矿床学-7 风化矿床
风化矿床
风化矿床一、概述风化矿床是地壳最表层的岩石和矿石在太阳能、大气、水和生物等地质外营力的作用下，发生物理的、化学的以及生物化学的变化，并使有用物质原地聚集起来形成矿床的地质作用叫风化成矿作用，由这种作用形成的矿床叫风化矿床。
风化作用的结果，使原生的岩石及矿石被分解成三种主要组分——原岩中化学性质稳定的矿物;——风化作用过程中形成的新矿物;——可溶性物质;二、风化矿床特点1. 一般形成时代新,埋藏浅:风化矿床大部分都是第三纪和第四纪形成的，因此它们经常出露于地表，埋藏浅，便于露天开采。
在第三纪以前形成的古风化矿床，或因被新地层埋藏，或因被侵蚀破坏，故较少见。
2. 成矿物质原地或半原地堆积:风化矿床分布范围与原岩或原生矿床出露的范围基本一致或相距不远，所以风化矿床除自身具工业价值外，常可作为寻找原生矿床的重要标志。
3. 矿体主要呈面型或线型分布,延深受风化壳厚度控制:风化矿床往往沿现代丘陵地形呈面型覆盖分布，矿体的深度决定于自由氧渗透到地下的深度，一般几米至几十米，有的达一、二百米，个别呈线型分布的矿体沿裂隙带风化深度可达1500米以上。
4. 矿石多呈胶状结构和残余结构:以多孔状、粉末状、皮壳状、网格状和结核为主。
5. 组成风化矿床的物质是在风化条件下比较稳定元素和矿物:自然金、铁、锰、铝的氧化物和氢氧化物，碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、高岭土以及被粘土矿物吸附的稀土元素等。
三风化成矿作用1.风化作用类型(1)物理风化作用:一种以崩解方式把岩石和矿物机械破坏成碎屑的作用，一般无化学成分变化;其主要因素有冰楔作用、植物根系的楔插作用、昼夜温差变化、冰川的侵蚀作用等。
但是，除亚北极带和温带高寒地区外，物理风化与化学风化想比，几乎是微不足道的。
(2)化学风化作用:原岩由于化学作用，使组成岩石的矿物发生分解，即富含氧及二氧化碳的水（雨水和土壤水）与矿物发生化学反应的过程。
(3)生物风化作用:实质上是由生物生活和死亡过程中引起的化学风化作用。
风化矿床
一、概述
二、风化矿床的成矿作用 和矿床 类型 三、矿床的表生变化 与次生富集 作用
一、概述
地壳最表层的岩石和矿石在太阳能、大气、 水和生物等地质外营力的作用下，发生物理的、 化学的以及生物化学的变化，并使有用物质原地 聚集起来形成矿床的地质作用叫风化成矿作用， 由这种作用形成的矿床叫风化矿床。
4)惰性元素(微弱迁移)(Kx =n·10-2～n·10-1 ：Fe、
Al、Ti、Sc、Y、TR„； 5)几乎不迁移的元素(Kx≈n
·
10-∞):SiO2(石英)
原生岩石及矿石中的主要化学成分，一般是
TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2、CaO、MgO、
Na2O、K2O、硫的化合物、卤族元素化合物、磷
岩浆岩：长石类、云母类、石英、橄榄石、辉
石、角闪石……
变质岩:长石类、云母类、石英、橄榄石、辉石、
角闪石、绿泥石、石榴石、方柱石、碳酸盐类…… 沉积岩：长石类、云母类、石英、碳酸盐类、 石膏、天青石……
钾长石的风化过程与相应的风化产物
• 钾长石 K[AlSi3O8]+H2O+O2+CO2 • → KAl2［AlSi3O10][OH] (绢云母，水合作用) ； → K＜1Al2［（Al Si）4 O10][OH]2·nH2O (水云母）
(二)元素的迁移与沉淀
水迁移系数—Kx （б ．б 波雷诺夫，1934； А .И .彼列尔曼，1955) ： Kx = mx · 100/ a · nx 式中，Kx—元素x的水迁移系数， mx—元素x在河水中的含量(mg/L)， a—河水中矿物质残渣总量(mg/L)， nx —元素x在河水流经区域岩石中的平均含 量(%) Kx值越大，则元素从风化壳中迁出的能力也 越强，反之则越弱。
沉积矿床-风化与矿床-经典课件
目录
