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風(fēng)化礦床
地殼表面的巖石和礦石，在大氣、水、生物等營(yíng)力的機械和化學(xué)作用影響下，發(fā)生物理的、化學(xué)的以及生物化學(xué)的變化，使有用物質(zhì)重新組合、調整、富集起來(lái)形成礦床的地質(zhì)作用叫風(fēng)化成礦作用，由這種作用形成的礦床叫風(fēng)化礦床。風(fēng)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)構造條件和風(fēng)化時(shí)間等。
基本信息
| 定義 | 礦石經(jīng)風(fēng)化作用而形成的礦床 |
| 特點(diǎn) | 礦石疏松，便于開(kāi)采加工 |
簡(jiǎn)介
風(fēng)化礦床
影響因素
主要有以下幾方面：①原巖成分。風(fēng)化的原巖是成礦物質(zhì)來(lái)源?；院?/span>超基性巖中鐵、鎳的含量既高，又易于風(fēng)化，有利于形成鐵、鎳的風(fēng)化礦床。又如長(cháng)石質(zhì)巖石風(fēng)化后可形成各種粘土或鋁土礦床。②氣候條件。它對風(fēng)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(fēng)化作用，因此在熱帶亞熱帶地區最有利于風(fēng)化礦床的形成。③地形因素。山區地形高差大，風(fēng)化產(chǎn)物不易保留；強烈夷平地形，也不利于風(fēng)化成礦作用持續進(jìn)行；介于二者之間的中低山脈和丘陵地帶最有利于風(fēng)化礦床的發(fā)育。④潛水面。在潛水面以上，強烈的化學(xué)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(fēng)化礦床的形成。⑤地質(zhì)構造。規模大的裂隙帶和破碎帶，決定了風(fēng)化礦床的位置和延伸方向，同時(shí)也控制了風(fēng)化礦床的深度。構造運動(dòng)還影響風(fēng)化礦床的保存條件，在構造上隆地區風(fēng)化礦床易受剝蝕破壞，在沉降地區風(fēng)化礦床則被掩埋，只有在微弱沉降的情況下，風(fēng)化礦床才能被覆蓋而保存起來(lái)。⑥時(shí)間因素。形成規模和質(zhì)量都好的風(fēng)化礦床，需要很長(cháng)的時(shí)間。已知的風(fēng)化礦床，多數是在第三紀、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(fēng)化礦床形成時(shí)間也不相同，但它們都是在歷次地殼運動(dòng)后期，在穩定的地臺上形成的。
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(xué)成分，對風(fēng)化產(chǎn)物有重大影響。原巖（或礦石）的成分不同，其形成的風(fēng)化礦床的類(lèi)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(lèi)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(xué)風(fēng)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(fēng)化礦床的可能性就越大。但是，欲達到某種程度的集中并構成礦床，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(cháng)期和強烈的風(fēng)化作用后，也可以形成規模巨大的鋁土礦，這是因為碳酸鹽巖石易被風(fēng)化溶解，其中含鋁的粘土礦物轉變?yōu)殇X土礦，在原地逐漸殘留堆積起來(lái)形成鋁土礦床。
二、氣候條件
氣候對風(fēng)化礦床形成的影響主要表現在溫度、降雨量、生物活動(dòng)等方面。
在氣候干燥、溫差大的沙漠地區和寒帶及永久凍土帶，水和生物導致的化學(xué)風(fēng)化作用均極微弱，風(fēng)化殼主要由物理風(fēng)化作用形成的機械碎屑組成，因而不利于風(fēng)化礦床的形成。
在熱帶和亞熱帶地區，由于氣候炎熱，雨量充沛，生物繁殖極快，因而化學(xué)風(fēng)化作用和生物風(fēng)化作用進(jìn)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(fēng)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(fēng)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(dòng)，因而關(guān)系到風(fēng)化作用能否徹底進(jìn)行及風(fēng)化產(chǎn)物能否很好地保存下來(lái)。①陡峻的山岳地形，水流迅速，侵蝕作用強烈，物理風(fēng)化超過(guò)化學(xué)風(fēng)化，風(fēng)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(fēng)化礦床的形成。②平原洼地，水流不暢，是沉積物堆積的場(chǎng)所，不利于風(fēng)化作用的進(jìn)行。③高差不大的山區及平緩丘陵地形對風(fēng)化礦床的形成最為有利。地表水和地下水的流動(dòng)都比較緩慢，侵蝕作用亦較微弱，而且化學(xué)風(fēng)化作用占主要地位，風(fēng)化產(chǎn)物能大量殘留原地，形成準平原化地貌，有利于風(fēng)化礦床形成。
四、水文地質(zhì)條件
地下水的分帶影響風(fēng)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(lái)說(shuō)，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(cháng)的時(shí)期內增大，亦可引起各帶界限的回升，從而影響風(fēng)化礦床的規模。還應該指出，這種分帶情況是出現在透水性大致相同的巖石、土壤內，但實(shí)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、構造條件
地形往往受地質(zhì)構造因素控制，強烈的構造運動(dòng)上升地區，一般不利于風(fēng)化礦床的形成。但在區域緩慢上升和風(fēng)化淋濾速度保持平衡的長(cháng)時(shí)期準平原化的分水嶺地區，能形成巨厚的風(fēng)化礦床。穩定陸塊有利于大規模風(fēng)化礦床的形成。古風(fēng)化殼礦床往往產(chǎn)生在沉積間斷的不整合面上，如中國華北板塊內奧陶系風(fēng)化侵蝕面上的鐵、鋁礦床等。
