风化矿床（风化矿床）
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更新时间：2023-05-18
风化矿床
地壳表面的岩石和矿石，在大气、水、生物等营力的机械和化学作用影响下，发生物理的、化学的以及生物化学的变化，使有用物质重新组合、调整、富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。风化矿床的形成取决于多种因素：原岩的物质成分、气候条件、地形条件、地下水条件、地质构造条件和风化时间等。
基本信息
| 定义 | 矿石经风化作用而形成的矿床 |
| 特点 | 矿石疏松，便于开采加工 |
简介
影响因素
主要有以下几方面：①原岩成分。风化的原岩是成矿物质来源。基性和超基性岩中铁、镍的含量既高，又易于风化，有利于形成铁、镍的风化矿床。又如长石质岩石风化后可形成各种粘土或铝土矿床。②气候条件。它对风化成矿作用有决定性影响。高温有利于原岩的分解和其中碱和碱土金属的带出，气候潮湿雨量充沛也有利于风化作用，因此在热带亚热带地区最有利于风化矿床的形成。③地形因素。山区地形高差大，风化产物不易保留；强烈夷平地形，也不利于风化成矿作用持续进行；介于二者之间的中低山脉和丘陵地带最有利于风化矿床的发育。④潜水面。在潜水面以上，强烈的化学中和淋滤作用使残留物质富集成矿，而其下则可能产生淋滤物质的富集。因此潜水面的深度适中，岩石的分解和淋失相适应，有利于风化矿床的形成。⑤地质构造。规模大的裂隙带和破碎带，决定了风化矿床的位置和延伸方向，同时也控制了风化矿床的深度。构造运动还影响风化矿床的保存条件，在构造上隆地区风化矿床易受剥蚀破坏，在沉降地区风化矿床则被掩埋，只有在微弱沉降的情况下，风化矿床才能被覆盖而保存起来。⑥时间因素。形成规模和质量都好的风化矿床，需要很长的时间。已知的风化矿床，多数是在第三纪、第四纪或中生代形成的。由于世界各地地壳发育历史不完全一致，它们的风化矿床形成时间也不相同，但它们都是在历次地壳运动后期，在稳定的地台上形成的。
形成条件
一、原岩（或矿石）的物质成分
原岩（或矿石）的物质成分和化学成分，对风化产物有重大影响。原岩（或矿石）的成分不同，其形成的风化矿床的类型也就不同。如富含铁、镍的超基性岩和基性
岩常形成红土型铁矿床和镍矿床；含铁硅质岩或含铁石英岩、含铁（菱铁矿、铁白云石）碳酸盐岩常形成残余型铁矿床；富铝贫硅的碱性岩和玄武岩常形成红土型铝土矿床；花岗岩类岩石常形成残余型高岭土矿床；含锰高的沉积岩、变质岩可形成残余锰矿床；富含稀土元素的酸性侵入岩、碱性岩和火山岩遭受化学风化后常形成离子吸附型稀土元素矿床；富含重砂矿物的花岗岩、伟晶岩可形成残、坡积砂矿床等等。
一般认为，原岩中有用组分含量越高，形成风化矿床的可能性就越大。但是，欲达到某种程度的集中并构成矿床，仅靠该元素在原岩中的较高含量还是不够的，还需要母岩易于被分解才行，如Al2O3含量不高、甚至很低的碳酸盐岩石中若有泥质夹层经长期和强烈的风化作用后，也可以形成规模巨大的铝土矿，这是因为碳酸盐岩石易被风化溶解，其中含铝的粘土矿物转变为铝土矿，在原地逐渐残留堆积起来形成铝土矿床。
二、气候条件
气候对风化矿床形成的影响主要表现在温度、降雨量、生物活动等方面。
在热带和亚热带地区，由于气候炎热，雨量充沛，生物繁殖极快，因而化学风化作用和生物风化作用进行得十分强烈并不断向深部发展，岩石和矿物破坏和分解迅速，元素可发生大量迁移和富集，创造了形成巨厚风化壳的条件，有利于形成大型残余矿床。
气候条件受纬度、海拔及距离海岸远近等因素控制，因此风化矿床也常呈带状分布。
三、地貌条件
地貌条件直接影响地表水和地下水的运动，因而关系到风化作用能否彻底进行及风化产物能否很好地保存下来。①陡峻的山岳地形，水流迅速，侵蚀作用强烈，物理风化超过化学风化，风化产物往往以粗碎屑物为主，并且常被地表水冲走，因而不利于风化矿床的形成。②平原洼地，水流不畅，是沉积物堆积的场所，不利于风化作用的进行。③高差不大的山区及平缓丘陵地形对风化矿床的形成最为有利。地表水和地下水的流动都比较缓慢，侵蚀作用亦较微弱，而且化学风化作用占主要地位，风化产物能大量残留原地，形成准平原化地貌，有利于风化矿床形成。
