礦床學(xué) 第十章 風(fēng)化礦床

礦床學(xué)第十章風(fēng)化礦床第1頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)化礦床具有以下特點(diǎn)：

1）埋藏淺、便于露天開采，（因多為第三紀(jì)和第四紀(jì)的產(chǎn)物）。

2）礦床分布范圍與原生巖石或礦體出露范圍一致或相距不遠(yuǎn)，常沿現(xiàn)代丘陵地形呈覆蓋層狀分布，多為面型礦體。

3）礦體的深度決定于自由氧滲透到地下的深度，一般幾米一幾十米，有的達(dá)一、二百米；個(gè)別情況下沿裂隙帶風(fēng)化深度可達(dá)1500m以上，則呈線型礦體。另還有巖溶型礦體。

4）組成風(fēng)化礦床的物質(zhì)是在風(fēng)化條件下比較穩(wěn)定的元素和礦物。有自然金，被粘土礦物吸附的稀土元素，鐵、錳、鋁的氫氧化物和氧化物，高嶺土，磷酸鹽和含鎳硅酸鹽礦物等。

5）礦石結(jié)構(gòu)一般疏松多孔，構(gòu)造多為土狀、多孔狀或網(wǎng)格狀。

6）礦床規(guī)模以中、小型為主，個(gè)別也有大型和特大型。

第2頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月工業(yè)意義：

1.風(fēng)化產(chǎn)物不僅是許多沉積礦床的成礦物質(zhì)的重要來源之一;2.而且某些風(fēng)化產(chǎn)物本身具有很重要的工業(yè)價(jià)值。如：1)紅土型鎳礦床的發(fā)現(xiàn)和利用，鎳金屬儲(chǔ)量迅速增長了四倍?，F(xiàn)在，這種巨型的風(fēng)化鎳礦床占全部鎳礦儲(chǔ)量的一半以上。如大洋洲的新喀里多尼亞紅土型含鎳硅酸鹽礦床，分布面積達(dá)六、七千平方公里。

2)紅土型鐵礦床不但規(guī)模大，礦石中還含有鉻、錳、鎳、鈷和釩，成為煉優(yōu)質(zhì)合金鋼用的“天然合金礦石”，如古巴的紅土型鐵礦床，儲(chǔ)量達(dá)150億噸，具有重要的工業(yè)價(jià)值。

3)風(fēng)化礦床可提供優(yōu)質(zhì)鋁土礦和天青石等礦產(chǎn)。

4)聞名于世界的我國陶瓷工業(yè)主要原料的高嶺土。

5)我國新發(fā)現(xiàn)的風(fēng)化殼型稀土元素礦床和紅土型金礦床，也具有十分重要的工業(yè)意又。

6)還有鉑、鎢、鈾、金剛石、磷塊巖等。第3頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、風(fēng)化礦床的形成條件（－）氣候條件

氣候環(huán)境乃是巖石風(fēng)化并形成風(fēng)化礦床最重要的條件之一。因?yàn)轱L(fēng)化作用主要是通過水和生物活動(dòng)進(jìn)行的。而水和生物的多寡與氣候帶有密切關(guān)系，其風(fēng)化殼的特征和成礦作用表示于圖10－1。圖10－1從極地（左）到赤道（右）分帶的土壤示意圖第4頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月在極地凍土地帶，由于化學(xué)風(fēng)化作用很弱，一般不形成風(fēng)化殼，有時(shí)由機(jī)械碎屑物質(zhì)形成殘積砂礦。

在溫帶內(nèi)陸沙漠和熱帶沙漠氣候地區(qū)，蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降水量，水作用很弱，生物很少，以物理風(fēng)化作用為主?；瘜W(xué)風(fēng)化作用主要表現(xiàn)在鹼金屬Na、K等和鹼土金屬Ca、Mg等的淋濾和淀積作用。風(fēng)化殼主要由機(jī)械碎屑物組成。在此砂層中，出現(xiàn)大量鈣質(zhì)膠結(jié)物(通常是方解石)。在水盆地中鹽類物質(zhì)濃度很高，有的已形成鹽湖礦床。

在熱帶和亞熱帶的濕潤炎熱地區(qū)，氣溫高，雨量充足，生物活動(dòng)力強(qiáng)，巖石往往發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，溫度增加10℃水解反應(yīng)速度能增加2-2.5倍。這對礦物的分解、元素的遷移起著非常重要的作用，并能促使化學(xué)反應(yīng)的平衡系統(tǒng)向產(chǎn)生新的物質(zhì)方向進(jìn)行，以利于化學(xué)風(fēng)化礦床的形成。因此，一些巨大的鋁、鐵、錳等風(fēng)化礦床主要分布在熱帶和亞熱帶的濕熱氣候地區(qū)內(nèi)。

氣候條件受緯度、高度，以及距離海洋遠(yuǎn)近等因素所控制。因此，研究風(fēng)化礦床分布規(guī)律時(shí)，必須考慮地區(qū)的氣候帶所在的具體位置。但是在地質(zhì)歷史上，由于海底擴(kuò)張、板塊運(yùn)動(dòng)、地殼升降等因素，近代氣候條件不適于形成風(fēng)化礦床的地區(qū)，可能有古代風(fēng)化礦床存在。第5頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）原巖條件

風(fēng)化殼和物質(zhì)成分是以原巖成分為根據(jù)的，原巖是成礦物質(zhì)的來源。

1.如富含鐵、鎳的超基性巖（根據(jù)黎彤、饒紀(jì)龍1962年資料，含F(xiàn)e2O34.22%，F(xiàn)eO7.77%；據(jù)K.Turkian和K.Wedepohl1961資料，含Ni2×10-1)和基性巖（同上，含F(xiàn)e2O34.17%,FeO7.61%;Ni1.3×10-2)可形成紅土型鐵礦床和鎳礦床。

2.

富鋁貧硅的霞石正長巖：(含Al2O316.33～30.59％，SiO253.78～39.74％)和玄武巖(含Al2O312.89～21.92,SiO20.74～47.78%)形成紅土型鋁礦床。

3.

長石質(zhì)巖石——花崗巖類（Fe2O31.33%,FeO1.77%，Al2O314.48%，SiO270.40%）可形成高嶺土礦床。

4.

富含磷的碳酸鹽類巖石可形成風(fēng)化型磷礦床。

5.

含錳高的沉積巖、變質(zhì)巖可形成殘余錳礦床。

6.

富含稀土元素酸性巖漿巖可形成離子吸附型稀土元素礦床

7.

富含重砂礦物（錫石、鋯英石、鈮鉭礦物等）的花崗巖，可形成風(fēng)化殘積砂礦床等等。第6頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）地貌條件

地貌條件不僅控制侵蝕和堆積作用的進(jìn)行，同時(shí)還可決定地下水的動(dòng)態(tài)和風(fēng)化殼的地球化學(xué)特征。風(fēng)化產(chǎn)物的淋濾狀況，風(fēng)化殼的厚度和保留程度等均與地貌有關(guān)。地貌還影響到氣候、植被、土壤覆蓋層以及生物種屬的差異。這在高差很大的山區(qū)比較明顯，因?yàn)檫@些地區(qū)的氣候顯示垂直分帶現(xiàn)象，在一個(gè)中、低緯度帶的高山上，可以看到不同高度處有不同植被和不同類型的風(fēng)化作用，以及不同的風(fēng)化作用速度和強(qiáng)度。

強(qiáng)烈切割的陡峻高山地貌區(qū)，地下水位低，植被缺少，以物理風(fēng)化為主，并且風(fēng)化產(chǎn)物難以保存，新鮮巖石不斷暴露地表接受風(fēng)化，風(fēng)化作用不徹底。因此，不利于風(fēng)化殼和風(fēng)化礦床的形成。而十分平坦的地形或有沖積層覆蓋和地下水面很高的地區(qū)，也不利于風(fēng)化礦床的形成。

高差不大的山區(qū)、丘陵地形對風(fēng)化礦床的形成最為有利。由于坡度平緩,地下水位高，植物繁茂，化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用強(qiáng)烈，并且風(fēng)化產(chǎn)物能大量殘留原地，有可能使礦物徹底分解，形成大量粘土礦物乃至生成某些殘余礦床。

微小的地形起伏(傾角2°～4°，高低相差幾十米)，也對風(fēng)化礦床的形成具有一定的意義。如蛇紋巖經(jīng)風(fēng)化作用，在高處產(chǎn)生硅化蛇紋巖；在低處堆積含鎳綠高嶺石。因而在環(huán)繞硅化蛇紋巖山脊的低洼地帶可形成風(fēng)化型硅酸鎳礦床。第7頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）水文地質(zhì)條件

風(fēng)化礦床的形成，與地表水和地下水的運(yùn)動(dòng)情況，以及水的化學(xué)類型有關(guān)。它們在決定風(fēng)化礦床的規(guī)模和深度方面起著很大作用。大氣水是風(fēng)化殼內(nèi)水主要來源。據(jù)水循環(huán)條件，將地下水分三個(gè)帶(圖18)。

