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風化礦床
地殼表面的巖石和礦石，在大氣、水、生物等營力的機械和化學作用影響下，發(fā)生物理的、化學的以及生物化學的變化，使有用物質(zhì)重新組合、調(diào)整、富集起來形成礦床的地質(zhì)作用叫風化成礦作用，由這種作用形成的礦床叫風化礦床。風化礦床的形成取決于多種因素：原巖的物質(zhì)成分、氣候條件、地形條件、地下水條件、地質(zhì)構(gòu)造條件和風化時間等。
基本信息
| 定義 | 礦石經(jīng)風化作用而形成的礦床 |
| 特點 | 礦石疏松，便于開采加工 |
簡介
影響因素
主要有以下幾方面：①原巖成分。風化的原巖是成礦物質(zhì)來源。基性和超基性巖中鐵、鎳的含量既高，又易于風化，有利于形成鐵、鎳的風化礦床。又如長石質(zhì)巖石風化后可形成各種粘土或鋁土礦床。②氣候條件。它對風化成礦作用有決定性影響。高溫有利于原巖的分解和其中堿和堿土金屬的帶出，氣候潮濕雨量充沛也有利于風化作用，因此在熱帶亞熱帶地區(qū)最有利于風化礦床的形成。③地形因素。山區(qū)地形高差大，風化產(chǎn)物不易保留；強烈夷平地形，也不利于風化成礦作用持續(xù)進行；介于二者之間的中低山脈和丘陵地帶最有利于風化礦床的發(fā)育。④潛水面。在潛水面以上，強烈的化學中和淋濾作用使殘留物質(zhì)富集成礦，而其下則可能產(chǎn)生淋濾物質(zhì)的富集。因此潛水面的深度適中，巖石的分解和淋失相適應，有利于風化礦床的形成。⑤地質(zhì)構(gòu)造。規(guī)模大的裂隙帶和破碎帶，決定了風化礦床的位置和延伸方向，同時也控制了風化礦床的深度。構(gòu)造運動還影響風化礦床的保存條件，在構(gòu)造上隆地區(qū)風化礦床易受剝蝕破壞，在沉降地區(qū)風化礦床則被掩埋，只有在微弱沉降的情況下，風化礦床才能被覆蓋而保存起來。⑥時間因素。形成規(guī)模和質(zhì)量都好的風化礦床，需要很長的時間。已知的風化礦床，多數(shù)是在第三紀、第四紀或中生代形成的。由于世界各地地殼發(fā)育歷史不完全一致，它們的風化礦床形成時間也不相同，但它們都是在歷次地殼運動后期，在穩(wěn)定的地臺上形成的。
形成條件
一、原巖（或礦石）的物質(zhì)成分
原巖（或礦石）的物質(zhì)成分和化學成分，對風化產(chǎn)物有重大影響。原巖（或礦石）的成分不同，其形成的風化礦床的類型也就不同。如富含鐵、鎳的超基性巖和基性
巖常形成紅土型鐵礦床和鎳礦床；含鐵硅質(zhì)巖或含鐵石英巖、含鐵（菱鐵礦、鐵白云石）碳酸鹽巖常形成殘余型鐵礦床；富鋁貧硅的堿性巖和玄武巖常形成紅土型鋁土礦床；花崗巖類巖石常形成殘余型高嶺土礦床；含錳高的沉積巖、變質(zhì)巖可形成殘余錳礦床；富含稀土元素的酸性侵入巖、堿性巖和火山巖遭受化學風化后常形成離子吸附型稀土元素礦床；富含重砂礦物的花崗巖、偉晶巖可形成殘、坡積砂礦床等等。
一般認為，原巖中有用組分含量越高，形成風化礦床的可能性就越大。但是，欲達到某種程度的集中并構(gòu)成礦床，僅靠該元素在原巖中的較高含量還是不夠的，還需要母巖易于被分解才行，如Al2O3含量不高、甚至很低的碳酸鹽巖石中若有泥質(zhì)夾層經(jīng)長期和強烈的風化作用后，也可以形成規(guī)模巨大的鋁土礦，這是因為碳酸鹽巖石易被風化溶解，其中含鋁的粘土礦物轉(zhuǎn)變?yōu)殇X土礦，在原地逐漸殘留堆積起來形成鋁土礦床。
二、氣候條件
氣候?qū)︼L化礦床形成的影響主要表現(xiàn)在溫度、降雨量、生物活動等方面。
