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1、第四节第四节 矿床矿床地质学地质学（一）矿床地质学简介（一）矿床地质学简介（二）基本概念（二）基本概念（三）成矿作用和矿石成因分类（三）成矿作用和矿石成因分类（一）矿床地质学简介（一）矿床地质学简介矿床地质学是应用地质学及有关学科的理论、技术和方法，研究矿床的质、量、产状、形成机制与时空演变规律的学科。矿床地质学又称矿床学，相当于经济地质学,是以地质科学为基础的综合学科，是成矿预测，找矿和勘探的理论基础和依据。矿床地质学涉及的问题十分广泛，小至元素的质子，大到宇宙；深到地球核心，远到外层空间。它的特点是其研究对象矿石必须具有经济价值。矿床地质学按矿种可分为金属矿床学与非金属矿床学。此外还有矿石
2、学，矿相学，矿床地球化学，矿田构造学，区域成矿学，矿床勘查学和矿山地质学等分支学科和研究领域。矿床地质学的研究方法有野外观察、室内测试分析、成矿模拟试验等。矿床地质学发展简史矿床地质学发展简史在新石器时代，人类就已经开始开采铜、金与沥青，并出现铜锡为主的青铜制品。中国战国时代，采冶范围已扩展到银、铅、汞、铁和少许铬，并开始使用煤(当时称“石涅”)和钻取油气以熬卤。晋朝有以铜镍制白铜的记载。古代采矿实践积累了初始矿床地质知识。管子地数篇中记载：上有丹沙者、下有黄金；上有慈石者、下有铜金；上有陵石者、下有铅锡(赤铜)，上有赭者、下有铁；上有铅者、其下有银，这是矿床金属分带和地表次生淋滤现象的简明概
3、括。与此同期，古希腊哲学家柏拉图曾设想矿石的喷发成因；而斯特拉波则将地球生长矿石与神秘“金树”所结果实类比。16世纪是矿床地质学创建之始，1556年阿格里科拉在论金属中提出矿脉是从循环于裂隙的溶液中沉淀出来的。稍晚丹麦斯泰诺等认为是地球内部的喷气作用从深部带动金属上升而沉淀在裂隙中。17701773年德利乌斯等人提出扩散上升水从其经过的岩石中溶解分散的金属微粒而形成含矿溶液，这实质上是侧分泌和次生作用等成矿学说的萌芽。18世纪晚期，火成论者赫顿和水成论者维尔纳的两种对立观点和长期论战统治了矿床地质学的思路。1841年法国多布雷开始以实验方法研究矿床。1847年法国博蒙提出多数矿床是火成活动的一
4、个相，强调热水溶液矿化作用，德国比肖夫开始引用化学原理到矿床研究中，初步提出大气水侧分泌理论。1859年科塔论述了温度、压力与表生作用对矿物分带的制约。20世纪初，矿床地质学已成为科学的重要分支。1900年，洛亲报道了矿脉中矿物组分向下变化分带后，又于1905年初步提出成矿系列的概念。兰塞姆等人确认构造控制矿化作用；范海斯提出大气水下渗加热再上升成矿的见解；肯普、林格伦进一步研究火成来源的矿化溶液。1906年肯普、林格伦与兰塞姆共同阐明了蚀变作用。1907年林格伦提出矿床成因分类，并陆续加以完善。1923年斯帕尔提出矿浆论；拉斯塔尔论述了成矿带。1936年科尔任斯基提出扩散与渗滤交代作用。19
5、48年毕利宾提出成矿期与成矿带。1953年古德斯皮德和施奈德勋分别提出与花岗岩有关的活化水矿化作用，以及再生溶液的概念。1954年托皮茨推断洋底有岩浆喷流-沉积混合矿床形成。1956年里奇提出含矿流体为络合物真溶液；而巴恩斯通过实验提出影响流体性质的四个主要变量，即温度、压力、离子和活度。1957年，巴顿、埃利斯与稍后的克劳斯科普夫等分别用热力学参数计算热水流体性质和测定了岩浆气成分；奈特提出矿源层概念；塔塔林诺夫编制成矿图。1965年年戴维森提出卤水成矿说；1970年科尔任斯基提出交代分带理论；1972年斯坦顿建立矿石岩石学；1977年赫奇森第一次记录了东太平洋海隆(北纬21度)出现的“黑烟
6、囱”成矿作用的现场现象；1982年斯米尔诺夫提出岩浆、变质和沉积三大成矿系列；1985年拉兹尼卡提出经验成矿学等等。矿床地质学基本内容矿床地质学基本内容 矿床地质学主要研究形成矿床的有关地质作用，如沉积、岩浆，机械富集，接触、区域变质，热水、生物作用，洋底火山与喷流，蒸发，表生氧化淋滤等；研究矿区的地层时代及层序、岩石性质及成因、构造格局、地文地貌，以查明矿床形成的地质背景及其时空变化规律，从而论断成矿的主导控制因素；研究矿体的分布形态、产状、规模、品位以及矿体、脉石或围岩的物理化学性质以及有关元素的地球化学性能，作为选用相应探、采方法的主要参考；研究矿石的物质成分、结构构造和矿物共生组合、生
7、成顺序以及粒级的可选性能，以了解矿石的形成条件与可行的加工工艺。矿床地质学按矿种可分为金属矿床学与非金属矿床学。前者研究金属矿床，包括贵金属、有色金属、黑色金属和稀有金属等矿床；后者研究非金属矿床，主要包括煤、石油、天然气、地下水，以及冶金辅助原料、化工原料、建筑材料、宝石矿床等。此外还有矿石学，矿相学，矿床地球化学，矿田构造学，区域成矿学，矿床勘查学(包括地质、地球化学和地球物理等勘查方法)和矿山地质学等分支学科和研究领域。矿床地质学的研究方法有野外观察、室内测试分析、成矿模拟试验等。野外观察就是对自然界有用元素的局部浓集区，有经济价值的矿体，特别是有工程控制的矿体、围岩等的地质特征，从地表到地下，利用必要工具与手段进行仔细观察，并系统采集各种有代表性的矿物、岩石、矿石以及化石等标本和样品，测制相应图件的方法。在矿化现象的关键部位进行系统观察，加密采样，以探索矿化作用