地壳的矿石研究论文

地壳的矿石研究论文

( 一) 以矿床蚀变分带模型为依据，追踪蚀变带的范围，预测外围隐伏矿床

1. 通过断裂构造填图，识别和恢复整个斑岩蚀变系统

图 4 －1 美国圣马纽埃 － 卡拉马祖斑岩铜矿床构造历史略图( 引自 J. D. Lowell 等，1970; 赵鹏大，2008，有修改)

矿化蚀变分带是矿床最为明显、最具特征的地质找矿标志，在认定矿床存在和确定勘探方向方面，它往往起决定性的作用。最著名的例子是美国亚利桑那州南部卡拉马祖斑岩铜矿床的发现过程。J. D. Lowell 等( 1970) 在这个矿床上查明了标准的环带状矿化蚀变特征，但他们发现，断裂作用使所查明的蚀变环带只剩一半，于是推断另一半可能被迁移到别的地方去了。通过对断裂走向和断距的研究，果然找到了它的另一半，即圣马纽埃矿床 ( 图4 －1) 。把这两个矿床的蚀变带拼到一起，即构成完整的环形。这个实例有力地说明了矿化蚀变标志的重要性，因而被勘查者普遍采用。所查明的蚀变虽然不那么完整和 “标准”，但钾化、绢云母化、泥化、青磐岩化等典型蚀变普遍存在，都被作为确认矿体存在和指导勘探部署的重要标志。

2. 以遥感和地球物理为手段，识别浅覆盖区斑岩蚀变系统

地面斑岩系统的识别和范围的圈定，是实现斑岩铜矿找矿的关键。依托遥感填图、地球物理调查可以有效圈定掩伏区斑岩成矿系统的范围。例如，智利北部的科亚瓦西矿床包括罗萨里奥和乌希纳斑岩铜矿系统的识别。尽管在 1978 ～1979 年期间通过对众多的老采坑和采矿废石堆的观察，识别出以罗萨里奥矿床为中心的蚀变带和乌希纳矿化系统出露的边缘部分具备斑岩铜矿的特征，但由于地表薄层岩屑堆积和中新世砾石层的覆盖，对整个斑岩系统，尤其对乌希纳矿化系统的空间展布范围不甚清楚。在这种情况下，打了 60 多个钻孔，找矿效果并不显著。1990 年，通过卫星图像解译和物探工作，在罗萨里奥斑岩铜矿系统上面圈出了一个圆形的激发极化异常，以高极化率和低电阻率为特征。同时，在乌希纳淋滤铁帽的出露部分和东面 3km处被成矿后熔结凝灰岩掩盖的地段也圈定了一个异常 ( 图 4 －2) 。乌希纳的激发极化异常与一个具有环形磁力高的圆形磁异常一致，该环形磁力高是黄铁矿晕的反映。后来发现，小于 10Ω·m 的电阻率与斑岩铜矿化吻合。

图 4 －2 智利北部科亚瓦西矿床的罗萨里奥和乌希纳斑岩铜矿系统( 引自 R. L. Moore 等，2002)显示两个系统的低电阻率异常

乌希纳见矿孔打到了 100 多米厚的辉铜矿富集带，平均含铜大于 1%。该钻孔打在基岩露头最边部的矿化后熔结凝灰岩附近，因为该处显示出有利的淋滤铁帽绢云母化、赤铁矿化和脉体穿插特征。在当时，发现孔的位置尚处于激发极化测量的范围以外。激发极化测量完成后，所圈出的低电阻带被解释为细脉高强度发育的反映。根据激发极化结果确定了熔结凝灰岩覆盖了下面的乌希纳矿化富集带的整个范围 ( 图 4 －2) 。

3. 建立克莱马克斯斑岩钼矿模型，指导成矿带范围内大型钼矿的连续发现

美国科罗拉多州克莱马克斯 ( Climax) 型斑岩钼矿找矿模型的成功应用，堪称找矿模型应用经典中的经典。克莱马克斯矿床是 20 世纪初期开采的一个特大型钼矿，早先认为该矿床是一次岩浆侵入成矿而成的，后来地质学家在详细观察和深入研究的基础上，发现了用一次侵入成矿理论无法圆满解释的许多 “反常的”地质现象。通过对老资料的检查和认识，以及对大量艰苦细致野外观察所获得的新资料进行综合分析，建立了克莱马克斯钼矿多次侵入和成矿的找矿模型，即克莱马克斯岩株是一个复合岩体，有 4 个主岩体或主要侵入阶段，每一个岩体或者侵入阶段都具有它自己的一套在成因、时间上与之有关的热液产物，每次岩浆侵入都伴随着一次热液、矿化活动，且每一次侵入作用都要比前一次作用稍向东移。该模型后来在科罗拉多成矿带寻找新的钼矿床时得到充分的应用。

( 1) 对晚期无矿阶段产物及其时间和空间位置的科学解释，导致亨德森 ( Hendson) 隐伏钼矿床的发现

科罗拉多成矿带的雷德芒廷 ( Red Mountain) 地区与克莱马克斯地区在地质上有许多共同点: 都存在网脉状辉铜矿矿化; 两者都靠近第三纪强烈活动的大断层; 矿体都与时代、相同成分的复合岩株有关; 都显示有多期矿化和蚀变; 金属矿物种类完全一致。据此认为，雷德芒廷地区如果有利的岩浆、构造在时间和空间上有机结合，在其深部就有可能形成克莱马克斯型的多层钼矿体。为检查最好的钼异常，在详细分析的基础上，于雷德芒廷西北部打了一个试验钻孔，该孔揭露了亨德森矿体的边缘。通过进一步的工作，于 1963 年查明了隐伏在地下 914 ～1067m 深处的大型矿床。

( 2) 矿床模型地质参数对比，导致了芒特埃孟斯大型钼矿床的发现

亨德森钼矿床的发现不仅证实了克莱马克斯钼矿模型的正确性，而且也丰富了模型的内容。利用新改进的模型参数，有力地指导了芒特埃孟斯 ( Mt. Emmons) 钼矿床的发现 ( J. A. Thomas，1982) 。

雷德芒廷地区与克莱马克斯地区的钼矿床具有许多相似点，但也存在一些重要差别: 雷德芒廷地区下伏的岩石是新鲜的花岗斑岩，而克莱马克斯地区为典型的斑岩; 克莱马克斯地区有大量前寒武纪变质岩，而雷德芒廷地区这类岩石相对较少; 相比亨德森矿体热液蚀变带发育更为完整。根据这些差别对已有的矿床模型作了进一步的修正。

芒特埃孟斯位于科罗拉多成矿带的中西部。1968 年在对芒特埃孟斯西北侧雷德韦尔盆地进行有色金属资源潜力评价时，在侵入角砾岩筒中发现了分散的含辉钼矿矿化的流纹岩碎块，这种含钼岩石的特征与克莱马克斯型钼矿化母岩相似。1970 ～ 1972 年，在一个出露于地表的流纹质角砾岩筒上，打了 11 个钻孔，结果发现了一个浅部的有色金属矿化带和两个较深的低品位的钼矿化带，即上、下雷德韦尔钼矿体。这一发现引起了公司的注意，他们认为，已发现的钼矿床与克莱马克斯型斑岩钼矿模型的许多重要参数是相似的，这一地区有希望发现更富和更大的钼矿床。根据与克莱马克斯和亨德森钼矿床的对比，制定了一项初期勘查计划。其中，包括用钻探圈定雷德韦尔盆地两个钼矿床的延伸情况，对芒特埃孟斯其余地区开展详细填图，研究雷德韦尔盆地蚀变岩石和石英脉的分布状况。1976年夏天，初期计划完成以后，为了验证芒特埃孟斯东南侧雷德莱迪盆地外围的靶区，打了一个 750m深的钻孔，该孔下部 240m 揭露了广泛发育的石英 － 黄铁矿 － 辉钼矿细脉带。经过 1977 ～ 1978 年的工作，在雷德莱迪盆地探明了矿石储量1. 56 ×108t、MoS2平均品位0. 43%、矿体埋深420m 的大型钼矿床。

( 二) 以矿床成矿系统与矿床分带模型为依据，对深部矿化作出预测

由已知到未知的模型类比找矿向成矿系统深部空间展布与演化发展，提高了深部找矿预测的准确性。根据已知矿床建立的矿床分带模型、构造控制模型在外围进行类比，寻找与已知矿床类型相同的矿床，这一战略在已知矿床外围找矿中发挥了重要作用，成功的例子不胜枚举。尤其需要指出的是，近年来深部找矿工作的重大发现，使人们逐渐发现平面上认识到的分带模型在垂向上基本上都能看到。因此，建立矿床空间分带模型对指导找矿具有十分重要的现实意义。

图 4 －3 太古宙脉状金矿床的地壳连续成矿作用示意图( 引自 D. I. Groves，1993)

1. 太古宙脉状金矿床的地壳连续成矿模型

20 世纪 80 年代后期以来，相继在津巴布韦、澳大利亚等太古宙麻粒岩相岩石中发现了若干高温( ＞700℃) 热液脉型金矿床，同时在次绿片岩相岩石中也发现了一些低温 ( ＜ 180℃) 热液脉型金矿床。这些发现大大改变了人们以往的认识，修正了一些传统观念。于是，澳大利亚的 D. I. Groves等 ( 1993) 在总结前人研究的基础上，提出了“太古宙脉状金矿床的地壳连续成矿模型”( 图 4 －3) 。该模型认为，从次绿片岩相到麻粒岩相的变质岩中都有脉状金矿产出，在不同的垂向深度上可连续形成金矿，至少涉及 15km 以上的地壳剖面。产在不同变质岩中的金矿床属于一组连续的同成因的矿床组合，但这 3 类金矿在成矿构造条件、围岩蚀变组合、矿石矿物组合、金的赋存状态等方面均有区别。这一模型并非反映同一矿区内的金矿化垂向分布，而是概括地反映了区域范围内一系列金矿床的分布特征，从而把成矿系统的演化与矿床不同深度中的演化统一起来考虑。

2. 斑岩铜矿成矿系统与浅成低温热液成矿系统垂直叠置模型

图 4 －4 为 R. H. Sillitoe ( 1991) 对智利金 ( 铜) 矿床分布的总结。该模型的实质是，智利的高硫化浅成低温热液型金矿化往往发育在以侵入体为中心的斑岩型矿化的上方，而低硫化浅成低温热液型矿床和更深部位的接触交代型、脉型金矿床则产在斑岩型矿化的边缘部分 ( 图 4 － 4) 。这个模型为环太平洋西岸大量发现矿床所证实，并正在为深部矿产资源潜力预测提供重要思路。该模型提示我们，一方面，在浅成低温热液矿床深部要注意寻找斑岩型铜 ( 金) 矿床，例如，菲律宾远东南勒班陀含砷铜金矿床下面产出了超大型远东南斑岩铜矿床; 另一方面，由于空间上矿床剥蚀程度存在差异，在平面上要注意浅成低温热液矿床与斑岩铜矿床是否存在伴生关系。

图 4 －4 智利若干典型金矿床相对于理想化斑岩系统的产出位置( 引自 R. H. Sillitoe，1991)

3. 巴尔干 － 喀尔巴阡斑岩铜矿模型R. H. Sillitoe ( 1979) 通过对前南斯拉夫和罗马尼亚斑岩铜矿的研究，提出了斑岩铜矿的巴尔干 － 喀尔巴阡模型。这是四位一体的复合的矿床模型，即斑岩体内为斑岩铜矿，含铜量为 0. 45% ～0. 6%，Au、Mo 均很少; 含矿岩体同中生代碳酸盐岩的接触带有矽卡岩型铜矿床，含铜品位增高; 在中生代碳酸盐岩地层中有交代成因的铅锌矿; 在上部与斑岩体同期同源的火山岩盖层中有同生成因的块状硫化物矿床 ( 黑矿型) 。这个模型的含矿斑岩体为石英闪长斑岩、石英二长闪长岩、花岗闪长岩及同源同期的安山岩、凝灰岩等; 围岩是中生代碳酸盐岩，蚀变作用有钾长石化、绢云母化、青磐岩化及硅化。如果围岩不是碳酸盐岩，就不形成矽卡岩型矿床，这时该模型主要是上部火山岩中的块状硫化物矿床和下部斑岩体内的斑岩铜矿 ( 图 4 －5) 。

图 4 －5 斑岩铜矿巴尔干模型( 引自 R. H. Sillitoe，1979; 王之田等，1994)

欧洲一些国家，利用该模型找到了新的斑岩铜矿。如在前南斯拉夫蒂莫克地带的波尔铜矿区，在研究区域成矿模式及探索斑岩铜矿与块状硫化物之间关系的基础上，利用该模型在块状硫化物矿体( 硫砷铜矿、铜蓝、黄铁矿) 的下面找到了体系深部的斑岩铜矿矿体 ( 图 4 －6) 。

图 4 －6 前南斯拉夫波尔矿床横剖面示意图( 引自王之田等，1994)

在匈牙利的雷克斯克块状硫化物铜矿 ( 硫砷铜矿 －锑硫砷铜矿) 矿体之下 600m 深处，亦发现了斑岩铜矿体。此矿是 1850 年的老矿，当时只开采地表附近的矿石。1959 年，在经过详细地表填图后，决定打 4 个深钻，这些钻孔有铅、锌富集的显示，又决定再打 12 个孔，其中 2 个孔在较大间隔内打到了低—中品位的铜矿石，这就是后来找到的斑岩铜矿。其实，这里的斑岩铜矿在过去的石油钻孔中就遇见了，只是当时未能掌握巴尔干斑岩铜矿体系，找矿中仅把注意力放在寻找块状硫化物矿上。直到 1968 年，在察觉到深部可能存在着斑岩铜矿后，才开始大规模的勘探，从而发现了这个隐伏的斑岩矿体，并摸清了较富的伴生矽卡岩矿。

4. 喷气沉积型 ( SEDEX 型) 铅 － 锌矿床与网脉状铜矿空间分布模型

喷气沉积型 ( SEDEX 型) 铅 － 锌矿床与网脉状铜矿有时在空间上显示出互存的现象。例如，古巴西部就有侏罗纪的喷气沉积型铅 － 锌矿床，在区域内既有层状的 SEDEX 型铅 － 锌矿床，又有网脉状的铜矿，有的矿床上有 SEDEX 型铅 － 锌矿，下有网脉状铜矿。世界其他地方也有与铜矿伴生的 SEDEX 型铅 － 锌矿床，如澳大利亚的芒特艾萨 ( Mount Isa) 矿床、加拿大塞尔温盆地的托姆 ( Tom) 矿床、德国腊梅尔斯伯格 ( Rammelsberg) 矿床，以及中国内蒙古的霍各乞和炭窑口矿床等。