（1）滲透帶又稱“充氣帶”或“飽氣帶”。位于地表以下至地下水面(潛水面）以上。滲透帶中的水來自雨水，富含O2及CO2等，生物作用(特別是細(xì)菌作用)非?；钴S，因而溶解和氧化的能力很強(qiáng)。此帶的水自上而下快速流動(dòng)，對巖石有強(qiáng)烈的破壞作用。因此，這個(gè)帶又稱“分解帶”或“氧化帶”。

（2）流動(dòng)帶在滲透帶以下的巖石空隙中充滿著水，即為潛水。潛水面大致與地形起伏一致，隨著雨季和旱季的季節(jié)變化而升降。在潛水面和停滯水面之間為“流動(dòng)帶”。此帶的潛水緩慢地作側(cè)向流動(dòng)。潛水含氧(O2)較少(越深越少)，含鹽較多。根據(jù)地區(qū)不同，或呈弱酸性，或呈弱鹼性，故對巖石的分解和氧化能力比較弱。流動(dòng)帶的主要作用是將上部分解帶里淋濾下來的各種成礦物質(zhì)集中，并沉淀下來。因而此帶又稱為“膠結(jié)帶”。

（3）停滯水帶此帶位于停滯水面以下，也稱“滯流帶”。此帶內(nèi)潛水幾乎不含游離氧，第8頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月流動(dòng)極其緩慢，或基本停滯不動(dòng)。因之，潛水與原生礦物之間幾乎保持平衡狀態(tài)，原生礦物基本上不發(fā)生變化，或變化非常緩慢。圖10－2地下水循環(huán)示意圖

對化學(xué)風(fēng)化最有利的條件是巖石具有適當(dāng)?shù)目紫堵屎土严抖?，以保證易于吸收地表水，并使穩(wěn)定而緩慢地往下滲透，風(fēng)化殘余礦床是由地表往下發(fā)展的，直到潛水面附近。若潛水面緩慢下降，則造成化學(xué)分解界面也相應(yīng)下降，因而能夠形成富厚的風(fēng)化殼。相反，若潛水面上升，則風(fēng)化殼停止發(fā)展，并可被以后的物理風(fēng)化剝蝕殆盡。滲透帶流動(dòng)帶停滯水帶地下水面第9頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）地質(zhì)構(gòu)造條件

無論對風(fēng)化礦床的形成，還是對礦床的保存，地質(zhì)構(gòu)造條件都具有相當(dāng)重要的意義。

地臺(tái)區(qū)有利于大規(guī)模的風(fēng)化礦床形成。它往往產(chǎn)于長期沉積間斷的不整合面上。我國華北地臺(tái)上的奧陶系風(fēng)化侵蝕面上的鐵、鋁礦床，西南地臺(tái)上的寒武系和二疊系古侵蝕面上的鋁土礦礦床，都是來源于富鐵、鋁的風(fēng)化殼。

造山區(qū)不利于風(fēng)化礦床形成，只有再經(jīng)長期侵蝕，達(dá)到較為平緩的地貌或準(zhǔn)平原化條件時(shí)，才能形成規(guī)模巨大的風(fēng)化礦床。

區(qū)域構(gòu)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“線型風(fēng)化礦床”的位置和形態(tài)特征。位于下降斷塊上的風(fēng)化礦床，當(dāng)其僅被薄的沉積物所覆蓋時(shí)，可以成為工業(yè)礦床。但是當(dāng)風(fēng)化礦體被巨厚沉積物覆蓋時(shí)，則難以開發(fā)利用。侵蝕基準(zhǔn)面決定風(fēng)化殼的最終厚度，而地殼的垂直振蕩運(yùn)動(dòng)將引起該基準(zhǔn)面的變化，造成某一地帶的相對上升，另一地帶相對下降，并影響到地下水面的穩(wěn)定性。長期穩(wěn)定的地下水面有利于風(fēng)化殼形成明顯的分帶，而地下水面的變化將造成各帶界面的改變。第10頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（六）時(shí)間條件

在風(fēng)化過程中，分解、淋濾易溶化合物(如硫化物、硫酸鹽、鹵化物等)需要較長的時(shí)間，而分解硅酸鹽礦物則需要更長的時(shí)間。如蘇聯(lián)南烏拉爾風(fēng)化型硅酸鎳礦床是在長達(dá)1500萬～2000萬年的時(shí)間間隔內(nèi)形成的。因此，只有在一個(gè)較長時(shí)期穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境中，才可以使風(fēng)化作用進(jìn)行得徹底，使巖石中的各種礦物組份的絕大部分被分解淋失，僅有一些穩(wěn)定的礦物和惰性組份殘留下來，形成厚度巨大的風(fēng)化殼礦床。第11頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、風(fēng)化礦床的成礦作用及礦床類型（一）風(fēng)化作用

原巖被分解、溶失的主要營力是化學(xué)營力和生物營力。其中氧和二氧化碳對巖石的反應(yīng)異常重要。氧和二氧化碳這兩種物質(zhì)在水圈和大氣圈內(nèi)比其他任何地方都豐富。因此，水解作用常常伴隨著氧化作用（主要是二價(jià)鐵變?yōu)槿蓁F的氧化作用）和碳酸化作用。所有這三種作用，都在緊靠大氣圈和巖石圈的界面以下進(jìn)行著，并與植物根系的生長和有機(jī)質(zhì)的腐爛有密切關(guān)系。結(jié)果在本風(fēng)化的巖石和大氣圈之間進(jìn)行某些風(fēng)化成礦作用，并形成一個(gè)風(fēng)化殼，從中通．?？设b別出一系列的“層”或“層位”，每一“層”都具有一定的生物的、物理的和化學(xué)的作用和特性。

1．物理風(fēng)化作用

物理風(fēng)化作用是一種以崩解方式把巖石和礦物機(jī)械破壞成碎屑的作用。其主要因素有冰楔作用，植物根系的楔插作用，晝夜溫度的變化，層狀節(jié)理化作用，暴風(fēng)沙的沖擊作用及冰川的侵蝕作用等。但是，除亞北極帶和溫帶高寒地區(qū)外，物理風(fēng)化與化學(xué)風(fēng)化相比，幾乎是微不足道的。

2．化學(xué)風(fēng)化作用

原巖由于化學(xué)作用，使組成巖石的礦物發(fā)生分解。也就是富含氧及二氧化碳的水（雨水和土壤水）與礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。

第12頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

風(fēng)化現(xiàn)象最完善的研究是既分析礦物的變化，同時(shí)又分析化學(xué)的變化。最有效的研究，是把這些變化同風(fēng)化剖面上的風(fēng)化強(qiáng)度或者深度聯(lián)系起來。分析不同氣候帶的基巖的化學(xué)風(fēng)化作用。盡管化學(xué)的和礦物的變化的完整程度不同，它們都是時(shí)間和風(fēng)化作用強(qiáng)度的函數(shù)。對巖漿巖來說，礦物風(fēng)化的順序同礦物從巖漿中結(jié)晶的次序相同，在深處較早結(jié)晶的那些礦物，在地表則是首先分解的。

3．生物風(fēng)化作用

生物風(fēng)化作用實(shí)質(zhì)上是由生物生活和死亡過程中引起的化學(xué)風(fēng)化作用。十九世紀(jì)八十年代開始認(rèn)識(shí)了生物風(fēng)化作用對風(fēng)化殼形成的重要性。細(xì)菌、真菌、蚯蚓、藻類以及地衣等低級(jí)生物所組成的生物群覆蓋在巖石表面上，或存在于土壤中，所有這些生物都能酸化周圍環(huán)境。這是由于它們呼吸時(shí)排出二氧化碳，而有的還在新陳代謝中排出有機(jī)酸；生物死亡后，則分解成各種有機(jī)酸，如腐植酸、褐酸等。

自然界中有些微生物，特別是鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌和還原硫酸鹽細(xì)菌，具有氧化或還原某些元素的能力。如鐵細(xì)菌能將二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵；硫細(xì)菌能把硫化物氧化成硫酸鹽。目前有些國家借助于細(xì)菌氧化的原理，通過“堆淋法”而從低品位的硫化物礦石中提取金屬。還原硫酸鹽細(xì)菌則能將硫酸鹽還原為H2S。

生物生長期間，不斷地從周圍介質(zhì)中有選擇地吸取某些元素，然后在新陳代謝過程中以有機(jī)化合物的形式把它們固定下來。元素的生物吸收和堆積有時(shí)可達(dá)到驚人的程度。如捷克的奧斯蘭地區(qū)的一噸水水賊的灰分中存在著610g金，在另一種木賊的一噸灰分中含有63g金，而當(dāng)?shù)赝寥乐袃H含金0.1g／t。第13頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

（二）風(fēng)化作用中元素的遷移和富集

在風(fēng)化作用過程中發(fā)生著水化作用、水解作用、氧化作用、酸的作用、離子交換以及生物的作用。這些因素都是在元素的電價(jià)、離子半徑、離子電位、化合物的鍵性上來體現(xiàn)的，因而它們決定了元素或其化合物的集合狀態(tài)、在天然水中的溶解度、為膠體物質(zhì)吸附的強(qiáng)度、以及礦物和元素在風(fēng)化作用中遷移和富集的根本規(guī)律。不同的礦物和巖石在不同條件下，化學(xué)風(fēng)化有難易、快慢的差別，表現(xiàn)為某些元素的淋濾失散和另一些元素的殘積富集兩個(gè)對立面。元素在特定的風(fēng)化條件下遷移能力的不同，引起了它們的彼此分異——風(fēng)化分異。

