矿床学绪论

Introduction to Mineral Deposit

矿床教研室

主讲人：柳振江

E-mail: lzj@cugb.edu.cn

手机/微信：13810139085

办公室：教二楼-423

2023年2月22日

《矿床学》——第1讲

全国矿产资源规划（2016-2020）

 24种矿产列入战略性矿产目录

 能源矿产：石油、天然气、页岩气、煤炭、煤层

气、铀

 金属矿产：铁、铬、铜、铝、金、镍、钨、锡、

钼、锑、钴、锂、稀土、锆

 非金属矿产：磷、钾盐、晶质石墨、萤石

 战略性矿产作为矿产资源宏观调控和监督管理的重点对象，并

在资源配置、财政投入、重大项目、矿业用地等方面加强引导

和差别化管理，提高资源安全供应能力和开发利用水平。

全国矿产资源规划（2021-2025）

 建议清单36种战略性矿产

 紧缺矿产22种：石油、天然气、页岩气、煤层气

、铀、铁、锰、铬、铜、铝、金、镍、钴、锂、

锆、钽、铌、铍、铼、磷、钾盐、硼。

 优势矿产14种：煤炭、钨、钼、锡、锑、钒、钛

、稀土、铟、锗、镓、晶质石墨、萤石、磷

战略性矿产

5

内容提要

 什么是矿床学?

 为什么研究矿床学?

 如何研究矿床学?

10

矿床学

 矿床学或称矿床地质学（Geology of Ore Deposit），是研究矿床

在地壳中形成条件、成因和分布规律的科学。矿床学是矿产勘查

和开发的地质理论基础，又是地球物质科学的重要分支，兼有基

础和应用两个方面，是综合性很强的一门学科。

 矿床学可直接应用于矿物资源的开发和利用的地质学科，所以也

称为经济地质学（Economic Geology）。

矿床

 矿床是矿产在地壳中的集中产地。

 更准确地说，矿床是指地壳中由地质作用形成的，

其所含有用矿物资源的质和量，在一定的经济技

术条件下能被开采利用的地质体。

 矿产是自然界产出的有用矿物资源。

 金属

 非金属

 能源

 地下水

矿产

• 能源矿产：石油、天然气、煤炭… …

• 黑色金属矿产：铁、锰、铬… …

• 有色金属矿产：铜、铅、锌、镍… …

• 贵金属矿产：金、银、铂、钯… …

• 放射性金属矿产：铀、镭、钍… …

• 稀有、稀土金属矿产：铊、铟、镧、铈… …

• 化工矿产：钾盐、硫、磷… …

• 建筑材料矿产：花岗岩、石灰岩、石膏、石棉… …

• 宝石矿产：红宝石、蓝宝石、翡翠… …

• 地下水、地热资源… …

现代发现的矿产有200多种

铁矿石（赤铁矿）

含结核状赤铁矿的赤铁碧玉岩（内蒙古黑鹰山铁矿） 火山岩浆成因块状赤铁矿矿石（内蒙古黑鹰山铁矿）

自然金

Gold Dragonfly

萤石/fluorite

常林钻石

煤/coal 石油/petroleum

矿产资源基本属性

 地质属性/Geological Attribute

 经济属性/Economic Attribute

 环境属性/Environmental Attribute

地质属性

 漫长地球历史的产物，是地球系统的一部分；

 时间空间分布符合地质规律，而非均匀分布；

 基本上属不可再生，有限的；

全球各大区能源矿产

剩余可采资源对比

南非

89%

其他

1% 美国

俄罗斯 1%

9%

全球铂族金属资源储量分布统计结果

世界总储量: 71,000 吨

 铁矿等主要形成于前寒武纪以前；

 钨、锡、钼等则主要形成于中生代以来；

矿产资源在时间上分布不均匀

我国主要矿产的成矿时代 （翟裕生，2010）

 矿产资源开发的经济效益

 随采选冶技术的发展而变化

 经济利用的可变性(全球范围内考虑)