5. “四层楼” 铜矿空间分布模型

同一个金属成矿省内不同时代的矿床，有的可能是地壳中较老的成矿物质经后期地质作用再活化、富集而成的; 也有的矿床不是直接来自古老基底，而是来源于深部，例如下地壳或上地幔。这两种情况都说明，在一个具体的地区，由于地球化学省可能提供充足的成矿物质来源，因此不同时代都可能产出同一种矿产，但由于不同时代地质作用的不同，可能产出不同类型的矿床，因而不同时代的成矿作用具有继承性。最为典型的实例是川滇地区 “四代同堂”的铜矿床序列，简称 “四层楼”铜矿模型 ( 黎功举，1991) ，即从基底为大红山群与细碧角斑岩建造有关的大红山式火山喷气 ( 流) 热液 － 沉积变质铜 ( 铁) 矿床，继之为与陆源碎屑 ( 含火山碎屑) － 碳酸盐岩建造有关的沉积 － 喷气东川式铜 ( 铁) 矿床，再上是在陆表海中形成的同生沉积 － 改造砂砾岩、白云岩型铜矿 ( 滥泥坪式)和在地洼区陆相岩层中形成的成岩后生 － 热卤水砂 ( 页) 岩型铜矿床 ( 滇中式) 。这不是简单的 “四代同堂”( 图 4 －7) ，成矿作用不仅具有继承性，而且具有新生性和多旋回的特点。

6. “三位一体” 矿床模型

在长江中下游地区，形成了以城门山为代表的 “多位一体”( 矽卡岩型、斑岩型、似层状块状硫化物型) 铜多金属矿床。在花岗闪长斑岩与灰岩的接触带形成了矽卡岩型矿床，在石英斑岩与花岗闪长斑岩的岩体中形成斑岩型铜钼矿床，在中石炭统黄龙组灰岩与上泥盆统五通组砂岩层面上形成了似层状块状硫化物型矿床 ( 详情参见模型十二) 。

( 三) 以地质找矿模型为依据，组织矿产勘查工作

地质模型实质上是对成矿环境、成矿过程和控制因素的规律性认识，因而在新矿床的勘查中它无疑能够发挥指导作用。就地质模型来说，它可以指导已知矿带外围和深部勘查。这里举两个例子说明之。

1. 依据已知地质找矿模型，在已知矿带外围系统钻探，直接导致矿床的发现

智利斯潘赛斑岩铜矿床，由于当地的基岩覆盖在 “南美大草原”之下，运用物化探方法效果不佳，便沿成矿构造带在已知矿的两端布置钻探; 进而总结资料，依断裂交会处确定下一步的勘查靶区，终于依靠网格式钻探打到了新矿床。从方法运用上来说，表面看来在这个案例中钻探起了引导矿床发现的关键作用，但是，如果没有以地质找矿模型为基础的地质认识，在该地区已经打过 30000m钻探未见矿的情况下，是难有魄力再布置 9000m 钻探工作，最终导致矿床发现的。

图 4 －7 中国川滇地区“四层楼”铜矿模型( 引自黎功举，1991)

美国卡林金矿带的帕普帕莱恩矿床，从区域成矿带角度出发，基本认识了该矿带地质特征。这也是 20 世纪 90 年代在已知矿床外围的覆盖区开展拉网式钻探，导致发现该矿床。同样位于卡林金矿带的阿基米得 ( Archimedes) 金矿床，是在具有 50 年以上开采历史的著名采矿区发现的，它是简单而有效的勘查计划的成果。虽然老窿的岩屑取样首先表明有金矿化存在，但化探在勘查计划中并没起进一步的作用，因为矿体隐伏于成矿后的盖层之下。在勘查工作中没使用物探，主要是靠先进的地质模型和 “扩边”钻探。

2. 依据地质找矿模型，对已知矿点再评价，导致找矿重大突破

这里以加拿大安大略省温斯顿湖矿床的发现过程为例加以说明。1952 年，Zenmac 金属矿业有限公司完成了小型的天顶矿床的勘查。该矿床为致密块状闪锌矿矿床，储量为 12. 8 × 104t，Zn 品位为23% 和 Cu 为 0. 25% 。天顶矿床位于辉长岩与变质辉石岩相的辉长岩之间的过渡带内。矿床呈透镜状，倾向 NE，倾角 35° ～45°，厚度为几厘米到 13. 4m。

天顶矿床独特的地质背景引起了当时的福尔肯布里奇铜矿公司 ( CFC) 的极大兴趣。为了评价该地区的含矿远景，寻找更大的矿床，CFC 公司于 1978 年 10 月在该区完成了地质普查和岩石地球化学普查测量。研究人员试图将所圈出的异常与天顶矿床的成因结合起来进行综合研究。由于天顶矿床的容矿岩石为辉长岩，这在地质上属于一个异常现象，该辉长岩岩床侵入于下伏的蚀变钙碱性长英质火山岩与上覆的未蚀变枕状拉斑玄武岩质镁铁质火山岩之间。以往的研究工作曾对天顶矿床的成因提出了两种解释，一种认为是脉状后生矿源，另一种则认为是岩浆成因。CFC 公司根据普查、详查的结果，认为天项矿床的成因与火山成因块状硫化物沉积有关。据此，CFC 公司建立了一个地质模型，即将天顶矿床解释为来自长英质火山岩顶部原位大型矿床派生出的一个大的火山成因块状硫化物捕虏体，图 4 －8 示出了模型的一个横断面。

图 4 －8 加拿大温斯顿湖地区天顶矿床及其与矿源的关系( 引自 P. W. A. Severin 等，1989)

为了验证上述解释，CFC 公司在 1981 年打了 8 个金刚石钻孔。其中的 4 个打在 CFC 公司的找矿租地内，这4 个孔中有3 个是为了研究黄铁矿层 ( 它在空间上与长英质火山岩内的堇青石 － 直闪石蚀变带有关) ，第 4 个孔是用来验证位于天顶矿床西北部辉长岩中出现的弱的极大 － 极小耦合电磁法( Max minⅡ) 、甚低频 ( VLF) 和磁异常。另外的 4 个孔打在 Zenmac 金属矿业公司的找矿租地内，用于验证所提出的地质模型。前 4 个孔的结果均令人失望，而后 4 个孔的结果却令人鼓舞，它们查明了出露的燧石质火山灰层的下倾投影的位置，其深度为 125 ～250m。燧石质火山灰层位于上覆的堇青石 － 直闪石蚀变带以东的长英质火山岩的顶部。此外，钻孔穿过了一个喷气岩层，在 4. 3m 的井段上含 0. 57%的锌，并见有 7m 厚的浸染矿化段，含 1%的铜。

此后，CFC 公司根据钻探结果，结合以往勘查的经验，尤其是在魁北克西北部 LacDufault 矿区的勘查经验，他们果断地提出开展钻孔脉冲电磁法 ( PEM) 测量。

钻孔 PEM 测量采用了 5 个大小相同 ( 100m ×100m) 的发射线圈 ( 图 4 －9) ，这样可在多方位进行激发以便根据不同激发位置的异常曲线来推断导电体的位置、形状和大小。测量在 DDH Z0 －4 号孔中进行。结果探测到一个很强的异常，在各记录道内异常由早期到晚期出现符号的变化，说明了异常属于典型的 “边缘”型异常。该异常的中心位于 245m 的深处，而在该处见有几毫米厚的硫化物矿化。不同位置发射所测得的异常曲线的形状是相似的，表明存在着一个板状良导体。另外，南北发射线圈的响应的振幅大致相等，说明板状体在该方向是连续的。从东西发射线圈的响应来看，板状体应该是向东倾并向下方延伸的，这一解释与地面没有观测到任何物探异常的事实和地质上的推断是一致的。另一个值得注意的异常现象是，由西发射线圈得到的异常响应的符号基本上是反向的，且幅值要小一些。这一点可用一次场与激发体的耦合关系加以解释。根据一次场的矢量方向，可以推断出西发射线圈的一次场与向下倾斜的板状良导体耦合最差，且一次场与二次场的方向基本上是相反的，因此便出现了这一异常现象。

根据钻孔电磁测量解释结果及地质推断，1982 年 6 月布设了 Z0 － 5 号孔以验证钻孔 PEM 异常。结果，Z0 －5 号孔打到了 2. 1m 厚的硫化物矿层，Cu 含量为 1. 10%，Zn 含量为 19. 11%，Ag 含量为22. 2g / t，Au 含量为 0. 73g / t。矿带位于地表以下 300m 处的辉长岩岩床的底部。通过上述一系列的综合勘查，发现了这个隐伏的温斯顿湖块状硫化物矿床。

在该矿床发现过程中，矿床地质模型和井中物探模型起着非常重要的作用。通过一系列勘查活动，最终认识到天顶矿床只是一个原位大型温斯顿湖矿床派生的一个火山成因块状硫化物矿床的捕虏体。

图 4 －9 加拿大温斯顿湖钻孔脉冲电磁测量结果( 引自 P. W. A. Severin 等，1989)

人类在从事探采金属和其他矿物原料过程中积累了有关矿产分布和性状的知识。各个有古代文明历史的民族都有关于矿产地和某些萌芽矿床成因概念的记载。中国利用铜、铁的历史都很早，夏商两代青铜器制作已有相当规模和水平，春秋时期已能够用铁矿石炼铁。公元前2000多年成书的《山海经》记载有数十种矿物、岩石和矿石的600 多个产地，还把矿产分为金、玉、石、土 4类。《管子》中已有关于采矿中金属共生与分带的描述。古代利用的金属主要有铁、铜、锡、银、铅、金、汞等，全国各地发现过很多古矿硐及其他采矿遗迹，有些地方采掘已有相当的规模。唐宋以来史书中有矿产产量的记载。明代（14、15世纪之交）铁产量已达到2000万斤，这大致相当17世纪欧洲国家产业革命后，英国年产量的数字。在这个时期内，也有几种能反映当时有关矿产和矿床认识的著作。如北宋沈括的《梦溪笔谈》广泛涉及到自然科学和生产技术，在地学方面他发现记录了地磁偏角，也最先提出“石油”的命名。南宋的郑所南早在14世纪就提出关于地下活动的水沿岩石裂隙脉络流渗形成矿脉的推想，得到了现代科学史研究家的极高评价。明代李时珍在其《本草纲目》中记载有160多种矿物岩石的产状和药用价值。明代宋应星所著《天工开物》记述了许多工业农业领域的知识和经验，其中包括不少古代金属和非金属矿产的寻找和采冶技术。但总的来说，中国封建社会中自然科学和生产技术的研究和总结不受社会主流的重视，以致长期得不到应有的提高和发展。

在欧洲，古希腊哲学家中有不少人的著述谈到岩石矿物和矿石，关于这些自然界物质起源的认识成了后来地质学及矿床学思想的源头。中世纪，中欧一些古老的采矿业中心积累了有关矿床的知识，一位捷克人Agrico1a经过在这里考察，于1546年写成一本“金属矿床成因”的书，提出了矿床中的物质来源于地壳，地表水渗透到地下深处受热，溶解了岩石中的成矿物质，然后再沉淀在岩石裂隙中的认识，现在认为，出现在16世纪中叶的这一认识可以看作是近代矿床学的萌芽。到17世纪，哲学家笛卡儿提出了与此不同的认识，认为矿床是来源于地球深部，炽热物质通过贯入作用或溶液携带进入已冷却了的地壳岩石裂隙中沉淀而形成的。到18世纪，上面两种不同的观点，发展起来的“水成论”和“火成论”之间的激烈论战达到了高潮。水成论的代表是德国的维尔纳，认为所有岩石和矿床都是大洋水中沉淀形成的，大洋水中溶解有形成岩石和矿床的所有物质，当它们沿岩石裂隙渗透时，就在其中沉淀出矿石。火成论的代表是英国人赫屯，他认为矿石只能由深处上升的火成的熔融物质充填在地壳裂隙中形成。随着大量事实材料积累，表明矿床既有与深处岩浆作用有关的，也有与地球外部的地质作用有关的，这种争论自然就缓和下来。19世纪是欧洲国家工业化后自然科学包括地质学发展的重要时期。19世纪以来的科学由于有了更为正确的理论思维方法和科学研究方法，从而能够更多地揭示出自然界的客观规律。从矿床学来看，这一时期重要的发展和成就集中表现在岩浆分异和热液成矿理论的逐步建立和完善上。包括 ， Cotta，等欧洲矿床学家在这方面的研究都作出过贡献。19世纪末期，岩浆热液理论也为大多数北美矿床学家所接受，他们中间的Emmons，Lindgren，Bateman等，还在岩浆热液矿床的一些重要方面的研究中有所发展。应该提到同一时期内也仍然有 berger致力于侧分泌成矿理论研究。并得到等的支持。则提出在地壳中可能存在一个外层溶液区（侧分泌成矿）和一个深壳区（上升热液成矿），并肯定后一种是主要的。因此可以说，现代矿床学理论基础是在19世纪中叶到20世纪初期这段时间所奠定的。这显然和两方面的条件有关，首先是产业革命以来欧美资本主义工业迅速发展，极大地增加了对矿产的需求，从而推动了对矿床的调查研究和开发程度，也积累了大量的矿床地质资料。同一时期，物理学、化学等基础科学取得了很多新成就，在18世纪首先在欧洲出现的地质学各有关学科也迅速发展，都为矿床学发展提供了理论支撑。现代矿床学形成的标志是：

（1）结束了水成论、火成论的论战，肯定了矿床非单一成因，不能企图用任何一种成因来解释所有矿床，提出了一个有广泛影响的（1933）的矿床成因分类，这是一个包括了内生外生成因矿床，考虑了矿床形成的不同方式、不同形成温度和压力条件下的矿床大系统。

（2）肯定了金属矿床与岩浆岩有成因关系，认为岩浆结晶分异到后期分异出含矿气液相物质在地壳中活动形成了矿床，而金属矿床可看作是岩浆演化的一个相，这种岩浆热液成矿理论得到了普遍接受，并在 20世纪前50年占统治地位，其影响达半个世纪之久。