二、风化成矿作用 三、风化矿床形成的条件 四、风化矿床的成因分类及其特点 五、原生矿床的表生变化
一、概述 1、定义：地壳最表层的岩石和矿石在太阳能、
大气、水和生物等地质外营力的作用下，发生物理的、化学的以及生 物化学的变化，并使有用物质原地聚集起来形成矿床的地质作用叫风 化成矿作用，由这种作用形成的矿床叫风化矿床。
出被水带走) （粘土型风化壳) ； → SiO2 ·nH2O (蛋白石)+Al2O3·nH2O(水铝石)（红土
型风化壳) 。
（2）深色矿物
③黑云母
K(Mg,Fe) 3 [AlSi3O10][OH,F]（黑云母）+H2O+O2+CO2 → (Mg,Fe)3[AlSi3O10][OH]2 ·4H2O (蛭石）+ K2CO3 +HF(或CaF)； →Al2Mg3{Si4O10][OH]2·nH2O(蒙脱石）+ MgCO3； → Al4［Si4 O10][OH]8 (高岭石）+ MgCO3+Fe(HO)3
变质岩：长石类、白云母、石英、黑云母、橄榄 石、辉石、角闪石…… 、绿 泥石、石榴石、 方柱石、碳酸盐类……
沉积岩：长石类-白云母-石……
（1）浅色矿物
①钾长石 K[AlSi3O8]+H2O+O2+CO2
→ KAl2［AlSi3O10][OH] (绢云母，水合作用) ； → K＜1Al2［（Al Si）4 O10][OH]2·nH2O (水云母）
→SiO2 ·nH2O (蛋白石)+ Al2O3·nH2O (水铝石) + Fe(HO)3 (褐铁矿)
④辉石、橄榄石在风化过程中的表现行为与黑云母相似
风化矿床总结汇报
风化矿床总结汇报风化矿床是指由于长期的氧化、水解、碳酸化等化学物理作用，使本来存在于地表下腐蚀、侵蚀、风化、液化的矿床。
风化作用是指石矿表面上或深层温湿环境的原矿裂隙和胶结物。
下面我将介绍风化矿床的形成过程、主要类型和开发利用情况等。
风化矿床的形成过程主要包括氧化、水解、碳酸化和黏土化等过程。
氧化指的是矿物与大气中的氧溶解反应，从而使矿石中的金属元素转化为氧化物。
水解是指矿物颗粒表面的水与矿物结构中的金属离子发生置换反应，形成具有不同溶解度的物种。
碳酸化是指矿物中的金属元素与大气中的二氧化碳发生反应而形成的碳酸盐。
黏土化是指矿物颗粒表面吸附和交换大量的温泉离子，并形成黏土状矿物。
根据风化矿床的矿石类型和地质条件，可以将其分为多个不同的类型。
常见的风化矿床类型有铁矿石、锰矿石、铝土矿等。
铁矿石风化矿床主要有赤铁矿、褐铁矿、铁砂等，其中铁砂是由露天堆积物形成的重砂矿床。
锰矿石风化矿床主要有氧化锰矿、钝化锰矿等，其中氧化锰矿床是指由于海水中的氧化还原和水解作用形成的。
铝土矿风化矿床则是指由于岩石中的铝和硅元素与地表下的高温水溶解并反应形成。
风化矿床的开发和利用主要分为两种方式：表面开采和地下开采。
表面开采是指利用露天矿山等方法在地表上开采矿石。
这种方法操作简便，成本相对较低，但会对周围环境造成一定的破坏。
地下开采则是指在地下深处开挖矿井，通过井下设备将矿石运输到地面。
这种方法相对较为安全，但设备成本较高，且对地下环境产生一定影响。
综上所述，风化矿床是经过长期氧化、水解、碳酸化及黏土化作用形成的矿床。
其形成过程复杂，主要类型包括铁矿石、锰矿石和铝土矿等。
风化矿床的开发利用主要有表面开采和地下开采两种方式。
这些风化矿床对于社会经济发展和资源利用具有重要意义，但在开采过程中也需要注意环境保护和资源可持续利用的问题。
风化矿床的类型
风化矿床的类型
嘿，朋友们！今天咱来聊聊风化矿床的那些事儿。
你说这风化矿床啊，就像是大自然的一个神奇魔法盒子。
里面有好多不同类型的宝贝呢！
先来说说残积坡积矿床。
这就好比是一个大宝藏被慢慢拆分，一些宝贝就留在了原地或者附近的坡地上。
就好像你吃苹果，咬了一口后把苹果核随手丢在旁边，那苹果核就是残留在那里的“小宝藏”啦！这些残积坡积矿床里说不定就藏着金啊、锡啊之类的好东西呢。
然后呢，是残余矿床。
这就像是一场激烈的比赛，其他的部分都被淘汰掉了，就剩下最厉害的那一部分。
