一、寶石礦床
在地球科學(xué)領(lǐng)域,礦床是指在各種地質(zhì)作用下,如巖漿活動、火山活動、熱液活動、地下水活動、風化、淋濾、搬運、沉積及變質(zhì)作用等,在地殼表層和內(nèi)部形成的并在現(xiàn)有技術(shù)和經(jīng)濟條件下,其質(zhì)和量符合開采利用要求的有用礦物質(zhì)的集合體。如大家熟知的金礦、銅礦、鐵礦等金屬礦床以及石油、天然氣等有機礦床。 不符合此條件的,只能稱為“礦化巖石”或巖石。由于科學(xué)技術(shù)不斷進步,一些過去不能利用的礦化巖石或一般巖石,如今已成為有用的礦床。
因此,寶石礦床亦是指在各種地質(zhì)作用下,在地殼表層和內(nèi)部形成的,在現(xiàn)有技術(shù)和經(jīng)濟技術(shù)條件下,其質(zhì)和量符合開采要求的寶石質(zhì)礦物的集合體。可以是不同類型、不同規(guī)模的礦物晶體或巖石。如鉆石礦床、水晶礦床和翡翠礦床等。
圖 2-1-1 山東金伯利巖型鉆石礦床 圖 2-1-2 云南產(chǎn)出的祖母綠礦石
二、
礦床相關(guān)的基本概念1.圍巖和成礦母巖
圍巖是指位于礦床周圍的巖石或緊靠礦體兩側(cè)的巖石。 成礦母巖是指對一個礦床的形成提供成礦物質(zhì)來源或與成礦作用直接有關(guān)的巖石。有些礦床,礦體的圍巖就是母巖,如偉晶巖,因為偉晶巖中礦體的形成正是由這些偉晶巖體提供成礦物質(zhì)的。另一些礦床,礦體的圍巖并非母巖,如砂礦,因為砂礦中的重礦物是從遠處搬運來的,而不是來自砂礦層的頂?shù)讕r石。
圖 2-1-3 含鉆石的金伯利巖及圍巖
2.礦石、脈石和礦石品位
礦石指產(chǎn)于寶石礦床中的有價值的部分通常被稱作礦石。礦石是指在現(xiàn)有的技術(shù)和經(jīng)濟條件下,能夠從中提取有用組分(元素、化合物或礦物)的自然礦物集合體。
脈石是指礦床中與礦石相伴生的非礦石部分,如礦體中所含的圍巖角礫或低礦化的圍巖殘余等。它們通常在采礦或選礦過程中被廢棄。顯然,寶石礦床中礦石含量越高就越好,而脈石含量越高就越差,為了有效衡量和對比這些差異,通常使用“品位”這一概念。
圖 2-1-4 金伯利巖型鉆石礦中的脈石 礦石品位是指礦石中有用組分的含量,礦種不同,礦石品位的表示方法也不同。大多數(shù)金屬礦石,如銅、鉛等礦石,品位以金屬含量(重量)百分比表示,也有些以其中氧化物的重量百分比表示;非金屬礦物原料的品位,大都是以其中有用礦物或化合物的重量百分比表示;如原生鉆石礦的品位以克拉/噸或毫克/噸來計量;砂礦品位一般以每立方米中含有用礦物的重量(g/m3或kg/m3)來計量。 如鉆石砂礦則以ct/m3或mg/m3來計量。
3.礦體的產(chǎn)狀和形狀
礦體是指賦存于地殼中,具有各種幾何形態(tài)及產(chǎn)狀的礦石自然聚集體。礦體的圈定受一定工業(yè)指標的限定。礦體是礦床的基本組成單位,是礦山開采的對象。礦體是一個具體的地質(zhì)體,因而有一定的大小、形態(tài)和產(chǎn)狀。一個礦床可以是一個礦體,也可以由一個以上的大小不等的礦體組成。
礦體產(chǎn)狀是指礦體產(chǎn)出的空間位置和地質(zhì)環(huán)境。包括:礦體的走向、傾向、傾角、側(cè)伏角、傾伏角;礦體的埋藏情況(出露或隱伏)和埋藏深度;礦體與圍巖、構(gòu)造的空間關(guān)系等。
礦體形狀是指礦體的外形。通常按三度空間長度比例劃分或描述為:
等軸狀礦體(礦瘤、礦巢、礦囊、透鏡狀礦體)、板狀礦體(礦層、礦脈)、柱狀礦體(礦柱、礦筒)、另有一些復(fù)雜形狀如網(wǎng)脈狀的礦體等。
4.巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造
巖石指天是然產(chǎn)出的具有一定結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的礦物集合體。巖石構(gòu)成地球的上層部分(地殼和上地幔),在地殼中具一定的產(chǎn)狀。主要由造巖礦物組成。
巖石按成因可分為: 火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。
火成巖即巖漿巖,是由巖漿在地下或噴出地表后冷卻凝結(jié)而成的巖石。常分為噴出巖和侵入巖。 由于巖漿固結(jié)時的化學(xué)成分、溫度、壓力及冷卻速度不同,可形成各種不同的巖石。
圖 2-1-5 火成巖
沉積巖在地殼表層常溫常壓條件下,由風化產(chǎn)物、深部來源物質(zhì)、有機物質(zhì)及少量宇宙物質(zhì)經(jīng)搬運、沉積和成巖等一系列地質(zhì)作用而形成的層狀巖石。
圖 2-1-6 沉積巖
變質(zhì)巖是由各種變質(zhì)作用形成的巖石。變質(zhì)巖的巖性特征,一方面受原巖的控制,具有一定的繼承性;另一方面,由于經(jīng)受了不同的變質(zhì)作用,在礦物成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造上具有其特征性。
圖 2-1-7 變質(zhì)巖 圖 2-1-8 變質(zhì)巖
巖石學(xué)中,結(jié)構(gòu)是指組成巖石的礦物顆粒的大小、形態(tài)和相互關(guān)系?;鸪蓭r、沉積巖和變質(zhì)巖可劃分為一系列的結(jié)構(gòu)類型。在寶石學(xué)中,結(jié)構(gòu)亦指組成多晶質(zhì)天然寶石材料的礦物顆粒的大小、形態(tài)和相互關(guān)系。
圖 2-1-9 翡翠的粒狀變晶結(jié)構(gòu)
構(gòu)造指組成巖石的礦物集合體的形狀、大小和空間的相互關(guān)系及組合方式,即這些礦物集合體的幾何學(xué)特征?;鸪蓭r、沉積巖和變質(zhì)巖可劃分一系的構(gòu)造類型。
圖 2-1-10 變質(zhì)巖中的條帶構(gòu)造