（3）19世纪末到20世纪初，在矿床成因理论方面形成了若干个各有特色的科学学派。弗·衣·斯米尔诺夫认为美国学派重视地质构造对矿床形成和富集的控制，并致力于用大量实验和计算资料力求恢复矿床形成的自然物理-化学条件。德国学派着重对形成矿床的矿物学、地球化学进行深入研究，并建立了各种成矿环境条件下矿物共生系列。前苏联矿床学派的优势是全面研究矿床形成作用与地质介质的自然联系，发展了矿石建造和成矿建造的概念，开创了褶皱带成矿规律研究。

到了20世纪50～60年代以后，除了岩浆热液成矿理论在有关地球结构、岩浆起源、区域构造发展演化研究成果基础上得到充实和深化外，并有了新的突破，这就是证明了金属成矿物质除由岩浆从深部带出来外，在广阔的沉积作用、火山作用和变质作用环境中也有使金属发生迁移富集成矿的重要机制。层控矿床成矿的理论越来越受到广泛的重视和讨论。这一时期矿床成因理论水平得到显著提高，与以下的地球科学重要进展有关：

（1）20世纪50年代以来，矿床地球化学迅速得到发展，特别是同位素地质学被广泛应用到矿床研究中，使矿床中金属的来源迁移富集条件以及成矿年代的研究变得更为实际和深入。同时，其他新的实验技术的发展和应用，在矿物流体包裹体的研究、矿物微区成分的研究中获得了许多新的知识和信息。

（2）在这个期间，人类第一次发现并研究了现在正在进行中的成矿作用，1963年美国加利福尼亚州索尔顿发现上升热液。1964～1965年发现红海海底热水和含金属沉积物。1971～1978年以来，在东太平洋中隆很多地方发现含金属热水喷出口。随后，载人潜艇到海底观察了热水喷出口及其附近的含金属热水沉积物。

（3）20世纪60年代中期提出的板块构造理论为研究矿床形成的区域地质背景和成矿作用动力学开辟了新的方向。大量资料表明，成矿作用与地球演化存在因果关系，对造山带盆地和大陆地质先后开展了相关研究。

20世纪最后20～30年，世界范围内的找矿和成矿理论研究均取得了重要发展，其中包括新类型矿床的发现、超大型矿床的发现和研究、海底热水沉积成矿作用的深入研究、成矿模式的成功应用、同位素、微量元素组成研究与流体包裹体研究的应用等。

中国近代地矿事业发展也已经有了百年的历史，19世纪以来，近代地质学传入中国，当时有识之士把兴办地矿事业看作是社会发展、民族独立的需要。首先致力于出版译著、兴办学堂。辛亥革命后，南京临时政府开始在政府机构实业部中设矿物司地质科，后迁北京改为地质调查所和研究所，所长章鸿钊先生领导下培养了第一批地质人才。1916年十几名毕业生分赴河北、山东开展地质填图，并对龙烟、鄂城、井陉、大同等铁矿和煤矿进行了调查，这是中国人在自己国土上进行地质工作的开端。此后，北京大学、中山大学等相继开设地质系。河南、湖南、两广、江西、四川等省相继成立地质调查所。几十年中，中国地质工作者在基础理论和矿产地质工作方面，都作了许多开创或奠基性的工作。例如，长江中下游铁矿志、赣南钨矿志、云南东川铜矿、个旧锡矿研究报告等不少成果，就是刊载在这些调查所出版的《地质汇报》、《地质专报》中。20世纪三、四十年代发现或作过初步工作的一些矿床，如白云鄂博铁矿、攀枝花铁矿、贵州铝矿、云南磷矿、大冶等长江中下游铁铜矿床、白银厂铜矿、东川铜矿、湖南铅锌矿等后来都成为我国第一批矿产勘探基地。孙建初等在玉门油矿的工作也使这里成为中国自己最早发现的油田。但总的来看在经费不足、装备落后的限制下，像矿产勘查及研究这样需要较大投入的工作和研究领域未能得到如其他基础地质学科领域研究所取得的成果。

1949年新中国成立后，为适应国家经济建设的需要，执行了地质工作大发展大转变的方针。很短的时间内建起了各级地质机构，迅速扩大了地质队伍。在从1953年开始的第一个五年计划中，集中主要力量进行勘探部署，保证了一批新建企业所必需的矿产储量。随着包括鞍山、包头、大冶等钢铁基地，大同、开滦、抚顺等重要煤田以及东川、白银厂、铜官山、桃林、水口山等有色金属矿山，个旧锡矿、赣南钨矿、昆阳磷矿等重要矿产地勘探任务的完成又及时地提出加强对缺乏资源和分布不平衡资源的普查工作。在此后的两三年中，包括铬、钒、铍、钼、钛、金、石膏、重晶石等几十个矿产地被发现。在西北、东北、华北、西南等地区石油普查也发现了大量的储油构造及油气显示。此外，还组织专门机构开展了铀矿的普查。随着矿床普查勘查工作的开展，矿床地质研究工作也得到了加强，一批重要研究成果如程裕淇等关于鞍山式铁矿，郭文魁、郭宗山等关于铜官山铜矿，宋叔和等关于白银厂铜矿，黄懿、裴荣富等关于大冶铁矿，叶连俊等关于中国锰矿等论文先后发表。在1957年的全国第一届矿床会议上，对中国铁、铜、钨、锡、钼、铅锌、金、铬、镍、磷、硫、煤、石油等矿产勘查成果进行了较系统的总结。在20世纪50～60年代中，岩浆热液成矿理论在国内研究工作中仍居主导地位。代表性的有徐克勤等对华南属于不同时代的花岗岩及各自的成矿专属性的认识，郭文魁对中国主要内生金属矿产成矿条件和基本特征的总结。同一时期内也有孟宪民对同生论的倡导，并围绕长江中下游、云南东川等地矿床的同生成因展开了讨论。

1958～1965年间，又有许多新矿产地发现，如金川镍矿和大庆油田的发现引起世人的瞩目。还有甘南铀矿、狼山铜铅锌矿、德兴铜矿、金顶铅锌矿等矿产地的勘查也取得了进展。西藏、内蒙古、甘肃、新疆铬矿找矿工作得到加强。山东、贵州先后找到原生金刚石矿床。1975年，河北任丘发现了特殊的油气藏类型，黄海、东海、南海发现含油盆地。70年代中期，还加强了黄金矿床地质工作，在许多省区找到金矿，发现新类型金矿。在此基础上，提出了中国金矿成因类型和金矿集中区的概念。

1977年以来，地矿工作在调整中发展。重点是开展了成矿区划研究和进行了资源总量预测。先后完成了铁、锰、铬、铜、铅锌、铝、镍、锡、钼、锑、金、铂、铀、磷、硫、钾盐、金刚石等重要矿产的区划远景的研究工作。在后面一轮的固体矿产普查中划分出29个重点片，经过工作在鄂尔多斯、内蒙古、新疆准噶尔和哈密地区、豫陕边境小秦岭、湘南粤北、湘黔边境及三江等成矿远景区都发现了一批值得进一步工作的矿产地。这一时期内，矿床研究的方法手段得到了明显的改善，如先后引进电子探针、扫描电镜、红外吸收光谱、穆斯堡尔谱、核磁共振谱等测试设备。完善了钾-氩、铷-锶、铀-铅、钐-钕、碳等同位素年代方法测定之后，又发展了氢、氧、碳、硫、铅、锶等稳定同位素方法。地质实验测试新技术的应用和地质研究新领域的开拓，使这一时期内矿床类型和矿床理论研究都有了新的进步。

20世纪70年代，不少国家出现了火山成矿作用研究的热潮。我国矿床地质工作者在对长江中下游陆相火山岩中矿床的研究工作中，陈毓川等提出了玢岩铁矿的综合成矿模式。层控矿床研究也受到了普遍的持续的关注，在南岭、秦岭、华北、川黔、甘南、长江中下游等地开展了研究。1982年以来连续三届全国矿床会议中交流了丰富的研究成果。涂光炽主持出版了《中国层控矿床地球化学》。在区域成矿研究方面，从程裕淇等（1973）首先提出铁矿成矿系列开始，随后又综合研究建立了包括各种成因矿床的3大类21个成矿系列。这项工作在后来的成矿区带研究（陈毓川等，1998）中又得到了进一步发展。关于成矿区划研究方面，郭文魁（1987）首先根据中国内生金属矿床的区域分布提出了中国境内存在泛西太平洋成矿域、特提斯成矿域和古亚洲成矿域三大成矿域的看法。陈国达在根据中国地质和成矿特征提出地洼成矿观点之后，更进一步发展为“壳体演化递进成矿”的假说。此外，能够反映这一时期中国矿床研究整体水平的成果还有陈毓川（1993）、裴荣富（1995）对中国矿床成矿模式的总结，涂光炽等（2000）中国超大型矿床研究成果等。总的来看，正如郭文魁先生曾经说过的那样，我国矿床理论研究水平几十年来有了迅速提高，基本上能从追踪国际研究方向，并不断加深对中国区域矿床特色的认识，而发展到目前大体能与国际发展同步。这一时期内，通过参加国际会议，在国内外发表论文等，我们的矿床研究成果在国际交流中已日益受到重视。在新世纪里中国矿床学研究必将会有更大的进步。