在熱帶和亞熱帶地區(qū)，由于氣候炎熱，雨量充沛，生物繁殖極快，因而化學風化作用和生物風化作用進行得十分強烈并不斷向深部發(fā)展，巖石和礦物破壞和分解迅速，元素可發(fā)生大量遷移和富集，創(chuàng)造了形成巨厚風化殼的條件，有利于形成大型殘余礦床。
氣候條件受緯度、海拔及距離海岸遠近等因素控制，因此風化礦床也常呈帶狀分布。
三、地貌條件
地貌條件直接影響地表水和地下水的運動，因而關(guān)系到風化作用能否徹底進行及風化產(chǎn)物能否很好地保存下來。①陡峻的山岳地形，水流迅速，侵蝕作用強烈，物理風化超過化學風化，風化產(chǎn)物往往以粗碎屑物為主，并且常被地表水沖走，因而不利于風化礦床的形成。②平原洼地，水流不暢，是沉積物堆積的場所，不利于風化作用的進行。③高差不大的山區(qū)及平緩丘陵地形對風化礦床的形成最為有利。地表水和地下水的流動都比較緩慢，侵蝕作用亦較微弱，而且化學風化作用占主要地位，風化產(chǎn)物能大量殘留原地，形成準平原化地貌，有利于風化礦床形成。
四、水文地質(zhì)條件
地下水的分帶影響風化礦床的分帶。表中各帶的界限并非固定不變，而是依潛水面的升降而升降。一般來說，各帶界限常因侵蝕作用的影響不斷地向下遷移，但如果地殼下降或補給潛水的水量在較長的時期內(nèi)增大，亦可引起各帶界限的回升，從而影響風化礦床的規(guī)模。還應該指出，這種分帶情況是出現(xiàn)在透水性大致相同的巖石、土壤內(nèi)，但實際上往往因巖石的裂隙發(fā)育不均勻，使分帶情況變得更加復雜。
五、構(gòu)造條件
地形往往受地質(zhì)構(gòu)造因素控制，強烈的構(gòu)造運動上升地區(qū)，一般不利于風化礦床的形成。但在區(qū)域緩慢上升和風化淋濾速度保持平衡的長時期準平原化的分水嶺地區(qū)，能形成巨厚的風化礦床。穩(wěn)定陸塊有利于大規(guī)模風化礦床的形成。古風化殼礦床往往產(chǎn)生在沉積間斷的不整合面上，如中國華北板塊內(nèi)奧陶系風化侵蝕面上的鐵、鋁礦床等。
區(qū)域構(gòu)造對風化礦床也起控制作用。裂隙、裂隙帶、破碎帶的方向及完整程度可決定線型風化礦床的位置和形態(tài)特征。
侵蝕基準面決定風化殼的最終厚度，而地殼的垂直運動將引起該基準面的變化，造成某一地帶的相對抬升，另一地段的相對下降，并影響到潛水面的穩(wěn)定性。長期穩(wěn)定的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境是形成大型風化礦床的必要條件，
六、時效條件
礦床類型
殘積、坡積礦床
巖石或礦脈等在風化過程中，一些比重小、顆粒微細的碎屑被流水、風等帶走，而其中比重大、化學性穩(wěn)定的礦物顆粒，如金、鉑、錫石、金剛石等，在風化碎屑中就會相對增加。這種有用礦物若堆積在原地，則稱為殘積砂礦床；若沿地表移動堆積于山坡上，則稱為坡積砂礦床。
這類礦床，除少數(shù)貴重金屬及稀有分散金屬具有一定工業(yè)意義之外，一般都由于不斷剝蝕而規(guī)模較小，儲量不大，但品位較高，離地表近，易采易選，可供地方工業(yè)之用。我國已知的這類礦床，有鐵、鎢、錫石、錳、金等。如云南個舊的砂錫礦、廣西的殘積鐵礦、安徽的坡積鐵礦、江西的殘積和坡積砂鎢礦、黑龍江黑河和新疆阿爾泰的殘積和坡積砂金礦等。
殘余礦床
地表巖石經(jīng)化學風化和生物風化作用后，一部分物質(zhì)被淋濾，而另一部分殘留在風化殼中富集而成的礦床，也稱殘留礦床。風化殘余物質(zhì)都是在地表條件下穩(wěn)定的物質(zhì)，其中鐵和鋁是最穩(wěn)定的，風化后成為鐵礦和鋁土礦而富集在風化殼上部成礦。二氧化硅、磷、錳、鈷、鎳、銅、鈾、釩穩(wěn)定性稍差，在其他條件有利時，可以形成氧化物、磷酸鹽及其他穩(wěn)定的含氧鹽類而成為殘余礦床。重要的殘余礦床有下列幾種：
