地球矿产资源及其形成作用（4）
胡经国
第三章矿石
第一节矿石概述
一、矿石的定义
矿石（Ore）是指可从中提取有用组分或其本身具有某种可被利用性能的矿物集合体。一般矿体由矿石和脉石（夹石）组成。矿石中可被利用的矿物——矿石矿物可分为金属矿物和非金属矿物。
矿石的概念是相对的。随着人类对矿物原料需求的不断增长和工艺技术条件的不断改进，无用的矿物也可以成为有用矿物。确定矿石与非矿石的主要因素是对矿石品位的要求。
二、脉石的定义
在矿体中与矿石伴生的无用岩石，称为夹石或脉石。脉石是矿体中无用矿物或其有用成分含量甚微而不能利用的矿物集合体。
三、矿石品位及其表示方法
矿石中有用组分（元素或矿物）的单位含量称为矿石品位。金、铂等贵金属矿石的品位用克/吨表示；其他矿石的品位常用百分数表示。
通常用矿石品位来衡量矿石的价值。但是，在矿石中脉石的成分和有害杂质的多少也会影响矿石的价值。
第二节矿石的矿物组成
矿石一般由矿石矿物和脉石矿物组成。
一、矿石矿物
㈠、矿石矿物的定义
矿石矿物是指矿石中可被利用的金属或非金属矿物，又叫做有用矿物。例如，铬矿石中的铬铁矿，铜矿石中的黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿和孔雀石，石棉矿石中的石棉等。
㈡、矿石矿物分类
按矿物含量的多少，矿石矿物可分为：
1、主要矿物
主要矿物是指在矿石中含量较多、并且在某一矿种中起主要作用的矿物。
2、次要矿物
次要矿物是指矿石中含量较少、对矿石品位不起决定作用的矿物。
3、微量矿物
微量矿物是指矿石中一般含量很少，对矿石的价值不起大的作用的矿物。矿石中某些特征元素矿物，如镍矿石中微量铂族元素矿物，虽然其含量甚微，但是具有较高的综合利用价值。这类微量矿物仍然有较大的经济意义。
二、脉石矿物
脉石矿物是指那些与矿石矿物相伴生的、暂不能利用的矿物，又叫做无用矿物。例如，铬矿石中的橄榄石、辉石，铜矿石中的石英、绢云母、绿泥石，石棉矿石中的白云石和方解石等。脉石矿物主要是非金属矿物，但是也包括一些金属矿物。例如，铜矿石中含有的极少量的方铅矿、闪锌矿，由于其无综合利用价值，因而也属于脉石矿物。
三、矿石矿物和脉石矿物的份量比
矿石中所含矿石矿物和脉石矿物的份量比，随不同金属矿石而异。在同一种矿石中亦随矿石贫富品级不同而有差别。在许多金属矿石中，脉石矿物的份量往往远远超过矿石矿物的份量。因此，矿石在冶炼之前，必须经过选矿，弃除大部分无用物质后才能冶炼。
四、矿物成因和工艺特征的区分
在研究矿石的矿物组成时，还应区分矿物的成因(原生的、次生的、变质的)和矿物的工艺特征（易选冶的、难选冶的）等。
五、伴生有益组分和有害组分
矿石中除了主要组分以外，还伴生有有益组分和有害组分。
有益组分是指可回收的伴生组分或能改善产品性能的组分。例如，铁矿石中伴生的锰、钒、钴、铌和稀土金属元素等。
有害组分是指对矿石质量有很大不良影响的组分。例如，若铁矿石中硫含量高，则会降低金属抗张强度，使钢在高温下变脆；而磷含量高则会使钢在冷却时变脆等。
第三节矿石结构构造
一、矿石结构及构造的定义
矿石结构是指矿石中单个矿物结晶颗粒的形态、相对大小及空间相互结合关系等所反映的矿物的分布特征，也包括矿物颗粒与矿物集合体的空间相互结合关系所反映的矿物的分布特征。
矿石构造是指组成矿石的矿物集合体的形态、相对大小及空间相互结合关系等所反映的矿物集合体的分布特征。
例如，若在铬铁矿矿石中铬铁矿矿物集合体呈延长的形态，它们与硅酸盐矿物集合体呈相间的带状分布，则铬铁矿矿石的这种构造称为条带状构造。而其中铬铁矿矿物颗粒多呈自形晶，则铬铁矿矿石的这种结构称为自形粒状结构。
二、常见矿石结构构造
㈠、几种常见矿石结构
1、自形结构
