礦床地質(zhì)學(xué)

按礦種可分為金屬礦床學(xué)與非金屬礦床學(xué)。前者研究金屬礦床，包括貴金屬、有色金屬、黑色金屬和稀有金屬等礦床；后者研究非金屬礦床，主要包括煤、石油、天然氣、地下水，以及冶金輔助原料、化工原料、建筑材料、寶石礦床等。此外還有礦石學(xué)，礦相學(xué)，礦床地球化學(xué)，礦田構(gòu)造學(xué)，區(qū)域成礦學(xué)，礦床勘查學(xué)(包括地質(zhì)、地球化學(xué)和地球物理等勘查方法)和礦山地質(zhì)學(xué)等分支學(xué)科和研究領(lǐng)域。

礦床地質(zhì)學(xué)的研究一般采用下述方法：

東坪金礦床地質(zhì)—地球化學(xué)找礦

①野外觀察。

對自然界有用元素的局部濃集區(qū)，有經(jīng)濟價值的礦體，特別是有工程控制的礦體、圍巖等的地質(zhì)特征，從地表到地下，利用必要工具與手段進行仔細(xì)觀察并系統(tǒng)采集各種有代表性的礦物、巖石、礦石以及化石等標(biāo)本和樣品，測制相應(yīng)圖件。在礦化現(xiàn)象的關(guān)鍵部位進行系統(tǒng)觀察，加密采樣，以探索礦化作用的時空變化規(guī)律。對礦化作用正在進行的水體、噴泉、噴氣孔，特別是洋底的噴流、火山噴發(fā)和熱點等進行定期觀察，以取得有關(guān)礦化作用的具體資料。

②室內(nèi)測試分析。

對所采標(biāo)本與樣品，根據(jù)需要利用不同方法與相應(yīng)儀器設(shè)備進行鑒定、測試和分析，取得結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖像，了解礦石的礦物組分、化學(xué)成分甚至痕量元素的含量以及測定礦化年齡等，以期闡明礦化的地質(zhì)背景和物理、化學(xué)條件，論證礦質(zhì)運移與沉積的可能機制，探討礦質(zhì)的來源。

③成礦模擬實驗。

自然界成礦作用的產(chǎn)生是地質(zhì)歷史中多種因素長期交互作用的結(jié)果。在實驗室內(nèi)，利用人工造成的幾個主要變量（如壓力、溫度和介質(zhì)等）的變化來模擬自然界的類似條件，在較短期間和很小的近似封閉的空間內(nèi)，進行多種成礦現(xiàn)象的模擬實驗，其結(jié)果可以加深人們對礦產(chǎn)形成條件的理解。有的礦石如水晶、金剛石等可在實驗室內(nèi)人工合成。自然界礦產(chǎn)大多是在近地表的開放系統(tǒng)中形成的，先進的實驗室正在設(shè)計與建立模擬開放系統(tǒng)的裝置，以使含礦流體在不平衡狀態(tài)中的結(jié)晶與沉淀現(xiàn)象的實驗，能更接近自然實際。

④綜合研究。

礦床地質(zhì)學(xué)研究正從定性研究向定量研究發(fā)展，但遠(yuǎn)未達到定量程度。礦床雖然有的類同，但無完全等同的。因此對典型礦床的區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)、地球化學(xué)特征以及開采利用價值等方面，進行綜合類比、分析研究，以作為地質(zhì)找礦預(yù)測的線索，依然起主導(dǎo)作用。綜合研究提出區(qū)域成礦學(xué)、成礦模式、品位噸位模式（見礦床模式）、地球化學(xué)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計模式等。

