风化矿床的类型及其特征.docx

风化矿床的类型及其特征风化矿床，据其形成作用和地质特征，可以分为残积、坡积矿床、残余矿床及淋积矿 床三类残积、坡积砂矿床指原生矿床或岩石遭受风化作用，其中未被分解的重砂矿物或岩 石碎屑，残留在原地或沿斜坡堆积起来形成的矿床残余矿床指原生矿床或岩石经化学风化 作用和生物风化作用后，形成的一些难溶的表生矿物，残留在原地表部，其中有用组分达到 工业要求时形成的矿床淋积矿床指原岩或贫矿体经化学风化作用，某些易容物质被水带到 风化壳下部的潜水面附近沉淀下来形成的矿床残积、坡积矿床原生矿床或岩石遭受风化作用，其中未彼分解的重砂矿物或岩石碎屑，残留在原地形 成的矿床，称为残积矿床(eluvialdeposits)o在某些条件下，残积物由于剥蚀作用和重力作 用的影响，渐渐地沿斜坡向下移动一定距离后，在斜坡的某些部位堆积下来成为矿床，这种图8T桂西残坡积压电石英矿床剖面示意图(转引自姚凤口等.1983)1.石灰岩：2.存水晶方解石脉(矿体〉：3.残坡枳砂矿：4•人矿床称为坡积矿床(colluvial deposits) 残积矿床和坡枳矿床的关 系十分密切，二者通常呈过渡关 系，难于截然分开，故也可统称 为残坡枳矿床，如图8-1所示。

这类矿床的形成，以物理风化为 主，因在原地残余或位移距离不 人，碎屑一般均具有明显的棱角， 甚至保留原来矿物的晶形外貌， 无分选性或分选性差，也无明显 的层理残坡积矿床不仅本身具有 工业价值，而且是寻找原生矿床的可靠标志例如：我国南岭地区的许多餌、锡矿床，即是在发现残坡积砂矿之后才进一步 找到原生矿床的残坡枳矿床种类不多，分布也有限，但有些较为重要，主要有金、鸭、锡、觇、铁、 铝土、钮和水晶等的残积、坡积矿床1. 残积砂金矿床残积金矿床最著名的当属澳人利亚的卡尔古利，那里发育金-黄铁矿-硫化物的原生矿床, 该矿床由于强烈风化形成了红土，金就在疏松的红土中聚集，含金高达30X10-62. 残坡积砂锡矿床我国云南个旧一些原生锡石硫化物矿床产于石灰岩中，由于矿石和闱岩均易于风化， 因此在矿体的上部和附近的岩溶洼地、缓坡上广泛地发育残坡积锡矿，矿层厚且品位高，开 采和选矿都很方便，成为我国重要的锡矿床类型之一3. 残积锭铉砂矿床这些矿床主要分布于热带、亚热带地区的富含饥、袒铁矿等副矿物的花岗岩和伟晶岩 的风化壳中，共生矿物还有锡石、黑鹤矿、皓石、独居石等，这种矿床是目前祝、袒的重要来源尼口利亚是这类矿床的最著名产区，在乔斯高原，含饥铁矿黑云母花岗岩和钠长石化花岗斑岩，经风化后形成残坡积饥铁矿砂矿床，其中还伴生有铠铁矿、锡石、错英石、铁铁 矿、独居石、磷铠矿等，可以综合利用。

该矿规模巨人，易于选矿，具有很人的工业价值 从中获得的铠精矿，占世界产量的95%此外，澳大利亚和美国也发现残积觇铠砂矿床； 我国近年也发现同类矿床，规模巨大，品位很高二、残余矿床原生矿床或岩石经化学风化作用和生物风化作用后，形成的一些难溶的表生矿物，残 留在原地表部，其中有用组分达到工业要求时形成的矿床称为残余矿床（residual deposits） 残余矿床形成的条件是：温暖或炎热的潮湿气候，准平原化的高原地形和持久的风化时间 矿床一般呈面型分布，也见呈线型分布者这类矿床在垂直剖面上往往具有分带现象，并与 母岩呈过渡关系残余粘土矿床残余矿床在风化矿床中占有重要的地位，主要矿产有粘土（高岭土、蒙脫土）、铁、猛 和铝土矿等在温暖潮湿的气候条件下，铝硅酸盐岩石在水、二氧化碳和生物的作用下， 可分解出碱金属和碱土金属（去碱作用），它们以各种碳酸盐的形式溶于水中被带走 与此同时，从岩石中分解出来的S1O" A12O3. Fe2O3等在水中易于变成胶体物质，正负 电荷胶体相互作用而发生电性中和，彼此凝聚，结果便产生SiO, AI2O3和FezOs的凝胶混 合物由于沉淀的凝胶SiO?和A1Q3的比例变动很人，于是便形成各种不同的含水硅酸盐 矿物，如高岭石、多水高岭石、蒙脱土、白云母等，它们与一些铁的氢氧化物和未 分解的矿物（石英、错英石、金红石等）以及母岩碎块相混合而成为粘土矿床，而 形成这类粘土矿床的作用通常被称为粘土化作用。

