08 风化矿床

基性玄武岩——干湿交替——红土型铁矿床
持续潮湿——红土型铝土矿
第八章 风化矿床
二、基岩条件
原岩是风化壳中成矿物质的直接来源，原岩的性质和成分，直 接影响风化壳的发育程度和化学组成。 成矿专属性：不同类型的原岩受风化作用后可形成不同类型的 矿床
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
a、矿体分布于母（基）岩风化壳中、上部特定的带中； b、有用组分均属风化条件下的惰性元素（Fe、Al、REE）； c、有用矿物是风化作用形成的稳定矿物（氧化物、氢氧化物及 硅酸盐）。
第八章 风化矿床
五、淋积矿床
1、概念 原岩或贫矿体经风化作用某些易溶物质被水带到风化壳下部的 潜水面附近沉淀下来而形成的矿床。
一方面，流水能将易溶的风化产物带走，不断打破风化过程中的化 学平衡状态，使得风化场地始终处于积极的化学反应状态，而有利于风化作 用向着纵深方向的新鲜基岩进行； 另一方面，较小的流水速度又不致于将风化残留物冲走。因此，在 这样的地区，风化作用强烈，广泛，使原岩彻底分化瓦解，风化产物大量残 留原地，形成厚大的风化壳和风化矿床。
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。
第八章 风化矿床
基岩或原矿石中含化学性质稳定的有用矿物，如自然金、锡石、 黑钨矿、铌（钽）铁矿、水晶、重晶石等；
化学风化作用强烈，使基岩中无用矿物大量分解并带出风化壳。
富含磷的碳酸盐类岩石可形成风化型磷矿床
含锰高岭石沉积岩及变质岩可形成残余锰矿床 富含稀土元素的酸性岩浆岩可形成离子吸附型稀土元素矿床
富含重砂矿物(如锡石、锆英石、铌钽矿物等)的花岗岩可形成风化残积型砂 矿床
第八章 风化矿床
三、地貌条件
地形地貌条件对于风化作用能否彻底进行以及风化产物能否很 好地堆积下来，是十分重要的外界条件。 高山地区
2）红土化作用
在热带或亚热带炎热而干湿交替气候区，铝硅酸盐 类矿物分解成铝的氧化物或氢氧化物，含铁矿物转变为褐铁矿或赤铁矿，致 使风化产物呈红、赭和褐色的一种风化作用。
3）离子吸附作用
风化作用形成的可溶有用物质以离子或络离子状态 被高岭土等粘土矿物吸附并富集成矿的一种作用。
第八章 风化矿床
3、特点
矿床学
中国矿业大学资源学院 王峰
第八章 风化矿床
提纲
风化矿床概述 矿床形成条件 成矿作用及矿床类型 硫化物矿床的表生变化
第八章 风化矿床
第一节 风化矿床概述
一、概念
风化作用：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。 风化矿床：经风化作用使有用组分在风化壳中及其附 近富集形成的矿床。
第八章 风化矿床
第三节
一、成矿作用
物理风化作用
成矿作用及矿床类型
化学风化作用
生物风化作用
二、矿床类型
1）按成矿时代 近代风化矿床，古风化矿床
2）按矿体形态
3）按成矿作用
面型
线型
喀斯特型
残积-坡积砂矿床 残余砂矿床 淋积砂矿床
第八章 风化矿床
三、残积-坡积砂矿床
1、概念 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
a、矿体产于风化壳的中、下部及其附近的裂隙或空洞中； b、有用元素多为可迁移元素和惰性元素，如Ni、U、P、Al； c、有用矿物为风化过程中形成的新矿物，主要是氧化物、硅酸 盐、磷酸盐。
第八章 风化矿床
第四节 硫化物矿床的表生变化
一、硫化物矿床的表生分带
1、氧化带
位于地下水面以上至地表，大致相当于地下水的渗透带。自上 而下可分为三个亚带，即完全氧化亚带、淋滤亚带和次生氧化 物富集亚带。 2、次生硫化物富集带
四、矿种
1、金属矿种：Fe、Mn、Al、Au、Pt 、 W、Sn、U 、Co、Ni、 REE、Ta、Nb、Ti。 2、非金属矿种：高岭土、膨润土、蛭石、绿松石、水晶、粉石 英、重晶石。
第八章 风化矿床
第二节 风化矿床形成条件
一、气候条件
高温、潮湿——最重要条件之一
