沉积矿床-风化与矿床-经典课件

风化与矿床
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
辉石 Ca(Mg,Fe,Al)[(SiAl]2O6； 橄榄石 (Mg,Fe)2[(Si 2O4]； 镁橄榄石 Mg2[(Si 2O4]；
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
风化作用和沉积作用是表生作用 的两个方面，是互相连接的表生作 用的不同发展阶段。
影响风化和沉积作用的物 理、化学条件很多是相同 的，风化作用过程中各种 组分以原地淋滤集中或仅 作短距离迁移集散为特征， 而沉积作用则是各种组分 经过长途搬运到异地水体 中沉积聚集的过程。
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)
(三)风化壳剖面
1、风化机理：
几种主要矿物在风化过程中的表现行为： 在三大类岩石中，其主要的矿物组成是：
岩浆岩：长石类、白云母、石英、黑云母、橄榄 石、辉石、角闪石……
(%)
根据水迁移系数，可将风化带中的元素分为五类：
1)最易迁移的元素(Kx=n·10～n·102)：Cl、Br、I、S；
2)易被迁移的元素(Kx=n～n·10)：Ca、Mg、Na、F、Sr、K、Zn
3)迁移元素(Kx=n·101～n):Cu、Ni、Co、Mo、 V、Mn、SiO2 (硅酸盐中)， P
重，例如，世界上全部铝土矿都是由风化成矿 作用形成的，镍储量的80%以上来自风化成矿 作用形成的红土型镍矿，大洋洲新喀里多尼亚 岛的风化镍矿占世界镍金属储量的70%；全球 有70%的富铁矿石是风化成矿作用形成的 。
二、风化成矿作用
(一)
原生岩石和矿
石在地表或近地表
常温常压的热力学
条件下，发生风化
+ K2CO3(部分钾质析出) （水云母型风化壳) ； → Al4［Si4 O10][OH]8 (高岭石）+ K2CO3 （钾全部析
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斜长石
斜长石在风化过程中的表现行为与钾长石相似 Na[AlSi3O8] - Ca[Al2Si2O8] H2O+O2+CO2
有自然金、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。
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。
其中有些矿产占目前世界产量的相当大比
2、风化矿床特点
1) 风 化 矿 床 大 部 分 都 是 第 三纪和第四纪形成的， 因此它们经常出露出于 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) 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。
→ Na （ Ca ）.Al2［AlSi3O10][OH] (绢云母，水合作用) ； → Na ＜1Al2［（Al Si）4 O10][OH]2·nH2O (水云母）
+ Na 2CO3(部分钠质析出) （水云母型风化壳) ； → Al4［Si4 O10][OH]8 (高岭石）+ Na 2CO3 （钠全部析
分解，其主要营力
是水、氧、二氧化
碳、各种酸类、生 物和温度变化。
(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
3)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)风化矿床的矿石多呈胶状结构和残余结构，矿石构造多 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，