就像玩游戏最后胜出的冠军一样，厉害得很呢！这些残余矿床往往有着特别高的品位，可珍贵啦！
还有淋积矿床，这可有意思啦！就像是雨水这个勤劳的“搬运工”，把一些有用的物质从一个地方运到另一个地方，然后堆积起来。
这不就像我们搬家一样嘛，把东西从一个地方挪到另一个地方。
说不定哪天你在一个你想不到的地方就发现了一个由雨水“搬”来的宝贝堆呢！
你想想看，大自然多神奇啊，通过风化作用能变出这么多种不同的矿床类型。
这难道不令人惊叹吗？这就好像大自然是一个超级大厨，用各种食材做出了一道道美味又独特的菜肴。
风化矿床可不只是有趣，它们对我们的生活有着重要的意义呢！那些从矿床里开采出来的金属、矿石，被用到了我们生活的方方面面。
没有它们，我们的生活可就大不一样啦！
所以啊，我们得好好保护大自然，让这些神奇的风化矿床能够一直存在下去。
让我们一起珍惜大自然的这份馈赠，好好利用这些宝藏，同时也要保护好它们，让它们能一直为我们带来惊喜和财富，不是吗？总之，风化矿床就是大自然给我们的一份独特礼物，我们可得好好珍惜呀！。
风化矿床
二、残积-坡积砂矿床 残积 坡积砂矿床
• 1、概念： • 残积-坡积砂矿床 残积 坡积砂矿床(eluvial –deluvial placer deposit)： 坡积砂矿床 原矿床或岩石经风化作用未被分解的重砂矿物或 岩屑残留原地或沿斜坡堆积而形成的矿床。 • 2、特点： • 1）矿床产于残积或坡积层中； • 2）矿体形态不规则，无明显层理； • 3）矿石具棱角状或次棱角状； • 4）多为化学性质稳定的矿物，分选性差。
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
§3 成矿作用及矿床类型
• 一、成矿作用及矿床分类 • 1、成矿作用 • 1）物理风化作用：以崩解方式将岩石和矿物机械破坏成碎屑的 作用。如冰楔作用、植物根系的楔插作用等 • 2）化学风化作用：原岩经化学作用使组成岩石的矿物发生分解 的作用。 • 3）生物风化作用：通过生物生活和死亡过程中引起的化学风化 作用。 • 2、矿床分类 • 1）按成矿时代；近代风化矿床，古风化矿床 • 2）按矿体形态：面型、线型、喀斯特型 • 3）按成矿作用：残积-坡积砂矿床，残余砂矿床，淋积砂矿床
• 二、表生分带的形成机理（以含铜黄铁矿矿床为例） 表生分带的形成机理 • 1、氧化带 • 1）完全氧化亚带（铁帽：广义指岩矿石在地表氧化带的次生变化及 其残留部分，即矿帽如铅帽、锌帽、锰帽等；狭义指含铁岩石或矿石 经风化作用在地表氧化带上部的残留部分主要有铁的氧化物、氢氧化 物及石英粉砂、粘土等组成的红褐色疏松多孔状堆积物） • （1）形成过程：地表硫化物通过风化作用形成硫酸盐和硫酸 • CuFeS2 + O2+H2O—→Cu SO4+ FeSO4+H2 SO4 • 由于硫酸亚铁不稳定，易氧化呈硫酸铁 FeSO4+ O2—→ Fe2[SO4]3 • 硫酸铁发生水解形成氢氧化铁胶体 • Fe2[SO4]3 + H2O —→ Fe[OH]3+ FeSO4， • 胶体聚沉形成含水的铁氧化物如针铁矿Fe[OH]3 —→ Fe2O3·3 H2O • 含水的铁氧化物脱水形成氧化物 Fe2O3·3 H2O —→ Fe2O3+3 H2O • （2）典型矿物：铁的氧化物和氢氧化物如赤铁矿、褐铁矿、针铁矿 等
风化矿床
风化矿床地壳表面的岩石和矿石，在大气、水、生物等营力的机械和化学作用影响下，发生物理的、化学的以及生物化学的变化，使有用物质重新组合、调整、富集起来形成矿床的地质作用叫风化成矿作用，由这种作用形成的矿床叫风化矿床。
风化矿床的形成取决于多种因素：原岩的物质成分、气候条件、地形条件、地下水条件、地质构造条件和风化时间等。
目录简介影响因素矿床类型简介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。