由于不同气候条件下生长发育不同类型生物，从而产生不同的 风化作用
1、温度
据实验，温度每增高10℃，水解反应速度就增加2-2.5倍，故低 温极地不利于形成风化壳，热带、亚热带气温高、雨量充沛、 生物活动力强，有利于形成风化壳。
第八章 风化矿床
2、降雨量（湿度）
低湿度低温的基地，不利形成风化壳； 低温高湿度的沙漠，通过毛细管作用可形成薄壳和内陆盐湖矿 床； 湿度太高如为暴雨则形成地表径流，不易使基岩分解； 中等雨量或干湿交替环境，地表湿润，最有利于形成风化壳。 注意：同一岩石如玄武岩，在不同气候条件下，可形成不同的 矿床
第八章 风化矿床
四、残余矿床
1、概念 原生矿床或岩石经化学风化和生物风化作用后形成的一些难溶 表生矿物残留原地而形成的矿床。
2、成矿作用
1）粘土化作用
在温暖潮湿气候区铝硅酸盐在水、大气和生物作用 下发生分解，易溶的碱金属、碱土金属及部分SiO2呈胶体被流水带走，致使 在地表环境下风化产物铝、硅呈胶体电性中和而使粘土矿物富集的一种风化 作用。
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；
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3）残留物：原岩中化学性质较稳定的矿物，如石英，自然金等。
第八章 风化矿床
二、特点
1、矿床产于地表的风化壳层，多为古近纪、新近纪、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； 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。 6、埋藏浅，未成岩，易勘探开发。
位于地下水面与停滞水面之间，大致相当于地下水流动带。 3、原生硫化物矿石带 位于停滞水面以下，大致相当于地下水停滞水带。
第八章 风化矿床
二、表生氧化作用 三、次生富集作用
裂隙、节理、裂隙带、破碎带
裂隙、节理、裂隙带、破碎带等构造影响地下水的渗透与迁移，并 且也增大了风化作用的表面积，因此在这些构造带原岩的风化作用十分强烈。 而且与地表沟通的断裂又是形成“线状风化矿床”的主要原因。
侵蚀基准面
第八章 风化矿床
五、水文条件
风化矿床的形成，与地表水和地下水的运动状况及其化学类型 有关，它们是决定风化矿床的规模、形状，甚至矿床类型的重 要因素。地下水具有垂直分带性。这种特性又决定了风化矿床 的垂直分带特点。
第八章 风化矿床
四、构造条件
地质构造条件对于风化矿床的形成，以及对于风化产物的保存 以及形成矿床，均具有重要的意义。
构造运动相对稳定的地台区或经长期改造的准平原地区，由于经受 长期的风化剥蚀作用和堆积作用，各种风化产物易于保留原地，化学风化作 用可以不断地进行，形成巨厚的松散堆积物。
在构造活动强烈的造山区，剥蚀作用强烈，地面切割程度高，地形 陡峻，岩石破碎，风化产物不易保存，风化层较薄。长期下降的沉积地区， 原岩被沉积物覆盖，限制了风化作用的进行，因此亦不利于风化壳的形成。
4、矿石具脉状、土状、皮壳状、蜂窝状、多孔状、网格状构造；
第八章 风化矿床
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）； 2、找矿意义：可作为寻找隐伏原生矿床的找矿标志。
一般说来，在高耸陡峻的高山地区，水流湍急，地形强烈切割，形 成深沟大壑，地下水位很低，植被稀少，并且往往气温很低。这时主要以机 械侵蚀作用为主，化学风化十分微弱，风化产物则以粗大的机械碎屑为主， 如崩塌物，并且它们常被山洪流水冲走，不易堆积保存。因此，这种地形不 利于风化壳及风化壳矿床的形成。
平原洼地
在十分平坦的平原洼地，水流不畅，地下水位高，从他处搬运来的 泥沙等细小沉积物大量沉淀淤积，形成厚大的冲积覆盖层，岩石的通气条件 不好，不利于风化作用的进行。
第八章 风化矿床 丘陵地带、准平原地区
在高差不大的山区，丘陵地带，准平原地区，地势起伏不平，地下 水位较高，生物繁生，地下水和地表水流动缓慢。