區域構造對風(fēng)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(xiàn)型風(fēng)化礦床的位置和形態(tài)特征。
侵蝕基準面決定風(fēng)化殼的最終厚度，而地殼的垂直運動(dòng)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定性。長(cháng)期穩定的地質(zhì)構造環(huán)境是形成大型風(fēng)化礦床的必要條件，
六、時(shí)效條件
各種風(fēng)化作用持續時(shí)間的長(cháng)短對于風(fēng)化礦床的形成具有重要的影響。形成厚大的、成熟的風(fēng)化礦床要求具備有利的“時(shí)效條件”。分解、淋濾易溶化合物（某些硫化物、硫酸鹽、鹵化物等）需要很長(cháng)時(shí)間，那么分解硅酸鹽礦物則需要更長(cháng)的時(shí)間。巨大的風(fēng)化礦床往往是在一個(gè)比較長(cháng)的時(shí)間間隔內形成的。只有經(jīng)歷了這樣一個(gè)較長(cháng)的風(fēng)化作用時(shí)期，才能使巖石中絕大部分組分被分解淋失，僅剩余一些極穩定的礦物和惰性組分殘留下來(lái)，形成巨厚的風(fēng)化礦床。
礦床類(lèi)型
殘積、坡積礦床
巖石或礦脈等在風(fēng)化過(guò)程中，一些比重小、顆粒微細的碎屑被流水、風(fēng)等帶走，而其中比重大、化學(xué)性穩定的礦物顆粒，如金、鉑、錫石、金剛石等，在風(fēng)化碎屑中就會(huì )相對增加。這種有用礦物若堆積在原地，則稱(chēng)為殘積砂礦床；若沿地表移動(dòng)堆積于山坡上，則稱(chēng)為坡積砂礦床。
這類(lèi)礦床，除少數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(lèi)礦床，有鐵、鎢、錫石、錳、金等。如云南個(gè)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(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用后，一部分物質(zhì)被淋濾，而另一部分殘留在風(fēng)化殼中富集而成的礦床，也稱(chēng)殘留礦床。風(fēng)化殘余物質(zhì)都是在地表條件下穩定的物質(zhì)，其中鐵和鋁是最穩定的，風(fēng)化后成為鐵礦和鋁土礦而富集在風(fēng)化殼上部成礦。二氧化硅、磷、錳、鈷、鎳、銅、鈾、釩穩定性稍差，在其他條件有利時(shí)，可以形成氧化物、磷酸鹽及其他穩定的含氧鹽類(lèi)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經(jīng)過(guò)強烈風(fēng)化淋濾作用，巖石中的鎂和硅被地下水帶走，低價(jià)鐵大部分變?yōu)楦邇r(jià)鐵，形成難溶的含水高鐵氧化物，然后脫水成赤鐵礦。其結果形成了紅土型風(fēng)化殼，其上部含鐵高達50%以上成為富鐵礦。礦體內常有原巖中殘留的富含鉻、鈦、釩礦物或風(fēng)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(zhù)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(lèi)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(fēng)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的堿性巖和基性巖風(fēng)化殼中。這里經(jīng)強烈風(fēng)化作用分離出來(lái)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(fēng)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(lái)源。美國阿肯色及印度中央高原和巴西、幾內亞等地都有這類(lèi)礦床。另一種鋁土礦床則主要是石灰巖風(fēng)化產(chǎn)物，稱(chēng)為鈣紅土型鋁土礦，是含鋁石灰巖風(fēng)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(fēng)化產(chǎn)物，被流水搬運到石灰巖溶洞中的，所以也稱(chēng)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(fēng)化崩塌堆積而成。
③紅土型鎳礦床。又稱(chēng)硅酸鹽鎳礦床，由超基性巖風(fēng)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(fēng)化殼中。當超基性巖風(fēng)化時(shí)，以類(lèi)質(zhì)同象混入橄欖石和輝石中的鎳轉入蛇紋石中，以后蛇紋石又經(jīng)分解，鎳即析出來(lái)，進(jìn)入溶液，從風(fēng)化殼上部遷到下部，以次生鎳礦物和含鎳礦物再沉淀下來(lái)而形成工業(yè)富集。著(zhù)名的南太平洋新喀里多尼亞（法屬）硅酸鎳礦床，規模很大。中國的云南、臺灣等地也有這類(lèi)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(fēng)化，而形成粘土礦物為主的堆積，根據原巖成分和風(fēng)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(fēng)化過(guò)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(kāi)采高嶺土礦床的歷史悠久，以在長(cháng)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(fēng)化產(chǎn)物。膨潤土以微晶高嶺石為主，是中酸性火山巖風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(dòng)性較大的物質(zhì)，經(jīng)過(guò)風(fēng)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(xué)性質(zhì)決定外，還需要有明顯的地球化學(xué)屏障，主要是潛水運動(dòng)的阻滯和物理化學(xué)環(huán)境的急劇改變。淋積鈾礦、銅礦是常見(jiàn)的淋積礦床。
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