编辑本段影响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。
风化矿床
风化矿床风化矿床mineraldepositbyweathering地壳表层岩石经风化作用促使有用物质就近堆集而形成的矿床。
水是风化作用的主要营力，风化作用大都发生在潜水面附近或其上部，分布范围与原生岩石出露的范围一致或相距不远。
风化矿床的控矿因素有：①原岩成分。
风化的原岩是成矿物质来源，如基性和超基性岩中铁、镍的含量较高，又易于风化，有利于形成铁、镍的风化矿床。
②气候条件。
它对风化成矿作用有决定性影响。
在各类气候条件中以热带与亚热带地区最有利于形成风化矿床。
③地形。
中低山区和丘陵地区有利于风化矿床的形成和保存。
④潜水面。
潜水面深度适中，岩石的分解速率和淋滤速率相适应，有利于矿质的富集。
⑤地质构造条件。
断层和裂隙发育带有利于地下水的大规模运动，因而能控制风化矿床的产出位置和形成深度。
⑥时间因素。
形成规模大、质量好的风化矿床，需要漫长时间，已知的风化矿床，多数是在第三纪、第四纪或中生代形成的。
矿床按产出位置和成因可分为2类：①残余矿床。
地表岩石经风化后，一部分活动性组分被淋滤，而另一部分较稳定组分残留在风化壳中相对富集而形成矿床。
例如，残余的铁矿、锰矿、铝土矿、镍矿、高岭土矿床等。
中国南方（如江西景德镇）的高岭土矿就是花岗岩类风化的产物。
②淋积矿床。
风化原岩中活动性较大的有用物质，经过淋滤被地下水带到邻近岩石中，因物理化学条件的明显变化而堆积形成矿床。
如淋积的铀矿和铜矿等。
著名的美国科罗拉多高原的铀-钒矿床就是由于有煤和沥青作为还原剂，促使潜水中的铀化合物沉淀富集而成矿。
风化矿产埋藏浅，多呈面型分布，矿石结构疏松，便于露天开采和加工。
风化矿床的主要矿产有铁、镍、钴、锰、铀、铜、金、铝土矿、稀土元素、高岭土、磷、硫和重晶石等。
中国江西等地花岗岩风化壳中的离子吸附型稀土元素矿床是重要的风化残余矿床。
实习7风化矿床
矿体产出特征
(1)矿体分布 主要矿体大多分布在原生沉积铝土矿层位 以下的岩溶洼地及坡地上。那豆、新安、果化矿体都 在其短轴背斜范围之内。太平和教美矿体则在兴宁背 斜的两翼,也受背斜控制。 那豆矿区铝土矿堆积在下二叠统出露区的储量占54%, 石炭系出露区的储量37%,背斜轴部泥盆系出露的储量 占1%,而经过搬运再堆积在含矿层位以上的地段只占 8%。矿体分布的标高相差较大。那豆矿区148个矿体 分布于120~650m标高之间,其中91个矿体占74%的 储量分布于300~650m标高,矿体形态呈不连续的似层 状、透镜状、扁豆状产出。
广西平果县铅土矿区地层柱状图
广西平果县铅土矿区地层柱状图 （续）
区域地质概况
矿区主要出露地层为泥盆系、石灰系、二叠系和三叠 系。 本区在燕山运动时隆起为陆地，并使地层进一步发生 褶皱。矿区内有一系列向斜、背斜。背斜轴部为泥盆 纪灰岩，翼部为石炭、二叠纪灰岩。在向斜轴部是三 叠纪灰岩及砂页岩夹泥灰岩原生海相沉积，铝土矿产 于上二叠统底部、下二叠统茅口灰岩的风化面上，呈 假整合接触。
矿床地质特征
（二）矿体特征 高岭土矿床是花岗及花岗伟晶岩长期受到风化分解的 结果。高岭土矿矿体一般长 200-600m，矿层厚1—3m 至20—30m不等。 矿石中矿物主要是高岭石，其次是水云母，同时还含 有大量石英和白云母。矿石用水淘洗后可得纯高岭土。 粒极细，可塑性强。 化学成分：SiO2+Al2O3>80%，其他杂质有K2O、Na2O、 CaO、MgO、Fe2O3、TiO2等，含量一般<1%。故矿石质 量优良，是很好的陶瓷原料，是我国闻名世界的景德 镇瓷器原料主要产地。
矿区地质概况