地壳的研究论文

1、地壳是变动的——大陆漂移学说 在中国的西南，耸立着雄伟的喜马拉雅山，它是世界上海拔最高的山脉，而就在离它不远的地方，又有着世界第一大峡谷之称的雅鲁藏布大峡谷，最深处达6009米。在浩瀚无垠的太平洋里，人们又探测到了海平面以下11034米深的马里亚纳海沟。为什么地球上会有如此庞大的地质体呢？它们从地球诞生之日起就是这样的吗？如果不是，它们又是如何形成的呢？ “七大洲本是一个整体”这个想法似乎太荒诞了，但是100年前就真的有这么一位科学家从这个看似荒诞的想法中提出了一个伟大的学说：大陆漂移学说，他就是德国科学家魏格纳。 魏格纳在大陆漂移学说中提出：大约在距今2亿年前，地球上的只有一个大陆，叫泛大陆，它的周围是一片海洋，叫泛大洋。后来泛大陆开始分裂、漂移才形成今天的七大洲。 在上个世纪20年代提出“大陆漂移学说”是需要勇气的，因为在当时统治地质学界的权威理论是海陆固定论，也就是认为自地球诞生以来，海洋和陆地就是这样分布的，大陆不可能漂移。在那时，胆敢提出这样的观点，是连“教授”都做不到的。 一个学说如果没有事实依据，就只能是空想，魏格纳为此多方搜集证据。比如他发现大西洋两岸的山系和地层是“遥相呼应”，如果北美洲这边有一个褶皱山系，那么欧洲这边也有一个褶皱山系，如果巴西这边有一个古老的岩层，那么非洲西部也有一个相应的岩层。还比如在古生物学上，他发现有一种叫中龙的古代小型爬行动物，生活在淡水中，它的化石只有巴西和南非有，巴西在哪？南非在哪？试问这个生活在淡水中的中龙是如何能够漂洋过海游过大西洋的呢？ 所以最后魏格纳这样说：几个大陆吻合的是如此之好，就像一张报纸被撕开之后再拼起来，不仅轮廓吻合得很好，就连报纸上的文字也能连起来。 但是证据再多，只要有一个问题不能解决，这个学说也不能成立，当时魏格纳面临的最大难题是：大陆漂移的动力从何而来？ 魏格纳给予的解释是硅铝层在硅镁层上滑动、漂移。还记得硅铝层和硅镁层吗？它们是地壳的上下两层，它们是什么状态？都是固态，也就是固态的硅铝层在固态的硅镁层上漂浮、移动。漂移的动力是日、月对地球的引力。但是计算的结果证明这个力根本无法推动这么大的陆地。因此，大陆漂移学说在魏格纳的有生之年没有得到科学界的承认。 2、地壳变动的原因——海底扩张学说 大陆漂移学说的证据却意外地，在几十年后在另外一个领域，海底，找到了。这要归功于二次世界大战，归功于二战中声纳技术的发明。声纳技术使人们了解了海底地形。人们发现海底并不像想象中的那么平坦，它也像陆地表面一样，有起有伏，海底山脉叫海岭，分布在大洋中部，也叫大洋中脊，海底的沟槽叫海沟，它分布在海洋的边缘。 此外人们在海底还有重大发现，看太平洋洋底地层年龄分布图，读图。找到大洋中脊，两侧的数据是岩石的年龄，看一看海底岩石年龄有什么样的分布规律？海底岩石年龄在海岭两侧呈对称分布，离海岭越近，年龄越轻。海底岩石年龄为什么离海岭越近，年龄越轻呢？提示找出海底扩张学说，解读海底扩张学说，回答这个问题。 看图，海底扩张学说认为：海岭是岩石圈中最不稳定的破碎带，地幔物质容易从这里侵入，并从海岭顶部的开裂处涌出，冷凝形成新的大洋地壳。地幔物质不断上涌，新的大洋地壳不断形成，不断取代老的大洋地壳，并把它们以每年几厘米的速度向两边推移，使海底不断扩张。所以在海底没有古老的岩石，而且岩石的年龄都在海岭两侧呈对称分布，离海岭越近，年龄越轻。 看大洋板块俯冲示意图，大洋地壳的诞生处在哪？（提示哪一种海底地形）海岭。那么大洋地壳的消亡处呢？海沟。为什么？因为扩张着的大洋地壳遇到大陆地壳时，由于大洋地壳位置较低，密度较大（大洋地壳主要是由硅镁层组成，富含硅、镁，密度较大），便俯冲到大陆地壳之下，一直插到地幔中，逐渐熔化消亡。 这样，海底扩张学说一举解决了大陆漂移的动力基础，海底扩张学说使大陆漂移学说东山再起，于是一个综合了大陆漂移学说和海底扩张学说的新学说应运而生了，这就是板块构造学说。 3、地壳如何变动——板块构造学说 看六大板块示意图，板块构造学说认为，地球的岩石圈可以分成六大板块，哪六大？一边读一边背出来：亚欧板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块、南极洲板块，这些板块不是固定在地球上，而是“漂浮”的。 漂浮在什么上面？上地幔上部的软流层上。软流层是什么状态的？熔融状态，这样的板块“漂移”要比魏格纳提出的地壳硅铝层在硅镁层上的“漂移”要先进一些。 “漂浮”板块的移动方向取决于海底扩张的方向，板块或者漂着漂着会碰撞到一起，或者漂着漂着会张裂开来。在两个板块交界的地方，是地壳比较活动的地带。 4、地壳变动产生的地质现象——板块构造学说对此的解释 板块构造学说一经问世，很好地解释了地球上的一些地质现象，所以大陆漂移的观点已经被人们普遍地接受了。 （1）喜马拉雅山脉的成因 喜马拉雅山脉是怎样形成的呢？印度洋板块的北部与亚欧板块南部相撞，印度洋板块俯冲到亚欧板块的下面，使亚欧板块抬升形成。 （2）西太平洋的岛弧、海沟的成因 日本群岛在哪？马里亚那海沟在哪？西太平洋沿岸。它们是怎样形成的呢？它们是太平洋板块与亚欧板块相撞，太平洋板块俯冲到亚欧板块下面，形成弧状的岛屿和很深的海沟。 西太平洋这样的岛弧、海沟很多，比如千岛群岛、琉球群岛、日本海沟等等，都是这样的成因。 至于岛屿为什么是弧状，科学家推测这可能与地球是一个球状有关，就好比一个乒乓球，你用大拇指按，按下的凹坑的边缘总是呈弧形。 （3）科迪勒拉山系的成因 科迪勒拉山系是怎样形成的呢？科迪勒拉山系在哪里？它位于南北美洲西部沿岸，纵贯南北美洲。它是太平洋板块与美洲板块相撞，太平洋板块俯冲到美洲板块的下面，使美洲板块抬升形成。 （4）世界地震带的成因 世界主要的地震带在哪里？环太平洋地区和地中海—喜马拉雅地区。地震带为什么分布在这里呢？ 看图，环太平洋地区是太平洋板块和其他板块交界处，地中海—喜马拉雅地区是亚欧板块和非洲板块、印度洋板块交界处，板块交界的地方是地壳比较活动的地方，多火山多地震。 2004年印度洋海啸的成因是什么？海啸发生于苏门答腊岛附近海域，地处亚欧板块与印度洋板块交界的地方，地壳比较活动。 （5）大西洋的成因 大西洋是怎样形成的呢？两亿年前，当地球只有一整块大陆的时候，还没有大西洋的位置。它是怎样形成的呢？是美洲板块和亚欧板块、非洲板块不断张裂而成的。据卫星资料显示，它现在每年以2～3厘米的速度在扩张，可见，大西洋世界第二大洋的位置不是永远的。 （6）东非大裂谷的成因 东非大裂谷是怎样形成的呢？东非大裂谷在哪？看图，它北起西亚的约旦，南到东非的莫桑比克，南北走向，长6500公里，号称“地球上最大的伤疤”。它是怎样形成的？是非洲板块和亚欧板块张裂的产物。 最后我想说一下魏格纳，今天板块构造学说的胜利，不禁让人更加钦佩魏格纳当初的孤军奋战，他为什么会那样富有远见呢？ 据魏格纳好友回忆，学生时代的魏格纳在学业上并不出类拔萃，他的数学、物理天赋并不突出，但是他学识渊博，擅长综合和概括，能从整体和全球范围来思考问题，他的大陆漂移学说就是综合考虑了古气候学、古生物学、地质学的现象。而他的对手往往因为知识面狭窄而无法跟上他。魏格纳成功的科学经历告诉我们，一个人具有多方面的知识多么重要，它往往是一个人成就事业的关键。因此我觉得我们同学，既应该学好语数外，同时也不应过早地放弃理化、政史地的学习，也许这些学科就是打开你成功的大门的钥匙。 （板书设计） 四、地壳如何变动 1、地壳是变动的——大陆漂移学说 2、地壳变动的原因——海底扩张学说 （1）海底地形：海岭（大洋中脊）、海沟 （2）海底岩石年龄的分布规律： 在海岭两侧呈对称分布，离海岭越近，年龄越轻。 （3）海底岩石年龄的分布规律的原因： 海岭——大洋地壳的诞生处 海沟——大洋地壳的消亡处 3、地壳如何变动——板块构造学说 （1） 六大板块：亚欧板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块、南极洲板块 （2） 板块之间或碰撞或张裂，板块交界的地方，是地壳比较活动的地带。 4、地壳变动产生的地质现象——板块构造学说对此的解释 （1）喜马拉雅山脉的成因——印度洋板块与亚欧板块相撞、抬升 （2）西太平洋的岛弧、海沟的成因——太平洋板块与亚欧板块相撞、深切 （3）科迪勒拉山系的成因——太平洋板块与美洲板块相撞、抬升 （4）世界地震带的成因——板块交界的地方是地壳比较活动的地方（印度洋海啸——亚欧板块与印度洋板块的交界处） （5）大西洋的成因——板块张裂 （6）东非大裂谷的成因——板块张裂地球最里面是什么至今还不清楚，但是其外层结构是：液态的熔体和熔体上漂浮的固体。我们就生活在这些漂浮的固体上。在地球的运行过程中，由于受到周围星球的引力，同时还有地球内部物质的相互碰撞、挤压等力的存在，漂浮在液态熔体上的固体板块就会发生运动。作个简单的比喻：将一些木头片放在一盆盛有热水的盆子里，轻轻的转动盆子，木块就会发生运动。你对盆子的旋转就相当于外部星球之间的作用，而水不断蒸发而产生的对木块的推力以及木块之间的碰撞就相当于地球内部的作用力。

地壳变动的证明 地壳自形成以来，其结构和表面形态就在不断发生变化。岩石的变形、海陆的变迁以及千姿百态的地表形态，都是地壳变动的结果。地壳变动有时进行得很激烈、很讯速，有时进行得十分缓慢，难以被人们察觉。我们可以通过对一些自然现象的观察来证明过去所发生的地壳变动。 自从地球形成依赖，地壳变动一直在广泛地、持续不断地进行着。只要我们平时细加观察，就不难找到地壳变动的痕迹。例如悬崖上岩层断裂的痕迹、采石场上弯曲的岩层、高山上的海洋生物化石，都是地壳变动的信息。