波雷諾夫在1934年首先根據(jù)河水中元素的含量與河水流經(jīng)地區(qū)巖石中元素含量相比較，提出了元素遷移的相對活動(dòng)性。彼列爾曼在1955年提出用“水遷移系數(shù)——Kx”來衡量元素在風(fēng)化帶中的活動(dòng)能力。此系數(shù)是指地表水或潛水的干渣中元素的含量與該區(qū)巖石中相應(yīng)元素含量的比值。Kx值愈大，表明元素從風(fēng)化競中遷出的能力也愈強(qiáng)；相反，Kx值愈小，則遷出的能力也愈弱。其計(jì)算公式；

Kx=mxX100/aXNx

Kx——元素x的水遷移系數(shù)；Nx—元素x在河水流經(jīng)區(qū)域巖石中的平均含量(％)a—河水中礦物質(zhì)殘?jiān)偭?mg/1)；mx——元素x在河水中的含量（mg/1）；第14頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)水遷移系數(shù)，可將風(fēng)化帶中的元素分為五類（表10－1）。

元素遷移遷移的難易程度元素遷移系數(shù)系列等級(jí)1強(qiáng)烈遷移的Cl、Br、I、SKX=n10—n1022易遷移的Ca、Mg、Na、K、F、Sr、ZnKX=n—n103可遷移的Cu、Ni、Co、Mo、V、Mn、SiO2(硅酸鹽中)、PKX=n10-1—n4惰性的Fe、Al、Ti、Sc、Y、TR-------KX=n10-2—n10-1

5實(shí)際不遷移的SiO2（石英中的）KX=n10-

元素遷移順序在某種程度上控制了風(fēng)化殼內(nèi)元素富集的可能性。事實(shí)上，在風(fēng)化較徹底的風(fēng)化殼中很難有CI、S存在，Ca、Na、Mg、K只微量存在，SIO2、P、Mg、Fe、AI、Ti比較大量地殘留原地。對超基性巖風(fēng)化殼的研究表明，按照地球化學(xué)遷移率（原巖中化學(xué)元素含量與風(fēng)化殼最終產(chǎn)物中含量的比值），MgO、SIO2、CaO和Ni顯示較大的遷移能力；TIO2、Cr2O3、Fe2O3顯示最小的遷移能力。所以超基性巖風(fēng)化殼表部的完全風(fēng)化帶殘留有大量的鐵、鉻等氧化物，常常形成紅土型鐵礦床；而風(fēng)化殼中的半風(fēng)化帶則聚集Ni、SIO2和MgCO3，可形成硅酸鎳礦床。第15頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

（三）風(fēng)化礦床的分類根據(jù)風(fēng)化礦床的形成作用和地質(zhì)特點(diǎn)分為以下三類。

1．殘積及坡積砂礦床原生礦床或巖石遭受風(fēng)化作用，其中未被分解的重砂礦物或巖石碎屑，殘留在原地或沿斜坡堆積起來形成的礦床。

2．殘余礦床原生礦床或巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化作用和生物風(fēng)化作用后，形成的一些難溶的表生礦物，殘留在原地表部，其中有用組份達(dá)到工業(yè)要求時(shí)，即為殘余礦床。

3．淋積礦床原巖或貧礦體經(jīng)化學(xué)風(fēng)化作用，某些易溶物質(zhì)被水帶到風(fēng)化殼下部的潛水面附近沉淀下來，所形成的礦床，稱淋積礦床。第16頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

（四）風(fēng)化礦床的類型及其特點(diǎn)

1．殘積及坡積砂礦床裸露于地表的巖石或礦體部分，由于受到物理的、化學(xué)的和生物的風(fēng)化作用，在其表部形成單礦物和含礦巖石的碎屑層，其中可溶物質(zhì)和較輕的微粒，被地表水、地下水或風(fēng)力帶走，留下來的物質(zhì)則常是較重的難溶的礦物、巖塊或礦塊，當(dāng)其中有用物質(zhì)的含量達(dá)到工業(yè)開采價(jià)值時(shí)，便成為殘積礦床（圖10－3）。當(dāng)那些殘積的有用碎屑物質(zhì)由于剝蝕作用和重力作用沿山坡移動(dòng)，并在山坡上積聚起來便形成坡積礦床。因此，殘積礦床和坡積礦床常常呈逐漸過渡的關(guān)系。

圖10－3金礦脈上面的殘積砂礦由于組成這類礦床的有用礦物的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，而且是在原地殘留或移動(dòng)不遠(yuǎn)，故一般都具有棱角或保留原來礦物的外形；無分選或分選很差。無明顯層理。殘積及坡積砂礦床，不僅本身具有工業(yè)價(jià)值，而且是尋找原生礦床可靠標(biāo)志。殘積砂礦粗玄巖金礦脈第17頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

主要的殘積及坡積砂礦床有砂金、砂錫、鈮鉭砂礦床。（l）砂金礦床當(dāng)原生金礦床遭受風(fēng)化后，由于其他輕礦物和不穩(wěn)定的物質(zhì)被水或風(fēng)帶走。從而使金相對富集起來，形成殘積砂金礦床。

著名實(shí)例有澳大利亞的卡爾古利，那里原生的金一黃鐵礦一硫化物礦床的氧化帶，由于強(qiáng)烈風(fēng)化，形成了紅土，金就在疏松的紅土中富集，含金達(dá)30克／噸。

（2）殘積一坡積砂錫礦床

云南箇舊原生錫石一硫化物礦床，產(chǎn)于石灰?guī)r中，由于礦石和圍巖易于風(fēng)化，因此，在礦體的上部和附近的巖溶洼地、緩坡上，廣泛發(fā)育有這類礦床。礦層厚，品位高，規(guī)模大，開采和選礦都很方便，是我國最重要的錫礦類型之一。

（3）殘積鈮鉭砂礦床這類礦床主要分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)的富含鈮、鉭鐵礦等副礦物的花崗巖和花崗偉晶巖的風(fēng)化殼中，共生礦物有錫石、黑鎢礦、鋯石、獨(dú)居石、鈦鐵礦等。這類礦床是目前鈮、鉭的重要來源。

非洲尼日利亞是這類礦床最著名產(chǎn)地。在喬斯高原，含鈮鐵礦黑云母花崗巖和鈉長石化花崗斑巖，經(jīng)風(fēng)化后形成的殘積及坡積鈮鐵礦砂礦床中，還伴生有鉭鐵礦、錫石、鋯英石、鈦鐵礦、獨(dú)居石、磷釔礦等，可以綜合利用，規(guī)模巨大，屬于選礦，具極大工業(yè)價(jià)值，從中獲得的鈮精礦，占世界產(chǎn)量的95％。第18頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

此外，澳大利亞利別里帕爾含鈮鐵礦偉晶巖區(qū)、美國南達(dá)科他洲含稀土一鈦一鉭一鈮礦物的花崗巖區(qū)、中國南嶺江西會(huì)昌殘積鈮鉭礦床位于含鈮－鉭鈉長石化黑云母花崗巖地表風(fēng)化殼中。礦石呈松散塊狀，粉狀，顆粒在0.5毫米以下，至0.02毫米時(shí)鈮鉭鐵礦成單體。礦石中有40余種礦物。鈮鉭礦物中的鈮鐵礦占80％，鉭鈮鐵礦占20％。其他獨(dú)居石、磷釔礦和鋯英石可以順便回收利用。礦石中鈮鉭礦物分布均勻，一般較穩(wěn)定。90％的鈮鉭是以獨(dú)立礦物出現(xiàn)，其中32％呈細(xì)小包裹體賦存于云母、長石、石英礦物中。第19頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

2．殘余礦床（1）殘余型粘土礦床花崗巖和片麻巖在溫暖潮濕的氣候條件下，鋁硅酸鹽礦物在水、二氧化碳和生物的作用下被分解，形成粘土質(zhì)風(fēng)化產(chǎn)物。根據(jù)不同的風(fēng)化強(qiáng)度和風(fēng)化作用持續(xù)的時(shí)間，可以是鉀質(zhì)粘土（伊利石）、三八面體的蒙脫石（二價(jià)離子來自鐵鎂礦物）、高嶺石，或者是三水鋁礦。