1、地层 矿区内出露地层有前震且纪双桥山群的上亚群 〈 Pt2sh2 〉和第四系。江西双桥山群是一套变质杂 岩，在矿区范围内，它由云母片岩、十字石石榴子石 云母片岩和 十字石云母片岩 3 个变质相带组成。第 四系由上述变质片岩和花岗岩风化而成的残积、坡积 层和冲积层组成。 2、构造 矿区的构造形态，总的说是呈一单斜构造，倾向南西， 局部发育有层间褶皱。矿区断裂构造发育，主要为北 西一北西西向的压扭性断裂，数量有 60 条之多，但 主断裂只有 9 条。断裂面倾向一般与地层同向，主 断裂中充填有本矿区高岭土矿体的成矿原岩--白云母 花岗岩和伟晶岩 。
矿床学-第七、八章 热水喷流沉积矿床、风化矿床
第八章 风化矿床
概述
1、定义：地壳最表层的岩石和矿石在太阳能、大气、水和 生物等地质外营力的作用下，发生物理的、化学的以及生 物化学的变化，并使有用物质原地聚集起来形成矿床的地 质作用叫风化成矿作用，由这种作用形成的矿床叫风化矿 床。
南华大学 University Of South China
矿床学 Ore deposit
风化矿床概述
◆风化作用的结果，使原生的岩石及矿石被分解成三种主要 组分 ——原岩中化学性质稳定的矿物； ——风化作用过程中形成的新矿物； ——可溶性物质。
南华大学 University Of South China
矿床学 Ore deposit
风化矿床概述
◆风化作用的结果，使原生的岩石及矿石被分解成三种主要 组分 ——原岩中化学性质稳定的矿物； ——风化作用过程中形成的新矿物； ——可溶性物质。
（5）组成风化矿床的物质是在风化条件下比较稳定元素和 矿物。
南华大学 University Of South China
矿床学 Ore deposit
第六章 热液矿床的类型及特征
南华大学 University Of South China
矿床学 Ore deposit
风化矿床概述
（6）风化矿床中的主要矿产有： 铁、锰、铝、镍、钴、金、铂、铜、铅、锌、钨、锡、铀、 钒、稀土元素、金刚石、刚玉、兰晶石、重晶石、磷块岩、 菱镁矿、高岭土、粘土等。
南华大学 University Of South China
矿床学 Ore deposit
ห้องสมุดไป่ตู้
第七章 热水喷流沉积矿床
（6）矿石矿物组合：矿石的主要金属矿物是黄铁矿、闪锌 矿、方铅矿、磁黄铁，矿次为黄铜矿，还可见少量其他一 些铁、铜、铋、钼的硫化物及硫砷化物等矿物。主要脉石 矿物是石英、方解石、铁白云石、重晶石、白云石及菱铁 矿等。
风化矿床总结
风化矿床总结引言风化矿床是指在地表风化作用的影响下形成的矿床。
它们通常形成在接触面上或岩石表面，由于气候和水文环境的影响而发育壮大。
本文将对风化矿床的形成机制、类型以及找矿方法进行总结和分析。
形成机制风化矿床的形成机制涉及到多个因素，主要包括以下几个方面：1.气候条件：气候条件对风化作用的发生和速度起着至关重要的作用。
温暖湿润的气候条件有利于风化矿床的形成，尤其是在气候多变的地区。
2.岩石类型：不同类型的岩石在接触风化作用下表现出不同的特征。
例如，含有较多硬石膏的岩石更容易在风化作用下形成硬石膏矿床。
3.水文环境：水文环境对于风化矿床的形成和发育也是至关重要的因素。
地下水的存在和流动可以加速风化作用的发生，从而促进风化矿床的形成。
类型根据不同的形成机制和岩石特征，风化矿床可以分为多种类型。
以下是一些常见的风化矿床类型：1.水溶风化矿床：这种类型的矿床主要形成于有水流的岩石表面。
在水的作用下，岩石中的矿物质逐渐溶解，并在水流中沉积。
例如，铁矿床在水中溶解后，再沉积形成。
2.淋滤风化矿床：这种类型的矿床主要形成于气候潮湿的地区。
岩石表面的矿物质由于连续的淋滤作用逐渐溶解下去，并在岩石下面沉积。
常见的淋滤风化矿床有锰矿床和铝矿床。
3.枕木风化矿床：这种类型的矿床形成于易风化的岩石之间的接触面上。
在大气条件下，岩石表面的矿物质逐渐溶解，并在接触面上沉积。
铜矿床和铀矿床常常以枕木风化矿床的形式存在。
找矿方法找矿工作在矿产资源开发中起着重要的作用。
对于风化矿床的找矿工作，需要采取一些特殊的方法和技术。
以下是常用的找矿方法：1.地质调查：对风化矿床的地质特征进行详细的调查和研究，包括岩石类型、风化程度、矿物质成分等。