玉门石英矿地质特征研究论文

第一部分 矿井概括1 矿区自然地质环境地理位置及交通情况晒口煤矿位于福建省邵武市城东的晒口街道办境内。矿区位于邵武市城区方位121度、直距公里，即晒溪桥—新铺一带。地理坐标：东经117°33′～117°36′、北纬27°16′～27°19′。闽江三大支流之一的富屯溪，316国道和鹰厦铁路东西中横贯矿区，矿区与周边主要城市的铁路里程分别为：南平154公里、福州320公里、厦门535公里、鹰潭159公里。矿区往南部36公里与京福高速公路相接，交通十分便利（详见交通位置图）。交通位置图、地形地貌矿区地貌系属起伏不平的中至低山区，主要山脉走向呈北北东—南南西、一般海拔标高为200～350m，最高点云屏山，海拔标高为；矿区最低侵蚀基准面富屯溪河床，其海拔标高约178m。区内由于不同时代的岩性差异，风化侵蚀后呈不同的自然地貌景观，中—下侏罗统漳平组及梨山组的砂、砾岩层分布区、基岩裸露，山脊狭窄陡峻，多为单面山，沟谷发育陡直；晚三叠统焦坑组的粉砂岩和前震旦纪的变质岩群及花岗岩等分布区，则为低缓的山丘。区内第四系冲积平地较少，主要分布于富屯溪和晒溪两岸。 水系区内地表水流颇为发育，主要水系有富屯溪、晒溪及6条常年性山间小溪。富屯溪为矿区的主要水体，自西北向东南横贯矿区中部，为焦坑井田和晒口井田地表天然的分界线，河床宽50～150m。根据邵武水文站历年（1963至1972；1976至1980；1990至1996）资料表明：年平均流量，最大流量6400m3/s（1967年6月22日），最小流量（1979年10月）。洪水期一般出现在4～6月份，最大洪水发生在1998年6月22日（流量未测得），矿区东部新铺村一带，洪水位标高；矿区西部的晒口村一带，洪水位标高，与晒口大桥桥面相差。晒溪为富屯溪的一级支流，发源于罗峰山，自北向南流经下沙新村、洒溪桥，于晒口村西注入富屯溪，年平均流量28m3/s，最大流量（1967年6月22日），最小流量（1961年1月15日），洪水期一般与富屯溪同时出现。1998年6月22日，出现最高洪水位（流量未测得），标高为。枯水季节最低水位标高为。新铺溪流量为～，其它6条常年性小溪流量约为～10L/s。气象及地震情况矿区气象属亚热带潮湿性气候，据邵武气象站历年来（1963年至2005年）气象观测资料阐明如下：气温：平均温度℃，一般于7、8、9月份气温较高；最高温度可达℃（分别出现在1971年7月31日、2003年7月16日及31日）；而于12、1、2月份气温较低，最低温度可降到℃，一般甚少下雪。降水量：历年平均年降水量，最大可达。降水一般多集中在4、5、6月份，占全年总降雨量约40-50%；但在个别年份雨季提前于3月开始或推迟到7月止。日最大降雨量（出现在1970年6月26日），连续降雨最长可达25天（1966年）。 蒸发量：年平均总蒸发量 mm；一般在7月份或8月份为最大，占全年总蒸发量约30～40%，最大月蒸发量达。潮湿度：1964年～2005年潮湿系数在～间，平均为。 历年绝对湿度平均值毫巴，以6～8月最高；月平均值达毫巴以上；最大可达毫巴，最小达毫巴，年平均相对湿度为81%。风向及风速：在9月份至次年12月，晴天早晨多雾，一般须到十点左右方可消散，风向多为西北，历年平均风速，6～8月份东风和南风较多。根据《中国地震参数区划图》(GB18306―2001)，本区抗震设防烈度为6度，地震动峰值加速度为。2 地质特征地层矿区在大地构造中的位置属于南华后加里东准地台华夏台隆遂（昌）建（瓯）台拱的南部，在区域地质构造中的笔架山—香林铺中生代复式向斜内的虎庵山—同青桥背斜的东南翼，呈一大致向东倾伏缓波状的单斜，延深至东部被F1逆断层切割，断层上盘的前震旦系地层出露于地表。矿区出露地层有：前震旦纪变质岩群、上三迭统焦坑组、下侏罗统梨山组，中侏罗统漳平组和第四系。焦坑组为煤系地层。⑴前震旦纪变质岩群AnZ主要出露于矿区的西部、东部及北部，为上三迭统焦坑组煤系地层沉积的基底，岩性主要为千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩等组成。⑵上三迭统焦坑组T3j主要出露于矿区的西部，而东部及北部仅零星出露，属含煤地层，以第一标志层底部为界，分上、下段。地层厚度由南向北（沿走向）逐渐增大，自0～372米；自西向东（沿倾向）逐渐变薄自218～60米。焦坑组下段为主要含煤段，岩性复杂，岩相变化频繁，厚度变化较大，中下部以厚层状砂砾岩为主，上部为粉砂岩及较稳定的中厚煤层（DE煤层）。焦坑组上段以湖泊相的粉砂岩为主，分布较普遍，岩性变化不甚明显，为良好的隔水层。⑶下侏罗统梨山组本组地层分布较普遍，为煤系地层的盖层。岩性变化不大，以河床相的长石、石英砂岩为主，间夹石英质砾岩和粉砂岩，为矿区的主要含水层。表1-2-1 各地层关系表系 统 组 段 层厚m 岩性特征 接触关系第四系（Q） 0～56 为坡积黄土层，内含滚石、洪积亚粘土，河床冲积砾石层及河漫滩砂土层 角度不整合侏罗系 中统 漳平组 上段 240 砾石成份复杂的砾岩或砂砾岩 假整合 下段 角度不整合 下统 梨山组 上段 240 河床相的长石石英砂岩为主，间夹石英质砾岩和粉砂岩 假整合 下段 240 三迭系 上统 焦坑组 上段 288 湖泊相粉砂岩为主，夹细---中粒砂岩和少量透镜状含砾砂岩 角度不整合 下段 82 中下部以厚层状砂砾岩为主，夹有透镜状砂岩、粉砂岩，并夹凝灰质砂岩，火山角砾岩与凝灰质泥岩。上部为粉砂岩及较稳定的中厚煤层（DE煤层） 前震旦纪变质岩群 不详 千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩 ⑷中侏罗统漳平组主要分布在矿区的东部和北部，为砾石成份复杂的砾岩或砂砾岩，分为上下两段。⑸第四系（厚度0～56米，一般厚度12米）为坡积黄土层，内含滚石、洪积亚粘土，常为耕作区，河床冲积砾石层及河漫滩砂土层等。、构造矿区构造的复杂程度中等，为一向东倾伏缓波状的单斜构造，倾角为20～30度，以断层构造为主，褶曲构造也十分发育。矿区内较大的断层均在矿区边缘；井内落差～10米的北东向及南东向中、小断层密布，并往往与褶曲共生，断褶并存导致矿区内倾向及走向地层起伏变化。⑴断层矿区内较大的断层大致有17条，按其性质和延伸展布方向，大致可分为二组：一组，近于南北及北东向的逆断层为主，如F1、F4、F6、F8(北端)及F9；正断层有F2、F16及F20。另一组，近于东西向的正断层为主，如F3、F5、F14及F21，逆断层有F8（西端）及F10。上述断层主要分布在矿区的西部、东部及北部的边缘，而矿区内比较稀少。各主要断层分述如下：F1逆断层：位于矿区的东部边缘，全长约6000米以上，倾向约80°～90°，倾角40°～50°，斜断距大于1000米，为矿井的东部边界。F4逆断层：位于焦坑井田东南部，全长约1850米，倾向110°～ 140°，倾角40°～50°，斜断距小于40米。F16正断层：位于晒口井田中部，全长约1400米，倾角72°，斜断距约50米。F20正断层：位于焦坑及晒口井田中部，全长约350米，向南北两端即消失。倾向110°，倾角80°，斜断距较小而往深部消失。故对煤层没影响。F10平推逆断层（外围原F13）：位于矿区北部边缘，为矿井北部边界，全长约5000米以上，断导走向近东南，倾向往北，地表倾角偏陡约60°～ 70°，斜断距不详。但据矿井巷道揭露，井下小断层甚为发育。晒口井田常见岩、煤层挤压褶曲，且伴随着小断层产生。焦坑井田常见倾向及斜交小断层。⑵褶曲矿区为一往东倾伏的单斜构造，沿走向、倾向呈现次一级褶皱。煤系地层产状变化不大，一般倾向70°～120°，浅部的倾角20°～30°，向深部变缓为10°～25°。主要次级褶曲分述如下：轴向北东褶曲：发育于焦坑组下段角砾岩中，分布在1至6勘探线的西部，两翼宽约150米，幅度20～25米。轴向近东西:分布矿区西部，宽为70～80米，两翼倾角10°～ 25°向东倾伏，延伸约100米。据矿井巷道揭露，煤层沿走向出现向、背斜相间褶曲形态，往深处幅度相对减少，轴向为西偏北，向东倾伏。更次级的小型褶曲一般轴向延深数十米左右，幅度几十公分至十余米，往往与小断层相伴生，两者在成因上具有关联。但这些构造不破坏煤层的连续性。⑶岩浆岩矿区岩浆岩分布广泛，岩种繁多，侵入时代主要有早至中三叠世的印支期，晚三叠世至侏罗纪的燕山早期。主要分布在矿区的西部和南部的边缘，次为东部的F1断层上盘地层之中。前印支期中、酸性岩中主要有白云母花岗岩及石英闪长岩侵入于变质岩中，共同构成煤系地层的基底。燕山期中酸性岩浆岩侵入岩及喷出岩，主要有安山凝灰岩（成煤之前）、石英斑岩、安山斑岩、火山角砾岩及少量辉绿岩等，尤以石英斑岩及安山斑岩对煤层影响较大，呈小型岩墙及岩脉岩沿断层或褶曲走向侵入，造成煤层变薄，尖灭，给开采带来极大的困难。总之，矿井构造类别属中等复杂型。煤层及煤质煤层矿井主要可采煤层为焦坑组下段的DE煤层，属较稳定的简单～较复杂类型可采煤层。顶板岩性为黑色的砂质泥岩，含植物化石碎片，可见黄铁矿条带或结核，局部为粗砂岩，个别直接顶夹～的炭质泥岩伪顶。底板为灰黑色角砾岩或砂砾岩，常相变为含砾砂岩。主要可采煤层特征见表1-2-2：主要煤层特征表表1-2-2煤层编号 煤层厚度(m)最小—最大平均（点数）结构 稳定性 顶板岩性特征 底板岩性特征DE 焦坑井田 —简单至较复杂 不稳定 煤层顶板为细粉砂岩，局部为粗粉砂岩、细砂岩，少数地段夹～厚的炭质泥岩伪顶。一般顶板节理裂隙不发育。煤层直接顶板厚度变化较大，一般由东向西变薄，而个别点至尖灭。 底板主要为角砾岩或砂砾岩，也有见深灰色的细砂岩或粗粉砂岩，岩石一般坚硬而碎，不易产生形变且煤层底板一般含承压水较微弱，具有岩质疏松等特点。 晒口井田 — 煤质： 以亮～半亮型的粉～粉块～块状煤为主，煤质化验结果见表1-2-3。煤质化验结果一览表 表1-2-3煤层编号 工业分析 全硫Sd,t(%) 磷Pb(%) 容重ARD 发热量Qv,d(MJ/kg) Mad(%) Ad(%) Vdaf(%) DE 由上表结果表明：DE煤层为中灰、中硫、低磷、中高发热量的无烟煤。可作为动力、化肥、发电、水泥用煤、民用生活煤等。 矿井开采技术条件 岩石工程地质特征煤层顶板常见灰黑色，薄至中厚层状的细粉砂岩，局部为粗粉砂岩或细砂岩，但个别地方煤层与直接顶间夹一层～米厚的炭质泥岩伪顶，往往在炮采时与煤层一起采出，而影响煤质。底板主要为灰黑色角砾岩或砂砾岩，岩相变为含砾砂岩，也有见深灰色的细砂岩或粗粉砂岩，质硬，不易产生变形且煤层下伏地层（底板）一般含承压水较微弱，对煤层开采影响不大。但由于矿区内构造较发育，局部地段受断层、褶曲和岩浆岩脉的影响，岩石节理裂隙发育，岩石较破碎，局部岩体质量较差，同时局部地段存在较弱夹层，建议在这些地段开拓过程中，应加强维护，防止冒顶事故的发生。 瓦斯、煤尘和煤的自燃根据历年瓦斯鉴定确认该矿为低瓦斯矿井。焦坑井田瓦斯含量为－，瓦斯主要成份是：CH4约，CO2约，晒口井田瓦斯含量为－，瓦斯主要成份是：CH4约，CO2约。但随着开采深度的增加，在独头上山或独头长巷、通风不良处易造成CO、CH4等有害气体聚集，在今后矿井生产过程中应加强矿井通风管理，经常进行瓦斯监测，做好生产过程中防尘、防爆、防自燃工作，以防意外事故发生。矿区的无烟煤的挥发分为3%左右，无煤尘爆炸危险，建矿至今从未发生过粉尘爆炸事故。煤矿无烟煤燃点较高，不易发生自燃，但在矿井井田局部块段的顶层煤，由于顶层煤中含硫量突然变高，在此煤层开采揭露后硫化物迅速氧化放热，若通风不良，散热不及导致煤层氧化放热聚集，最终发生煤层自燃。晒口煤矿煤层自燃现象仅局部块段会发生，采用跟底进尺，后退回采的开采方法，采用工作面煤壁洒水等措施可以防止煤层自燃现象的发生。水文地质山区地形，地表排泄条件好。地表水系发达，主要水源是河流及降雨。降水丰富、集中在4－7月，年平均降雨1200－1300mm/年，降水量1700－1800mm，是矿坑充水的主要来源。岩性单一，以碎屑岩为主，含水性质单一，均为基岩裂隙水，由于含水层受构造裂隙控制，具有穿层性和和相互分隔的特点，各个含水带之间联通性差。晒口煤矿大部分煤层位于河流侵蚀面以下，虽然富屯溪、洒溪流经矿区，因留设了有效的保护煤岩柱，河水下渗微弱，对矿区充水影响不大。矿井的主要充水方式有三种基本类型：Ⅰ类：大气降水、地表水、潜水 → 矿区浅部采动裂隙及构造裂隙 →采空区新生含水层 → 采掘工作面涌出。Ⅱ类：大气降水、地表水、潜水 → 承压含水层 → 构造裂隙 → 采掘工作面涌出。Ⅲ类：承压含水层 → 覆岩冒落带、裂隙带两带 → 采掘工作面涌出。井田的水文地质条件属基岩裂隙类简单型。根据福煤（邵武）煤业有限公司晒口煤矿提供的矿井涌水量数据，-200m～-600m水平平均涌水量，最大涌水量，其中，-200m～-400m水平平均涌水量，最大涌水量。地温根据福建省煤炭工业（集团）有限责任公司于2006年5月18日提交的《福建省邵武市邵武煤矿资源/储量核实报告（焦坑及晒口井田）》和矿方提供的技术资料，晒口煤矿平均地温梯度G＝℃/100m，介于℃/100m和3℃/100m，属于中常温类矿井。根据地质报告，预计在矿井-400～-600水平，地温将达到27℃～30℃。矿区开采情况晒口煤矿范围原为邵武煤矿开采，其煤炭开采历史悠久，早自清朝光绪二十三年至民国元年，由盐商陈远复主办开采；民国元年至三十六年，由义记公司开采，主要采焦坑井田浅部（即云坪寺之北至焦坑村北东一带）露头煤，均为私人小煤窑土法开采。1958年—1963年，开始有计划地进行建井开采工作，但仍以小煤窑开采为主。重点开采焦坑井田的浅部煤层，日产约500吨，几年总产量约万吨。1960年起由省燃料局正式接收为省属企业，正式命名为邵武煤矿，并于1959年开始由省燃料局设计院对矿井进行总体规划设计，设计矿井服务年限为45年。焦坑井田一号井主平峒1959年6月动工兴建，1964年6月投产，以平硐—暗斜井方式开拓，设计生产能力为21万吨/年。晒口井田二号井于1960年开始兴建，1961年1月正式投产，以片盘斜井方式开拓，设计生产能力为15万吨/年。随着开采水平的延深，原有的生产系统满足不了矿井生产能力需要，为实现焦坑—晒口井田联合集中生产，扩大矿井生产能力，1972年由省煤炭工业设计院对矿井进行技改扩建设计，1973年4月至1974年5月新建一对箕斗斜井至-40水平，将一、二号井-40水平运输大巷贯通，构成统一的运输提升系统，箕斗主斜井负责提煤，副井负责供电、排水，技改扩建后矿井生产能力增至45万吨/年。为了开采-200和-400水平煤炭资源，从1981年开始由省煤炭工业设计院对第三、四水平开拓延伸进行设计，在二号井副井旁新掘一条908m长的新副井至-200水平，箕斗主斜井往下延伸至-200水平，形成-200水平生产系统。该系统于1993年建成投入使用。随着资源逐渐枯竭，1995年重新核定矿井生产能力为21万吨/年。第二部分 1． 矿井自然环境和地质概括矿区地貌系属起伏不平的中至低山区，主要山脉走向呈北北东—南南西、一般海拔标高为200—350米，最高点云屏山，海拔标高为米；而长年性地表水流发育的富屯溪，则为本矿区最低侵蚀基准面，其海拔标高约178米。本地表水系主要为富屯溪，最大流量为6500m3/s，最小流量为，平均流量为，洪水期水位最高标高达+，枯水期河流最低标高+170m，流量随季节性变化。其次为晒溪，河床最低标高+，最高洪水位+米,洪水期最大流量为，最小流量为，流量随季节性变化。本区属亚热带潮湿性气候，据邵武市气象局资料，每年4~6月为雨季，11月至次年1月为旱季，历年平均降水量为，气候温和，雨水充沛。2．地层含水性矿区出露地层有前震旦纪变质岩群、上三迭统焦坑组、下侏罗统梨山组，中侏罗统漳平组和第四系。现对各地层的富水性简述如下：⑴、前震旦系变质岩群主要出露于矿区的西部、东部及北部，为上三迭焦坑组煤系地层沉积的老基底，岩性主要为千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩等组成。⑵、三叠系上统焦坑组主要出露于矿区的西部，而东部及北部仅零星出露，属含煤地层，系山麓堆积相---冲积相的角砾岩、砂砾岩及砂岩，湖泊相的粉砂岩、细砂岩或透镜状砂岩、砾岩和煤层等。地层厚度由南向北（沿走向）逐渐增大，自0---372米；自西向东（沿倾向）逐渐变薄自218---60米。焦坑组上段风化带为弱含水层，单位涌水量、渗透系数为。焦坑组上段以湖泊相的粉砂岩为主，夹细---中粒砂岩和少量透镜状含砾砂岩等组成，中厚层状、层理发育，含植物化石碎片偶见少量瓣鳃类动物化石，本地层分布较普遍，岩性变化不甚明显，为良好的隔水层。⑶、侏罗系下统梨山组本组地层分布较普遍，系为煤系地层的盖层。岩性一般纵横变化不大，以河床相的长石、石英砂岩为主，间夹石英质砾岩和粉砂岩，为矿区的主要含水层。由于基岩裂隙发育不均一，该含水层可分为相互分隔的三个含水带，其中中带即第二含水带中等含水、单位涌水量、渗透系数为，其他两个带均为弱含水带。⑷、第四系残坡积层和冲洪积层为坡积黄土层，内含滚石、洪积亚粘土，常为耕作区，河床冲积砾岩石层及河漫滩砂土层等。主要分布于富屯溪，晒溪两岸及矿区西部山脚一带，河岸以冲积层砂、砾石为主，山脚一带以坡积含砂土为主，渗透系数。3.构造含水性和导水性晒口煤矿主要构造以断层为主，分别为近于南北及北东向的逆断层为主以及近于东西向的正断层为主。大断层都在矿区边缘，井内落差米的北东向及南东向中小断层密布，断层导水性弱或基本不导水。4矿井充水条件充水水源分析⑴大气降水大气降水是矿区的主要补给水源，它通过地表潜水层及采空区塌陷裂隙补给深部裂隙承压含水层中，成为矿坑的直接补给来源。⑵裂隙含水岩层水主要赋存于三叠系上统焦坑组（T3j）砂岩、砂砾岩、含砾砂岩的裂隙中。含水层呈透镜体分布，浅部富水性中等~弱；深部富水性弱～极弱。主要表现为顶板的滴水和渗水，通过调查分析煤层底板的涌水量极小，底板突水的可能性极小。充水通道分析矿井充水的水源主要是大气降水，其次是地表水和潜水。主要充水通道是煤层采动时上覆岩层被破坏造成“两带”沟通引起的山体基岩和表土裂隙，塌陷区域，以及采动使断褶构造活化而形成的断褶导水带。5矿井涌水量、水害预测及其评估-40m水平涌水量由一采区、二采区、三采区涌水量构成，-200m水平涌水量由五采区、六采区、七采区涌水量构成。矿井排水主要是通过-200m水平中央水泵抽水至-40m水平中央水泵，再由－40中央泵房经箕斗井两趟管路排至地面后流入富屯溪。-200m～-600m水平平均涌水量，最大涌水量，其中，-200m～-400m水平平均涌水量，最大涌水量。通过矿区水文地质特征及充水分析，矿井主要充水因素为大气降水、地表水、线状断层带、基岩裂隙水。通过开展矿区水患现状调查，分析矿井水害现状，矿井目前无大的水害威胁。通过对矿井实际涌水量观测，矿井目前实际观测的最大涌水量为880m3/h，平均涌水量为580m3/h。近些年本矿开采老空区已封闭，留有排水口，存在小部分积水基本能通过排水口排出，对下部的开采影响较小。晒口煤矿目前的排水能力满足生产要求，但仍要做好季节防治水工作。6.矿井防水害措施矿井主要充水因素为大气降水、含水岩层和采空区积水。矿井地表水体为沟谷水，含水岩层富水性弱，断层导水性弱，地表水和地下水对开采影响不大，但为了做到预防为主，确保矿井正常生产，对于强降雨后，对采空区的补给，在矿井生产过程中必须做好以下防治水措施：1、煤矿企业必须在雨季来临前，派专门人员对防治水工作进行全面检查。2、矿井生产时，应做好水文地质调查工作，在矿井范围内进行水患分析预报；加强职工防治水知识教育，特别是透水预兆、应急措施知识的普及教育；坚持“有疑先停、有疑必探、先探后采（掘）”的原则，配备探放水设备。3、各矿井在开采下山水平时，要对各矿井主平硐及以上水平的矿井水采取“堵、截、引”等措施排出地面，留设足够隔水煤柱，严防上水平的通过钻孔裂隙带直接馈入下水平，造成额外排水负担。4、在各个生产水平开采过程中，必须留设足够的隔水煤柱、采空区煤柱、护巷煤柱、断层隔离煤（岩）柱、矿井边界煤柱等保安煤柱，确保矿井安全生产。5、矿井在开采过程中必须做好水文观测工作，应根据实际涌水量情况，及时扩大水仓容量和更换相应型号、功率的水泵。同时做好水泵及其供电线路维护工作，保持井下排水设备完好和正常运转，确保有足够的排水能力。6、断层为弱导水或局部弱导水，对矿井充水一般无威胁。但矿区中褶皱构造发育，一般在背斜轴部由于张性裂隙的发育，会形成较大面积的含水层，且含水量较大。对此断裂带、构造带应加强矿山地质及水文地质工作，密切注意井巷围岩、断层破碎带、掘进面等涌水特征，发现顶板淋水加大，顶板来压等透水预兆时，应立即停止作业，采取防范措施。

