关于风化矿床介绍

[拼音]：fenghua kuangchuang

[外文]：mineral deposit by weathering

地壳表层岩石或矿石经风化作用而形成的矿床。风化作用大多发生在潜水面附近或其上，因此，风化矿床的深度一般距地面不超过数十米，特殊情况下达 100～200米,个别可达1500～2000米。风化矿床规模以中小型为主，个别大型或超大型矿床面积达数千平方公里，储量几亿吨甚至超过 100亿吨。矿石疏松，便于开采加工。风化矿床中最多的是铁矿和铝土矿，其次是镍、锰、铀、铜、稀土元素、粘土、磷灰石、菱锰矿。其中镍矿床和铝土矿床在世界镍和铝的生产中占有重要地位，其他矿种也对产地经济有重要影响。

影响风化成矿作用的因素

主要有以下几方面：

（1）原岩成分。风化的原岩是成矿物质来源。基性和超基性岩中铁、镍的含量既高,又易于风化,有利于形成铁、镍的风化矿床。又如长石质岩石风化后可形成各种粘土或铝土矿床。

（2）气候条件。它对风化成矿作用有决定性影响。高温有利于原岩的分解和其中碱和碱土金属的带出，气候潮湿雨量充沛也有利于风化作用，因此在热带亚热带地区最有利于风化矿床的形成。

（3）地形因素。山区地形高差大，风化产物不易保留；强烈夷平地形，也不利于风化成矿作用持续进行；介于二者之间的中低山脉和丘陵地带最有利于风化矿床的发育。

（4）潜水面。在潜水面以上，强烈的化学中和淋滤作用使残留物质富集成矿，而其下则可能产生淋滤物质的富集。因此潜水面的深度适中，岩石的分解和淋失相适应，有利于风化矿床的形成。

（5）地质构造。规模大的裂隙带和破碎带，决定了风化矿床的位置和延伸方向，同时也控制了风化矿床的深度。构造运动还影响风化矿床的保存条件，在构造上隆地区风化矿床易受剥蚀破坏，在沉降地区风化矿床则被掩埋，只有在微弱沉降的情况下，风化矿床才能被覆盖而保存起来。

（6）时间因素。形成规模和质量都好的风化矿床，需要很长的时间。已知的风化矿床，多数是在第三纪、第四纪或中生代形成的。由于世界各地地壳发育历史不完全一致,它们的风化矿床形成时间也不相同,但它们都是在历次地壳运动后期，在稳定的地台上形成的。

矿床类型

风化矿床按矿床的形态可以分为沿地表发育的面型矿床，沿岩石破碎带发育的线型矿床和沿两种岩石的接触面发育的接触型矿床。按风化剖面的分带性及其形成机理可以分为风化壳顶部的残积砂矿床、潜水面上的残余矿床及潜水面以下的淋积矿床。因为残积砂矿是物理风化产物，其成矿规律和矿床特点与其他成因的砂矿床（见沉积矿床）类似，因而也可归为砂矿床。

地表岩石经化学风化和生物风化作用后，一部分物质被淋滤，而另一部分残留在风化壳中富集而成的矿床，也称残留矿床。风化残余物质都是在地表条件下稳定的物质，其中铁和铝是最稳定的，风化后成为铁矿和铝土矿而富集在风化壳上部成矿。二氧化硅、磷、锰、钴、镍、铜、铀、钒稳定性稍差，在其他条件有利时，可以形成氧化物、磷酸盐及其他稳定的含氧盐类而成为残余矿床。重要的残余矿床有下列几种：

（1）红土型铁矿床。超基性岩在炎热潮湿地区经过强烈风化淋滤作用，岩石中的镁和硅被地下水带走，低价铁大部分变为高价铁，形成难溶的含水高铁氧化物，然后脱水成赤铁矿。其结果形成了红土型风化壳，其上部含铁高达50％以上成为富铁矿。矿体内常有原岩中残留的富含铬、钛、钒矿物或风化后残留的钴、镍、锰矿物，可以直接冶炼成优质合金钢。著名的西澳哈默斯利富铁矿,矿石达244.8亿吨，古巴卡腊贾斯铁矿的天然合金钢富矿石也达到178亿吨，此外,在印尼、菲律宾、前苏联、美国也都有分布。这类矿床在中国不甚发育，但华北的山西式铁矿，至少有一部分是含铁碳酸盐岩石风化产物。

