主要矿物方铅矿、闪锌矿外，经常还有银矿物，有时还有铜矿物及砷、锑矿物以及多种分散金属，所以常常叫做多金属矿石。共生金属能够被综合利用的叫做综合矿石獉獉獉獉。

矿石中矿物结晶形态、大小、分布和相互关系比一般岩石更为复杂多样。矿床学家把矿石组构獉獉獉獉划分为矿石构造和矿石结构。矿石构造是指组成矿石的矿物集合体的分布与相互关系，而矿石结构是描述矿物颗粒的大小、形态和相互关系。矿石组构也可区分为宏观的和微观的。宏观的是指在露头、坑道壁、标本上观察到的，而微观组构是指把矿石磨制成光片、薄片在显微镜下观察到的。一般来说，宏观矿石组构多反映矿石构造特点，而微观组构多反映矿石结构特点，但这二者不应是截然分开的。矿石组构是成矿作用方式、条件和过程的记录。不同成因的矿石中常有其较为特征的构造和结构类型，根据矿石的结构和构造特点可以划分成矿阶段和期次，根据矿石的结构特点可以判断矿物生成的先后。矿石构造主要是根据其形态特点命名的，常用的有块状、浸染状、条带状、细脉状、角砾状、网格状、胶状、土状等。重要的矿石结构是根据形态和成因命名的，常见的类型有等粒、不等粒、片状、纤维状、环带状、定向结晶、紧密连晶、边缘交代、破碎胶结、球粒、碎屑等结构。

矿石品位獉獉獉獉是指矿石中有用成分含量的多少，金属矿物一般用金属的质量分数表示。少数金属以其氧化物的质量分数表示，如铬矿石以 Cr₂O₃含量、钨矿石以 WO₃含量表示。贵金属矿石用 g/t 表示，即百万分之几。非金属矿石情况各有不同，除以有用组分质量分数表示以外，还用一定体积内所含有用物质质量表示的，如 kg/m³，mg/m³等。矿石品位是衡量矿石品质的最重要依据。根据矿石品位的高低，可以分出贫矿和富矿。此外，矿石伴生的有益组分 ( 如铅锌矿石中的银) 和有害组分 ( 如铁矿石中的硫、磷) 也影响着矿石的价值。在实际工作中，有两种品位是要知道的，一是边界品位獉獉獉獉，它是划分矿与非矿的界限，低于这个含量的矿石就不能划入矿体中。二是工业品位獉獉獉獉，它是指可供开采的矿体、矿段以边界品位确定出来后达到的平均含量。这一平均含量决定着这个矿体或矿段内的矿石能否计入工业储量。例如铜的边界品位为 0. 2% ～ 0. 3%，工业品位为 0. 4% ～ 0. 5%;钼的边界品位为 0. 02% ～0. 04%，其工业品位为 0. 04% ～0. 06%。

矿床规模獉獉獉獉指的是一个矿床中探明的矿石储量或金属储量的多少，在欧美也叫做吨位。矿床的规模一般可划分为小型、中型和大型。各种矿床规模级别的标准差别是很大的，表1-1 引用弗·依·斯米尔诺夫的一个材料，可建立起各类金属矿床规模级别的大致概念。

表1-1 原生金属矿床的最低工业指标(品位、吨位)

最近十多年来，矿床工作者对世界一些规模特大的矿床，给予了极大的关注，提出了超大型矿床的概念。这类矿床是世界上为数不多的一些特殊例子，其储量规模远大于已知大型矿床，而且常常是非单一矿种的矿床。超大型矿床的出现，被认为是在地壳的这个部位金属发生了超常富集。发现一个这样的矿床就可以使所在地区或国家的资源地位发生很大的改观。