地质调查可以帮助确定找矿区域和找矿目标。
2.矿产资源勘探：利用现代的地球物理、地球化学等技术手段，对潜在的风化矿床进行勘探。
例如，通过电磁探测、重力勘探、地球化学分析等方法，可以发现潜在的风化矿床。
风化矿床和矿床的表生变化
形成矿床
Ni、V、U、Fe、Mn、P等矿产
淋积型硅酸镍矿床
二．矿床的表生变化
各类矿床的近地表或露出地表部分，在风化 过程中会发生不同程度的变化，这种变化称 为矿床的表生变化 改变原矿石组构、矿物成分和化学成分 研究意义
1、重要的找矿标志
2、大大提高Cu、Ag、U等矿床的工业价值
金属硫化物矿床明显强于金属氧化物矿床
第七章 风化矿床和矿床的表生变化
第六章 风化矿床 和矿床的表生变化
一 风化矿床
（一）风化矿床概述 （二）风化矿床的形成条件 （三）风化矿床的成矿作用及主要类型
二 矿床的表生变化
（一）金属硫化物矿床的表生变化和次生富集 （二）金属氧化物矿床的表生变化和次生富集
一、风化矿床(Weathering Deposit)
黄铜矿(含Cu34.6%)
Cu5FeS4+ CuSO4 =2Cu2S+2CuS+ FeSO4
斑铜矿(含Cu63.3%)
PbS + CuSO4=CuS + PbSO4
ZnS + CuSO4=CuS + ZnSO4
铜的次生硫化物以辉铜矿最普遍，其次是铜蓝，少 数情况下，可形成少量次生斑铜矿
次生富集硫化物矿床的形成条件
2、硫化物矿床的氧化带分带
• 发育完整的氧化带一般包括以下亚带 (1)完全氧化带(铁帽)
铁帽：硫化物矿床氧化带的最上部的风化残余物，由
异常稳定的铁的氧化物和氢氧化物组成(水赤铁矿、褐 铁矿、针铁矿)，呈褐色-棕红色，具松散状、多孔状、 蜂窝状构造，是原生硫化物矿床的直接找矿标志 矿帽－铁帽、锰帽、铅帽、铜帽、锌帽、砷帽 成分均以褐铁矿为主—泛称“铁帽”
7-第七章 表生环境中的风化-沉积矿床
面型
线型
岩溶型
风化矿床
1. 概念、特点及工业意义
矿石构造多为多孔状、土状、粉末状、皮 壳状、结核状和网格状，矿石结构主要为 胶状结构和残余结构。 矿石由表生条件下稳定的元素和矿物组 成，大多为氧化物、氢氧化物、碳酸盐、 硫酸盐、磷酸盐和其他含氧盐类，此外还 有一些自然元素（金、铂、金刚石）。
风化矿床
停滞水面
胶结带
潜水面的缓慢下降，有利于厚 大风化壳和风化矿床的形成
原生带
风化矿床
3. 风化矿床的形成条件
3.4 地质构造条件
—地台区有利于大规模风化矿床的形成，往往产于 长期沉积间断的不整合面上 —造山带通常不利于风化矿床的形成，只有当其经 长期侵蚀达准平原化时，才有利于风化矿床形成 —区域性构造和原岩中构造裂隙系统对风化矿床的 位置和形态起控制作用（面型、线型、岩溶型） —长期稳定的侵蚀基准面有利于风化矿床垂直分带 —成矿后构造对风化矿床的保存有重要意义
♦H2O的作用：氧化作用、水解作用、水化作用 ♦大气的作用：O2和CO2的作用
风化矿床
2. 风化矿床的成矿作用
Weathering oxides provide red color to the desert landscape
氧化作用（oxidation）
风化矿床
2. 风化矿床的成矿作用
Karst mountains in the Guilin region, S-China
Ce Pr Nd Th Pa U
K < 0.1 immobile
Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er
Actinides
0.1 – 1 slight Fe(II ) reducing 1 – 10 moderate uncertain? >10 high
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４．残余矿床的类型
在残余矿床中，经济价值最大的是铝矿、镍矿、铁矿、 高岭石矿和稀土矿。
高岭石矿