KAl2[AlSi3O10](OH)2

K1-nAl2[AlSi3O10](OH)2?H2O

PH=9.5白云母PH=9.5--7.8(?)伊利石Al2[Si4O10](OH)2?nH2O

Al4[Si4O10]](OH)8PH=8.5-7蒙脫石PH=5--3.5高嶺石

在風(fēng)化作用持續(xù)時(shí)間長，或風(fēng)化作用強(qiáng)度大的情況下，鈉和鈣就從蒙脫石的層間位置上脫離；鉀從伊利石的層間位置上脫離；只有高嶺石較穩(wěn)定，被保留在風(fēng)化殼中。蒙脫石的鈉和鈣的結(jié)合健比伊利石中的鉀的結(jié)合鍵要長些和弱些。此外，蒙脫石的層間陽離子比伊利石中的要少，所以，鈉和鈣的淋濾比鉀快。蒙脫石和伊利石都向高嶺石轉(zhuǎn)化，從蒙脫石和伊利石中釋放出來的膠體的Al-OH組份相結(jié)合形成高嶺石。在較強(qiáng)烈風(fēng)化條件下，如熱帶潮濕氣候條件，產(chǎn)生高嶺石的去硅作用，并生成三水鋁礦[Al(OH)3]。二氧化硅在風(fēng)化殼中如何溶解還不清楚，因二氧化硅溶解度在pH值低于8.5一9.0情況下是很低的。目前流行假說是歸因于有機(jī)物的活動(dòng)性。第20頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

在殘余粘土礦床中，最重要是高嶺土礦床和蒙脫石(微晶高嶺石組成)礦床。

A高嶺土礦床

殘余型高嶺土礦床，主要產(chǎn)在酸性和中性的鋁硅酸鹽巖石的風(fēng)化殼中。江西星子高嶺土礦床是此類礦床的典型實(shí)例。它發(fā)育在白云母花崗巖及花崗偉晶巖的氧化帶（圖10－4）。花崗巖中的鉀長石和花崗偉晶巖中的微斜長石均已變?yōu)楦邘X土。礦層厚由l－3m至20～30m不等，可見分帶現(xiàn)象。礦石主要由高嶺石組成，含少量水云母，其中有大量石英和白云母，經(jīng)水淘洗后是很好的陶瓷原料。由花崗偉晶巖中塊體微斜長石風(fēng)化而成的高嶺土，不含雜質(zhì)，顏色潔白，具蠟狀光澤，質(zhì)量最優(yōu)。馳名于世界的江西景德鎮(zhèn)瓷器原料即來源于此。

B蒙脫石礦床

河北宣化蒙脫石礦床可作為這一類礦床實(shí)例。該礦床分布面積很大，礦區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育著侏羅一白堊紀(jì)火山巖系，蒙脫石礦層由凝灰?guī)r風(fēng)化而成。兩層凝灰?guī)r夾在河流相砂礫層中，上層凝灰?guī)r比較純，主要為火山玻璃質(zhì)巖石，而下層凝灰?guī)r卻含有很多晶體和巖石碎屑。上層凝灰?guī)r的成分是酸性的，厚約30－35m。在凝灰?guī)r的大部和下部都有蒙脫土。在凝灰?guī)r層底部的蒙脫上往往很純，白色或粉紅色，塊狀構(gòu)造，蠟狀光澤，膨脹性和吸水性都大，厚約以0.8m。上層蒙脫石往往不太純，常含有一些巖石碎塊，呈粉紅色粉末狀，厚約5．6—9．lm。蒙脫土和凝灰?guī)r往往是過渡關(guān)系。

蒙脫石的成因是酸性凝灰?guī)r由表層水的作用變化而形成的。第21頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖10－4江西星子高嶺土礦床剖面圖

前震旦紀(jì)片巖花崗巖風(fēng)化花崗巖高嶺土花崗偉晶巖風(fēng)化花崗偉晶巖第22頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）殘余紅土型鐵、鋁礦床

紅土型鐵礦床是富鐵橄欖巖或玄武巖風(fēng)化作用的產(chǎn)物。而紅土型鋁礦床是富鋁少硅的霞石正長巖、玄武巖、安山巖，以及石灰?guī)r風(fēng)化作用產(chǎn)物。玄武巖和安山巖分布廣，從風(fēng)化角度，二者之間有幾個(gè)重要方面不同：

A玄武巖中的礦物結(jié)晶溫度比花崗巖中大約高300℃，環(huán)境較缺水。由此玄武巖中鈣鹼性礦物和鐵鎂質(zhì)礦物就比較容易分解。

B玄武巖礦物晶體比花崗巖小，含有玻璃基質(zhì)，增加玄武巖分解速度。及二者間含鐵量不同(玄武巖含鐵12％，花崗巖4％)，這樣，在潮濕玄武巖露頭上，易形成厚富鐵風(fēng)化殼。該鐵為世界多處重要來源。研究最好區(qū)之一是夏威夷群島。

玄武巖的風(fēng)化作用通常直接形成粘土礦物、氧化鋁和富鈦氧化鐵。因風(fēng)化強(qiáng)度大小、時(shí)間長短不同所形成各種類型粘土礦物順序如圖10-5所。玄武巖原生礦物直接變成蒙脫石，一方面是因鉀不夠充分，不能夠結(jié)晶出伊利石，另一方面也因母巖中AI／Si比率較高。由于進(jìn)一步的淋濾，蒙脫石遭到破壞，而為高嶺石或三水鋁礦所代替。風(fēng)化產(chǎn)物的變化，決定于降雨季節(jié)性。在潮濕和干旱交替下，氧化鐵穩(wěn)定。當(dāng)潮濕時(shí)，二價(jià)鐵從礦物中分解出來；到旱季便被氧化，并沉淀成非常不易溶解的含水氧化鐵。這些物質(zhì)在持續(xù)潮濕季節(jié)，也不可再重新活動(dòng)。在季節(jié)性濕熱氣候條件下，風(fēng)化作用的最終產(chǎn)物為鈦鐵質(zhì)紅土。夏威夷雨熱帶，二價(jià)鐵從鐵鎂礦物中析出，保持可溶狀態(tài)，并不從土壤孔隙中沉淀。鋁質(zhì)殘余物就以一水軟鋁礦、一水硬鋁礦和三水鋁礦形式堆積。玄武巖在潮濕和干旱交替下形成紅土型含鈦鐵礦床；在持續(xù)潮濕下形成紅土型鋁礦床。第23頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月圖10－5夏威夷群島熱帶土壤風(fēng)化作用圖解（表示風(fēng)化作用的初期、中期和末期的產(chǎn)物）第24頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

紅土型鐵礦床

現(xiàn)代紅土型鐵礦床廣泛分布于赤道附近的熱帶、亞熱帶地區(qū)。古巴紅土型鐵礦床就屬于此類最為典型的礦床。形成這類鐵礦床的母巖是含鐵高并易于風(fēng)化的巖石，主要為超基性巖和含鐵多的碳酸鹽類巖石。如母巖為含鐵5－9％以上的超基性巖（純橄欖巖、橄欖巖），在紅土風(fēng)化作用下，橄欖石、輝石等富含低價(jià)鐵的礦物在氧化帶中氧化、分解。其中氧化鎂一般成為易溶的重碳酸鹽被地下水帶走，氧化硅也呈溶解狀態(tài)被地下水帶走；低價(jià)鐵被氧化轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)鐵，水解形成針鐵礦、水針鐵礦、水赤鐵礦，然后脫水成赤鐵礦。繼續(xù)風(fēng)化使赤鐵礦帶向下發(fā)展逐步代替針鐵礦帶。此外，細(xì)菌還可以使針鐵礦部分以Fe（HCO3）2形式轉(zhuǎn)入溶液中，向下淋濾到紅土層以下，再氧化沉淀形成團(tuán)塊狀、皮殼狀或板狀赤鐵礦。高價(jià)鐵礦物的溶解度很小，在氧化帶中很穩(wěn)定，因而殘留在地表。只有很少量的鐵可呈低價(jià)鐵化合物或溶膠被潛水帶走。故在紅土型風(fēng)化殼剖面的最上部的鐵殼帶及其下面的斑點(diǎn)帶中有大量鐵的富集，礦石含鐵30—50％或更高。礦體內(nèi)因殘留有原超基性巖的副礦物一鉻鐵礦、鐵鉻鐵礦、釩鈦鐵礦、鈦鐵礦等，以及風(fēng)化作用形成的硅酸鎳礦、含鈷的鋰硬錳礦、鉀硬錳礦等，使得礦石成為很特征的富含鉻、錳、鎳、鈷、釩的“天然合金鐵礦石”，可直接冶煉優(yōu)質(zhì)合金鋼。第25頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

殘余紅土型鋁土礦床

紅土型鋁土礦床發(fā)育在熱帶和亞熱帶地區(qū)的霞石正長巖和玄武巖風(fēng)化殼中。由于熱帶和亞熱帶微生物和植物大量生長，它們所形成的腐植質(zhì)和有機(jī)酸極為豐富，這就促進(jìn)化學(xué)風(fēng)化作用的強(qiáng)烈進(jìn)行。因?yàn)閹r石的裂隙和孔隙充滿了水，不斷地分解著巖石。當(dāng)從硅酸鹽巖石中分解出來的鹼金屬和鹼土金屬離子進(jìn)入溶液，則溶液具有鹼性反應(yīng)。SIO2

溶膠在鹼性介質(zhì)中不凝結(jié)，并被地下水向下攜帶，沉淀在較深的地方，或被地下水帶走。為了移去氧化硅，通暢的排水條件會(huì)對鋁土礦的形成起主要作用。而溶膠AI2O3·mH2O和Fe2O3·PH2O則可在原地凝聚。這樣就逐漸堆積起鋁的氫氧化物（三水鋁礦Al2O3·3H2O和一水鋁礦Al2O3·H2O）和鐵的氫氧化物（褐鐵礦、水針鐵礦、水赤鐵礦等）。由于霞石正長巖和玄武巖富含鋁少硅，所以常常在這類巖石的風(fēng)化殼中，發(fā)育具有很大工業(yè)價(jià)值的紅土型鋁土礦床。

