5第五章 风化矿床
第五章风化矿床
一、概述
风化矿床是指地壳表面的岩石和矿床，在大气、水、生物等营力的机械和化学作用影响下，发生破碎及复杂的物理-化学变化，使有用物质重新组合、调整﹑富集所形成的矿床。风化矿床一般未经移动或稍有移动，与原岩有密切的联系。矿床分布范围与原岩出露范围基本一致，所以风化矿床除自身具有工业价值外，常可作为寻找原生矿床的重要标志。
风化作用根据性质的不同可分为机械风化作用和化学风化作用。机械风化作用主要使矿石和岩石发生破碎，形成疏松的碎屑堆积体，生成残积、坡积砂矿。岩石的化学风化作用（包括生物风化作用）主要是在氧气、碳酸气、水及生物影响下发生的，其产物形成了风化壳。风化矿床通常是指风化壳中由风化产物构成的矿床。
风化矿床以近代（第三纪—第四纪）形成的最为重要，常形成于现在地表或近地表处。按其出露形态可分为面型（平面上呈面状，剖面上呈层状或似层状，图5-1）、线型（沿裂隙或不同岩石的接触带分布，图5-2）、和岩溶型（位于碳酸盐岩层溶洞中，图5-3）。某些风化矿床也可以形成于过去的地质历史时期，
它们保存在古风化壳中。
风化矿床的矿石构造多呈胶状、网状、粉末状、结核状，常具胶状及残余结构，矿石大多疏松多孔。矿石矿物大多为氧化物、含水氧化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐及其他含氧盐类矿物，部分为自然元素（金、铜等）。
图5-1 面型风化矿床剖面图
（据B.И.斯米尔诺夫）
1-覆盖层；2-赭石-粘土岩；3-含镍绿高岭石
化蛇纹岩；4-含镍淋滤蛇纹岩；5-蛇纹岩
风化矿床形成的主要矿床有：铁、铝、锰、镍、钴、铀、钍、金、稀土和高岭石等。
二、风化矿床的形成条件
风化矿床的形成是受原岩成分、气候条件、地貌条件、地质构造、水文地质条件和风化时间等种种因素的控制。
1．原岩（或矿床）的物质成分和性质
原始岩石和矿床的矿物和化学成分对风化作用产物的性质起着十分重要的作用。如超基性岩风化后较容易形成红土型铁矿（褐铁矿）和镍矿（硅酸盐镍矿），这是因为原岩中富含铁和镍。花岗岩风化后可能形成高岭土矿床，因为花岗岩含有可分解成该种矿床的成分（如长石等）。
但有时风化矿床的形成不完全取决于原岩，如Al2O3含量不高、甚至很低的碳酸盐岩石中若有泥质夹层时经长期和强烈的风化作用，也可以形成规模巨大的铝土矿，这是因为
图5-2 线型风化矿床剖面图图5-3 岩溶型风化矿床剖面图（据B.И.斯米尔诺夫）（据B.И.斯米尔诺夫）
1-蛇纹岩；2-含镍淋滤蛇纹岩；1-蛇纹岩；2-石灰岩；3-岩溶
3-赭石-粘土岩；4-裂隙带沉积物；4-矿石
碳酸盐岩石易被风化溶解，其中含铝的粘土矿物转变为铝土矿，在原地逐渐残留堆积起来，形成矿床。不同的原岩可形成不同类型的风化矿床（见表5-1）。
2．气候条件
在气候干燥的沙漠地区，水的作用很弱，化学风化作用难以进行，风化壳主要由机械碎屑物组成。在冻土带和寒带，气温太低，化学风化作用弱，也只能形成机械碎屑物组成的风化壳。温带地区气候温和，地表长期处于湿润条件，可以形成许多风化矿床。但是形成风化矿床的最好地区是湿润炎烈的热带或亚热带地区，在该区岩石往往发生强烈的化学
风化作用，元素发生大量迁移，常形成大型铁、锰、镍、铝等风化矿床。由于气候条件是受纬度、高度以及距离海洋远近等因素的控制，因此风化矿床也常呈带状分布。
3．地貌条件
地形起伏不仅决定物质的侵蚀和堆积，同时也决定地下水的动态及风化壳的地球化学特征。高山地区，地形起伏大，物理风化超过化学风化，风化产物不能堆积下来；十分平坦的地貌以及地下水面很高的环境，限制了风化壳向下发展，也不宜形成巨厚的、发育完全的风化壳矿床；只有在丘陵地区，一方面地表水和地下水的流动缓慢，侵蚀作用比较微弱，化学风化作用占主要地位，另一方面又可使风化产物积聚起来，在长期侵蚀和风化作用下，形成了准平原化的地貌，有利于形成风化壳矿床。
4．地质构造条件
地貌景观最主要是由地质构造条件决定的。一般来说，在强烈褶皱区，地形高峻，不利于大规模风化矿床的形成，只有当造山区经长期侵蚀达到较平缓的地貌或准平原环境时，才能形成大规模的风化壳矿床。因此，地台区有利于大规模风化壳矿床的形成。古风化壳矿床往往产在长期沉积间断的不整合面上，如我国华北地台的奥陶系风化侵蚀面上的铁、铝等古风化壳矿床等。