一、概述

粉石英矿床是20世纪70年代末、80年代初发现、勘查并开发的。由于其独特的物化性能，粉石英矿床很快被广泛利用。粉石英一般为白色，疏松土状，外观似粘土，手捻有滑感，但无砂感，不具黏性，粉石英与硅质岩呈渐变关系。粉石英颗粒很细，10～30μm的颗粒占80%以上，化学成分主要是SiO2，原矿中含量一般为95%～98%。主要分布于南方地区，是风化残积的产物。粉石英用于填料、玻璃、陶瓷、熔剂、结晶硅原料等。

二、矿物性质

粉石英的物理性质：密度平均为，比表面积为3600 cm2/g，纯净的粉石英精矿白度可达70以上，耐火度大于1790℃。粉石英颗粒呈细小分散状，粒度分布见表2-48-1，粉石英的化学成分见表2-48-2。

表2-48-1 江西省宜春市樟树粉石英颗粒粒度分布

表2-48-2 江西省萍乡市南坑粉石英筛分析及化学成分

三、用途

1）粉石英是性能很好的填料。橡胶和塑料行业的填料粒度要求越细越好，粒度越细，增强性能越好。粉石英天然的细粒度在橡胶、塑料中能起到很好的增强作用。在涂料、油漆行业中，当粉石英十分纯净，杂质含量少，耐磨并能保持色调时，能提高涂料、油漆的平滑性和耐久性。

2）粉石英在玻璃工业中，特别是制作特种玻璃如光学玻璃、特种器皿玻璃中也有较好的用途，但在平板玻璃生产中，由于粒度太细，熔融困难而受限制。

3）粉石英在陶瓷中应用较广、用量较大。在电瓷生产配方中，粉石英用量可达20%，且能使瓷坯烧成温度降低、瓷质强度和绝缘性能增高。

4）粉石英还可用于耐火制品、结晶硅等生产。

各行业对粉石英的物化性能的要求见表2-48-3。

表2-48-3 各行业对粉石英的化学成分和物理性能的要求

（据陶维屏等《中国非金属矿资源及其利用与开发》，2002）

四、地质特征

粉石英矿床的产出层位各地不同，赣西为下二叠统茅口组，湖南为下石炭统，云南为泥盆系，河北为蓟县系雾迷山组。福建也有产出，但层位不清。

粉石英矿体多呈面型或带状产于硅质岩的风化壳中，矿体延伸长度可达数百米至上千米，宽达数十米至200 m以上，厚可达数十米。通常矿体中部厚，向边部渐变薄。平面上因受地形切割形成不连续的矿段。大体可直接裸露于地表或被第四系红土、砾石层覆盖，覆盖层厚0～3m。河北遵化雾迷山组的粉石英则比较特殊，成层夹于含燧石白云岩中。简要的矿床地质特征见表2-48-4。

表2-48-4 中国粉石英矿床的地质特征

据陶维屏、章少华的研究，粉石英矿床常与石灰岩、白云岩、海泡石粘土等构成成矿系列，而以粉石英＋石灰岩＋白云岩组合最为常见，属海相硅质页岩-碳酸盐岩建造沉积风化成矿系列。江西萍乡宣风石灰岩＋粉砂岩矿床组合是一个典型的例子。含矿建造由二叠系下统栖霞组的灰黑色中厚层含炭质石灰岩夹少量微薄层石灰岩、泥质灰岩及燧石条带，茅口组下段的深色页岩、泥灰岩夹扁豆状或薄层状硅质岩，上段的深灰色中厚层状石灰岩、硅质岩与角砾状硅质岩组成。含矿建造的底板为碳酸盐岩和砂页岩，顶板为上二叠统龙潭组煤系。产于栖霞组中的石灰岩矿层的厚度、质量均不如茅口组，矿层规模小，层位不稳定，CaO 50%～52%，MgO ～，燧石含量少则5%，多则30%，一般在15%～20%之间。产于茅口组中的石灰岩矿层的厚度较大，层位、质量都较稳定，CaO 53%～55%，MgO ～。粉石英矿体一般位于含矿建造的上部，特别是与煤系地层比较接近的部位。粉石英矿体及其母岩（硅质岩）的直接底板为深红色泥页岩或石灰岩，顶板为煤系地层。粉石英矿体露头呈两个条带分布，一个从横村到布湾，总长度约800 m，平均出露宽度约40 m；另一个从桐村至茶山脚下，出露总长度约1000 m，平均出露宽度70 m，矿层的浮土覆盖层厚度0～3 m。粉石英的矿石类型按其母岩特征可分为两种，即风化硅质岩型和风化角砾硅质岩型。母岩硅质岩呈灰、灰黄、灰白等颜色，细微粒状结构，薄层至中厚层状构造，有的具水平层理，主要矿物成分为石英（97%～99%），其他为粘土矿物，碳酸盐矿物、褐铁矿及微量的钛铁矿。其中石英颗粒微细，一般为4～30μm，等轴粒状，大小不均匀，颗粒间呈镶嵌状，波状消光，不含生物。粉石英呈白—灰白色，疏松土状，随着深度的增加，未风化的硅质团块增加，在底部与硅质岩呈逐渐过渡关系。粉石英的SiO2含量一般为97%～99%，Fe2O3含量低于，深部低于。

江西萍乡南坑石灰岩＋粉石英矿床组合也产于二叠系下统栖霞组和茅口组中，含矿建造的主要特征和石灰岩矿床的规模、质量情况与江西萍乡宣风相似。粉石英矿体露头分布于牛形湾、小布塘、狮形里、巫田湾一带，出露总长度约1000 m，平均宽度约80 m。目前开采深度达15 m，已见到原岩。粉石英的母岩特征、矿石类型也与宣风的类似。湖南醴陵粉石英矿床是产于石炭系中的一个实例。特别是岩石组合中白云岩含量增多，但白云岩未能形成工业矿床。矿床组合的其他特征与萍乡一带相似。粉石英矿体宽数十米至200 余米，延伸数百米，厚10 余米。原矿的化学组成 ，，。

粉石英矿床风化成矿机理研究得还很不够。在海相硅质页岩-碳酸盐岩建造沉积风化成矿系列中其成矿机理主要表现为硅质岩或硅质石灰岩、硅质白云岩的化学和物理风化作用。硅质岩是形成粉石英的母岩，是由粒径为10～30μm的微粒石英组成的石英岩。硅质岩中或多或少含有方解石、白云石等碳酸盐矿物。值得注意的是，粉石英矿体往往产于靠近煤系的部位。煤系中富含硫是众所周知的，在表生条件下，硫很易被氧化成硫酸，这些硫酸很容易溶蚀硅质岩、硅质石灰岩中的碳酸盐组分，使岩石结构变得疏松，进而在物理风化作用下进一步崩解而成为粉石英。当然，并非所有的硅质岩、硅质石灰岩、硅质白云岩都能成为粉石英矿床。有些地区即使有硅质岩、硅质白云岩，气候、地形地貌条件也很有利，但却没有风化成粉石英。仔细研究后发现，硅质岩的崩解还需具有一定的结构构造条件。石英晶体细小而未经重结晶次生加大的矿物颗粒、裂隙发育、颗粒间呈直线状镶嵌接触的硅质岩，有利于酸性溶液和地下水的渗滤，淋滤掉碳酸盐物质，然后水的物理作用，如热胀冷缩就导致硅质岩颗粒的解体，由于表生条件基本属于酸性环境，硅质不会溶解形成硅胶，所以最后残积原地而形成矿床。

五、矿床分布

从地理上看，粉石英矿床主要分布于南方，到目前为止，已在江西、浙江、福建、湖南、云南等地发现有粉石英矿床。根据其成矿条件分析，南方的其他省份也会有粉石英矿床产出，如广东、湖北、贵州、四川、重庆等省市均有产出粉石英矿床的地质条件。

从成矿时代看，粉石英矿床主要产于泥盆系、石炭系、二叠系等层位中，这些层位在南方均为海相沉积，陆源物质来源比较丰富，沉积形成硅质页岩-碳酸盐岩建造，在合适的物理化学条件下就形成较多的粉石英矿床。

六、可供资源

经过20多年的找矿勘探，已经发现了一些粉石英矿床。国土资源部编制的《全国矿产资源储量通报》中仅登记了其中部分矿床的储量，如表2-48-5，江西仅登记了3个矿区，福建登记了一个矿区，探明资源储量仅×104t，这与实际情况不相吻合。湖南醴陵、云南广南、河北遵化等地的矿床和储量均没有登记在国家储量表中。因此可以说，粉石英矿床的可供资源还是不少的，也很有找矿前景。