3KAlSi3O8＋2H2O＝3KAl2(AlSi3)O10(OH)2＋6SiO2＋2KOH 水云母
（１）
2KAlSi3O8＋3H2O ＝Al2Si2O5(OH)4＋4SiO2＋2KOH 高岭石
（２）
In this picture the land has slumped into the road below.
This is a diagram of creep. The hillside slowly slips over many years from temperature or water.
Representation of the stages during the progressive weathering and breakdown of K-feldspar by acid hydrolysis, leading to the formation of clay minerals (modified after Leeder, 1999).
This is a picture of an avalanche. It is similar to a landslide with ice and snow instead of rock.
This is a picture of a glacier which carves out a U-shaped valley where it flows
风化矿床的矿石大多是疏松多孔的， 结构以胶状、网状、纤维状、压碎状。 构造主要以碎屑状、皮壳状、土状、 海绵状、角砾状等。
风化矿床的主要类型有铝矿、镍矿、 铁矿、铀矿、高岭石、锰矿、膨润 土矿和重晶石矿。
１．风化作用的种类
风化岩石的主要营力是含有氧和二氧化碳 的水溶液、植物和细菌以及温度的变化。
铝土矿
KAlSi3O8＋2H2O ＝Al(OH)3＋3SiO2＋KOH 铝土矿
母岩一般是含铝硅酸岩较高的岩石: 正长岩、霞石正常岩、酸 性、中性和基性火成岩(尤其是玄武岩)、片麻岩、泥质灰岩、 灰岩
高原型铝土矿 (德干高原、昆士兰、加纳、几内亚)
准平原型铝土矿 (南美、澳大利亚、马来西亚)
岩溶型铝土矿 (广西平果、地中海北岸、西印度群岛)
dragging rocks and boulders along the way.
第一层 第二层 第三层 第四层
风化程度 主要物质
主要特症
完全风化 高度风化 轻度风化 未被风化
土壤物質 似土壤物質 岩体 岩体
偶然有少量小石块
石块较多较大
岩石的结构仍然清晰可辨；巨石之间有少量土质及 小石块 沒有土质或小石块
页状剥落
This is a picture of the Half Dome. The rock is peeling away from the mountain in layers just like an onion. This is exfoliation.
冻融作用
Frost Action or ice wedging slowly breaks up this sedimentary rock into unusual shapes.
风蚀作用
These rocks have been blasted by wind and sand causing them to become rounded.
WIND ABRASION
酸雨作用
1908
to
1969
Acid rain has eaten away this limestone statue.
Simplified scheme on the basis of ionic potential (ionic charge/ionic radius) showing the relative mobility of selected ions in aqueous solutions in the surficial environment (modified after Leeder, 1999).