此外，适合的水文地质条件如具适当的岩石渗透性时，在潜水面上的通气带中，地表水能缓慢地、长期的渗透，以及具有一个延续时间较长的、稳定的地质环境，对形成大型风化矿床都是必要的条件。
三、风化矿床的成因类型及其特征
（一）残积和坡积砂矿床
地表的岩石和矿床被破碎后，可溶解的物质和较轻的微粒被流水带走，而较重的和难溶的有用矿物残留原地富集形成残积砂矿床。如由于重力作用影响，使有用物质（矿物、岩块、矿块）沿山坡作短距离移动时，可形成坡积砂矿床。残积和坡积砂矿床关系十分密切，两者常呈渐变过渡关系，因此常称为残积—坡积砂矿床。矿石矿物具有明显的棱角或保留原有矿物的外形，矿层的分选性一般都比较差，无明显的层理。主要砂矿有自然金、锡石、铌钽铁矿，还有独居石、黑钨矿、锆石、金刚石、刚玉、水晶、石英砂等。
（二）残余矿床
地表岩石或矿床受化学风化作用而分解时，易溶组分被地表水或地下水带走，难溶组分多呈胶体溶液留下，最后在原地或附近形成新的稳定矿物，当其中有用组分富集达到工业要求时，则形成残余矿床。该类矿床一般位于氧化带，矿体产状平缓，呈似层状，分布面积大、底部界限不平直。主要矿产有粘土、高岭土、铝土矿、铁矿、锰矿、镍矿和稀土元素等。
残余矿床在风化矿床中占有重要的地位，较常见的有：
1．粘土化作用形成的残余矿床
粘土化作用是由含铝硅酸盐矿物（主要是长石）丰富的各种岩浆岩、变质岩及部分沉积岩在温暖湿润的气候条件下，经化学风化作用，长石等矿物被分解出碱金属和碱土金属，
并被流水带走，剩下的SiO2、Al2O3、Fe2O3易形成胶体溶液，其中溶胶SiO2·n H2O带负电荷，溶胶Al2O3·m H2O和Fe2O3·p H2O带正电荷，两者相互作用，电性中和，彼此凝聚形成各种不同的粘土矿物，如高岭石（Al2O3·2 SiO2·2H2O）、多水高岭石（Al2O3·2 SiO2·n H2O）、微晶高岭石和水云母等。这种过程称为粘土化作用。
（1）残余粘土和高岭土矿床
由粘土化作用形成的各种不同粘土矿物与一些铁的氢氧化物和未分解的矿物（石英等）以及母岩碎块等混合形成残余粘土矿床。若粘土矿物的成分是以高岭石、埃洛石为主（90%以上），则构成残余高岭土矿床。其反应式如下：
K2O·Al2O3·6 SiO2+m H2O+CO2→Al2O3·2 SiO2·2H2O+K2CO3+4SiO2·n H2O
钾长石高岭石
质纯、价值高的高岭土矿石颜色洁白，含铁量少（Fe2O3一般不超过0.7%~1%）。若受氧化铁污染，则呈黄色或粉红色。我国高岭土矿床分布广泛，闻名于世的景德镇瓷器就是以高岭土为主要原料。
（2）残余型稀土矿床
含稀土矿物的母岩（主要是由酸性岩浆岩如黑云母花岗岩、白云母花岗岩、二长花岗岩和碱性花岗岩等）在地表经长期的、强烈的粘土化作用后，形成了多水高岭土和高岭土，当介质溶液为弱酸性时，由氟碳钙铈矿、萤石、长石等矿物分解释放出来的稀土元素呈阳离子进入溶液，并被粘土矿物所吸附，使稀土离子在风化壳中逐渐富集起来，形成残余型稀土矿床。又称离子吸附型稀土元素矿床。
湿热的气候、富稀土元素的花岗岩体、岩体中断裂及破碎强烈，是形成大型稀土矿床的有利条件。此类矿床是20世纪60年代末，在我国江西南部首次发现，以后在江西、广东、湖南、福建、广西和安徽各地陆续都有发现，有巨大的经济价值。
2．红土化作用形成的残余矿床
红土化作用是粘土化作用更进一步发展的风化作用。在地表环境下，粘土类矿物通常是相当稳定的。但在热带、亚热带温热的气候条件下，由于降雨量大，气候炎热，化学作用强烈，如果地形平坦或坡度不大，则从铝硅酸盐岩石中分解出来的碱和碱土金属则不易被地表水带出风化场所，因此溶液具碱性反应，SiO2溶胶在碱性介质中不凝结，而被潜水带走，而溶胶Al2O3·m H2O和Fe2O3·p H2O则可在原地凝聚。这样就发生了红土化作用，即粘土矿物再分解，使其氧化铝和氧化硅分离，在地表逐渐堆积起铝的氢氧化物（三水铝土矿Al2O3·3H2O和—水铝土矿Al2O3·H2O）和铁的氢氧化物（褐铁矿、水针铁矿、水赤铁矿等）构成红土，形成了残余红土型铝土矿和铁矿床。
（1）残余红土型铝矿床