表2-48-5 中国部分粉石英矿床查明资源储量的情况

（据国土资源部《全国矿产资源储量通报》，2005）

我也学地质的马上毕业了我给你个地质方面的范文自己看着写吧~~这是我的初稿需要修改~ 一 选题的科学依据 1 研究目的、意义 （1）研究目的： ①对已发现的金矿（化）体地表利用槽探工程进行系统的追索控制，深部利用钻探工程进行控制验证，扩大矿体规模。 ②对1/5万水系沉积物异常进行揭露验证，大致了解异常区成矿地质条件及控矿因素，以期发现新的矿（化）体。 （2）意义： ******金矿是**省有色地勘局*队近年来在动昆仑多金属成矿带新发现的一个以石英脉型为主的具有大型远景的金矿床。通过近年来的勘查，矿床规模不断扩大，**省国土资源厅已将其列入“十一五“可规模开发的矿产地。 **有色地勘局*队在该区开展的包括Au、Ag、Co沟系土壤综合异常查证及地质矿产调查和主要矿（床）点的检查，均取得了显著的效果，发现了一批矿产地。 整体来看，*****矿床地质勘查基本上已经达到了普查程度，对首采地段的工程控制程度也已经较高，此次结合导师与青海有色地勘局八队的实习实践充分收集、整理前人资料，编写《**都兰县**金矿成矿规律研究》对该金矿的成因及控矿规律进行研究，并参考邻近同类矿床，简历了成矿模式，不仅有利于知道****金矿以后的深边部的找矿勘探工作，而且对于区域找矿预测工作也具有重要的实践和经济意义。 2 研究内容所属领域、研究范围 内容所属领域为自然科学，研究范围是对于矿床的研究，主要是在野外地质调查和室内综合研究的基础上，通过典型矿床研究，并结合成矿新理论和勘查新方法，运用板块构造理论，矿床成矿系统理论及区域成矿理论，坚持以点剖析、以点带面的原则，利用测试数据资料，与前人研究成果进行对比，开展矿床地球化学特征、成矿规律及矿床成因研究工作。 3 目前国内外研究现状、水平及发展趋势 1969一1971年，**地质局在东昆仑成矿区开展了1:20万 区域地质调查1:50万航磁测量，对区内的矿床和矿点作了不同程度的地质工作，初步了解了区内成矿地质背景。 1973年，提交了“加鲁河幅”区调报告; 1989一1990年，**省地矿局化探队在东昆仑地区系统开展了1:50万低密度分散流扫面工作，涉及到本区成果尚未公开; 1999年，**有色物化探公司在沟里地区(魏日一肉早果日一带)1500kmZ范围内开展了1:5万水系沉积物测量工作，圈出综合 异常26处 2001年，**省有色地勘局*队对****Au、As、Ag、c。沟系上壤综合异常进行查证时发现了*****金矿。 近几年来，为黄金专项和省地方地勘项目，**省有色地质*队在**地区进行异常查证，通过对该区多个矿脉所进行的不同类型的工程的控制，对本区矿体的厚度、产状、品位有了一定的认识，掌握了矿体赋存的一些基本规律。同时发现了本区具有工业价值的矿石并不局限于石英脉型的矿石，黄铁矿化较强的蚀变闪长岩、千枚岩、绿泥石英千枚岩及含炭质千枚岩都含矿，局部也可以构成工业矿体。 在对矿区控矿、含矿构造的规律分析总结中，也有新的认识。发现矿体不仅仅局限于东西向构造带中，北西、北北西的以及东西向断裂的次级断裂(近南北向)构造也是含矿构造之一。 通过对矿床的成矿地质条件、矿床地质特征，成矿机理的分析和研究，认为该矿床由早期形成的热水沉积建造提供主要成矿物质来源，在后期动力挤压、变形、变质作用下，成矿物质富集，形成含金石英脉型、构造蚀变岩型，具有典型的韧性剪切带型金矿床的特点。 ***普查区位于东昆仑成矿带东段，***金矿西北约10km处，周边大小矿点多处，如果**金矿、**金矿、**金矿等，是东昆仑东段重要的金矿富集区。 1:5万、1:万水系沉积物异常、1:1土壤异常显示该区找矿前景广阔。以往异常检查工作中发现的多条金矿体处于异常区边缘，主异常区内因第四纪坡积物覆盖厚，受工作量所限，未能进行系统的查证。2008年度所开展1:万水系沉积物测量、1:1土壤测量与现有的金矿（化）体极其吻合，异常显示出较好的找矿前景，经对1:万水系沉积物S-2异常进行检查，发现AuⅠ、AuⅡ矿带，成为按纳格地区最有效的找矿方法之一。从水系异常、土壤异常的分布特征分析，存在较大的找矿空间。 从目前工作程度看，***地区所发现的5处矿群、10多条金矿体，1条含金蚀变岩带、1条金矿化蚀变岩带，只有对少数地段进行了地表和浅部控制，且控制程度很低。2007年初步对ⅡAu用硐探工程验证时，矿体向深部有一定延深，且相对稳定，2008年对主矿体进行地表追索控制，矿体在走向上也有延伸，说明在主矿区地表和深部具有较好的找矿潜力。以上地质现象表明，按纳格地区找矿空间大，前景好，具有形成中大型金矿床的潜力。 二 研究的主要内容和重点要解决的问题 （1）研究内容 结合课题研究的需要，综合前人研究的基础以及研究存在的问题，主要的研究内容有以下几点： 1、 选取一个贯穿果洛按纳格地区底层的剖面进行现场实测，采集一套具有代表性的标本进行分析，用于对矿区现在具有争议性的地层时代的确定。 2、 对果洛按纳格及其外围狂点已有坑道、探槽及钻孔岩心进行详细的地质观测，并拍摄照片，采集样品;重点分析小构造的成矿规律，查明其活动次序力学性质、充填特征及地层、岩体和其他构造的关系：研究矿体延伸规律和侧伏规律，包括矿体形态、产状、厚度在走向、倾向和延伸方向上的变化规律，脉体和矿体的端部变化和再现规律，控矿构造对于矿体特征的影响等：研究成矿富集规律，主要研究品位的变化趋势和控制因素，包括矿化类型，脉体形态变化，脉体产状变化，脉体于围岩之间、蚀变强度等对矿石品位的影响。 3、 通过对矿区采集样品的岩矿及单矿物地质地球化学、微量元素地球化学、稀土元素地球化学等综合分析，查明该区元素组合、富集规律：结合流体包裹体和稳定同位素对成矿大地构造背景、成矿物质来源、成矿机制和成矿时代进行分析。 4、 综合整理前人的资料，吧果洛按纳格矿床外围矿点的一些矿床地质特征于整个东昆仑造山带中其他矿床进行类比，总结矿床成因，分析成矿规律，建立成矿模式。 （2）重点要解决的问题 ① ***地区地质工作程度相对较低，目前工区内面积性工作仅做了1:5万、1:万水系沉积物测量，而1:万沟系次生晕测量和1:1万土壤测量范围较小，主异常还未控制全面。因此，要在本区加强面积性基础工作，提取更多的找矿信息，扩大找矿范围。 ②通过近几年的地质工作，虽然在本区取得了较好的成果，但限于投入的工作量及工作程度，对本区的矿质来源、控矿因素、找矿标志、矿体的赋存空间、找矿远景等认识不足，主要表现在： ***地区地质工作主要为地质草测和少量探矿工程，因区内构造发育、蚀变强烈，且控岩、控矿构造断裂带分布较多，依据断裂构造性质、蚀变特征及产出背景还不能确定出构造对控矿，控矿程度如何的评价。 目前区内矿体的工程控制程度很低，地质研究水平更低，在其成矿特征、找矿规律方面一直套用果洛龙洼金矿模式，因二者之间客观存在的差异，对指导本区找矿方面存在很大的局限性。 ③区内第四纪残坡积、冲洪积物相对发育，覆盖较厚，因此对发现的金矿体工程控制程度有限，对其产状、规模、形态、品位等及其变化情况了解不够，金矿体的地表控制程度及浅部和深部的变化控制不够，应加大追索控制力度。 ④***地区北接阿斯哈金矿，南邻***矿区，所处的区域成矿地质背景极为重要，经基础工作掌握的找矿信息和不断发现的金矿体已证实该区拥有较好的成矿条件和找矿潜力。应对本区加大地勘资金的投入力度，应用新理论、新方法、新技术，寻找突破口，扩大本区资源量已成地质勘查的当务之急。 三 研究方法及技术路线 1 拟采用的研究方法 （1）、1:1万地质草测 （2）、1:万水系沉物测量 （3）、1:1万土壤测量 （4）、1:2千岩石剖面 （5）、探槽工程 （6）、钻探 2 技术路线、技术措施、技术关键 （1）、1:1万地质草测以穿越法为主，追索法为辅，对含矿层、矿化蚀变带、构造、接触带等重要地质体沿走向进行了追索，掌握其形态、产状、规模等特征、采集化学样、快速分析样品了解其含矿性。 地质点描述内容主要突出重点和有意义地质特征，描述内容有岩性名称、结构构造、矿物成分、矿化蚀变、岩层产状及样品、标本等内容，对有意义的地质体进行素描和拍照。 技术关键：在每天进行地质草测工作后，均有路线地质小结，对当天的地质工作进行了归纳总结，加深对本区的找矿认识 （2）、1:万水系沉物测量主要流程为：底图—野外作业—样品加工—自检互检—数据处理及异常图件编制—室内资料整理 技术关键：在工作中严格按**省地质勘查标准《**省1/5万水系沉积物测量工作细则》执行。 （3）、1:1万土壤测量中主要对野外工作和样品加工的质量进行真实可靠的分析，并根据数据进行异常图件的编制。 技术关键：工作中严格按照中华人民共和国地质矿产行业标准GZ/T0145-94《土壤地球化学测量规范1:50000》和《设计书》要求执行。 （4）、1:2千岩石剖面主要布置于1: 5万和1:万水系沉积物测量异常浓集区，现完成地化剖面2Km。 技术关键：工作中遵照中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T0011—91《地球化学普查规范》。 （5）、探槽工程主要布置于1:5万、1:万水系沉积物测量异常区及地质草测区主要成矿带上。 技术关键：每个编录槽探工程起始点均用木桩留有标记，在化学样品采集点留有红油漆标志。槽探工程地质编录和图件清绘质量符合规范要求。 （6）、钻探依据设计要求，布置于AuⅡ矿体0线、4线、7线及15线。 技术关键：工程质量要求严格按《岩矿芯钻探规程》中的“六项指标”和相关规范要求执行，质量达到要求标准。 四 调研及前期准备工作 1、收集该区前人工作资料和区域地质资料 2、对野外设备工具进行校正和维修（GPS校正等） 五 预期要达到的成果和具体的学术或应用价值 预计达到的成果 2008年度内按纳格地区开展地质普查工作，对区内进行1:万水系沉积物测量、1:1万地质草测、1:2千地化剖面、1:1万土壤测量及钻探、槽探等地质工作。 应用价值 初步建立指导性强、工作方法有效的理论认识，对区内成矿条件，控矿因素、找矿标志、成矿规律等方面进行理论上探索研究，为该区实际找矿工作提供理论依据。 六 进度计划 为能按时文成对毕业论文的编写，计划如下; 1、2009年2月23日——2009年3月29日：毕业实习调研 2、2009年4月1日——2009年4月18日：外文翻译，调研报告及开题报告的编写并提交 3、2009年4月19日——2009年5月1日岩矿鉴定及地质图件的绘制 4、2009年5月2日——2009年5月20日论文初稿的编写 5、2009年5月20日——2009年6月20日论文的审核修改及毕业答辩

矿石质量研究方法论文

金属矿地下连续开采技术研究摘 要：改革以来我国的金属矿开采技术得到了很大的发展，尤其在金属矿地下开采方面生产工艺已经接近世界先进水平。本文系统介绍了金属矿地下连续开采的基本知识及开采工艺。并且例举了新疆金属矿地下连续开采的工程实例，对地下金属矿连续开采的目前状况进行了分析，以供广大矿业工作人员参考。 关键词：地下金属矿；连续开采；技术 一、金属矿地下连续开采的基本情况 采矿是通过矿堆的采准、切割和回采三个工艺流程将矿石从地下矿床开采出的过程。采矿方式分地上开采和地下开采两种。近年来，我国地下开采的金属矿山逐渐增多，地下开采的各个工序基本实现了由机械化操作取代手工作业，开采自动化程度明显提高。地下连续开采技术是我国目前地下采矿的先进技术。地下连续开采有两种主要方式，一是当矿体硬度较小时，开采时各个工序连续平行进行施工。二是当矿体硬度大时，开采时分成若干个施工段，不同施工段的各个工序连续平行进行施工，这需要在开采时做好各个工序间的协调工作。 国外地下采矿装备系列齐全，配套完整，机械化程度也高，从凿岩、装药到转运，全部实现了机械化配套作业，各道工序无需手工体力操作，无繁重体力劳动，装备无轨化、液压化、自动化程度较高。地下无轨采矿工艺是目前国际先进采矿工艺技术的标志。国外目前先进的采矿装备已完全实现了无轨化、液压化。在自动化方面，已成功地应用了无人驾驶、机器人作业等新技术。 二、金属矿地下连续开采工艺 1.在对大块矿岩开采时，为提高开采的效率，连续进行落矿、出矿、运输等工艺的回采施工。回采时采用前进式推进顺序，施工过程中不留矿柱。采用这种连续开采的工艺可提高开采效率，经济适用，方便矿块的控制管理和采矿设备调配，将来发展潜力很大。 2.在对地下矿石进行后处理时，采用专门的运输机连续进行矿石的出矿、转运、提升等工艺的施工。使地下矿石开采、运送达到一体化。采用这种工艺可以加快开采速度，近几年来，该工艺应用较广。 3.如果开采的矿岩硬度较大，开采具有一定的难度，可采用连续采矿机实现掘进、挖掘、落矿、出矿、转运等工艺过程的连续化施工。目前，有关专家对这种采矿工艺的研究取得了很大的进展，使其应用前景更加广阔。 三、金属矿山地下连续开采的问题及处理措施 我国自90年代以后，随着科学技术的不断发展，在地下连续开采技术研究方面取得了重大的突破，多项地下连续开采技术已经应用在矿山中。同世界先进国家相比，仍有一定的差距。目前矿山开采中还存在某些问题急需解决。有的矿山在采矿时，将采矿分为矿石和矿柱两个步骤，将收矿柱放在开采矿石后面。这种采矿方法存在如下不足之处：矿柱质量难以保证，所留矿柱截面形态各异，抗压强度低，易产生破坏。矿柱回收结果不理想，能正常回收的矿柱较少，不但浪费了资源，而且降低了采矿效率，延长了采矿作业时间，对地下采矿的经济效益产生很大影响。并且由于采矿步骤多，在管理上也产生许多困难。为了解决上述问题，有关专家不懈的努力，研究出地下连续开采无矿柱法。这种地下连续采矿施工方法如下：将步骤划分成矿段，不留矿柱，回采单元用矿段表示，采用将切割槽割在矿段中部，并把振动机布置在结构底部出矿的方法。矿石由振动车搬运，连续进行出矿、运矿的作业。崩矿过程中及时进行回填，平行进行采切、回采、充填的作业，使采矿工作连续不间断的施工。地下连续无矿柱采矿的实施，表明我国地下金属矿开采技术进入一个新的层次。使矿柱回收困难的问题得到很好的解决，加快了采矿的时间，避免了国家资源的浪费，提高了地下采矿的经济效益。由于减少了采矿步骤且使采矿各工序衔接紧密，连续不间断的开采，为采矿集中管理带来便利，使劳动效率大幅增长。回采时工序安排合理，连续开采，还解决了深部矿体开采时因为地压较大引起的围岩失稳问题。极大的促进了我国矿山开采的现代化进程。另外，地下连续开采的规范还不够完善，各地区对采矿的标准和要求还不统一，虽然重视开采新技术的研究，但对设备的配套及工艺的优化重视程度还不够，对新型设备的推广还不够完善。必须在有关部门的领导下，完善采矿规范标准，加强连续工艺的优化与设备的合理配套。建立与连续开采相适应的理论体系。在不断开发研制新型设备的同时，注重对新型设备的推广应用。使我国的金属矿地下连续开采进一步向现代化迈进。 四、地下连续采矿技术的应用 新疆某铁矿年产矿石能力20万吨。矿区属丘陵地带，气候干燥，夏季雨水较多，年平均降雨量毫米，冬季气温较低区域内未有大的河流，矿区地震烈度为6度。经勘察矿区深层土质为岩石，浅层为砂砾层。矿床为缓倾斜矿床，矿体为脉状矿体。地下开采的日产量为3000吨。采用地下连续开采方案，用胶带运输机连续运输，地下开采按由上往下的顺序开采。 将整个矿块划分为一个回采单元，矿块厚度即采场宽，相互采场之间不留矿柱，依次连续的进行采切、回采、充填三大工序，回采不允许在同一分层上进行，要分层进行，不同时进行相邻采场的采切。为避免开采时破坏四周土的应力，出现应力集中现象，影响围岩稳定，产生地面塌陷，设计对采空区采用非胶结充填方式处理，可以消除塌陷的危险。这种充填方式工程量较大，生产效率低，回采操作不便。后经专家研究决定，采用连续帷幕随时充填技术。该充填工艺施工时不留矿柱，开采各工序连接紧密，连续性好，而且作为支护的可压缩金属支座支护能力好。确保了采矿的安全，为出矿、转运和充填提供了方便。能对采空区进行及时迅速的回填。此采矿技术开采时采用将整体矿脉一体推进方式。主要的采切工程有：底盘转运巷道、切割巷、出矿漏斗及切割天井。地下连续采矿技术将回填空区用矿岩分离出的废石回填，采用了先进的矿浆输送方式。将深孔连续采矿技术、矿岩分离技术、矿浆输送技术等工艺与技术综合起来应用，实现了回采的高效率，经验证经济效益和社会效益良好。 五、金属矿地下连续开采未来的发展 我国的金属矿地下开采技术和过去相比虽然有了很大的进步，但要赶上并超过世界先进水平尚需不断发展，地下金属矿开采的大型化、数字化、连续化将是未来发展的主要方向。在采矿技术发展的同时需考虑社会效益和经济效益，研制并应用适合地下金属矿连续开采的技术，使矿山的开采与四周生态环境相谐调。有关部门还需组织专家加大对矿岩应力的研究，增加围岩的稳定性，以提高地下开采的安全性。还要加大对充填采矿法的推广力度，并且坚持朝快速化、环保化的方向发展。 六、结语 随着社会的发展，我国的采矿技术也不断进步。其中金属矿地下连续开采的技术已经接近世界先进水平，基本实现了金属矿地下连续开采的连续化和机械化。如何使我国的金属矿地下连续开采技术取得更大的进步，研究出更先进的金属矿地下连续开采技术，仍是广大矿业技术人员今后的努力目标。