①紅土型鐵礦床。超基性巖在炎熱潮濕地區(qū)經(jīng)過強烈風化淋濾作用，巖石中的鎂和硅被地下水帶走，低價鐵大部分變?yōu)楦邇r鐵，形成難溶的含水高鐵氧化物，然后脫水成赤鐵礦。其結(jié)果形成了紅土型風化殼，其上部含鐵高達50%以上成為富鐵礦。礦體內(nèi)常有原巖中殘留的富含鉻、鈦、釩礦物或風化后殘留的鈷、鎳、錳礦物，可以直接冶煉成優(yōu)質(zhì)合金鋼。著名的西澳哈默斯利富鐵礦，礦石達244.8億噸，古巴卡臘賈斯鐵礦的天然合金鋼富礦石也達到178億噸，此外，在印尼、菲律賓、前蘇聯(lián)、美國也都有分布。這類礦床在中國不甚發(fā)育，但華北的山西式鐵礦，至少有一部分是含鐵碳酸鹽巖石風化產(chǎn)物。
②紅土型鋁土礦礦床。發(fā)育在熱帶和亞熱帶地區(qū)的堿性巖和基性巖風化殼中。這里經(jīng)強烈風化作用分離出來的堿和堿土金屬離子，使水呈堿性，能溶解并帶出二氧化硅，而在風化殼中殘留的鋁形成了三水鋁石和一水鋁石，與鐵的氧化物和粘土共生，成為易采易煉的優(yōu)質(zhì)鋁礦石，是鋁的重要來源。美國阿肯色及印度中央高原和巴西、幾內(nèi)亞等地都有這類礦床。另一種鋁土礦床則主要是石灰?guī)r風化產(chǎn)物，稱為鈣紅土型鋁土礦，是含鋁石灰?guī)r風化后形成了鐵的氧化物和粘土，被帶到巖溶洼地中經(jīng)改造而成鋁土礦；有的可能是附近的紅土風化產(chǎn)物，被流水搬運到石灰?guī)r溶洞中的，所以也稱為喀斯特型鋁土礦床。這種礦床多分布在地中海沿岸國家和印度、前蘇聯(lián)等地。中國廣西平果鋁土礦是二疊系中的原生鋁土礦經(jīng)風化崩塌堆積而成。
③紅土型鎳礦床。又稱硅酸鹽鎳礦床，由超基性巖風化而成。產(chǎn)在第三紀、第四紀或中生帶的熱帶、亞熱帶蛇紋巖風化殼中。當超基性巖風化時，以類質(zhì)同象混入橄欖石和輝石中的鎳轉(zhuǎn)入蛇紋石中，以后蛇紋石又經(jīng)分解，鎳即析出來，進入溶液，從風化殼上部遷到下部，以次生鎳礦物和含鎳礦物再沉淀下來而形成工業(yè)富集。著名的南太平洋新喀里多尼亞（法屬）硅酸鎳礦床，規(guī)模很大。中國的云南、臺灣等地也有這類礦床。
④殘余粘土礦床。巖石中富鋁硅酸鹽礦物在潮濕溫暖氣候條件下風化，而形成粘土礦物為主的堆積，根據(jù)原巖成分和風化程度而形成高嶺土礦床或膨潤土礦床。高嶺土以高嶺石為主要成分，是酸性和堿性硅酸鹽巖石風化過程中，尚未達到游離氧化鋁階段，形成了硅酸鹽礦物，而酸性介質(zhì)淋濾了鐵而形成的。中國開采高嶺土礦床的歷史悠久，以在長江下游幾省為主，高嶺土礦是云母花崗巖和花崗偉晶巖的風化產(chǎn)物。膨潤土以微晶高嶺石為主，是中酸性火山巖風化形成的。中國東部侏羅-白堊紀火山巖中膨潤土分布較廣，其中一部分是風化形成的。如吉林九臺膨潤土礦床中主要產(chǎn)出的鈣質(zhì)膨潤土是風化殘余礦床，而鈉質(zhì)膨潤土則是火山噴發(fā)間歇期，在湖水中沉積的。
淋積礦床
指原巖中活動性較大的物質(zhì)，經(jīng)過風化淋濾被地下水帶至鄰近的巖石中富集形成的礦床。這種礦床的形成除由成礦元素的地球化學性質(zhì)決定外，還需要有明顯的地球化學屏障，主要是潛水運動的阻滯和物理化學環(huán)境的急劇改變。淋積鈾礦、銅礦是常見的淋積礦床。
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