残余铝土矿矿床是由富铝贫硅的碱性岩（霞石正长岩）、基性岩（特别是玄武岩）以及某些碳酸盐岩石经红土化作用而形成。其形成过程如下：
红土型铝土矿在我国主要分布在华南的福建、广东和海南等省，如福建漳浦的玄武岩风化残留红土型铝土矿床（见实训九内容）。
（2）残余红土型铁矿床
这类矿床主要是由超基性岩经红土化作用形成。由于超基性岩（橄榄岩、纯橄榄岩）中经常含有5%~9%以上的铁，强烈风化时，它的主要组成矿物（如橄榄石和辉石）在氧化带发生氧化和分解出来的SiO2呈胶体或硅酸被地下水带走，低价铁被氧化，转变为高价铁的氢氧化物和氧化物（如纤铁矿、针铁矿和含水赤铁矿等）残留地表，并在适宜条件下形成不同规模的红土型铁矿床。如果超基性岩中含镍较高，在风化作用过程中，镍以离子状态进入溶液，被残积层中的粘土所吸附，或从胶体溶液中直接沉淀，或以次生硅酸镍矿物富集起来，形成红土型镍矿床。
该类矿床矿石主要由红色、黄色、褐色的赤铁矿和针铁矿结核组成，其中混有磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿和金红石等，矿石中Fe的品位可达35%~70%。矿床常产于风化壳型镍矿床的最表部。
（三）淋积矿床
近地表的原岩或矿体经风化分解后，一些易溶物质被淋滤到风化壳下部地下水面以下，由于介质的物理化学性质改变，通过交代作用，将其所携带的有用物质沉淀出来形成淋积矿床。在淋积矿床形成过程中，潜水运动受阻或化学环境急剧改变地段常为成矿富集的有利地段。主要矿产有铀、铜、铁等。其中淋积型铀矿床可形成大型矿床。
（四）风化带次生富集矿床
内生矿床（主要是硫化物矿床）的近地表部分，在风化作用下往往可使某些元素富集而形成次生富集矿段或矿床。图5-4为铜硫化物矿床的表生作用分带示意图。自地表向下分为：
1．氧化带从地表到潜水面（地下数十米）之间的地带，由于地下水的垂直下渗，
使多种金属硫化物氧化、分解。近地表堆集大量褐铁矿，形成铁帽；下部为次生氧化富集
带，可见到孔雀石、蓝铜矿、硅孔雀石；其次为自然铜和铜的氧化物，如赤铜矿（Cu2O）、
图5-4 铜硫化物矿床的表生分带示意图
（据袁见齐等，《矿床学》，1985，改绘）
黑铜矿（CuO）等。
2．次生硫化物富集带在潜水面以下地下水流动带的还原环境中，从氧化带中淋滤出来的硫酸盐溶液与原生金属硫化物发生交代作用，往往使有用金属元素富集几倍至几十倍，可使原先不够品位的围岩或品位低的矿石次生富集为较高品位的矿石。如斑岩型铜矿，其原生矿石品位较低，由于次生富集作用，使矿石变富。原生硫化物黄铜矿、斑铜矿等，在氧化带变成硫酸盐后，随土壤水渗透到地下水面以下，在缺氧的条件下，对Fe2+，Zn2+，Pb2+的硫化物发生交代，生成富含铜的次生硫化物，如辉铜矿Cu2S、铜蓝CuS等，其反应过程如下：
交代方铅矿、闪锌矿，如：
PbS+CuSO4CuS+PbSO4
ZnS+CuSO4CuS+ZnSO4
交代黄铁矿，如：
5FeS2+14CuSO4+12H2O 7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4
4FeS2+7CuSO4+4H2O 7CuS+4FeSO4+4H2SO4
交代黄铜矿，如
5CuFeS2+11CuSO4+8H2O 8Cu2S+5FeSO4+8H2SO4
CuFeS2+CuSO4 2CuS+FeSO4
思考题与习题
1．风化矿床的概念。
2．风化矿床的一般地质特征。
3．风化矿床的形成条件。
4．粘土化作用、红土化作用形成的主要矿床类型。
5．什么叫风化带次生富集矿床？次生氧化物、次生硫化物是如何形成的。
外生矿床
第9章风化矿床 §1 概述 一、概念： 1、风化矿床(mineral deposit by weathering process)：指陆地表层的岩矿石在大气、水、生物等营力影响下发生物理的、化学的和生物化学的变化作用使有用组份聚集而形成的矿床。 2、风化作用（weathering process)：指地壳最表层的岩石和矿石在大气、水、生物等营力影响下发生物理的、化学的和生物化学的变化作用 2、风化产物： 1）可溶物：溶解在溶液中的物质，如硫酸铜溶液； 2）新生物：风化过程中形成的新矿物，如针铁矿，孔雀石等； 3）残留物：原岩中化学性质较稳定的矿物，如石英，自然金等。 