矿床学讲稿5-风化

矿床地质学OREPEPOSITS徐九华第二篇第9章外生矿床J1概述一、成矿物质来源二、成矿物质富集成矿的过程三、外生矿床成因分类J2风化矿床一、风化矿床主要类型及实例二、硫化物矿床的次生变化J3沉积矿床一、沉积砂矿二、化学沉积矿床三、生物化学沉积矿床J1概述一、成矿物质来源陆源碎屑物；部分火山喷发物二、成矿物质富集成矿的过程1.风化成矿作用物理风化成矿作用残积化学风化成矿作用残余淋积2.搬运和沉积成矿作用沉积分异作用(1)机械沉积分异作用粒度比重形状(2)化学沉积分异作用真溶液的蒸发胶体化学成矿作用生物-生物化学成矿作用三、外生矿床成因分类风化成矿作用Weathering原岩或原矿床一经暴露地表或接近地表，就要在风化、剥蚀和搬运作用之下，发生一系列破坏性和建设性的变化。这既是沉积岩形成的过程，也是外生矿床的形成过程。就外生矿床而言，这些变化就是外生成矿作用。风化成矿作用是原岩或原生矿床中成矿物质在风化作用中，在原地或其附近得到相对富集形成矿床的过程。这是在原岩或原矿床的破坏中完成的，可分物理风化成矿作用和化学风化成矿作用两种方式。物理风化作用PhysicalWeathering西北地区，植被稀少，岩石裸露以物理风化为主。新疆阿尔泰山地区物理风化作用PhysicalWeathering西藏冈底斯山地区物理风化作用PhysicalWeathering花岗岩的球状风化风蚀蘑菇石化学风化作用ChemicalWeathering南方植被发育，多雨水，以化学风化为主化学风化作用ChemicalWeathering南方植被发育，多雨水，以化学风化为主路南石林化学风化作用ChemicalWeathering古雕塑的溶蚀搬运和沉积成矿作用沉积分异作用SedimentaryDifferentiation风化产物中的有用组分主要是通过水介质的搬运并从水介质中沉积出来富集成矿的，即通过沉积成矿作用成矿。这个过程中有用组分在沉积时与那些共同被搬运的其它组分在一定程度上互相分开得到相对富集。这种沉积时的相互分离，即称作沉积分异作用。其受物理因素支配的沉积分异作用，称为机械沉积分异作用；其受化学因素支配的，称作化学沉积分异作用。沉积分异作用—白龙江上游河床与河漫滩机械沉积分异MechanicalSedimentaryDifferentiation砾石含金黄铁矿砾石砂粒细砂、泥金刚石自然金石英长石石墨琥珀云母粒度：大—小密度：大—小形状：等轴粒状—片状机械沉积分异MechanicalSedimentaryDifferentiation河流上游砾石的堆积河流下游泥砂沉积化学沉积分异作用ChemicalSedimentaryDifferentiation1真溶液的蒸发作用碳酸盐—硫酸盐—石盐—钾盐2胶体化学成矿作用Fe，Mn，Al的沉积分异（风化过程，Fe，Mn，Al已分异，Mn最先而Al最后从源岩出来。3生物-生物化学成矿作用AlFeMn（包括胶体溶液电荷的中和胶体溶液的吸附）礁灰岩外生矿床成因分类一、风化矿床WeatheringDeposit1残积、坡积矿床2残余矿床残余粘土矿床、残余红土型铁-铝矿床、残余锰矿床3淋积矿床（淋滤矿床）二、沉积矿床SedimentaryDeposit1沉积砂矿风成砂矿冰川砂矿水成砂矿洪积砂矿冲积砂矿湖滨砂矿;海滨砂矿2化学沉积矿床真溶液沉积矿床（蒸发沉积矿床)—盐类矿床胶体化学沉积矿床—沉积铁、锰、铝矿床3生物化学沉积矿床J2风化矿床WeatheringDeposit一、风化矿床主要类型及实例1残积、坡积矿床2残余矿床（残余粘土矿床、残余红土型铁-铝矿床、残余锰矿床）3淋积矿床（淋滤矿床）红土化作用Laterization在热带-亚热带潮湿条件下，低价铁矿物（辉石、橄榄石、角闪石等）在氧化带被分解；MgO、SiO2被溶解带走，FeO成为Fe2O3并水解形成褐铁矿，脱水成为赤铁矿；细菌可使褐铁矿以Fe(HCO3)2转入溶液，向下淋滤再氧化沉淀形成团块状、皮壳状赤铁矿。致使风化产物呈红、赭、褐色。这类风化作用称红土化作用。中国南方红土分布范围福建漳浦铝土矿床广西木圭锰矿矿床风化残余-淋积矿床广西木圭锰矿矿床风化残余-淋积矿床二、硫化物矿床的次生变化1．氧化带（①铁帽；②淋滤亚带；③次生氧化物富集带）2．还原带－次生硫化物富集带3．原生带硫化物矿床的表生分带渗透带流动带停止水带原生硫化物带次生硫化物富集带氧化带块状硫化物矿床的氧化带氧化带的形成：1）铁帽黄铁矿→硫酸亚铁→硫酸铁→氢氧化铁→褐铁矿(铁帽)2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4(硫酸亚铁)游离氧情况下硫酸亚铁不稳定，4FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O(硫酸铁)硫酸铁在弱酸溶液中易于水解，Fe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3+3H2SO4(氢氧化铁)褐铁矿氧化带的形成：2)淋滤亚带硫化铜的溶解：CuFeS2+4O2=CuSO4+FeSO4(黄铜矿)(硫酸铜)在氧化带内硫酸铜溶液向下淋滤与碳酸盐类矿物相遇时互相交代生成孔雀石、2CuSO4+2CaCO3+H2O=Cu(OH)2·CuCO3+2CaSO4+CO2(孔雀石)3CuSO4+3CaCO3+H2O=Cu(OH)2·2CuCO3+3CaSO4+CO2(蓝铜矿)孔雀石蓝铜矿孔雀石还原带内的变化——次生富集带的形成当硫酸铜溶液淋滤到潜水面以下、进入到还原带时，就和原生硫化矿物互相交代形成含铜更高的次生硫化铜矿物，如铜蓝、辉铜矿等：CuSO4+CuFeS2=2CuS+FeSO4(铜蓝)CuSO4+ZnS=CuS+ZnSO4(铜蓝)14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4(辉铜矿)