矿石中的矿物颗粒在结晶充分的条件下，按其结晶习性形成相对完整的晶体形态（自形晶体形态），这种矿石结构称为自形结构。
例如，矿石中铬铁矿由于在自熔体中结晶早于硅酸盐矿物而呈自形晶体颗粒，部分晶体颗粒棱角被硅酸盐熔蚀明显发生圆化。
2、他形结构
矿石中矿物颗粒由于在结晶条件较差的情况下或受到外部条件干扰的情况下，不能按其结晶习性结晶成自形晶，而呈不规则状晶体或异常晶体形态（他形晶体形态）出现，这种矿石结构称为他形结构。
例如，矿石中黄铁矿颗粒呈他形粒状晶体分布于其他矿物中间。
3、包含结构
矿石中一种矿物整体地被包含在另一种矿物中间，这种矿石结构称为包含结构。
例如，矿石中浑圆形粒状自然金被包裹在石英中间，另外含有辉锑矿。
4、交代残余结构
矿石中一种矿物被另一种矿物所取代，致使早期被交代矿物呈不规则状残余矿物存在，这种矿石结构称为交代残余结构。
例如，矿石中斑铜矿和黄铜矿被铜蓝和褐铁矿交代呈残余状，交代残余显示黄铜矿在斑铜矿中呈格状分布，另含有脉石矿物。
5、固熔体分解结构
矿石中在早期温度较高条件下呈一相结晶的矿物，随着温度下降分离为互不混熔的两相结晶的矿物，晚期分离出来的矿物常呈乳滴状分布在早期形成的矿物中间，这种矿石结构称为固熔体分解结构，又叫做乳滴状结构。
例如，矿石中黄铜矿呈乳滴状分布于闪锌矿中间，二者接触界线平滑。
6、填隙结构
矿石中晚期形成的矿物充填在早期形成的矿物颗粒中间或晶体内部的裂隙中，呈不规则状分布（有别于它形结构），这种矿石结构称为填隙结构。
例如，矿石中黄铜矿沿着早期形成的石英颗粒间隙充填交代，可见平直的石英晶面。
7、脉状穿插结构
矿石中晚期形成的矿物沿着被切穿矿物的裂隙充填，形成穿插矿物的细脉（与填隙结构有别），这种矿石结构称为脉状穿插结构。
例如，矿石中赤铁矿柱状晶体集合体呈定向排列，沿裂隙穿插黄铁矿、黄铜矿、石英等。
8、网脉状结构
矿石中晚期形成的矿物沿着被切穿的早期矿物呈网脉状分布，这种矿石结构称为网脉状结构。
例如，铜蓝及透明矿物沿着黄铁矿网状裂隙充填交代。
㈡、几种常见矿石构造
1、块状构造
在矿石中有用矿物含量占80%以上，矿物集合体呈不定形状，分布无方向性，并且致密无孔洞，这种矿石构造称为块状构造。
例如，矿石中由磁铁矿和钛铁矿（含量＞80%）及少量硅酸盐矿物组成的矿物集合体，致密无孔洞，分布无方向性。
2、浸染状构造与稠密浸染状构造
在矿石的脉石矿物基质中有30%以下矿石矿物集合体，粒径一般＜0.5cm，它们呈星点状较均匀地散布于矿石中，这种矿石构造称为浸染状构造。若矿石矿物含量＞30%，则称为稠密浸染状构造。
例如，矿石中铬铁矿集合体形态不规则，粒径一般＜0.3cm，含量少，一般＜30%，呈星点状较均匀分布于蛇纹石化橄榄岩中。
3、斑点状构造与斑杂状构造
矿石中矿石矿物集合体呈近等轴状斑点，斑点大小较均匀，粒径多数可达0.5cm，分布较均匀并且无方向性，这种矿石构造称为斑点状构造。若斑点形状不规则，大小不一，而且分布不均匀，则称为斑杂状构造。
例如，矿石中辉钼矿集合体，粒径＜0.3cm，呈近等粒状斑点，沿矽卡岩的孔隙、微裂隙呈稀疏星点状分布。
4、条带状构造
矿石中由不同成分或成分相同而颜色不同、或结构不同的矿物集合体在同一个方向彼此相间分布呈条带状，这种矿石构造称为条带状构造。
例如，矿石中铅锌硫化物与石英相间呈条带状分布。
5、角砾状构造
矿石中一种或多种矿物集合体构成角砾，被一种或多种矿物集合体胶结，这种矿石构造称为角砾状构造。
例如，矿石中围岩的破碎角砾被含有辰砂的石英、方解石胶结。
6、晶洞状构造与晶簇
2020年3月27日编写于重庆
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