二、特点 1、矿床产于地表的风化壳层，多为第三纪、第四纪岩层 2、矿床具明显的垂直分带，自上而下：分解带、过渡带（半风化带）、原岩带 3、矿体多呈面型，次为线型和喀斯特型（接触型），中小型为主 4、矿石具脉状、土状、皮壳状、蜂窝状、多孔状、网格状构造 5、矿石组份较稳定，如自然金、稀土元素，Fe、Mn、Al的氢氧化物和氧化物等。 三、研究意义： 1、工业意义；某些风化矿床具有重要的工业价值，如红土型镍矿床的发现使镍的储量增长了4倍；前寒武系风化淋滤型富铁矿床不仅品位高，且出来十分巨大（如俄罗斯库尔斯克残余型富铁矿石约250亿吨，品位达64%，巴西米纳斯吉拉斯红土型铁矿150亿吨，中国江西高岭土矿不仅规模大且多为优质矿石）。经济价值 2、由于风化矿床多埋藏浅，故易于露天开采， 3、可作为寻找隐伏原生矿床的找矿标志 §2 形成条件 一、原岩条件——内因 1、成矿专属性： 由表9-1可见，富铁镁的超基性岩利于形成铁镍矿床；中酸性岩有利于形成铝土矿、高岭土矿；基性 岩既利于形成铁矿床，又可形成铝土矿床。 铁矿—基性、超基性岩，铝矿—中基性岩，镍矿—超基性岩，铜矿—基性岩 2、造岩矿物的风化顺序
矿床分类
矿床以成矿作用作为主要分类依据 在分类中适当考虑环境，同时在分类时再结合考虑成矿来源，分三大类：内生矿床、外生矿床、变质矿床。 (1).内生矿床包括岩浆矿床、伟晶岩矿床、接触交代矿床、热液矿床。 (2).外生矿床包括风化矿床和沉积矿床。 (3).变质矿床包括区域变质矿床、接触变质矿床和混合岩化矿床。 岩浆矿床的特点：三同、两高、一多。同时（成矿作用与成岩作用同时形成或近于同时形成）、同地（矿体多产于岩体中，母岩就是围岩）、同源（矿石的物质组分与母岩物质组分完全相同）。两高指高温和高压。一多指岩浆起源和成矿方式多样化 早期岩浆矿床特征 (1).矿石的矿物组成与母岩的矿物组成在成分上一致，矿体与母岩无明显界线，呈渐变关系； (2).它的矿石常呈自形、半自形结构，构造为侵染状； (3).有用矿物在动力或重力作用下，主要集中在岩体的底部或者边部，矿体的形态呈矿瘤、矿巢、凸镜、似层状。 晚期岩浆矿床特征 (1).矿石与母岩的矿物组成基本上一致，矿体与围岩界线清晰；(2).矿石一般具有海绵陨铁结构稠密侵染状构造或致密块状构造；(3).矿体呈条带状或似层状，含矿岩浆在内外力共同作用下，可形成脉状或凸镜状矿体。 伟晶矿床的物质成分特点：一杂（化学元素种类多，矿物共生组合复杂），二浓（40多种元素高度浓集，本身的克拉克值低）；种类齐全，稀有宝库（各个大类的矿物在伟晶岩中都找得到，稀有元素在伟晶岩中也找得到）；继承母岩，阶段演化（矿物成分与母岩具有一致性，演化上具有继承性，具有早期成岩晚期成矿的特点）。 气水热液的运移原因：热液自身的能量、压力差、浓度差、底部热液 成矿物质的沉淀影响因素：a、温度，b、压力，c、pH值，d、氧化还原反应，e、不同性质溶液混合。 气水热液的主要成分： (1).H2o：为气水热液的基本成分； (2).基本元素：K、Na、Ca、Mg、卤族元素及各种酸根； (3).金属成矿元素：亲铜元素、过渡元素、稀土稀有元素、放射性元素；(4).气态元素组合：水蒸气、H2S、CO2。(5).微量元素 矽卡岩矿床可分两个带：内带和外带。氧化物主要在内带，硫化物主要在外带。(1).内带：形成矽卡岩的过程中，交代岩体形成的带是内带。形成早，温度高，常见辉石、石榴子石、磁铁矿、赤铁矿，其次可见含水硅酸盐，方柱石、符山石。(2).外带：交代围岩形成的带称外带。其又分两个亚带：Ⅰ.第一亚带：产在紧靠接触带的硅酸盐类矿物中，以中温为主，富含水的硅酸盐类矿物；Ⅱ.第二亚带：产在距接触带较远的围岩中，温度较低，发生硅化(及矽化)、碳酸盐化、萤石化、重晶石化及硫化。 成煤作用：煤是由高等植物或低等植物转变而成的，在一定的物理、化学、地质作用条件下，从植物遗体到形成煤的全过程 热液矿床：指含矿热水溶液在一定的物理化学条件下，在各种有利的构造和岩石中，由充填和交代等成矿方式形成的有用矿物堆积体。 热液矿床的特点：(1).成矿热液多来源；(2).含矿热液成分复杂； (3).形成温度和深度较其它内生矿床低和浅，一般在400。C以下，1.5-4.5Km；(4).
