表生风化矿床、沉积矿床.pdf

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1、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

2、。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

3、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

4、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，而且矿床中还第七章表生环境中的风化-沉积矿床187含有铬、锰、镍、钴和钒，成为冶炼优质合金钢的“天然合金

5、矿石”。又如，闻名于世界的我国陶瓷工业主要原料的高岭土，也是来自风化矿床。此外，残余型铝土矿床、稀土矿床和金矿床，均有重要的经济价值。风化矿床大部分都是近代形成的，因此，它们经常出露于地表，埋藏浅，便于开采；矿床分布范围与原生岩石或矿体出露的范围一致或相距不远，往往是沿现代丘陵地形呈覆盖层状分布，多为面型矿体，底部界限不规则，有的情况下矿体沿裂隙风化带、岩溶漏斗分布，则呈线型或脉状、巢状、漏斗状等不规则形态；矿体常直接位于长期风化的侵蚀面上，向深处逐渐与母岩过渡，不少矿床具有垂直分带剖面。风化矿床的矿石矿物大多为氧化物、含水氧化物等，还有碳酸盐、硅酸盐、磷酸岩及其

6、他含氧盐和自然元素（如自然金等），它们都是在表生条件下比较稳定的矿物。这些矿物有的是原岩中残留下来的，有的则是残余组分相互作用新形成的。矿石的化学成分往往比较复杂，如残余型铁矿除Fe外，Cr、Mn、Co、V也可利用；残余型镍矿除Ni外，常含较高的Co、Mn、Fe。大多数风化矿床的规模不大，个别也有大型和特大型，如新喀里多尼亚岛上的面型风化壳钴镍矿床，分2布面积达7000~8000km；我国西南地区的风化壳型镍矿床，断续延伸达100km以上。二、重要矿床类型1.残余型高岭土矿床江西星子高岭土矿床产在花岗岩、花岗伟晶岩的风化壳中，矿床的底部界限不规则，矿体呈透镜状或漏

7、斗状，向深处逐渐与母岩过渡（自上而下依次为由花岗岩风化形成的高岭土－风化花岗岩－花岗岩）。矿石成分以高岭石为主，含少量水云母，其他粘土矿物较少，一般Fe2O3不超过0.7%~1%。矿石质纯者颜色洁白，若受氧化铁污染则呈黄色或粉红色。一般矿石需经洗选后方可利用。我国高岭土矿床分布甚为广泛。在东南各省的花岗岩风化壳中有丰富的高岭土，闻名世界的中国瓷器就是以它们作为原料的。2、残余型铝土矿矿床福建漳浦铝土矿矿床属于这类矿床。矿区附近最古老的岩石为片麻状花岗岩，玄武岩覆于其上。铝土矿即由玄武岩风化而成，其风化壳剖面自上而下（图7-1）为：富含铝土矿的红土层（1~2m）、贫

8、铝土矿的红