第八章 风化矿床

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1、中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geologyWEATHERING ORE DEPOSIT第六章第六章 风化矿床风化矿床中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology本章内容一 风化壳三 风化成矿作用四 风化矿床形成的条件五 风化矿床的成因分类及特点六 原生矿床的表生变化二 风化矿床概述中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology一 风化壳残留在原地基岩之

2、上的疏松表层（或残积物层）称为风化壳。风化壳按其平面形态特征可分为：面状、线状、囊状和复合型风化壳等几种类型。面型风化壳线型风化壳复合型风化壳中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology2.风化壳的发育过程 物理风化为主的阶段：岩（碎）屑型风化壳;化学风化为主的阶段： 化学风化的早期阶段硫酸盐常在地势低洼的地方富集，形成硅铝-硫酸盐型风化壳；碳酸盐常在原地富集形成硅铝-碳酸盐型风化壳，故又称富钙阶段。如砂岩空隙内部的石膏、碳酸钙胶结物等；中国地质大学（武汉）China University of Geoscien

3、ces矿床学Ore deposit geology化学风化的中期阶段 硅铝酸盐分解为各种粘土矿物。在这些风化物中，硅铝相对富集，故又称富硅铝阶段。组成的风化壳称为硅铝粘土型风化壳或高岭土型风化壳。根据风化原岩的差异，粘土型风化壳又可以划分为如下两种类型：一种是：铝硅酸盐伊利石高岭土粘土型风化壳KAlSi3O8K1-nAl2(Al,Si)4O10(H2O)(OH)2Al4Si4O10(OH)8 (1)Si4+4H2OH4SiO4+4H+ (2)式(1)(2)表明：钾长石伊利石化过程是一个去钾、去硅的过程，在这个过程中K、Si分别以K+和H4SiO4的形式在表层水溶液中迁移，铝硅酸盐矿物向富硅铝方

4、向转变；铝硅酸盐风化是粘土型风化壳形成的最重要的一种途径；风化壳的发育过程中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology 另一种粘土型风化壳形成的过程是： 铁镁硅酸盐蒙脱石针铁矿（褐铁矿）粘土型风化壳 4(Fe2+,Mg2+)SiO4+8H+4O2(Fe2+,Mg3+) Si4O10(OH)2 +6FeO(OH) +5Mg2+由上式可见，镁铁硅酸盐矿物风化过程同样是一个去镁、去铁(硅酸盐中镁、铁析出)，富硅、富铁（以铁的氢氧化物及石英形势富集）的过程，是粘土型风化壳形成的又一种重要途径；风化壳的发育过程中国地质大学

5、（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology 化学风化的晚期阶段Al2O3.2SiO2.2H2O+nH2O Al2O3. nH2O+ 2SiO2.H2OK1-nAl2AlSi3O10(OH)2.H2OAl2Si4O10(OH)2.nH20 伊利石 蒙脱石 Al4Si4O10(OH)8Al(OH)3Al2O3.H20 高岭土 铝土矿 最后残留的多为铁、铝、锰的氧化物及耐风化的石英，在这些风化物中，铝铁相对富集，故又称为富铝铁阶段。所形成的风化壳称为铁铝型风化壳或砖红壤风化壳（lateritic weathering crust

6、）。风化壳的发育过程中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology风化壳的演化与分带风化壳的发育过程中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology3.风化壳类型 风化壳剖面是根据原岩硅酸盐矿物的分解程度来确定的来确定的，这种分解程度依据二氧化硅被淋滤的强度(风化壳中氧化硅氧化硅和氧化铝氧化铝的比值)来确定。据此可划分出三种类型： 水云母型剖面：特征是原岩在水化和水解改造过程中，硅酸盐基本无很大迁移，硅铝饱和。这种剖面中风化壳的标型矿物主

7、要有：水云母水云母、水绿泥石、以及少量蒙脱石、蒙脱石、贝得石。在这类剖面的风化壳中一般无重要矿产。 粘土型剖面：特点是二氧化硅不足，它们相当多的被迁出风化壳，硅铝不饱和。标型矿物主要是高岭石高岭石、多水高岭石多水高岭石、绿脱石绿脱石、石英等。这类剖面与粘土及高岭土矿床粘土及高岭土矿床有关。 红土型剖面：特征是氧化硅从风化壳中大量迁出，风化壳中铝硅酸盐完铝硅酸盐完全分解全分解，氧化铝和氧化硅的联系完全破坏氧化铝和氧化硅的联系完全破坏。标型矿物为铝的氢氧化物铝的氢氧化物(三水铝矿)，铁的氧化物和氢氧化物铁的氧化物和氢氧化物，这类剖面与风化壳中所有重要的残余矿床共生。中国地质大学（武汉）China

8、University of Geosciences矿床学Ore deposit geology粘土型剖面红土型剖面中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology二 风化矿床概述 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。 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;中国地质大学（武汉

9、）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology2.风化矿床特点一般形成时代新,埋藏浅: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。 成矿物质原地或半原地堆积: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。中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology矿体主要呈

10、面型或线型分布,延深受风化壳厚度控制: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。 面型风化矿床剖面图1-覆盖层；2-赭石-粘土岩；3-含镍高岭石化蛇纹岩；4-含镍淋滤蛇纹岩；5-蛇纹岩平面上呈面型，剖面上呈层状、似层状线型风化矿床剖面图1-蛇纹岩；2-含镍淋滤蛇纹岩；3-赭石-粘土岩；4-裂隙带风化矿床特点中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology矿石多呈胶状结构和残余结构:以多孔

11、状、粉末状、皮壳状、网格状和结核为主。风化矿床特点疏松多孔状褐铁矿矿石皮壳状褐铁矿矿石中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology风化矿床特点氧化铁矿石氧化锰矿石自然金矿石中国地质大学（武汉）China University of Geosciences矿床学Ore deposit geology3.工业意义铁、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重。例如，世界上全部铝土矿都是由风化成矿作