表生风化矿床、沉积矿床
第七章表生环境中的风化-沉积矿床第一节 风化(壳)矿床和原生矿床的表生变化 一、概述 地壳最表层的岩石或矿石，在大气、水、生物等营力长时期的作用下，遭受破坏并引起矿物成分和化学成分变化，即发生风化作用。风化作用的结果，使岩石或矿石被分解为3种主要组分：①溶解在地表水体等溶液中的物质；②原岩中化学性质较稳定的矿物；③形成新矿物。这3种主要组分，即风化产物，可以在原地或附近富集形成风化壳，也可被水介质等地表营力搬运较远距离而发生沉积作用。 风化（壳）矿床指地表在风化作用下形成的，质和量都能满足工业要求的有用矿物堆积的地质体。换言之，由风化壳中的风化产物所形成的矿床称为风化矿床。 按风化作用的性质不同，一般可将风化矿床分为机械风化矿床和化学风化矿床。机械风化矿床包括残积及坡积矿床，是裸露于地表的岩石或矿石主要遭受物理风化作用，形成单矿物和含矿岩石的碎屑物，其中可溶物质和较轻的物质被地表水、地下水或风力带走，而大量较重的难溶物质、岩块或矿块则残留下来，当其中有用物质的含量和规模达到工业利用价值时，便成为残积矿床。当那些残积的有用物质由于剥蚀作用和重力作用沿山麓斜坡向下移动并在山坡上积聚起来时，便形成坡积矿床。在多数情况下，残积矿床和坡积矿床之间逐渐过渡，因此，又可统称为残坡积砂矿床。这类矿床的组分主要是原岩分解后留下来的化学性质稳定的有用矿物和岩石碎屑，多呈棱角状，无分选或分选很差；矿石呈松散状，无明显层理，且品位多较高。主要的残积和坡积矿床有砂金、砂锡、铌钽砂、金刚石砂、独居石砂、钛铁矿砂矿床等，工业价值较高，其中残积铌钽砂矿床是目前铌、钽的重要来源。此外，残积、坡积砂矿床还是寻找原生矿床的有用标志。 化学风化矿床包括残余矿床和淋积矿床。出露地表的岩石和矿床经受化学风化作用或生物风化作用后，易溶组分被地表水或地下水带走，难溶组分在原地彼此相互作用，或者单独地从溶液中沉淀出来，形成一些表生难溶的矿物残留在原地表部，其中有用组分达到工业要求时，即为残余矿床；如果风化壳中某些易溶物质被带到风化壳下部的潜水面附近沉淀下来，或通过地下水与岩石或矿石的相互作用形成的矿床称为淋积矿床。残余矿床主要有残余型粘土（高岭土、蒙脱土）矿床、残余型（红土型）铝土矿床、残余型（红土型）铁矿床、残余型锰矿床、残余型稀土矿床和红土型金矿床等；淋积型镍矿床和淋积型铀矿床等具有重要意义。残余型和淋积型风化矿床具有重要的工业意义。例如，随着红土型镍矿床的发现和利用，镍金属储量迅速增长了4倍多。目前，这类巨型的风化镍矿床占全部镍储量的50%以上。再如，红土型铁矿不但规模大，矿石品位高，埋藏浅，而且矿床中还
5第五章 风化矿床
第五章风化矿床 一、概述 风化矿床是指地壳表面的岩石和矿床，在大气、水、生物等营力的机械和化学作用影响下，发生破碎及复杂的物理-化学变化，使有用物质重新组合、调整﹑富集所形成的矿床。风化矿床一般未经移动或稍有移动，与原岩有密切的联系。矿床分布范围与原岩出露范围基本一致，所以风化矿床除自身具有工业价值外，常可作为寻找原生矿床的重要标志。 风化作用根据性质的不同可分为机械风化作用和化学风化作用。机械风化作用主要使矿石和岩石发生破碎，形成疏松的碎屑堆积体，生成残积、坡积砂矿。岩石的化学风化作用（包括生物风化作用）主要是在氧气、碳酸气、水及生物影响下发生的，其产物形成了风化壳。风化矿床通常是指风化壳中由风化产物构成的矿床。 风化矿床以近代（第三纪—第四纪）形成的最为重要，常形成于现在地表或近地表处。按其出露形态可分为面型（平面上呈面状，剖面上呈层状或似层状，图5-1）、线型（沿裂隙或不同岩石的接触带分布，图5-2）、和岩溶型（位于碳酸盐岩层溶洞中，图5-3）。某些风化矿床也可以形成于过去的地质历史时期， 它们保存在古风化壳中。 