美國的阿肯色鋁土礦床是這類礦床的典型代表（見圖10－6，10－7）。鋁土礦層發(fā)育在鹼性霞石正長巖露頭上，由于霞石（Na2O·Al2O3·2SIO2）中Al2O3

／SIO2的比值高，SIO2在鹼性溶液中被大量溶解并遷出，AI呈Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O形式殘留在氧化帶而成優(yōu)質(zhì)鋁土礦。第26頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖10－6阿肯色鋁土礦床橫斷面圖圖10－7阿肯色風(fēng)化鋁土礦剖面圖

1一砂和粘土，2一豆?fàn)詈投嗫谞钿X土礦（結(jié)核帶）3一具花崗巖狀結(jié)構(gòu)的鋁土礦（淋濾。帶）；4一假碎屑狀和致密狀粘土;5一高嶺土化霞石正長巖;6一新鮮的霞石正長巖第27頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

一般認(rèn)為這類鋁土礦形成可劃分三個(gè)階段：

1）造巖硅酸鹽礦物分解階段：部分鹼金屬和鹼土金屬以及氧化硅從粘土礦物聚集體中遷出；

2）繼續(xù)去硅作用階段：游離的氧化鋁呈三水鋁礦和一水鋁礦聚集；

3）鋁土礦復(fù)雜化階段：碳酸鹽、硫酸鹽、粘土礦物等使鋁土礦成分復(fù)雜化。前兩個(gè)階段的分解作用是在鹼性介質(zhì)（PH＝9一7.5）中進(jìn)行的，第三階段則以酸性介質(zhì)（pH＿＝7－3）為特征。鋁土礦礦床的垂直分帶常與鋁土礦的上述階段性發(fā)育過程有關(guān)。這種垂直分帶一般自上而下分為鐵殼帶，斑點(diǎn)帶（鋁土礦帶）和分解帶（粘土帶）及原巖帶。

由基性巖——玄武巖風(fēng)化形成的鋁土礦床，以印度德干高原鋁土礦礦床最著名。礦層發(fā)育在晚白堊世的玄武巖風(fēng)化殼中。礦體呈不規(guī)則斗篷狀，在水平方向上具有斷續(xù)展布特點(diǎn)，厚1—20m。由上而下分帶：

1）紅壤層帶：含紅土碎塊和鋁土礦碎塊的疏松狀紅色土壤。

2）鋁土礦帶：多孔狀、致密狀、豆?fàn)顦?gòu)造鋁土礦．

3）半分解玄武巖帶：

4）未分解的新鮮玄武巖帶。我國東南沿海一帶也發(fā)育有玄武巖風(fēng)化形成的紅土型鋁土礦礦床。如福建漳浦鋁土礦礦床。第28頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

（3）離子吸附型稀土元素礦床在花崗巖、正長巖及火山巖等含稀土元素較多的原巖風(fēng)化殼中，常發(fā)現(xiàn)這類礦床。例如，有的花崗巖中稀土元素已有一定程度的富集，其中副礦物有氟碳鈣釔礦、砷釔礦、鈦釔礦、獨(dú)居石、磷釔礦、硅被釔礦、褐釔鈮礦等，為形成風(fēng)化型稀土金屬礦床提供了豐富的成礦物質(zhì)來源。當(dāng)這類花崗巖在風(fēng)化作用下，稀土礦物和硅酸鹽礦物一起被破壞、分解。其分解產(chǎn)物以離子狀態(tài)（往往以復(fù)雜的碳酸鹽絡(luò)合物形式）進(jìn)入到溶液中去，除了一部分被地表水帶走外，大部分則被多水高嶺石、高嶺石和水云母等粘土礦物吸附，使稀土元素離子在風(fēng)化殼中富集成礦。因?yàn)楦邘X石等粘土礦物的表面常因破鍵而出現(xiàn)未飽和的過剩負(fù)電荷，它需要吸附介質(zhì)中的陽離子以維持電價(jià)平衡。風(fēng)化殼中的鉀、鈉、鈣等離子活動(dòng)性較大，稀土元素離子活動(dòng)性較小，當(dāng)后者置換前者后，前者進(jìn)入溶液并被不斷地帶走，后者被粘土礦物吸附，從而殘留在風(fēng)化殼中。

我國南嶺燕山期含稀土礦物的花崗巖在有利地質(zhì)地貌條件下，形成了特大型稀土元素礦床。江西某地離子吸附型稀土元素礦床的母巖為白云母花崗巖，稀土元素含量為0.02一0.03％，母巖遭受風(fēng)化后，’在近地表的粘土層中稀土元素含量提高到0.088％，最高達(dá)0.43％。

第29頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

一般這類礦床的垂直剖面有如下四個(gè)帶，自上而下：

1）富鐵殘積層：含水介質(zhì)為弱酸性，粘土含量也較高，但由于[Fe(OH)3〕膠體的大量存在，與粘土礦物發(fā)生膠體凝聚與電性中和作用，故粘土礦物對稀土元素的吸附容量減小。這樣，大量稀土離子被地表徑流帶走，從而造成稀土元素在地表殘積層中相對貧化。

2）完全風(fēng)化帶：介質(zhì)為弱酸性，稀土在水溶液中的溶解能力相對增強(qiáng)，加之此時(shí)已有大量的粘土礦物存在，有利于稀土元素離子被吸附，故此帶中稀土元素離子的次生富集程度提高。

3）半風(fēng)化帶：介質(zhì)屬弱破性，稀土元素在水溶液中的溶解能力最差，同時(shí)粘土礦物也較少，故稀土元素的次生富集程度較低。

4）未風(fēng)化原巖帶：離子吸附型稀土元素礦床埋藏較淺，礦石疏松，故可露天開采，且不需選礦，用鹽水淋洗含礦粘土，就可將90％以上的稀土元素轉(zhuǎn)入氯化鈉溶液中，而得到純度達(dá)94％以上的稀土元素的氧化物。我國江西某地花崗巖中的稀土元素殘余礦床主要為釔釓、鏑、鐿等重稀土元素；輕稀土元素只有少量釹、鑭?；◢弾r風(fēng)化殼往往是釔族元素相對富集，鈰族元素相對貧化；而火山巖風(fēng)化殼中則由于有大量鈰族稀土元素存在。所以輕稀土元素相對富集。

巴西莫羅杰費(fèi)的含褐簾石正長巖風(fēng)化殼中含鈰、釔、鑭和釷等元素，成為本類型的著名工業(yè)礦床。第30頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.淋積礦床。（1）淋積型硅酸鎳礦床

它是鎳礦一種重要類型，有的礦床規(guī)模巨大，如新喀里多尼亞硅酸鎳礦床。該礦床都是由超基性巖風(fēng)化形成的，與在中生代、第三紀(jì)、第四紀(jì)的熱帶、亞熱帶氣候條件下形成的蛇紋巖風(fēng)化殼有關(guān)。鎳在超基性巖內(nèi)基本上是以類質(zhì)同象混入物形式代替鎂而進(jìn)入硅酸鹽礦物中，主要是進(jìn)入橄欖石晶格，部分進(jìn)入斜方輝石和角閃石晶格，因而由純橄欖巖、橄欖巖到輝石巖，鎳的含量逐漸降低，由0.24％降到0.16％。橄欖石和輝石在風(fēng)化或熱液作用下轉(zhuǎn)變?yōu)樯呒y石，蛇紋石分解作用早期鎳即被釋放出來，主要呈重碳酸鹽，少量呈硫酸鹽和氫氧化鎳溶膠進(jìn)入溶液，從風(fēng)化殼上部遷移到風(fēng)化殼下部，以次生(或含)鎳礦物再沉積下來，使鎳富集。分二步:

第一階段：在富含CO2

和腐植酸地下水作用下，介質(zhì)呈酸性，橄欖石等礦物分解，F(xiàn)e,Mg,Ni進(jìn)入溶液，而Si形成SiO2膠體。鐵形成氧化物后穩(wěn)定,留在原地。

第二階段：由于風(fēng)化作用繼續(xù)發(fā)展，介質(zhì)仍為酸性溶液，更多的Mg、Ni和Si進(jìn)入溶液，并隨溶液向下滲透進(jìn)入地下水帶，由于中和反應(yīng)，便呈含水硅酸鹽沉淀，或Ni離子置換Fe、Mg離子，形成鎳硅酸鹽或含鎳硅酸鹽礦物，如硅鎂鎳礦［NiO·SIO2·H2O]、鎳鐵綠泥石(Ni，Mg)6(Si4Ol0)(OH)8]、暗鎳蛇紋石[Ni4（Si4Ol0)(OH)4·4H2O]，含鎳綠高嶺石[(Ni,Fe)2(OH)2(Si4O10)·nH2O)]沉淀。由于鎳的溶解度比鎂小，因此，沉淀的Ni／Mg高于溶液中的Ni／Mg比值。于是形成鎳的富集，達(dá)到含鎳1.5％的礦石。第31頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