四、水文地质条件
地下水的分带影响风化矿床的分带。表中各带的界限并非固定不变，而是依潜水面的升降而升降。一般来说，各带界限常因侵蚀作用的影响不断地向下迁移，但如果地壳下降或补给潜水的水量在较长的时期内增大，亦可引起各带界限的回升，从而影响风化矿床的规模。还应该指出，这种分带情况是出现在透水性大致相同的岩石、土壤内，但实际上往往因岩石的裂隙发育不均匀，使分带情况变得更加复杂。
五、构造条件
地形往往受地质构造因素控制，强烈的构造运动上升地区，一般不利于风化矿床的形成。但在区域缓慢上升和风化淋滤速度保持平衡的长时期准平原化的分水岭地区，能形成巨厚的风化矿床。稳定陆块有利于大规模风化矿床的形成。古风化壳矿床往往产生在沉积间断的不整合面上，如中国华北板块内奥陶系风化侵蚀面上的铁、铝矿床等。
区域构造对风化矿床也起控制作用。裂隙、裂隙带、破碎带的方向及完整程度可决定线型风化矿床的位置和形态特征。
侵蚀基准面决定风化壳的最终厚度，而地壳的垂直运动将引起该基准面的变化，造成某一地带的相对抬升，另一地段的相对下降，并影响到潜水面的稳定性。长期稳定的地质构造环境是形成大型风化矿床的必要条件，
六、时效条件
矿床类型
残余矿床
地表岩石经化学风化和生物风化作用后，一部分物质被淋滤，而另一部分残留在风化壳中富集而成的矿床，也称残留矿床。风化残余物质都是在地表条件下稳定的物质，其中铁和铝是最稳定的，风化后成为铁矿和铝土矿而富集在风化壳上部成矿。二氧化硅、磷、锰、钴、镍、铜、铀、钒稳定性稍差，在其他条件有利时，可以形成氧化物、磷酸盐及其他稳定的含氧盐类而成为残余矿床。重要的残余矿床有下列几种：
①红土型铁矿床。超基性岩在炎热潮湿地区经过强烈风化淋滤作用，岩石中的镁和硅被地下水带走，低价铁大部分变为高价铁，形成难溶的含水高铁氧化物，然后脱水成赤铁矿。其结果形成了红土型风化壳，其上部含铁高达50%以上成为富铁矿。矿体内常有原岩中残留的富含铬、钛、钒矿物或风化后残留的钴、镍、锰矿物，可以直接冶炼成优质合金钢。著名的西澳哈默斯利富铁矿，矿石达244.8亿吨，古巴卡腊贾斯铁矿的天然合金钢富矿石也达到178亿吨，此外，在印尼、菲律宾、前苏联、美国也都有分布。这类矿床在中国不甚发育，但华北的山西式铁矿，至少有一部分是含铁碳酸盐岩石风化产物。
②红土型铝土矿矿床。发育在热带和亚热带地区的碱性岩和基性岩风化壳中。这里经强烈风化作用分离出来的碱和碱土金属离子，使水呈碱性，能溶解并带出二氧化硅，而在风化壳中残留的铝形成了三水铝石和一水铝石，与铁的氧化物和粘土共生，成为易采易炼的优质铝矿石，是铝的重要来源。美国阿肯色及印度中央高原和巴西、几内亚等地都有这类矿床。另一种铝土矿床则主要是石灰岩风化产物，称为钙红土型铝土矿，是含铝石灰岩风化后形成了铁的氧化物和粘土，被带到岩溶洼地中经改造而成铝土矿；有的可能是附近的红土风化产物，被流水搬运到石灰岩溶洞中的，所以也称为喀斯特型铝土矿床。这种矿床多分布在地中海沿岸国家和印度、前苏联等地。中国广西平果铝土矿是二叠系中的原生铝土矿经风化崩塌堆积而成。
③红土型镍矿床。又称硅酸盐镍矿床，由超基性岩风化而成。产在第三纪、第四纪或中生带的热带、亚热带蛇纹岩风化壳中。当超基性岩风化时，以类质同象混入橄榄石和辉石中的镍转入蛇纹石中，以后蛇纹石又经分解，镍即析出来，进入溶液，从风化壳上部迁到下部，以次生镍矿物和含镍矿物再沉淀下来而形成工业富集。著名的南太平洋新喀里多尼亚（法属）硅酸镍矿床，规模很大。中国的云南、台湾等地也有这类矿床。
淋积矿床
指原岩中活动性较大的物质，经过风化淋滤被地下水带至邻近的岩石中富集形成的矿床。这种矿床的形成除由成矿元素的地球化学性质决定外，还需要有明显的地球化学屏障，主要是潜水运动的阻滞和物理化学环境的急剧改变。淋积铀矿、铜矿是常见的淋积矿床。