风化矿床的矿石构造多呈胶状、网状、粉末状、结核状，常具胶状及残余结构，矿石大多疏松多孔。矿石矿物大多为氧化物、含水氧化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐及其他含氧盐类矿物，部分为自然元素（金、铜等）。 图5-1 面型风化矿床剖面图 （据B.И.斯米尔诺夫） 1-覆盖层；2-赭石-粘土岩；3-含镍绿高岭石 化蛇纹岩；4-含镍淋滤蛇纹岩；5-蛇纹岩 风化矿床形成的主要矿床有：铁、铝、锰、镍、钴、铀、钍、金、稀土和高岭石等。 二、风化矿床的形成条件 风化矿床的形成是受原岩成分、气候条件、地貌条件、地质构造、水文地质条件和风化时间等种种因素的控制。 1．原岩（或矿床）的物质成分和性质
矿床名词解释
矿产：指的是自然界产出的，有地质作用形成的有用矿物资源 矿产资源分类：金属矿产，非金属矿产，可燃有机物矿产，地下水（4类） 金属矿产（黑色金属，有色金属，贵金属，稀有，稀土，分散元素，放射性金属）我国矿产资源概况：1、矿产资源比较齐全，但人均占有偏低。2、具有一些优势矿种的同时，尚有一些急需短缺矿种（铁，铜，钾盐）3、多数矿种以中小型矿场为主，缺少较大，超大型矿床。4、多数矿种的贫矿多，富矿少。5、伴生矿多，单一矿种少，综合利用低，浪费严重。6、矿产的地域分布极不均衡。 岩石：矿物以集合特形式出现构成岩石。 矿石：是从矿体中开采出来的，从中可以提取一种或多种有用组分天然矿物集合体。 矿石矿物：矿石中可供利用的矿物，亦称有用矿物。 夹石:矿体中无工业价值的矿物集合体。 脉石：矿床中与矿石相伴生的无用固体物质。 共生组分：指矿石中与主要有用组分在成因上相关，空间上共存，品味达标，可单独处理的组分。 伴生组分：指矿石中与主要有用组分相伴，但不具有独立工业价值的矿物组分。 矿石结构：矿石中矿物的大小，形状及矿物间的相互关系。 矿石构造：矿石中矿物集合体的形状及有用组分的分布状况。 矿石品味：矿石中有用组分的单位含量。 边界品味：在当前经济技术条件下用来划分矿体与非矿体界限的最低品味，是圈定矿体时矿样中有用组分的最低品味数。 储量：指经地质研究并利用地质勘探技术手段查明的矿产储藏量，是衡量矿床规模的重要依据。 最低工业品味：在当前经济技术条件下开采利用矿石的最低平均品味。 矿石的品级：主要是根据矿石的品味及有益和有害组分对矿石质量划分的不同级别。 矿床：系指在地壳中由成矿地质作用形成的，其所含有用矿物资源的质和量符合当前经济和技术条件，并能被开采和利用的地质体。 围岩：矿体周围无实际价值的岩石。 矿体的产状：矿体在空间上产出的空间位置和地质环境，包括（矿体的空间位置，矿体的，埋藏深度，矿体与围岩的层理、片理关系，矿体与火成岩的空间关系，矿体与地质构造的空间关系。） 矿体：是矿床中可供开采利用的地质体。 矿床的成因类型：按成矿地质作用的类型和成因机理划分的矿床类型。 矿床的工业类型：某种矿产的主要来源，并在工业上具有重要意义的矿床类型。 同生矿床：矿体与围岩同期或近于同期在同一地质作用过程中生成的矿床。 后生矿床：指矿体与围岩分别在不同的地质作用过程中形成的，且矿体的形成明显晚于围岩的形成。 叠生矿床：是在早期形成的矿床或矿体上，又受到了后期成矿作用的叠加形成的矿床。 矿田：指在同一地质作用下形成的，成因上近似，空间上相邻的一组矿床分布区域。 矿带：常见的区域性成矿单元。 成矿区：指大区域成矿单元，常与地壳大构造单元相一致，受区域深大构造控制，可长达数千公里甚至更远。 克拉克值：元素在地壳中的丰度。 浓度克拉克值：系指某元素在某一地质体中的平均含量与克拉克值的比值。 浓度系数：工业品味与该元素的克拉克值之比。
矿床的基本概念