這一類礦床著名的實(shí)例有新喀里多尼及我國云南的硅酸鎳礦床。新喀里多尼亞硅酸鎳礦床位于南太平洋，大約長400km，平均寬約48km，于1865年被發(fā)現(xiàn)。礦體產(chǎn)干蛇紋石化的純橄欖巖和云輝橄欖巖的完全風(fēng)化帶。該區(qū)紅土化作用進(jìn)行得徹底，硅、鈣和錳被遷出。鐵在紅土中以褐鐵礦形式出現(xiàn)，含有10—25％的水。垂直剖面有明顯的分帶性（圖10－8）。

A）風(fēng)化殘余富鐵紅土帶：主要為鐵質(zhì)紅土，最上部相當(dāng)于赭石帶，紅土層的平均厚度40—50m，其中由褐鐵礦組成的最頂部鐵帽厚1—6m。各組份平均含量為Fe2O360％，SIO218％，Al2O30.45%，NIO1.64％，CoO0.1％。少量的鈷和錳富集在紅土層的較下部。

B）橄欖巖蝕變和鎳次生富集帶：是鎳礦富集帶，礦石類型為細(xì)脈狀綠色硅鎂鎳礦，其中鎳多半含于綠高嶺石中。這些鎳礦物集合體呈脈狀填充于蛇紋巖的稠密細(xì)脈中，并膠結(jié)蛇紋巖角礫構(gòu)成最富的鎳礦石。”礦石礦物有，硅鎂鎳礦、鎳綠泥石、鎳水蛇紋石和鎳皂角石。礦物的顏色從鮮蘋果綠色、淺綠色到白色。當(dāng)硅酸鹽中的鐵被鎳置換則呈綠色，被錳置換則呈褐色。鈷含量達(dá)10％，呈鈷土礦。礦石平均含鎳3．5％，最高達(dá)10％，這樣，鎳富集達(dá)10—30倍。第32頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月圖10－8新喀里多尼亞含鎳紅土礦床典型剖面圖

第33頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

云南南部硅酸鎳礦床

在滇南超基性巖帶（全長105km，寬50—200m）內(nèi)，已發(fā)現(xiàn)若干紅土型鎳礦床。由于滇南地處亞熱帶，成礦條件良好，蛇紋巖風(fēng)化殼厚60－80m，礦層厚5—10m。礦石含鎳0．9一2％。礦床的垂直分帶自上而下依次為：

A）紅色砂質(zhì)粘土或粘土：厚3—5m，含Ni0.2～0.5％。

B）褐色赭石帶：由赭石、水赤鐵礦、針鐵礦及粘土類礦物組成。底部有綠高嶺石、蛇紋石、綠泥石、黃鉀鐵礬等礦物。厚0.5－3m，含Ni0.5—1％。

C）含鎳綠高嶺石帶：由含鎳的綠高嶺石、暗鎳蛇紋石、蛇紋石等組成，為工業(yè)礦層，一般厚2－10m；含Ni0.5—1.5％，個(gè)別達(dá)2.2％。

D）淋濾蛇紋巖帶：常被次生硅質(zhì)物充填，具網(wǎng)格狀構(gòu)造，此帶一般厚2—3m，含Ni0.5－l％。其上部亦為工業(yè)礦層，下部為碳酸鹽化蛇紋巖（菱鎂礦細(xì)脈），可具有工業(yè)價(jià)值。

E）新鮮蛇紋巖：含Ni0.1一0.3％。第34頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）淋積型鈾礦床

美國科羅拉多高原砂礫巖中的淋積型鈾（釩）礦床規(guī)模巨大，具有十分重要的工業(yè)意義?？屏_拉多高原為北美陸臺(tái)的一部分，基底為前寒武紀(jì)結(jié)晶片巖，蓋層為總厚達(dá)三、四千米陸相沉積巖系，為上古生界、三疊系、侏羅系、白堊系和第三系的礫巖、砂巖、頁巖(夾有灰?guī)r、熔巖、凝灰?guī)r)。鈾(釩)礦體絕大部分在礫巖和砂巖中，呈層狀、凸鏡狀、帶狀、雞窩狀。礦體大小不一，數(shù)目眾多。除多數(shù)為整合礦體外，還有細(xì)脈狀礦化發(fā)育交代型礦體。礦區(qū)內(nèi)紅色砂、礫巖和淺色(灰色、綠色、淺灰色)砂、礫巖成互層。鈾礦化多集中于淺色砂礫巖中。礦體核部為淋積礦石，邊部為次生氧化礦石。淋積礦石由瀝青鈾礦、水硅鈾礦、釩云母及黃鐵礦、黃銅礦等硫化物及方解石、重晶石、螢石等組成。次生氧化礦石由鉀釩鈾礦、礬鈣鈾礦、硅鈣鈾礦、銅鈾云母、水礬鐵礦、水鈣礬銅礦、次生銅礦物、鐵和錳的氫氧化物、水鋁礦、高嶺石、黃鉀鐵釩、自然硫、石膏，鐵明礬石等組成。產(chǎn)在各種圍巖（從上古生代到第三紀(jì)）中的礦化，其形成時(shí)間都在50—80Ma。（即晚白堊世到第三紀(jì)）范圍內(nèi)。鈾的淋濾源，可能為基米里期火山凝灰?guī)r中的分散鈾礦化和原生沉積的鈾礦化。原生分散的鈾被潛水淋濾（呈易溶的鈾硫酸鹽、復(fù)合的鹼性一鈾碳酸鹽和復(fù)合的鹼性一腐植酸鈾絡(luò)合物等狀態(tài)），并在潛水遷移通道和構(gòu)造有利地段（水介質(zhì)由氧化條件轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原條件，急劇降低鈾的遷移能力）沉淀出淋積礦石。后來，由于潛水面下降，淋積礦石帶轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘞?，又發(fā)生氧化作用而形成次生氧化礦石。第35頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

四、礦床的表生變化及次生富集作用所有礦床，不論金屬礦床，還是非金屬礦床的近地表部分，在風(fēng)化作用下都要發(fā)生變化，尤其是金屬硫化物礦床，其表生變化比較強(qiáng)烈，而金屬氧化物礦床則較弱。找礦實(shí)踐表明，能否認(rèn)識(shí)和正確評(píng)價(jià)金屬硫化物礦床的風(fēng)化露頭，乃是找礦工作成功與否的關(guān)鍵之一。由于不掌握礦床表生變化的規(guī)律和特點(diǎn)，而未能正確評(píng)價(jià)露頭，導(dǎo)致漏掉重要礦床的事例屢見不鮮。例如，湖北黃梅菱鐵礦礦床，對其鐵帽露頭，在1958年進(jìn)行初步評(píng)價(jià)時(shí)，認(rèn)為是多金屬硫化物礦床的氧化露頭，但經(jīng)鉆探，地下未發(fā)現(xiàn)原生金屬硫化物，于是否定了。后來又進(jìn)行了工作，確認(rèn)鐵帽下面為一很有工業(yè)價(jià)值的菱鐵礦礦床。由于多金屬硫化物礦床的硫化物易于氧化、溶解和淋失，因此，氧化露頭中金屬含量會(huì)降低（如鋅、銅鎳、鈷、鉬鈾和硫化物型金礦石等）。如不了解這種特點(diǎn)，就有可能在找礦、勘探工作中造成錯(cuò)覺，而忽視了深部原生礦體。因此，在評(píng)價(jià)表生變化比較強(qiáng)烈的礦體露頭時(shí)，必須進(jìn)行精細(xì)的研究，才能確定其原生成分，以推測深部礦體的組構(gòu)和工業(yè)意義。此外，對于銅、銀、鈾等礦床，在表生變化過程中，這些金屬元素往往被水溶液淋濾進(jìn)入膠結(jié)帶，經(jīng)再沉積作用發(fā)生次生富集，從而大大提高礦床的工業(yè)價(jià)值。因而研究礦床的次生富集作用，具有重要的理論意義和經(jīng)濟(jì)意義。第36頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

（－）金屬硫化物礦床的表生變化

1．金屬硫化物礦床的表生分帶金屬硫化物礦床的近地表部分，長期經(jīng)受氧、二氧化碳、水、生物有機(jī)質(zhì)等風(fēng)化作用，可產(chǎn)生表生分帶現(xiàn)象。在風(fēng)化作用良好的條件下，發(fā)育完好的金屬硫化物礦床的垂直表生分帶，和地下水的關(guān)系如圖10－9。

（1）氧化帶：大致相當(dāng)于地下水滲透帶；

—地下水面—

（2）次生硫化物富集帶：大致相當(dāng)于地下水流動(dòng)帶；

—停滯水面—

（3）原生硫化物礦石帶：大致相當(dāng)于停滯水帶。

圖10－9銅硫化物礦床的表生分帶示意圖滲透帶流動(dòng)帶停滯帶氧化帶次生硫化物富集帶完全氧化亞帶(鐵帽)淋濾亞帶次生氧化物富集亞帶黃銅礦FeSO4CuSO4赤銅礦自然銅褐鐵礦孔雀石方鉛礦閃鋅礦銅藍(lán)黃鐵礦黃銅礦輝銅礦地下水面原生硫化物礦石帶第37頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