预查阶段

对预查中已发现的矿体，应初步查明矿石品位、矿物成分、化学成分、矿石结构构造及矿石自然类型。

普查阶段

通过有限的样品分析，大致查明矿石矿物、脉石矿物种类、矿石品位、矿石主要有用组分、物质成分、结构构造特征、矿石自然类型及有益有害组分等情况，大致评价矿石的经济价值，为能否工业利用提供依据。

详查阶段

基本查明矿石矿物、脉石矿物种类、含量、共生组合及矿石结构构造特征；基本查明矿石品位、化学成分、主要有用组分、轻、中、重稀土及含量、有益、有害组分种类、含量、赋存状态和分布规律；基本划分矿石自然类型和工业类型，为矿山建设的项目建议书和预可行性研究提供依据。

勘探阶段

矿石的物质组分及赋存状态

详细查明矿石的矿物成分、化学成分、主要有用组分或品位、轻、中、重稀土含量、矿石矿物、脉石矿物、结构、构造及其有益有害组分的赋存状态和分布规律。内生矿床应详细研究矿石矿物和脉石矿物的种类、含量、粒级、嵌布关系、生成顺序、共生组合及其稀土元素占有率和配分值。风化壳离子吸附型矿床，还应详细研究全风化、半风化、弱风化矿石稀土元素的主要赋存相态及其变化规律。

矿石类型划分

依据矿石的有用组分、结构、构造、风化程度等划分矿石自然类型，结合矿石加工技术性能和用途等划分矿石主要的和次要的工业类型，并研究其分布范围和所占比例。

磷灰石的选矿技术与研究论文

硫矿的选矿与加工流程：1.浮选法：中国磷矿普遍含MgO较高，磷矿物和脉石矿物共生紧密，嵌布粒度细，只有采用浮选法才能获得较好的分离效果，因此浮选法是中国磷矿选矿用得最多的一种方法。浮选法包括直接浮选、反浮选、反—正(正—反)浮选和双反浮选等工艺。生产实践中用得较多的是直接浮选工艺和反浮选工艺。直接浮选工艺采用有效的抑制剂抑制磷矿石中的脉石矿物，用捕收剂将磷矿物富集于浮选泡沫中。该选矿工艺已成功地应用于岩浆岩型磷灰石和沉积变质型磷灰岩矿石的选矿工业生产中，江苏锦屏磷矿选矿厂是较为典型的例子。沉积型硅钙(钙硅)质磷块岩是世界公认的难选磷矿石。自"S"系列抑制剂的直接浮选工艺开发后，这类磷块岩矿石的选矿技术取得了突破性进展。反浮选工艺：反浮选工艺主要用于磷矿物和白云石的分离，以无机酸作为矿浆pH值调整剂，在弱酸性介质中用脂肪酸捕收剂浮出白云石，将磷矿物富集于槽产品内。其最大优点是实现了常温浮选，槽产品粒度较粗有利于产品后处理。该工艺已成功地用于瓮福磷矿沉积磷块岩的选矿工业生产。2.擦洗脱泥工艺：60年代中期中国就开始对湖南浏阳磷矿进行擦洗脱泥研究，并取得一定效果。80年代初又对云南海口磷矿进行研究，继而扩大到滇池地区的低镁风化矿。目前该技术已开发成功并应用于滇池地区磷矿生产中。该工艺原理简单，纯属物理选矿，即将风化磷矿石置于水中擦洗或磨剥，去除表面泥质物，使磷矿物富集。该工艺富集比一般不大，只能使P2O5品位提高3～5个百分点。其中较典型而效果又较好的是海口磷矿风化矿。1995年晋宁磷矿擦洗厂已建成投产。3.重介质分选技术：矿物之间的比重差异是重介质分选的关键。中国于80年代中期开始研究，发现其技术关键在于能否将分离比重严格控制在～之间。1992年采用此技术的湖北宜昌花果树磷矿重介质选厂建成投产。重介质分选技术因其分选效率高、环境污染小等优点，具有广阔的发展前景。从长远看，这种技术可望作为一种预选作业，从低品位磷矿中预先排除大部分脉石，从而提高后续分选作业的效果。4.焙烧消化工艺：这是一种化学选矿法，主要用于含硅酸盐矿物很少的碳酸盐型磷矿石。利用碳酸盐矿物在高温下热分解放出CO2，然后加水使CaO、MgO水化成为细粒Ca(OH)2和Mg(OH)2，采用分级技术脱除钙镁氢氧化物后，使磷矿物富集。该工艺在选别陕西何家岩、贵州瓮福、大塘等磷矿中均获得较好的结果，并已完成扩大试验。但由于能耗高、脱出的石灰乳处理困难，加上生产控制难度较大等原因，尚未推广应用。5.化学选矿：此法主要用于排除碳酸盐矿物，特别是MgO，使精矿中MgO含量降低到以下。由于加工费用较高，只有在其他选矿工艺所得精矿质量满足不了后续加工要求时，才可以考虑用此技术处理精矿。在磷矿化学选矿中，用作碳酸盐矿物的萃取剂主要有氯化铵、硫酸和二氧化硫等，其中硫酸应用最广。6.光电拣选技术：光电选矿是利用矿石和脉石之间的色差进行选别，以代替人工手选;在磷矿生产中极少使用。中国曾对开阳磷矿进行过光电拣选研究，主要用于拣除开采中混入的顶板白云岩，获得一定效果。中国磷矿选矿研究起始于本世纪50年代末，并于1958年建成并投产第一座年处理原矿120万t的大型沉积变质磷灰岩浮选厂——江苏锦屏磷矿选矿厂。此后于1976年在河北马营磷矿建成并投产一座年处理原矿30万t的中型岩浆岩型磷灰石浮选厂。这两座选厂的建成标志着中国已经掌握了易选磷矿的选矿技术。目前，直接浮选、反浮选、擦洗脱泥、重介质分选已应用于工业生产。

关于磷块岩微生物成矿理论的提出，基于作者几十年的工作，在扬子地块晚震旦世陡山沱期与早寒武世梅树村期各主要矿床的磷矿石中发现了大量多种形态的磷质微生物（化石），这些磷质微生物单体、菌落、群落聚集形成的原地（原生）磷块岩，具有许多生物学特点，引入微生物学、生物化学、医学等科学与地质学、沉积学等多学科交叉，探讨了古磷质微生物聚磷机理、磷质微生物存活繁衍条件与磷块岩形成环境的关系、磷质微生物在古磷块岩沉积过程中的作用等（微生物成矿作用），尽管如此，仍然认为只要没有实验资料的支持，这还是处于一种推论阶段，这也正是地学不同于其他科学的特殊之处，因为地质作用是不可能在实验室重复的。值得欣慰的是作者通过国家自然科学基金资助的项目“滇池磷的现代沉积与环境污染防治对策”的研究结果，发现在滇池天然条件下现代活着的微生物对磷的分解、迁移、聚集和沉积的事实，即通过实验研究论证了微生物对磷的沉积与成矿作用，亦即用实验研究资料支持了古磷块岩微生物成矿理论。现在可以说已经不再是推论和假说，而是科学实验论证了的理论。

磷块岩的形成作用是多因素的，微生物成矿作用占主导地位。藻类（叠层石等多种藻磷块岩）及软舌螺小壳类的作用也常常形成一定规模的磷块岩，这都属于生物成矿的范畴。

关于磷无机沉淀说，从假说诞生起，有不少学者从不同角度论证，时至今日都是被否定的，磷块岩淀晶胶结物之磷灰石淀晶则是在生物酶参与下成岩作用的产物。

关于交代说，应该说交代现象是存在的，例如磷酸盐等交代碳酸盐岩现象，在震旦纪—寒武纪磷块岩中偶尔见到，但它是局部的，不可能构成大规模工业矿床。现代海洋中也存在磷酸盐交代现象，例如美国西海岸打捞到一块磷化木，在海水中的部分已被磷酸盐交代成磷（碳氟磷灰石）化木，而埋在底泥中的部分未被磷交代。这种局部现象不能成为一种磷块岩成因学说。

关于物理作用，20世纪50年代初从萨尔文和维塞研究北非晚白垩世到始新世磷块岩提出磷块岩有一个“生成区”和一个“堆积区”到目前物理富集成矿的几十年里，已经被普遍认可。陡山沱组与梅树村组两个含磷岩系地层中，特别是在白云质磷块岩矿层中经常见到波浪、水流作用的原生沉积构造，磷块岩产生于浅海环境中，不可避免地打上水动力学的烙印，主要基于内碎屑结构组分的物理作用观点无疑是正确的。不过这种物理作用实际上是对原生磷块岩的一种改造的再沉积的过程，这种异地磷块岩特别是高品位矿是否为物理富集的结果，作者尚保留意见，这主要基于如下事实：

1）原生（原地）磷块岩，特别是富矿层磷块岩的颗粒（微粒、团粒、壳粒等）不是内碎屑，而是生物作用的原生颗粒组分。

2）我国磷矿资源中能直接被工业利用的富矿（P2 O5 ＞28%）不到5%，大多为需选矿加工的中低品位矿，这也是世界各国磷矿的共同特点。按选矿难易程度磷矿石分为易选型（主要为岩浆岩型磷灰石矿）、较易选型（主要为变质型结晶磷灰岩矿）和难选型（主要是沉积碳酸盐型磷块岩）三种类型。我国磷矿资源中80%是难选型磷块岩类，这类矿石的矿物组成最主要的是碳酸盐矿物（白云石、方解石）和磷酸盐矿物（碳氟磷灰石或胶磷矿）两大类，这两类矿物的密度及颗粒表面性质相近，成为选矿的难题，这也可能是两类矿物密切相伴形成二者混积岩（白云质磷块岩、含磷白云岩）的原因之一，选矿的主要问题是使两类矿物分离。研究表明，采用常规的捕收剂浮选时，它们的可浮性相似，难以使二者分离。经几十年实验研究和工业生产实践，通过以下三种选矿方法（胡岳华等，2006）才能使磷矿物与脉石矿物（白云石、方解石）分离：①使用水玻璃和淀粉等抑制碳酸盐等脉石矿物，用脂肪酸作捕收剂浮出磷矿物；②加六偏磷酸钠抑制磷矿物，用脂肪酸反浮选浮出碳酸盐脉石矿物；③用有选择性的烃基硫酸酯作捕收剂，先浮出碳酸盐矿物，再用油酸浮磷矿物。无论是哪种方法，都要经过正、反浮选及几次粗选和精选才能使磷精矿品位达到30%以上，回收率达到90%，也就是说，通过人工化学制剂（浮选剂、抑制剂、调整剂等）反复试验，最后只能使磷质相对富集，精矿品位即使达到30%，但回收率低，产率低，尾矿品位高。例如，目前国内实验室与生产中对原矿品位P2 O5≈20%的矿石选矿结果，精矿品位达到30%时，尾矿品位3%～6%，对原矿品位较低的矿（P2 O5 10%～18%）选矿结果，精矿品位达到30%难度加大，尾矿品位更高。那么在海洋天然水体中仅靠水动力条件“簸选”、“淘洗”使两种组分分离，使磷富集到P2 O5 ＞30%的富矿是不可想象的。含磷岩系地层中普遍存在的P2 O5 ＞30%的从几厘米到几米乃至十几米厚的富矿层，水平层理发育，为弱动力或相对静水沉积标志，不大可能是物理富集的产物，而是未经过改造的原生富矿。在含磷岩系地层剖面中最多见的具有较强水动力作用标志主要是白云质与磷质两种内碎屑颗粒构成的混积岩，即含磷白云岩（磷质内碎屑＜50%）和白云质磷块岩（磷质内碎屑＞50%），其成分成熟度很低，构不成富矿，称之为物理作用，而不称物理富集。磷块岩沉积，从原生地搬到异地堆积的距离不会很远，难得淘洗干净，不像其他砂矿，结构与成分成熟度都很高，形成物理富集的富矿。

诚然，条带状白云质磷块岩按规模在各大聚磷区的大多数矿床中占据主要地位，矿层中确有较强水动力作用的标志，但全部为低-中品位矿，这只能说是物理作用的标志，并非“物理富集”的产物。甚至原地富矿被打碎搬运再沉积过程中必然有白云质颗粒或非磷质组分的带入（即掺合作用）而贫化。在川中-滇东陆缘坻北部的荥经-汉源聚磷区，该聚磷区离康滇古陆（岛）较近，矿层中含有相当数量的陆源碎屑物质，称“含钾磷块岩”，几乎全部为中低品位矿，矿石中主要有磷质颗粒、白云质颗粒和陆屑颗粒及泥质，根据物理富集观点，磷质、白云质颗粒应当与陆屑颗粒很容易分开形成物理富集，但实际上汉源地区各矿床的矿层为上述颗粒组分的混积岩，这就是物理掺合或物理贫化的结果。

上述碳酸盐型磷矿属于“难选型”矿，而硅酸盐型磷矿，例如华北地台南部早寒武世辛集期砂质磷块岩、含磷砂岩等，其矿物组成主要是长英质与磷质两大组分构成，两类组分性质差异较大，选矿容易将二者分离，称易选型磷矿，该类矿为低品位矿，原矿品位P2 O5 一般在10%左右，选矿精矿品位可达30%以上，这种原矿品位10%左右的矿层，主要是碎屑岩和磷酸盐两种组分的混积岩，也常见到较强水动力标志的原生沉积构造，水流、波浪也没有簸选、淘洗使磷质富集。

作者提出这个问题，是企盼沉积学家、磷矿专家及选矿专家们能够有令人信服的实验研究资料的支持。

此外，在以后的章节里还提出“陆缘坻”的概念、陆缘坻岩套、陆缘坻控矿论、微粒磷块岩团粒磷块岩-壳粒磷块岩的成因机理及磷块岩序列模式等一些新的概念、新观点，有的确与传统理论、观点有很大不同，甚至相左，作者不揣冒昧提出讨论。科学发展的道路是不平坦的，新的学术观点或新生事物不可能是完美无缺的，常常是不全面的，在它诞生之初常常是褒贬不一的，有的被认可，甚至给予高度评价，也有的不被认可，或否定或批判，若干年后又被重新认可、补充和发展，当然也有的被彻底否定。这个不断肯定和否定的过程，就是创新性理论、学说产生的过程，也是科学不断发展的过程。