（一）矿产的种类 矿产的分类有多种方式，如按产出状态可分为气体矿产、液体矿产、固体矿产三种；按矿产的性质及其主要工业用途，又可分为金属矿产、非金属矿产、可燃有机矿产和地下水资源四类。并可进一步划分亚类。 1、金属矿产 是从中可提取金属元素的矿物资源，按工业用途又分为： （1）黑色金属：铁、锰、铬、钒、钛等。 （2）有色金属：铜、铅、锌、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑、汞等。 （3）轻金属：铝、镁等。 （4）贵金属：金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑等。 （5）放射性金属：铀、钍、镭等。 （6）稀有、稀士和分散金属，可分为三类。 ①稀有金属：钽、铌、锂、铍、锆、铯、铷、锶等。 ②稀土金属：包括原子序数39和57-71的16个元数。根据地球化学性质又分为： ⅰ轻稀土金属（铈族元素）：包括镧、铈、钕、钷、钐、铕等。 ⅱ重稀土金属（钇族元素）：包括钇、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等。 ③分散金属：如锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、钪、硒、碲等。 2、非金属矿产 是从中可提取非金属元素或可直接利用的矿物资源。按工业用途又可分为：（1）宝玉石及工业美术材料矿产：如钻石、翡翠、红宝石、蓝宝石等。 （2）建筑及水泥材料：如水泥原料、砖瓦用粘土、花岗岩、大理岩、石灰岩、砂岩、珍珠岩、松脂岩等。 （3）陶瓷及玻璃工业原料：如长石、石英砂、高岭土、和粘土等。 （4）压电及光学原料：如压电石英、光学石英、冰洲石等。 （5）工业制造业原料：如石墨、金刚石，云母、石棉、重晶石、刚玉等。（6）化学工业原料：如磷灰石、磷块岩、黄铁矿、钾盐、岩盐、明矾石等。（7）冶金辅助原料：如萤石、菱镁矿、耐火粘土等。 3、可燃有机矿产 是指可为工业或民用提供能源的地下资源。按产出状态可分为三类： （1）固体的可燃有机矿产：如煤、油页岩、地蜡、地沥青等。 （2）液体的可燃有机矿产：如石油。 （3）气体的可燃有机矿产：如天然气等。 4、地下水资源 包括地下饮用水、技术用水、矿泉水、地下热水和卤水等。 （二）矿物、岩石和矿石 矿物：元素在各种地质作用的影响下，通过结晶作用、升华作用、化学（反应）作用等途径形成矿物。 岩石：矿物以集合体形式出现即构成为岩石。 矿石：是从矿体中开采出来的，从中可提取一种或多种有用组分（元素、化合物或矿物）的天然矿物集合体。
风化矿床的类型及其特征电子教案
风化矿床的类型及其 特征
风化矿床的类型及其特征 风化矿床，据其形成作用和地质特征，可以分为残积、坡积矿床、残余矿床及淋积矿床三类。残积、坡积砂矿床指原生矿床或岩石遭受风化作用，其中未被分解的重砂矿物或岩石碎屑，残留在原地或沿斜坡堆积起来形成的矿床。残余矿床指原生矿床或岩石经化学风化作用和生物风化作用后，形成的一些难溶的表生矿物，残留在原地表部，其中有用组分达到工业要求时形成的矿床。淋积矿床指原岩或贫矿体经化学风化作用，某些易容物质被水带到风化壳下部的潜水面附近沉淀下来形成的矿床。 一、残积、坡积矿床 原生矿床或岩石遭受风化作用，其中未被分解的重砂矿物或岩石碎屑，残留在原地形成的矿床，称为残积矿床（eluvial deposits ）。在某些条件下，残积物由于剥蚀作用和重力作用的影响，渐渐地沿斜坡向下移动一定距离后，在斜坡的某些部位堆积下来成为矿床，这种矿床称为坡积矿床（colluvial deposits ）。 残积矿床和坡积矿床的 关系十分密切，二者通常呈 过渡关系，难于截然分开， 故也可统称为残坡积矿床， 如图8-1所示。