2．金屬硫化物礦床的氧化帶

分布在地表至潛水面之間的部位，大致相當(dāng)于滲透帶。氧化帶的厚度決定于風(fēng)化作用的強(qiáng)度、地下水面的深度、圍巖的透水性以及裂隙發(fā)育的程度。一般厚幾米至幾十米，個(gè)別也可達(dá)幾百米。氧化帶又可分為如下幾個(gè)亞帶：

l）完全氧化亞帶(鐵帽)－O2－具褐色至棕紅色、松散-多孔-蜂窩狀構(gòu)造.2）淋濾亞帶－強(qiáng)酸溶液帶走硫化物余－鐵的氧化物、氫氧化物、石英重晶石

3）次生氧化物富集亞帶－地下水面降低次生硫化物再氧化-赤銅礦、自然銅

（由輝銅礦氧化作用形成）氧化帶里礦物變化總的趨勢是硫化物減少，氧化物增多。硫化物在氧化過程中大部分的金屬形成可溶性鹽類，因而被淋濾。在氧化帶的表部，鐵和錳的硫化物和碳酸鹽很容易被氧化形成氧化物或氫氧化物，它們和難溶物質(zhì)如粘土、砂粒等殘留地表，構(gòu)成了鐵帽。當(dāng)雨水在氧化帶逐漸向下滲透中，變得越來越酸化。在氧化帶中部層位，有較高酸度產(chǎn)生強(qiáng)烈氧化淋濾亞帶。但這種情況少見，只在諸因素配合條件下才能形成。如蘇聯(lián)烏拉爾黃鐵礦型銅礦床，由石英和重晶石所組成疏松的淋濾亞帶。還有一些礦床，在氧化帶的下部出現(xiàn)次生氧化物富集亞帶，這是由于當(dāng)?shù)V體遭受長期風(fēng)化，侵蝕面和潛水面隨之降低，使得次生硫化物富集帶逐漸進(jìn)入氧化部位，引起次生硫化物再氧化，特別是輝銅礦的氧化作用，形成赤銅礦和自然銅等新礦物堆積。第38頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）金屬硫化物礦體氧化帶形成機(jī)理及其地球化學(xué)行為特點(diǎn)氧化帶中金屬硫化物易氧化生成各種硫酸鹽。黃鐵礦在氧化過程中伴隨硫酸鹽形成的同時(shí)還產(chǎn)生硫酸，降低了地下水的PH值，并進(jìn)一步促進(jìn)硫化物的溶解。這一現(xiàn)象對了解氧化帶中各種元素的地球化學(xué)行為很有意義。由于各種金屬硫化物在水中的溶解度是極小的，一旦氧化成硫酸鹽后，絕大多數(shù)易于溶解，而為地表下滲水和地下水搬運(yùn)。黃鐵礦是最普遍的硫化物礦物，和其他含鐵的硫化物一起氧化后常常留下褐鐵礦成赤鐵礦并產(chǎn)生硫酸。

2FeS2＋15/2O2＋4H2O=Fe2O3＋4SO42－＋8H+

實(shí)際上，鐵是以二價(jià)鐵離子或硫酸鐵的形式存在于溶液中。二價(jià)鐵離子再氧化成三價(jià)鐵離子，形成不溶解的赤鐵礦，或水解后成不溶解的褐鐵礦。

2FeS2＋7O2＋2H2O=2Fe2+＋4SO42－＋4H+

2Fe2+

＋1/2O2＋2H2O=Fe2O3＋4H+

在大規(guī)模黃鐵礦礦體氧化帶內(nèi)，鐵似乎是被淋濾掉，沒有留下大量赤鐵礦或褐鐵礦，因?yàn)榱蛩岬拇嬖谑沟肞H值很低，鐵保持在溶解的二價(jià)鐵狀態(tài)。但在水富含氧條件下，可導(dǎo)致黃鐵礦完全氧化，沒有經(jīng)過硫酸鐵階段，而變成硫酸高鐵。

2FeS2＋15/2O2＋H2O=Fe2(SO4)3＋4SO42－＋2H+

在干旱地區(qū)，一些鐵繼續(xù)以高價(jià)或低價(jià)硫酸鹽形式存在于露頭上。在我國西北地區(qū)的金屬硫化物礦床的氧化帶中，常常可以見到很多黃鉀鐵礬（KFe3(SO4)2[OH]6）等硫酸鐵類礦物。第39頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

硫化鐵類礦物的風(fēng)化作用涉及鐵和硫的氧化作用。硫在金屬硫化物中通常是負(fù)二價(jià)；所以FeS2應(yīng)該看做一個(gè)例外，實(shí)際上SO22－與Fe2+

呈藕合形式出現(xiàn)。氧化作用使硫酸鹽其中硫的化合價(jià)提高為6＋，在S2－和S6＋中間階段有一個(gè)自然硫的產(chǎn)生情況。例如，硫酸高鐵溶液與輝銅礦作用應(yīng)釋放出銅離子，并產(chǎn)生自然硫。

Cu2S＋4Fe3+

＋6SO42－＝2Cu2+

＋4Fe2+

＋6SO42－＋So

這說明少量自然硫存在于風(fēng)化露頭內(nèi)。硫化鐵礦物被氧化后所產(chǎn)生的硫酸高鐵和硫酸，對于其他金屬硫化物的溶解力很強(qiáng)。并且硫酸高鐵氧化硫化物礦物，形成溶解的硫酸鐵。硫酸鐵不穩(wěn)定，繼續(xù)氧化成為硫酸高鐵。如下式：

4FeSO4＋O2＋2H2SO4

＝2Fe2（SO4）3＋2H2O

硫酸高鐵在中性或弱酸性溶液中不穩(wěn)定，常發(fā)生水解作用，最終轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸F和硫酸。Fe2（SO4）3＋6H2O

2Fe（OH）3＋

3H2SO4

氫氧化鐵是易于凝聚的水溶膠。它凝聚為各種表生鐵礦物，其中分布最廣泛的是水赤鐵礦、針鐵礦和褐鐵礦，它們與二氧化硅等組成“鐵帽”（硫化物礦體表部的富鐵殘余體）。同時(shí)硫酸鐵又是一種很強(qiáng)的氧化劑，能使鐵、銅、鉛、鋅等的硫化物氧化成硫酸鹽，化學(xué)反應(yīng)見前、后。

常見鐵的硫化物礦物為黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦等，在氧化帶變化過程是：

鐵的硫化物硫酸亞鐵硫酸亞鐵(水解)氫氧化鐵第40頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

在氧化帶中各種硫化物分解的強(qiáng)度是不同的，此與硫化物一硫酸鹽的氧化一還原電位（Eh）和介質(zhì)的酸鹼度（PH）有關(guān)。一些硫化物較快地溶解消失，另一些硫化物可部分地甚至全部長期保存。最容易分解的硫化物是磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦和閃鋅礦等，難于分解的硫化物有方鉛礦、輝銀礦等，實(shí)際上不分解的硫化物是辰砂。如黃銅礦的分解反應(yīng)式：

2CuFeS2（黃銅礦）十17/2O2＋2H2O＝Fe2O3＋2Cu2+

＋4SO42－＋4H+CuFeS2十4Fe3+

＋2H2O＋3O2

＝Cu2+

＋5Fe2+

＋

2SO42－＋4H+

不含鐵的純硫化物直接氧化或被硫酸高鐵氧化產(chǎn)生硫酸溶液：

Cu2S（輝銅礦）十2H+

＋3SO42－十5/2O2

＝2Cu2+

＋4SO42－＋H2OCu2S十2Fe3+＋3SO42－十3/2O2＋H2O＝2Cu2+＋2Fe2+＋4SO42－＋2H+PbS＋2O2

PbSO4(鉛礬）。在石灰質(zhì)巖石存在的情況下，方鉛礦氧化成相對難溶的碳酸鉛一白鉛礦；

PbS＋H2O＋CO2＋2O2=PbCO3＋4SO42－＋2H+

這個(gè)過程可以包括兩個(gè)階段：氧化作用生成鉛礬，和鉛礬轉(zhuǎn)變?yōu)榘足U礦。在野外可以看到白鉛礦的核心是方鉛礦，過渡帶是鉛礬。鋅、銀的硫化物也是溶解在硫酸高鐵溶液中：

ZnS(閃鋅礦)＋2Fe3+

十3SO42－＋H2O十3/2O2=Zn2+

＋2Fe2+

＋2H+＋4SO42－

Ag2S(輝銀礦)＋2Fe3+

十3SO42－＋H2O十3/2O2=2Ag2+＋2Fe2+

＋2H+＋4SO42－第41頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

在石灰?guī)r環(huán)境中，硫酸鋅溶液與碳酸鈣反應(yīng)產(chǎn)生菱鋅礦和石膏：

Zn2+

＋SO42－＋CaCO3＋2H2O=CaSO4·2H2O（石膏）＋ZnCO3（菱鋅礦）

硫酸銅溶液也以類似方式與石灰?guī)r作用產(chǎn)生銅的重碳酸鹽——孔雀石和藍(lán)銅礦。鐵氧化物和鉛硫酸鹽是相對地難于溶解，并最后保持在露頭內(nèi)。但是大量的其他金屬的氧化作用產(chǎn)物是在溶液中遷移，并向下滲濾。當(dāng)它們碰到石灰?guī)r層或其他鹼性巖，中和酸性溶液，產(chǎn)生比較穩(wěn)定的銅和鋅的碳酸鹽。在非常干旱地區(qū)，本來溶于水的礦物——銅和鐵的硫酸鹽、氯化物——保持在氧化帶。

