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地質百科

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礦床Mineral Deposits

余炳盛 (Yu, Bing-Sheng)

  「礦床」係地殼中的某些有用元素或礦物因特殊地質作用集中在一起(富集),而且其規模達到具有經濟價值並可開採的地質集合體。此處所指的特殊地質作用也稱為成礦作用。一個礦床可由一個或多個礦體(ore body)組成。礦體為礦床內主要具開採價值礦物的堆積體,不同型態礦床的礦體常具有其特殊的空間形狀。礦床內礦體與礦體之間為不具開採經濟價值的圍岩。

  從礦體中開採出來的礦物組成,一般又可以分為礦石礦物和脈石礦物兩部分。礦石礦物(ore mineral)是指可被利用的金屬或非金屬礦物,也稱有用礦物。而脈石礦物(gangue mineral)是指礦石中不能利用的礦物,也稱無用礦物。

  礦石中有用物質成分的含量比率為品位,是衡量礦石質量的主要指標。大多數金屬礦石,以其中所含金屬元素或氧化物質量百分比(wt%)表示之;非金屬礦石以其中的礦物或化合物的質量百分比來表示;而貴金屬則以公克/公噸(g/t)為單位來表示。

  各種礦床的開發可提供不同的礦產,目前世界上已知地殼中含有超過1000種礦產,依其性質和工業用途,可分為金屬礦產、非金屬礦產和能源礦產。提取某種金屬元素的礦產稱為金屬礦產,最主要的有金、銀、銅、鐵、鉛、鋅、鎢等。非金屬礦產為地殼中可以直接利用的非金屬礦物集合體,例如蛇紋岩、石灰岩、白雲岩、石膏、螢石和耐火粘土等。能源礦產為動植物殘骸等有機質,經由不同地質年代的地質作用轉變及集中後而成的礦產,以煤、石油和天然氣最為重要。

  形成礦床的地質作用及成因,可分為下列主要型式:岩漿富集作用(Magma concentration)、接觸變質作用(Contact metasomatism)、熱液作用(Hydrothermal processes)、沈積作用Sedimentation)、細菌作用(Bacterial processes)、海底噴氣及火山作用(Submarine exhalative and Volcanic processes)、蒸發作用(Evaporation)、殘留和機械富集作用(Residual and Mechanical concentration)、氧化和表生富集作用(Oxidation and Supergene nrichment)、變質作用Metamorphism)、昇華作用(Sublimation)等。

圖1 美國Carlin金礦

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余炳盛(Yu, Bing-Sheng)

圖2 金瓜石金礦床的礦石礦物-硫砷銅礦(黑色部分)和脈石礦物-重晶石

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余炳盛(Yu, Bing-Sheng)

圖3 蛇紋岩是臺灣重要的非金屬礦產

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余炳盛(Yu, Bing-Sheng)

圖4 煤是世界重要的能源礦產

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余炳盛(Yu, Bing-Sheng)

圖5 熱水礦液形成的礦脈,礦物常會由兩側往中心對稱生長

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余炳盛(Yu, Bing-Sheng)