这类矿床的 形成，以物理风化为主，因 在原地残余或位移距离不 大，碎屑一般均具有明显的 棱角，甚至保留原来矿物的 晶形外貌，无分选性或分选 性差，也无明显的层理。 残坡积矿床不仅本身具有工业价值，而且是寻找原生矿床的可靠标志。例如：我国南岭地区的许多钨、锡矿床，即是在发现残坡积砂矿之后才进一步找到原生矿床的。 残坡积矿床种类不多，分布也有限，但有些较为重要，主要有金、钨、 锡、铌、铁、铝土、钽和水晶等的残积、坡积矿床。 1. 残积砂金矿床 残积金矿床最著名的当属澳大利亚的卡尔古利，那里发育金-黄铁矿-硫化物的原生矿床，该矿床由于强烈风化形成了红土，金就在疏松的红土中聚集，含金高达30×10-6。 2. 残坡积砂锡矿床 我国云南个旧一些原生锡石硫化物矿床产于石灰岩中，由于矿石和围岩均易于风化，因此在矿体的上部和附近的岩溶洼地、缓坡上广泛地发育残坡积锡矿，矿层厚且品位高，开采和选矿都很方便，成为我国重要的锡矿床类型之一。 图8-1 桂西残坡积压电石英矿床剖面示意图 （转引自姚凤良等，1983） 1. 石灰岩；2. 含水晶方解石脉（矿体）；3. 残坡积砂矿；4. 人工堆积 123 4
风化矿床的形成条件
风化矿床的形成条件 9.4 风化矿床的形成条件 （一）基岩条件： 为风化矿床的母岩，矿床类型与基岩有明显的对应关系。如硅酸镍矿床产于超基性岩的基岩之上；高岭土产于富铝（长石）贫铁的基岩之上。 （二）气候条件： 气候是形成风化矿床最重要的外因条件，主要影响：化学风化作用的速度；地表水向下淋滤的量和速度（影响SiO2等物有组分的淋滤速度）；植被（延长淋滤时间、加速化学风化、有利铁质淋滤迁移）发育程度。因此， 1、寒带及沙漠干旱气候带——不利于风化矿床的形成； 2、高纬度温带（年均温度小于15oC，降雨量低于500ml）——利于膨润土矿床的形成； 3、低纬度温带（年均温度小于20oC，降雨量低于1500ml）——利于高岭土矿床的形成； 4、亚热带及热（特别是雨季与旱季分明的）带——利于形成与红土型风化壳有关的风化矿床，如红土型铝土矿。 （三）地貌及水文地质条件 1、地下水的分带：（见图9－6） 图9－6 地下水循环示意图 a、渗透带：强烈氧化和淋滤作用（分解带），决定风化的深度。 b、流动带——弱氧化－还原条件，迁出或沉淀某些组分（胶结带） c、停滞水带——不发生风化反应（原生带）， 2、地貌分区： a、中、高山地区；地形高差大，剥蚀速度大——不利于风化壳的形成与保存。 b、平原及洼地区：地下水位高，渗透带不发育，排水能力差—不利于风化壳的形成
c、低山丘陵及高原区：地形有起伏大但高差不大，——有利于风化壳的形成与保存。 （四）地质构造条件 1、区域性大构造——影响地形地貌。 2、局部性断裂构造——有利于地表水渗透，影响风化壳形态（产生线形风化壳）。（见图9－7） 图9－7 吉林九台膨润土与大气降水、地质构造关系剖面图（据周尚安，1979） （五）时效条件 形成风化矿床必须有漫长的风化时期。 9.5 矿床的次生变化及次生富集 矿床在遭受风化时常发生如下变化，了解这些变化规律对找矿及评价工作具有重要意义。 （一）引起贫化及破坏 1、盐类矿床——矿体被溶蚀，上覆围岩崩塌形成盐溶及膏溶角砾岩（重要找矿标志） 2、煤矿床——煤层被氧化导致煤质下降或形成煤华（找矿标志）。 3、多数硫化物矿床——氧化淋滤形成铁帽（重要找矿标志） （二）改变矿物组合及工艺性能 1、菱铁矿——转变为褐铁矿、赤铁矿；菱锰矿——转变为硬锰矿、软锰矿。 2、膨润土——发生自然改型，干旱地区钙质膨润土改变为钠质膨润土，潮湿多雨地区相反。 （三）次生富集 1、含碳酸盐脉石的铁、锰矿；含碳酸盐脉石硅酸盐矿床（如：滑石、海泡石、凹凸棒石粘土矿床） 2、磁铁碧玉（石英）岩型铁矿——富的赤铁矿 3、银和铜的硫化物矿床——次生硫化物富集