在銅礦床的氧化帶可以出現(xiàn)自然銅與赤銅礦：

2Cu2S＋8Fe3＋＋12SO42－＋6H2O十3/2O2＝2Cu＋Cu2O＋8Fe2＋＋12H＋＋14SO42－輝銀礦是銀的常見硫化物，它通常被溶解在硫酸高鐵溶液中，并被雨水?dāng)y帶向下遷移。在干旱氣候帶，氧化露頭內(nèi)可以見到角銀礦(AgCl)、溴銀礦(AgBr）、碘銀礦（AgI）和自然銀。硫酸鋅容易溶解，在氧化帶鋅分散在地下水中，在干旱或半干旱帶，鋅可以殘留在氧化帶內(nèi)，成菱鋅礦、水鋅礦（Zn5[CO3]2[OH]6），異極礦等礦物出現(xiàn)。方鉛礦溶解于硫酸高鐵溶液中，但是它的反應(yīng)是十分緩慢的，以致干在氧化帶常見到未變化的方鉛礦，而其他硫化物已被溶解或淋濾掉。鉛礬和白鉛礦在風(fēng)化帶中也是穩(wěn)定的。所以在鉛鋅硫化物礦床的氧化帶中鉛相對富集，而鋅則因溶解度大而流失，異常貧化，呈現(xiàn)鉛鋅分離現(xiàn)象。第42頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月自然金在氧化條件下是異常穩(wěn)定的。但是研究表明，它也可被溶解，并且在有利條件下作短距離遷移。金呈氯化物絡(luò)合物稍稍溶解于水中，在有MnO2參加下金氧化成An3+，它與氯離子化合產(chǎn)生〔AnCI4）－。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金可在靠近地表富集，由于金溶解和沉淀的結(jié)果，在礦脈的上部和附近的圍巖斷裂和小裂隙中有粗粒自然金。第43頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）金屬硫化物礦床氧體帶中物質(zhì)成分、構(gòu)造結(jié)構(gòu)及顏色特點(diǎn)氧化露頭可以保留地下原生硫化物的某些可供鑒別的特征。因而，詳細(xì)研究礦床氧化帶，就可能判斷是否深部有硫化物存在；是純黃鐵礦，還是包含有相當(dāng)大量的銅、鋅、鉛、銀和其他有用的硫化物。所以要詳細(xì)研究鐵帽的孔穴形態(tài)、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)和褐鐵礦的顏色，高嶺土和其他粘土礦物的含量，和存在的少數(shù)金屬氧化作用產(chǎn)物。重點(diǎn)是鑒定褐鐵礦顏色的等級(jí)和箱形（蜂窩）構(gòu)造的外形。應(yīng)該著重指出的是，熟悉當(dāng)?shù)匮趸瘞攸c(diǎn)是重要的。因?yàn)轭愃频膰鷰r條件和類似的成分及構(gòu)造結(jié)構(gòu)的礦石處于不同的氣候環(huán)境和不同的地質(zhì)構(gòu)造條件，其氧化帶的表現(xiàn)是不同的。也就是說干旱氣候地區(qū)和潮濕多雨氣候地區(qū)是不同的；升降運(yùn)動(dòng)的幅度變化不同的地區(qū)也是不相同的。所以氧化帶的特征往往帶有區(qū)域性的標(biāo)記。把這一地區(qū)總結(jié)的氧化帶特點(diǎn)應(yīng)用到另一個(gè)環(huán)境中常常是不成功的。

根據(jù)顏色可初步判定原生礦物的存在：如栗色、棕色、桔紅色系由含銅硫化物氧化而成；磚紅色是由黃鐵礦變來的；黃褐色及淺棕色則是閃鋅礦變化的結(jié)果。鐵帽中殘留的金屬氧化物（如銻華[Sb2O3]、黃銻礦等），碳酸鹽和硫酸鹽類礦物（如白鉛礦、孔雀石、鉛礬等），也可幫助判斷下部原生礦床物質(zhì)成分。

鐵帽一般多呈疏松多孔構(gòu)造，詳見后面找礦內(nèi)容及如圖10－10。第44頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

3．硫化物礦床的次生硫化物富集帶

從硫化物礦床氧化帶淋濾出來的某些金屬硫酸鹽溶液滲透到潛水面以下，在還原環(huán)境中，以交代原生硫化物的方式生成次生硫化物。于是增加了原生礦石中某種金屬的含量，提高了礦石的工業(yè)價(jià)值，故稱之為次生硫化物富集作用。發(fā)生這種作用的地帶稱為次生硫化物富集帶。次生硫化物富集帶中礦石的金屬含量可較原生礦石高幾倍，甚至幾十倍。使不具工業(yè)價(jià)值的礦化巖石或貧礦石變?yōu)榫哂兄匾I(yè)價(jià)值的富礦石。因此，研究次生硫化物富集作用，對指導(dǎo)找礦有著極大的實(shí)際意義。次生硫化物是由硫酸鹽交代原生硫化物而形成的，其交代順序是按修曼序列的次序進(jìn)行的，即按元素親硫性減小的次序排列：

Hg－Ag－Cu－Bi－Cd－Pb－Zn－Ni－Co－Fe－Mn

在這個(gè)序列前面的元素（硫酸鹽溶液中的金屬離子）置換后面的元素（硫化物的金屬離子），產(chǎn)生位于前面元素的金屬硫化物（即次生硫化物）沉淀，同時(shí)使位于后面的金屬形成硫酸鹽而進(jìn)入溶液。例如，硫酸銅溶液中的銅離子可與其后的Bi、Pb、Zn、Fe等(原生硫化物)置換，形成次生硫化銅沉淀和Bi、Pb、Zn、Fe的硫酸鹽。修曼序列基本上與硫化物溶解接（硫酸鹽溶液中的）相當(dāng)，硫化物的沉淀順序取決于它們在含硫酸鹽介質(zhì)中的相對溶解度。實(shí)際上，這個(gè)序列是由金屬元素間的氧化還原電位的高低所決定的，前面元素的氧化還原電位高于后面元素。第45頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

5CuFeS2(黃銅礦)＋11CuSO4＋8H2O=8Cu2S(輝銅礦)＋5FeSO4＋8H2SO4

含銅量34.6％，含銅量79.8％

Cu5FeS4(斑銅礦)＋CuSO4=2Cu2S(輝銅礦)＋2CuS(銅藍(lán))＋FeSO4

含銅量63.3％，含銅量79.8％含銅量66.5％

輝銅礦的普遍出現(xiàn)是因?yàn)辄S銅礦及斑銅礦在硫酸銅溶液作用下被交代的結(jié)果。在次生硫化物富集帶里，輝銅礦較斑銅礦相對穩(wěn)定，并且輝銅礦和銅藍(lán)較黃銅礦和斑銅礦含銅量增加了，引起了次生富集。在多金屬礦床中,硫酸銅與Fe、Pb和Zn等硫化物交代亦可形成次生硫化銅礦物：

5FeS2＋14CuSO4＋12H2O=7Cu2S（輝銅礦）＋5FeSO4＋12H2SO44FeS2＋7CuSO4＋4H2O=7CuS（銅藍(lán)）＋4FeSO4＋4H2SO4

PbS＋CuSO4=CuS（銅藍(lán)）＋PbSO4ZnS＋CuSO4=CuS（銅藍(lán)）＋ZnSO4

溶液中的硫酸鐵還可以促進(jìn)產(chǎn)生含鐵和銅的次生硫化物，如斑銅礦的形成。銅的次生硫化物富集帶形成以后，當(dāng)潛水面進(jìn)一步下降，則次生硫化物又被氧化，形成金屬含量更高的次生氧化物（赤銅礦、黑銅礦）和自然銅，構(gòu)成次生氧化物富集亞帶，使氧化帶復(fù)雜化：2CuS＋8Fe3+＋12SO42－＋6H2O＋3/2O2=2Cu＋Cu2O＋8Fe2+＋12H+＋l4SO42－

Cu＋Cu2O＋O2=3CuO

第46頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

Garrels相圖可以說明熱力學(xué)定律在銅礦床表生條件下的作用，如圖10－11表明，主要作用是氧化作用，硫化物的氧化產(chǎn)物是氫離子和硫酸鹽。Eh和PH值則是控制因素。氧化銅礦物和硫化銅礦物的穩(wěn)定區(qū)都是隨Eh值和pH值的變化而改變的，其區(qū)界隨溶液由酸性向鹼性轉(zhuǎn)變和Eh值逐漸降低，所以都是成斜線。Cu2+十Cu+活度的等值線是隨Eh值降低、PH值增高而遞減。圖中出現(xiàn)兩個(gè)自然銅穩(wěn)定區(qū)和