在残余粘土矿床中，最重要的是 高岭土矿床和蒙脫土矿床1.残余高岭土矿床残余高岭土矿床主要产在中酸性的铝硅酸盐岩石的风化壳中当这类岩石的分解产 物在酸性介质中和有细菌的参与下，即可形成高岭石，其过程如下式：+K2CO3+4SiO2-nH2O勿1 E32 03田4 E25也6⑥7图8-2江西星子岭高岭土矿床剖面示意图（转引自袁见齐等,19S5）1.前压旦纪片岩：2.花岗岩：3.风化花岗岩：4.由花岗岩风化 而成的高岭土： 5.花岗伟晶岩：6.风化花岗伟晶岩：7.由花岗K2O A12O3-6SiO2 （钾长石）+mH2O+CO2^A12O3-2S1O2-2H2O （高岭石）我国残余高岭土矿床分 布甚为广泛，闻名世界的中国 瓷器就是以它们作为原料的 江西星子岭高岭土矿床是此 类矿床的典型实例它发育在 白云母花岗岩及花岗伟晶岩 的氧化带内（图8-2）,花岗 岩中的钾长石和花岗伟晶岩 中的微斜长石均已风化为高 岭土，矿层厚由l~3m至 20〜30m不等，可见分带现彖, 矿石主要由高岭土组成，含少 量水云母2.残余蒙脱土矿床河北宣化蒙脱土矿床是一残余蒙脱土矿床，该矿床分布面枳大，矿区内广泛发育着 侏罗-白垩纪火山岩系，蒙脱土矿层由凝灰岩风化而成，蒙脱土和凝灰岩呈过渡关系。

二）残余红土型铁、铝矿床在热带和亚热带的气候下，雨季（降雨量大）与旱季相互交替，全年天气炎热， 口夜温差变化不大，因此最有利于植物繁殖和微生物的作用，从而形成丰富的腐殖质 和有机酸等，这就促进了化学风化的剧烈进行如果地形平坦或坡度不大，从硅酸 盐岩石中分解出来的碱和碱土金属（去碱作用），则不易被地表水带出风化场所，因 此溶液具碱性反应；S1O?溶胶在碱性介质中不凝结，而被潜水带走（去硅作用），而溶 胶Al2O3 niH2O和Fe2O3・pH2O,则可在原地凝聚这样，在地表就逐渐地堆积起铝的氢氧化 物（三水铝土矿A12O3HzO和一水铝土矿A12O3H2O）与铁的氢氧化物和氧化物（褐铁 矿、水针铁矿、水赤铁矿、赤铁矿等），它们一起构成红土一般把这一作用称 为红土化作用1. 残余红土型铝土矿床已知红土型铝土矿床发育在热带和亚热带地区的霞石正长岩和玄武岩风化壳中 由于霞石正长岩和玄武岩富铝贫硅，所以这类岩石经红土化作用的结呆常形成具有 很大工业价值的红土型铝土矿床由霞石正长岩风化而成的红土型铝土矿床以美国的阿肯色铝土矿床是典型代表， 铝土矿层发育在碱性霞石正长岩露头上，岩体表面起伏不平具槽状凹地，铝土矿产 于凹地内，第三纪时部分铝土矿遭受侵蚀，被始新世的砂泥质沉积物覆盖（图8-3） o 矿床自上而下存在3个逐渐过渡的带，即铝土矿带、完全高岭土化的霞石正长岩带、 部分高岭土化的霞石正长岩带。