礦床研究起源于礦業(yè)生產(chǎn),大致可分3個時期：

礦床地質(zhì)學(xué)萌芽時期

新石器時代，已開始開采銅、金與瀝青，并出現(xiàn)銅錫為主的青銅制品。中國 戰(zhàn)國時代，采冶范圍已擴展到銀、鉛、汞、鐵和少許鉻，并開始使用煤（當(dāng)時稱“石涅”）和鉆取油氣以熬鹵。晉朝有以銅鎳制白銅的記載。古代采礦實踐積累了初始礦床地質(zhì)知識。《管子·地數(shù)篇》中記載：上有丹沙者、下有黃金；上有慈石者、下有銅金;上有陵石者、下有鉛錫(赤銅);上有赭者、下有鐵；上有鉛者、其下有銀。這是礦床金屬分帶和地表次生淋濾現(xiàn)象的簡明概括。與此同期，古希臘 哲學(xué)家 柏拉圖曾設(shè)想礦石之噴發(fā)成因；而斯特拉波則將地球生長礦石與神秘“金樹”所結(jié)果實類比。

礦床地質(zhì)學(xué)奠基時期

16世紀(jì)是礦床地質(zhì)學(xué)創(chuàng)建之始，1556年G.阿格里科拉在《論金屬》中提出礦脈是從循環(huán)于裂隙的溶液中沉淀出來的。稍晚丹麥 N.斯泰諾等認(rèn)為是地球內(nèi)部的噴氣作用從深部帶動金屬上升而沉淀在裂隙中。1770～1773年C.T.德利烏斯等人提出擴散上升水從其經(jīng)過的巖石中溶解分散的金屬微粒而形成含礦溶液，這實質(zhì)上是側(cè)分泌和次生作用等成礦學(xué)說的萌芽。18世紀(jì)晚期，火成論者J.赫頓和水成論者A.G.維爾納的兩種對立觀點和長期論戰(zhàn)統(tǒng)治了礦床地質(zhì)學(xué)的思路。

礦床地質(zhì)學(xué)發(fā)展時期

1841年法國 G. -A. 多布雷開始以實驗方法研究礦床。1847年法國博蒙提出多數(shù)礦床是火成活動的一個相，強調(diào)熱水溶液礦化作用，德國C.G.C.比肖夫開始引用化學(xué)原理到礦床研究中，初步提出大氣水側(cè)分泌理論。

1859年 B.von科塔論述了溫度、壓力與表生作用對礦物分帶的制約。

20世紀(jì)初，礦床地質(zhì)學(xué)已成為科學(xué)的重要分支。

1900年洛奈報道了礦脈中礦物組分向下變化分帶后，又于1905年初步提出成礦系列的概念。

1901年F.L.蘭塞姆等人確認(rèn)構(gòu)造控制礦化作用；C.R.范海斯提出大氣水下滲加熱再上升成礦的見解；J.F.肯普、W.林格倫進一步研究火成來源的礦化溶液。

1906年肯普、林格倫與蘭塞姆共同闡明蝕變作用。

1907年林格倫提出礦床成因分類，并陸續(xù)加以完善。

1920年翁文灝提出中國礦產(chǎn)區(qū)域論。

1923年J.E.斯帕爾提出礦漿論；R.H.拉斯塔爾論述了成礦帶。

1927年翁文灝研究砷礦物提出華南成礦系列。

1936年Д．С．科爾任斯基提出擴散與滲濾交代作用。

1948年Ю.?。吚e提出成礦期與成礦帶。

1953年G.E.古德斯皮德和H.施奈德勛分別提出與花崗巖有關(guān)的活化水礦化作用，以及再生溶液的概念。

1954年G.C.托皮茨推斷洋底有巖漿噴流－沉積混合礦床形成。

1955年，層控礦床概念已開始流行。

1956年J.D.里奇認(rèn)為含礦流體為絡(luò)合物真溶液；而H.L.巴恩斯通過實驗提出影響流體性質(zhì)的 4個主要變量，即溫度、壓力、離子和活度。

1957年，P.B.巴頓、A.T.埃利斯與稍后的K.B.克勞斯科普夫等分別用熱力學(xué)參數(shù)計算熱水流體性質(zhì)和測定了巖漿氣成分；C.L.奈特提出礦源層概念；П.М．塔塔林諾夫編制成礦圖。