（2）红土型铝土矿矿床。发育在热带和亚热带地区的碱性岩和基性岩风化壳中。这里经强烈风化作用分离出来的碱和碱土金属离子，使水呈碱性，能溶解并带出二氧化硅，而在风化壳中残留的铝形成了三水铝石和一水铝石，与铁的氧化物和粘土共生，成为易采易炼的优质铝矿石，是铝的重要来源。美国阿肯色及印度中央高原和巴西、几内亚等地都有这类矿床。另一种铝土矿床则主要是石灰岩风化产物，称为钙红土型铝土矿，是含铝石灰岩风化后形成了铁的氧化物和粘土，被带到岩溶洼地中经改造而成铝土矿；有的可能是附近的红土风化产物，被流水搬运到石灰岩溶洞中的，所以也称为喀斯特型铝土矿床。这种矿床多分布在地中海沿岸国家和印度、前苏联等地。中国广西平果铝土矿是二叠系中的原生铝土矿经风化崩塌堆积而成。

（3）红土型镍矿床。又称硅酸盐镍矿床，由超基性岩风化而成。产在第三纪、第四纪或中生带的热带、亚热带蛇纹岩风化壳中。当超基性岩风化时，以类质同象混入橄榄石和辉石中的镍转入蛇纹石中，以后蛇纹石又经分解,镍即析出来,进入溶液,从风化壳上部迁到下部,以次生镍矿物和含镍矿物再沉淀下来而形成工业富集。著名的南太平洋新喀里多尼亚（法属）硅酸镍矿床，规模很大。中国的云南、台湾等地也有这类矿床。

（4）残余粘土矿床。岩石中富铝硅酸盐矿物在潮湿温暖气候条件下风化,而形成粘土矿物为主的堆积,根据原岩成分和风化程度而形成高岭土矿床或膨润土矿床。高岭土以高岭石为主要成分，是酸性和碱性硅酸盐岩石风化过程中，尚未达到游离氧化铝阶段，形成了硅酸盐矿物，而酸性介质淋滤了铁而形成的。中国开采高岭土矿床的历史悠久，以在长江下游几省为主，高岭土矿是云母花岗岩和花岗伟晶岩的风化产物。膨润土以微晶高岭石为主,是中酸性火山岩风化形成的。中国东部侏罗-白垩纪火山岩中膨润土分布较广，其中一部分是风化形成的。如吉林九台膨润土矿床中主要产出的钙质膨润土是风化残余矿床，而钠质膨润土则是火山喷发间歇期，在湖水中沉积的。

（5）残余稀土元素矿床。酸性岩浆岩中分散存在的稀土矿物当岩石风化时被释放出来，以离子状态被粘土矿物吸附，而在风化壳中富集成矿，也称离子吸附型稀土元素矿床。中国南岭地区有花岗岩风化残余的重稀土元素矿床（钇族为主）。华东的流纹斑岩中含轻稀土元素（铈族）较多，在岩石风化时可富集成矿。

指原岩中活动性较大的物质，经过风化淋滤被地下水带至邻近的岩石中富集形成的矿床。这种矿床的形成除由成矿元素的地球化学性质决定外，还需要有明显的地球化学屏障，主要是潜水运动的阻滞和物理化学环境的急剧改变。淋积铀矿、铜矿是常见的淋积矿床。

（1）淋积铀矿床。原岩风化时，其中分散存在的铀化合物被带出到有利地段沉积富集成矿。铀是变价元素，当含铀矿物中4价铀氧化成为6价铀,就易于淋滤带去,在运移途中遇到铀的沉淀剂，它就转入沉积物中富集起来。这种铀矿床的时空分布很广，又可分为砂砾岩中的铀矿床和煤或沥青质岩石中的铀矿床两类。前者以美国科罗拉多高原的铀钒矿床最著名，后者则是由于煤和沥青是还原剂，促进了潜水中的铀化合物沉淀富集而成矿的。

（2）淋积铜矿。经常位于红层中，分布较广泛，铜常与铀共生，也有单独成矿的。该种矿床成因复杂，有同生沉积说和淋滤再沉积说。淋积成的铜矿石由铜的氧化物和含氧盐（碳酸盐等）组成，是分散存在的原生硫化物经氧化、迁移，在潜水面附近堆积成的。