Acid Rain
Natural waters are
acidic
Example of a Dissolution Weathering Reaction
• Dissolution of Carbonates
– Limestones and marbles
CaCO3 + H2CO3 Ca2+ + 2HCO3-
铁的风化壳矿床
Hematite from Pyroxene
4FeSiO3 + O2 2Fe2O3 + 4SiO2(aq)
Fe2+
Fe3+
•At earth’s surface, hematite is most stable Fe-mineral form
红土型铁矿 (古巴、菲律宾、印尼)
残积型及岩溶型铁矿 (湖北、广东、贵州)
缅甸达贡山镍矿
缅甸达贡山镍矿区位于达贡-密支那缝合带最南端。沿达 贡-密支那缝合带，发育有超基性岩和低温高压蓝闪石片 岩带, 走向NNE-NE向。达贡山岩体是达贡-密支那缝合带 内的一个超基性岩体，因受NNW 向断裂组的切割, 故大 致呈台阶状产出。这组断裂控制了达贡山岩体风化壳的 发育。
镍的风化壳矿床
镍的风化壳矿床都是由超基性岩风化而成。 由橄榄石、顽火辉石、蛇纹石
由暗镍蛇纹石、镍铝绿泥石、镍镁绿泥石
Descriptive profile and Ni ore distribution in a lateritic regolith typical of the New Caledonian deposits. The chemical profile clearly distinguishes the ferruginous/aluminous residual zone where Si, Mg, and Ni are leached, from the saprolith where illuviation has resulted in concentration of Ni (after Troly et al., 1979; Guilbert and Park, 1986).
水云母、方解石、菱镁 矿、白云石、菱铁矿
绿高岭石、铁蒙脱石、 铁贝得石、铁锰氢氧 化、贝 得石、多水高岭石、
水锆英石
褐铁矿、针铁 矿、水赤铁矿、 硬锰矿、软锰 矿、玉髓、蛋
白石
褐铁矿、针铁 矿、硬锰矿、 硬铝石、水铝 石、三铝水矿
３．风化矿床形成的地质条件
地貌
面型风化壳
线型风化壳 复合型风化壳
原岩条件
原岩的矿物成分对风化产物有重大影响。
如富含铁、镍的超基性岩和基性岩常形成红土型铁矿 床和镍矿床；
富铝贫硅的碱性岩常形成红土型铝土矿床；
花岗岩等酸性岩风化后可形成高岭土矿床和稀土元素 矿床；
含锰高的沉积岩、变质岩可形成残余锰矿；
富含重砂矿物（锡石、锆英石、铌钽矿物）的花岗岩 可形成残积砂矿床。
离子电位高，意味着离子的电价高而半径小，极化能力强，在水溶液中它易 使水分子发生极化，水解作用增强，从而促使羟化物的碱性降低，易显酸性。 同时，极化能力强，还可促使离子本身形成坚固的络阴离子，如（CO3）2-、 （SO4）2-、（NO3）-、（SiO4）4-等。相反，离子电位越小，则其羟化物的 碱性就越强，且离子本身不易形成络阴离子。
• Reaction takes place in water solution
Karst mountains in the Guilin region of Southern China
Erosion
Wave action is when waves hit the rocks and pieces of rock break off.
氧化作用
This rock is red because of the oxidation of iron in the sediment when the rock was being formed.
根劈作用
Root Pry
The tree is growing in the rock and soon the rock will break apart because of the tree roots.
Fe: 含铁矿物
Fe 2+ (pH 5--7) Fe 3+ (pH>3)
Mn: 含锰矿物
Mn 2+ 、 Mn 3+ (pH<7)
２．风化壳中的常见矿物
岩石
原岩半分解带
水化、水解带
风化残余矿物
镁铁质 长英质
蛇纹石、滑石、绿泥石、 蛭石、多水高岭石、绿 高岭石、玉髓、蛋白石、 方解石、白云石、菱镁
矿、镍绿泥石
风化壳的类型和气候相关
红土
钙层土
铁铝土
在风化过程中，K、Na、Ca、Mg的硫酸盐和碳酸盐等 是易溶的盐类，能形成真溶液；Si、Al、Fe、Mn等元 素则常常形成胶体溶液在风化壳中运移。
Al: 铝硅酸岩 Si: 硅酸岩
高岭石、蒙脱石、多水高岭石 氧化铝(铝土矿) 含水氧化硅、钾、钠硅酸盐(在碱性水溶液中迁移)
第七章 风化矿床和矿 床的表生变化
一．风化矿床
地表的岩石在水、大气和生物的联合作用下， 在原处发生化学成分、矿物成分、结构和构造 的特殊变化，形成风化壳。
风化壳是在常温、常压的环境中形成的。形成风 化壳必须有游离的氧。潜水面大体相当游离氧的 下部界面，所以残余矿床基本上是在潜水面以上 形成的。