经济属性

铜最低品位从100多年来从 3% 下降到 0.5%

Ayres et al., 2003

 开发过程：水土流失、耕地毁损、水系污染，地

质灾害频发、生态环境恶化、地方病滋生；

 使用过程：污水、粉尘、废气，造成大气污染、

酸雨、全球变暖、海平面上升、厄尔尼诺（El

Nino）和拉尼娜（ La Nina ）现象

环境属性

珠玉

宝

小测验

石

 矿产是自然界产出的有用矿物资源。它是一种基本的生产

资料和劳动对象。矿产资源是人类社会存在与发展的重要

物质基础。

 社会生产所需的：

 80% 左右的原材料

 95% 左右的能源

 70% 左右的农业生产资料

 来自矿产资源。

矿产资源及其意义

生活中的矿产资源

一个美国人一生需要消耗的矿产

33

一

个

人

每

年

消

耗

的

矿

产

矿产资源与人类社会的发展

一部人类文明史,也就是人类资源开发的历史

36

37

2-3百万年前～10000年左右

元谋人（170万年）

北京人（54万年）

旧石器时代：

人类以石制造工具。石是初期矿产。燧石、石英、硅

质岩、黑曜岩等，后来扩大到闪长岩、片岩、变质岩等。

10000年左右～6000年间

河南渑池县仰韶文化，发现彩陶(6000年前)。

新石器时代：

石器工具制作更为精细，还利用黏土矿物制作陶器。

6000～3000年间

甘肃广通县齐家坪文化，发现青铜器、小刀等

(6000～4000年间)。

青铜时代：

应用金属矿产铜、锡、铅、铝制造工具和武器。

3000年上下

春秋战国时期，掌握炼铁技术。

铁器时代：

铁器工具与武器。铁矿产资源开发，伴随耐火材料、

熔剂矿产的利用。

• 原始社会时期以利用石料矿产制作工具为特征，称石器时代，并划分

为旧石器时代和新石器时代。

石球、砍砸器、尖状器

旧石器时代，距今120万年

出土地点：龙岗寺古人类遗址

“巫山人”(约200万年)；

“元谋人”(约170万年)；

“蓝田人”(约60万年)；

“北京人”(约50万年)

玉铲、玉锛、玉刀、玉凿

新石器时代

出土地点：龙岗寺古人类遗址

彩陶壶

新石器时代

出土地点：龙岗寺古人类遗址

新石器文化中有关农业的石器

（内蒙古自治区林西地区）

(a)打制(1)和磨制(2)的石犁;

(b)石杵(1)及石磨盘(2)是用作研磨

壳物的用具

从夏代开始了我

国古代史中的奴

隶社会。自然铜

的利用开始向青

铜器过渡，并逐

渐达到繁荣。

青铜时代

• 1939年3月19日在河南省安阳县武官村吴培文家的

农地中出土，大鼎刚出土恰逢闻讯而来的日本人索

要，当地村民为了防止大鼎被日本人抢走，村民将

大鼎重新掩埋起来。1946年后母戊鼎被重新掘出。

• 青铜礼器，高达133cm，口长79.2cm，重 875 kg，化

学成分:

⚫ Cu 84.77%

⚫ Sn 11.64%

⚫ Pb 2.79%

• 禁止出境展览文物

后母戊大方鼎

铜绿山古铜矿遗址

黄石市西南20余公里处的大冶湖畔，发掘出自西周（公元前11世纪至8世纪）至西汉（公元

前5世纪至2世纪）的采矿井、巷360多条（个），古代冶铜炉7座。是我国发现的采掘时间最早、

冶炼水平最高、规模最大、保存最好、最完整的一处古铜矿遗址。

永乐大钟：

一绝是它的形大体重。它通高6.75米，

最大直径3.3米，重达93000斤。

二绝是它是一个书法艺术的精品，大钟

通体内外都铸有经文。

三绝是它有美妙的乐响效果，钟声实际

可传达方圆百里。

四绝是它高超的铸造工艺。钟体比例适

中，光滑匀细，铸字精美清晰。

五绝是大钟钮处的有一根铜穿针（联结

销）。大钟只靠一根宽6厘米长1米的铜

销子挂在梁上。

铁器时代

 人类最早发现和使用的铁是陨铁。陨铁是

铁和镍、钴等金属的混合物，含铁量较高。

1972年，在我国河北省藁城县台西村出土了

一把商代铁刃青铜钺(公元前十四世纪前后)，

其铁刃就是将陨铁经加热锻打而成。

 中国最早关于使用铁制工具的文字记载是

《左传》中的晋国铸铁鼎。在春秋时期，中

国已经在农业、手工业生产上广泛使用铁器。

 随着科学技术发展，人类社会经济与文明飞速发展。人类开发的矿产资源种类

及产量大幅度提高，以铁、铜、铝、石油为例：

❖上世纪初，全世界消费石油2043万吨;

❖ 2000年，全世界消费石油35亿吨;

❖1900年 消费钢2780万吨;

❖2000年,消费钢8.47亿吨;

❖1900年 消费铜49.5万吨;

❖2000年,消费铜1400万吨;

❖1900年 消费铝6800吨;

❖2000年,消费铝2454万吨;

21世纪可称“矿业世纪”

