《风化矿床》PPT课件

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1、第八章风化矿床第一节概述地壳表层的岩石和矿石在大气、水和生物等营力的作用下，发生物理的、化学的以及生物化学的变化，成为风化作用。由风化产物所组成的岩石圈部分，成为风化壳。风化壳中由风化产物构成的矿床，称之为风化矿床或风化壳矿床。按其性质，可将风化成矿作用分为物理、化学和生物三种风化作用。1.物理风化作用：是一种以崩解方式，机械地把岩石和矿物碎成细块和碎屑的作用。引起物理风化作用的主要因素有温度、冰冻、植物根系的楔插、暴风沙的冲击作用及冰川的侵蚀作用等。但是，除极地和温带高寒地区外，物理风化与化学风化相比，几乎是微不足道的。2.化学风化作用：使组成岩石的矿物发生化学

2、分解，产生许多可溶的、不溶的或难溶的物质。其中可溶性风化产物不断被淋走，并向地下深处或地表低洼地迁移。因此，化学风化作用对岩石、矿石的改造要比物理风化强烈得多。在化学风化作用过程中，水、大气和生物是最主要的因素。天然水中常含有一定数量的氧、二氧化碳、有机酸、无机酸和各种盐类，能使许多物质溶解于水中，使岩石或矿石发生氧化作用、水化作用、阳离子带出作用、去硅作用和使某些残余组分之间发生相互反应。而大气中的氧是一种强氧化剂，它直接影响许多元素在风化壳中迁移的状况，例如Cr、V、S、As等元素，在氧化作用下形成易溶的配合物在水中进行迁移，但有些元素如铁、锰等氧化后则不易进

3、行迁移。大气中的CO2很易溶解于水并形成碳酸，它对矿物的分解和元素的迁移起着重要的作用，促使化学风化作用加速进行。3.生物风化作用：实质上是由生物生命活动和死亡过程中引起的化学风化作用。生物有机体在自然界分布极广，在岩石圈的上部、大气圈的下部和水圈的全部，几乎到处都有生物的存在。生物通过各种途径和作用促使岩石和矿物发生分解，对风化壳的形成极为重要。生物活动直接影响天然水的化学类型，影响水的酸碱度和氧化还原环境，从而直接影响分化作用的进程，如硫细菌能把硫和硫化物氧化呈硫酸盐，这些酸类物质加速了岩石的风化。而铁细菌则将铁的低价氧盐氧化为三价铁氧化物，促使铁在风化壳中富

4、集。生物作用可以改变大气的成分，例如大气圈中的氧含量达21%，几乎全部都是植物光合作用的产物。此外，微生物的生命活动和有机体的分解，还能生成大量的CO2、H2S和有机酸等，这些生物活动产物是岩石发生化学风化的重要催化剂。更为重要的是，有些生物可直接造成岩石的分解，如细菌、真菌、藻类以及地衣等低级生物所组成的生物群覆盖在岩石表面上，它们呼吸时排出CO2，在新陈代谢中排除有机酸，死亡后又分解出各种有机酸，这些排出或分解出的物质即可将岩石分解。以上3中风化作用往往是相伴同时发生的，但随着环境条件的不同，它们相对的强度有所不同，如在极端干旱的沙漠地带和极地条件下，以及许多

5、高山区，机械崩解作用常常是破坏岩石的最主要因素，及物理风化作用占优势；而在一定温度和湿度的条件下，化学风化作用则起了主导作用，它可以在风化带的所有深度上起作用，并控制着风化产物的性质；与此同时，生物风化又可加快物理风化和化学风化的进程。因此，在风化作用过程中，外界条件起着重要的控制作用，但外因通过内因而起作用，矿物本身的特性则对风化过程的速度和强度发生根本性的影响。风化矿床的形成，是某些元素在风化壳中迁移和集中的结果。原岩风化分解出的某些元素迁移流失，而另一些元素由于难以迁移则富集成矿。化学元素在风化壳中迁移能力的大小，主要取决于元素本身的性质和它们所组成的矿物种

6、类以及所处的地表环境。风化壳中元素的迁移能力可以相差数千倍。同一种元素的迁移能力在不同的环境中是不一样的。在还原条件下，铁呈Fe2+可以强烈地迁移；在湿热地区，SiO2（硅酸盐）的迁移能力可以和Ca相同。风化矿床大部分都是近代形成的，因此，它们经常出露地表，埋藏浅，便于开采；按其出露形态可分为：1）面型：平面上呈面状，剖面上呈层状或似层状，底部界限不规则，矿床分布范围与原岩或矿体出露的基本以至；2）线型：沿裂隙或不同岩石的接触带分布；3）岩溶型：位于碳酸盐岩溶洞中。它们的分布与原岩的出露范围相近，因此风化矿床还可以作为原生矿床的可靠找矿标志。某些风化矿床也可以形成

7、于过去的地质历史时期，它们保存在古风化壳中。风化矿床的矿石构造多呈胶状、网状、粉末状、结核状，常具胶状及残余结构，矿石大多疏松多孔。矿石矿物大多为氧化物、含水氧化物等，还有碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐及其他含氧盐类和自然元素（如自然金）等，它们都是在表生条件下比较稳定的矿物。这些矿物有的是原岩中残留下来的，有的则是残余组分相互作用新形成的。大多数风化矿床的规模不大，个别也有大型和特大型。风化矿床形成的主要矿床有：Fe、Al、Mn、Ni、Co、U、Au、Pt、W、Sn、Th金刚石、稀土和高岭土等。第二节风化矿床的形成条件风化矿床的形成取决于多种因素，最重要的因素有：原岩（

8、或矿床）的