图8-3美国阿肯色铝土矿矿床剖面图（转引自袁见并等.19S5）由基性岩（玄 武岩）风化而成的 铝土矿床以印度 德干高原铝土矿 床最为著名矿层 发育在晚白垩世 的玄武岩风化壳 中，矿体呈不规则斗篷状，自上而下分带为红土带、铝土矿带、半分解玄武岩带和 未分解玄武岩带我国东南沿海一带也发育有玄武岩风化形成的红土型铝土矿床， 如福建漳浦铝土矿床总之，红土型铝土矿床往往具有典型的红土化作用剖面，自上而卞分为铁壳带（红 土）、铝土矿带和分解带各带往往互相过渡另外，铝土矿还有另一类型为钙红土型，是由含粘土质石灰岩和较纯的石灰岩在长期 风化过程中形成的这类矿床常和喀斯特地貌有关，故又可称为喀斯特型铝土矿床钙红土 型铝土矿有世界著名的南美牙买加铝土矿床及法国、匈牙利等一些西欧国家的铝土矿床我 国的广西平果铝土矿床则是典型的喀斯特型铝土矿床因此，根据铝土矿床产出的地质环境又可分为3种类型：①高原型铝土矿床，如印度 德干高原铝土矿床：②准平原型铝土矿床，如南美洲、马来西亚铝土矿床；③喀斯特型铝土 矿床，如地中海和广西平果铝土矿床2. 残余红土型铁矿床残余红土型铁矿广泛分布于热带、亚热带地区，原岩以富铁的超基性岩和玄武 岩为主，也包括含菱铁矿或铁白云石的石灰岩以及含铁硫化物矿床，它们经红土化 作用后，高价铁的氢氧化物和氧化物残留地表，构成残余红土型铁矿床，这类矿床往 往产于风化壳型硅酸線矿床的表部，具有品位高、杂质少、规模人、埋藏浅等特点， 单个矿床的储量可达几十亿吨至几百亿吨。

这类在古巴、菲律宾、印度尼西亚等国 的铁矿资源中占有重要地位，据统计，目前世界上富铁储量的70%产于此类矿床中另外，含菱铁矿的碳酸盐岩地层经风化作用后，可形成相当规模的喀斯特型铁矿，矿 体形态受溶洞形态控制如我国的山西式铁矿就属这种类型三）离子吸附型稀土元素矿床在花岗岩类等含桶土元素较多的原岩风化壳中常发育离子吸附型桶土元素矿床这类花 岗岩在风化作用下，桶土矿物被破坏分解时，释放出的桶土元素可呈阳离子进入溶液：而硅 酸盐矿物风化成多水高岭土、高岭土、水云母等粘土矿物由于破键而出现未饱和的过剩负 电荷，它们需要吸附溶液中的阳离子以维持电价平衡，活动性人的钾、钠、钙等阳离子会被 溶液带走，活动性较小的桶土元素阳离子就会被粘土矿物吸附，而使桶土离子在风化壳中逐 渐富集起来，形成有工业价值的矿床这类矿床在江西、广东、湖南、福建、广西和安徽等 地均有发现，有巨人的经济价值如江西南部花岗岩风化壳离子吸附型富铉重桶土元素矿床三、淋积矿床当地表岩石或矿床受化学风化作用分解时，那些易溶于水的组分中的一部分被带入潜水 活动区，成为桶薄的含矿溶液由于介质性质的改变或与周怜I的岩石发生交代作用，便可使 有用物质发生沉淀而形成为矿床，即淋积矿床。

淋枳矿床的矿体形状多呈不规则的似层状, 其次为囊状、巢状等矿石常具网脉状、浸染状、粉末状、葡萄状、结核状等构造淋积型 的银、钻、帆、钠、铁、鎰、铀等矿床具有较大的工业价值淋积型硅酸線矿床这类矿床是银矿的一种重要类型，它们是由热带和亚热带地区的超基性岩风化而成这 些岩石在红土化作用过程中線先临时性溶解在水中，但很快又在红土层卞面的风化岩石中发生中和反应形成银的硅酸盐矿物,如硅镁钦矿、银水蛇纹石、银绿泥石、水硅線矿等这些次生银硅酸盐富集而成淋积型 硅酸银矿床，其上红土层富铁 往往可成为红土型铁矿新喀里多尼亚淋积银矿床 即是此类矿床的典型代表在 新喀里多尼亚有6000〜7000 kin2极度风化了的第三纪蛇 纹石化撤榄岩岩体分布，在 其中发现1500处硅酸银矿床, 矿石储量达5000亿吨，平均 含银18%银在蛇纹岩的风 化过程中经淋枳作用而得到 富集，矿石矿物主要为硅镁 银矿风化壳具明显的垂向 分带，線富集带一般离地表图8-4新喀里多尼亚含钦红土矿床典型剖面示意图谋向下辻特30cm至7m以下（图8-4 ）另外，古巴、澳人利亚、巴西、菲律宾及我国的云南、内蒙古、台湾等国家或地区 都有硅酸银矿床分布。