1964年R.S.迪茨首先提出加拿大薩德伯里銅鎳礦床為隕石撞擊成因。

1965年C.F.戴維森提出鹵水成礦說。

1966～1967年A.R.米勒與D.E.懷特等先后開展洋底與海濱礦化現(xiàn)象現(xiàn)場調(diào)查。1970年科爾任斯基提出交代分帶理論。

1972年R.L.斯坦頓建立礦石巖石學(xué)。

1973年P(guān).吉爾德首先聯(lián)系全球板塊構(gòu)造闡述成礦特征。

1975年C.F.Jr.帕克指出“熱水”不一定與火成作用有關(guān)。

1977年C.T.赫奇森第一次記錄了東太平洋海?。ū本?1度）出現(xiàn)的“黑煙囪”成礦作用的現(xiàn)場現(xiàn)象。

1982年В．И．斯米爾諾夫提出巖漿、變質(zhì)和沉積 3大成礦系列。

1985年P(guān).拉茲尼卡提出經(jīng)驗成礦學(xué)，1989年發(fā)展了礦床的微區(qū)痕量研究。

總之，20世紀(jì)50年代以后，有多種創(chuàng)見提出。

礦床地質(zhì)學(xué)的主要研究內(nèi)容可概括為4方面：

①研究形成礦床的有關(guān)地質(zhì)作用，如沉積、巖漿、機械富集,接觸、區(qū)域變質(zhì)，熱水、生物作用,洋底火山與噴流，蒸發(fā)，表生氧化淋濾等。

②研究礦區(qū)的地層時代及層序、巖石性質(zhì)及成因、構(gòu)造格局、地文地貌，以查明礦床形成的地質(zhì)背景及其時空變化規(guī)律，從而論斷成礦的主導(dǎo)控制因素。

③研究礦體(固體或流體)的分布、形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、品位以及礦體、脈石或圍巖的物理化學(xué)性質(zhì)以及有關(guān)元素的地球化學(xué)性能，作為選用相應(yīng)探、采方法的主要參考。

④研究礦石的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦物共生組合、生成順序以及粒級的可選性能，以了解礦石的形成條件與可行的加工工藝。

礦床地質(zhì)學(xué)運用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)與生物學(xué)等的基本原理，采用礦物學(xué)、巖石學(xué)、地層學(xué)、構(gòu)造學(xué)、火山學(xué)、沉積學(xué)、地球化學(xué)、地球物理學(xué)等,特別是野外地質(zhì)學(xué)的方法與理論,并參照采礦與冶金的技術(shù)以及產(chǎn)品的市場經(jīng)濟要求，進行綜合研究分析。礦床學(xué)是一門應(yīng)用性很強而內(nèi)容十分龐雜的學(xué)科，既有其獨立的理論基礎(chǔ)，又與上述學(xué)科有千絲萬縷的聯(lián)系。

礦床地質(zhì)研究的基礎(chǔ)是野外的科學(xué)觀察。精確的室內(nèi)測試與實驗資料可開拓思路并提高理解程度，但必須緊密結(jié)合礦床的客觀實際，辯證地、審慎地應(yīng)用。成礦作用既有明顯的區(qū)域性又有其演變性。欲以一個或幾個典型礦床所總結(jié)的設(shè)想或“模式”而加以全面概括，為時尚早。許多礦床地質(zhì)學(xué)中的設(shè)想，如微生物對成礦的作用，成礦物質(zhì)的確切來源，含礦流體的運移機制等，有待采用先進的技術(shù)與方法，通過到礦區(qū)現(xiàn)場進行深入細(xì)致的工作而加以認(rèn)識。2100433B

英文：mine hydrogeology

含義：研究礦床水文地質(zhì)學(xué)理論、勘探方法及開采中有關(guān)水文地質(zhì)問題的學(xué)科。

水文地質(zhì)學(xué)的一個分支。其主要任務(wù)是研究確定礦床的水文地質(zhì)條件，預(yù)測礦坑涌水量以及由于開采可能引起的地下水動態(tài)變化，為礦床的順利開采提供有關(guān)的水文地質(zhì)資料。2100433B

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