。

矿产资源是国家经济发展的重要基础

全球GDP增长与能源消耗

金属矿产消耗与工业化进程

能源消耗与经济发展

 1952-2010年我国国民生产总值

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

1952 1956 1960 1964 1968 1972 1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004 2008

1998

84402

国民生产总值(亿元)

我国黄金生产增长情况（吨）

1949

4.073

1970

10.543

1976

14.715

1989

56.360

1998

177.623

2007

270.491

360.957

0

50

100

150

200

250

300

350

400

1949 1951 1953 1955 1957 1959 1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011

矿产资源可以是国家经济支柱产业

53

 沙特阿拉伯：世界石油产量的四分之一，石油开发

给其带来巨额的财富。

 瑙鲁：太平洋之中的岛国，全部领土是一个长5公

里多、宽约4公里，方圆只有22平方公里。19世纪

初发现丰富的磷矿，1906年开始开采，1978年其人

均国民收入就达到25000美元，远远超过美英等国

家。瑙鲁政府已在墨尔本购一块土地，准备在磷矿

开采完后举国搬迁。现在呢？

 南非：矿业供应全球40％铝硅酸盐、铬、钒及20％

黄金，拥有世界上先进的采矿技术。

 围绕资源的争夺在过去，现在都是世

界纷争的重要起因，将来随着资源的

日益紧张这种争夺势必会更加激烈。

 加大矿产资源勘查力度，增加重要矿

产资源的储量，尤其是战略资源如铜、

铀等资源的自给程度，对于保障国家

安全意义重大。

矿产资源与国家安全

我国矿产资源概况

⚫ 已发现矿种 169 种

⚫ 已探明一定储量的矿种154 种，其中：

能 源 9 种

金 属 54 种

非金属 88 种

❖ 矿产地20多万处，20多种矿产的储量居世界前列；

❖ 探明储量潜在价值居世界第3位（仅次于美国、原苏联）；

❖ 但人均占有矿产资源量只占世界平均量的58%，排名第53位。

按每平方公里矿产潜在价值排名第24位。

 优势矿产：钨、锡、钼、锑、汞、铅、锌、铁、钛、

稀土、硫铁矿、磷块岩、石墨、萤石、菱镁矿等。

 劣势矿产：富铜、富铁、金、铂、铬、钾、金刚石。

我国矿产资源概况

中国金属矿产资源特点

1、大宗矿产相对不足，稀有稀土资源丰富

铁、铜、锰、铝、铬矿不足。钨矿保有储量529万吨（WO3），是国

外钨矿总量的3倍；锑矿保有储量278万吨，超过世界锑储量的40%；

稀土金属仅内蒙古白云鄂博一个矿床就相当国外稀土总量的3倍。

2、贫矿较多，富矿较少。

铁矿石中，贫矿占97%；锰矿石中，贫矿占94%；铜矿石中，Cu>1%

的约占总储量的36%；铝土矿石质量差，耗能大的一水硬铝石型占

98%；岩金6g/t以下的低品位矿石占83%。

中国金属矿产资源特点

3、多组份矿石多，单一组份矿石少

铁矿石的1/3为多组份，铅锌矿大多伴有铜、银、金。900多个铜矿床

中，综合矿占73%；金矿总储量中，伴生金占28%；银总储量中，伴

生矿占60%。

4、中小型矿床多，大型超大型矿床少

在已探明的15000个矿床中，66%为小型，23%为中型，11%为大型。

金属矿产储量主要集中在大型、超大型矿床中，如白云鄂博稀土氧化

物有6000多万吨，全国8700万吨；甘肃金川矿床拥有500万吨镍和350

万吨铜；湖南锡矿山锑储量达80多万吨；云南个旧和广西大厂两个锡

矿之和占全国总储量的40%；湖南柿竹园是世界罕见的钨、锡、钼、

铋、铍、萤石超大型矿床。

我国45种主要矿产

 2010年可以保证消费需求的矿产 21种

 2010年难以保证消费需求的矿产 24种

 2020年可以保证消费需求的矿产 9种

 2020年难以保证消费需求的矿产 36种

我国矿产资源形势严峻

 近年来，铁、铜、铝、铅、锌等战略性矿种消费量年增长

30%以上，消费量增长速度远远超过资源量增长速度，资

源保证程度逐年降低。

 矿石进口持续增加，贸易逆差不断加大。其中原油进口

9112万吨，铁矿石进口14813万吨，锰矿石进口286万吨，

铬铁矿进口178万吨，铜矿石进口267万吨，钾肥进口657万

吨。

 固体矿产资源消费中，铁50%、铜60%、铝50%依靠进口

资源，对外依存度的增加，将严重威胁国家安全和经济发

展。

我国矿产资源形势严峻

—— 国土资源部 2003年中国国土资源公报