第一节 矿床与围岩 工业生产赖以生存的矿物资源大都来源于矿床。矿床是由地质作用形成的地质体，其内所含的元素或有用矿物集合体，在当前的经济和技术条件下能被开采利用，并可取得经济效益。 从矿床的概念可以看出，矿床首先是地质作用的产物。它是由原本均匀分布于地壳和上地幔的化学元素，在几十亿年的地球演化过程中，经历不同的地质作用，在某一区域或某一部位发生相对富集的结果。 同时，矿床又是经济活动的产物。如果某一地质体内，某些元素或矿物即使发生了相对富集，但如果开采和利用时成本过高，无利可图，那么，它仍然与普通的岩体无异。 另外，矿床还是一个相对的概念。从形成角度看，既然是元素或矿物的相对富集，而且又是地质作用的产物，那么它就不可能按照人的意志，孤立地集中于指定的区域或部位。亦即它必然与其赋存的地质体发生紧密的联系，并且无法截然分开；从经济的角度看，就更不能将矿床看成是孤立的东西了，哪些地质体是矿床，那些不是矿床，除与其所含元素或矿物的丰度有关外，还与它自身的规模、埋深、边帮稳固度、充水条件、可选性、可冶性等赋存条件，开采、运输、选冶、加工等技术条件，以及投资、成本、利润等经济条件密切相并。一定时期、一个地区被看作是无用岩体（层）的东西，在另一时期或另一地区却可能成为矿床，相反，一定时期或一定地区作为矿床开采的东西，过一时期，或换作另一地无，又可能变成一般的岩体（层）。 在地质勘查和矿床开采中，通常是根据工业品位和边界品位，将矿床划分成矿体、表外矿体、围岩三大部分。 矿体是指矿床中，在当前的经济和技术条件下开采和利用，可取得经济效益的那一部分。它是矿床的主体和核心，也是矿山开采的对象。一般是根据一定时期内工业生产和国民经济的发展状况，依照法定的工业品位指标，通过化学分析或工业试验圈定出来的。 表外矿体是指矿床中，在当前的经济和技术条件下开采和利用时，无经济效益，但随着技术和经济的进步，在将来某一时期开采利用时，可能会产性经济效益的部分。它是根据工业品位和边界品位两种指标圈定出来的中间过渡部分。围岩是指其有用元素或矿物的品位低于边界品位，开采和利用时不可能产生经济准效益的部分。[next] 但是，上述三个组成部分之间，很难有截然的界限。因为地质体并不像某些人工物体那样，纯粹由一种物质组成，它往往是有用的和无用的、低品位的和高品位的、这一用途和那一用途的矿石交错出现、混杂共生。矿体内可能有夹石，围岩内又可能赋存着矿体。工业品位和边界品位，不仅是人为的，而且又是一个平均值的概念，由于评价的出发点不同，矿体的边界就可能随之发生变更。譬如，一些多矿物共生的伟晶岩矿床，若以云母品位划分，有一个边界；若以长石划分，又是另一个边界；若以铌钽矿物划分，则可能又产生一个新的边界。再如，一些脉状矿体，虽然在地质上与围岩有着截然的界限，但由于其厚度不足以允许单独开采和运输，开采时，必须将一部分围岩与矿体同时采出，这时，矿体的边界就不再是其自然边界了。再有，很多金属矿体和燃料矿床，其围岩右能就是重要的非金属矿体，而非金属矿体的围岩，又可能是金属矿体或燃料矿体。 因此，矿床、矿体、围岩，均不是固定不变的东西。矿业上所广泛使用的工业品位、边界品位、最小可采厚度、最小夹石剔除厚度等概念，都是暂时的和相对的。尤其是对于从事矿产综合利用和尾矿建材开发研究的科技人员而言，充分理解这一点尤为重要。 第二节 矿石与脉石 矿体主要是由矿石构成的。而矿石又是由矿石矿物和脉石矿物组成的。 矿石矿物，又称有用矿物，是指可被利用的矿物，如铜矿石中的黄铜矿和班铜矿；石棉矿石中的石棉，铁矿石中的磁矿、赤铁矿、菱铁矿等。 脉石矿物，又称无用矿物，是指矿石中对于主矿而言，目前还不能被利用的矿物。如铜矿中的石英、绢云母、绿泥石；石棉矿石中的蛇纹石、白云石、方解石等；铜矿石中的少量方铅矿、闪锌矿等。 同矿体与围岩一样，矿石矿物和脉石矿物的划分也是相对的和暂时的。随着人们对新矿物原料的需求日益增长和经济技术条件的不断进步，目前被认为无用的脉石矿物，就可能逐渐成为有用的矿石矿物，如矽长岩型铜矿石中的透辉石，过去一直认为是无用的矿物，现在却广泛用作低温快烧陶瓷的原料；相反，原来认为是重要的矿石矿物，如压电石英，现在已被人工压电石英所取代，不再作为矿石开采了。再壁如，在经济发达、交通方便的地区，与煤层伴生的粘土质页岩（煤矸石），已被广泛用于生产砖瓦、陶瓷、水泥、岩棉、铸石、陶粒、耐火砖等工业产品，有的还从中提取硫酸铝、氯化铝、活性高岭土、硫铁矿、钒、钴、镍、镓、锗等元素或化合物，而在经济相对落后的地区，则只能当作无用的废料弃置了。又如，在石灰岩地区，深埋地下的石灰质矿床围岩，一般不再开采，但在石灰岩缺乏的地区，则可能就同主矿体一道开采出来，作为冶金熔剂或用于生产水泥、石灰等。[next] 同时也应当看到，在矿石中，矿石矿物和脉石矿物总是相伴存的、密切共生，也是基本的事实。据资料显示，目前，仍有90%以上的金属矿石不能开采后直接入炉冶炼，约有50%以上的非金属矿石需经过一定形式的选别和加工后方可使用。随着矿产综合利用程度的提高，虽然脉石矿物的范围正在不断综小，但数量却极为可观。由于我国的金属矿床贫矿较多，每年尾矿的排放量，一般远远大于金属矿物的产量，如黄金，一般当其品位大于4s/t时即可开采，亦即每产出1t黄金，就要产生25万t尾矿；除铁矿石外，一般金属矿的尾矿/精矿石比都在百倍以上。从某些矿区堆积和山的废石堆和星罗棋布的尾矿库，就可以清楚地体会到，脉石矿物的无处不在。 鉴于矿石矿物和脉石矿物的相对性和共生性，就要求我们在矿业开发之前，必须首先认识清楚，哪些矿物应当提取出来，哪些矿物将弃置不用；如何将有用的元素或工业矿物提取出来，提取物的纯度能达到何种程度；矿石矿物与脉石矿物在矿石中是以何种方式存在的，其相对比例如何等。要回答这些问题，就需要首先弄明白矿石构造和结构的概念。 一般来说，多数金属元素在矿石中是以独立的矿石矿物存在的，如磁铁矿、辉铜矿、方铅矿、闪锌矿等，但也有很多是呈类质同、包裹体、吸附、熔离等形式存在。即使是以独立矿物形式存在的矿物，也往往不是由同一矿物单独形成矿石，而是常与其他多种矿石矿物或脉石矿物共生在一起，构成不同的结构与构造。矿石中同一矿物集合体[next]内，各矿物的形态特征、结晶状况及其相互关系，称为矿石的结构。而各矿物集中体之间的特征、分布及其相互关系，称为矿石的构造。自然界中，各种矿石的构造和结构可归纳为图1，图2所示的几种形式。