风化矿石构造(矿物岩石化学风化) 风化矿化及其矿石1。风化矿化:& nbsp& nbsp& nbsp1.1.概述:& nbsp& nbsp& nbsp在常温常压下，地表或近地表的原岩或沉积物受到水、大气(CO2、O2)、各种酸、生物和温度变化的作用，发生物理风化、化学风化和生物风化，最终形成风化沉积物。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp物理风化:这是通过解体将原岩或矿床机械破碎成细小的碎片和颗粒的作用，一般不改变原岩(矿床)的化学成分。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp主要因素有温度、水的冻结、盐溶液的结晶、植物根系的楔入以及人为对其的破坏。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp物理风化主要发生在温度变化剧烈的干燥沙漠地区、永久积雪的山区和寒冷的极地地区。 形成的矿物有磁铁矿、钛铁矿、金、铂、金刚石、刚玉、水晶、蓝晶石和锡石。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp化学风化:原岩或矿床被水、空气体和生物化学分解，称为化学分异。 化学风化的结果是，一些物质变成可溶性盐类，在条件允许的情况下，淋溶迁移到其他地方形成矿床，称为淋溶矿床。有些物质形成不溶的稳定的新矿物，这样形成的沉积物称为残余沉积物。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp主要因素是水、空气和生物，其中最主要的是水。 因为水有很强的溶解力，它能溶解易溶的矿物质。同时含有O2、CO2、有机酸、无机酸及各种盐类，加速矿物质的溶解。它们不仅溶解，而且发生化学反应，溶解旧的物质，沉淀新的物质。 此外，水具有很大的迁移能力，将可溶性物质带到有利于降水的地区。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp化学风化主要发生在潮湿地区和降雨量超过蒸发量的地区，即热带和亚热带地区有利于化学风化。 主要矿物有铁、锰、铝、钴、镍、高岭土和稀土元素。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp生物风化:& nbsp生物风化是一种化学作用。 生物分布广泛。在上层岩石圈、下层大气圈和水圈，生物体几乎无处不在。 它的作用首先影响大气成分。O2与风化关系密切，主要由植物光合作用产生。微生物的生理活动和生物的分解会产生大量的CO2、H2S和有机酸，进而加速化学风化。细菌、藻类和地衣共同覆盖在岩石表面，它们分泌的有机酸分解岩石，从中吸收可溶性物质，转化为有机化合物，形成它们的身体(蛋白质等。). 当它们死亡时，有机物分解，一系列元素转化为矿物质，如二氧化硅、氧化钙、K2O、氧化铝等。，分解后相互作用，形成粘土矿物(蒙脱石等。) 在自然界中，有许多粘土不是长石水解产物，而是由生物形成的。硝化细菌将氨氧化成硝酸，硫细菌将硫和硫化物氧化成硫酸。 硝酸和硫酸破坏岩石并进一步风化它们。 铁细菌将铁的低氧盐氧化成氧化物，自然界铁的生物氧化远远超过化学氧化，所以很多风化铁矿床，包括锰矿床，多为生物成因。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp生物风化主要发生在有利于生物繁殖的热带和亚热带地区。 形成的主要矿物是铁、锰和粘土。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp总之，由于大气、太阳光(太阳能)、水和生物的相互作用，原来的岩石和沉积物已被风化破坏，在有利的条件下形成了风化沉积物。 【下一篇】& nbsp& nbsp& nbsp1.2.风化沉积物:& nbsp& nbsp& nbsp风化沉积物是指地表或近地表的岩石或沉积物，因风化而破碎分解。其中的成矿物质基本不运移，或仅短途运移，堆积在原地或原地附近，形成有用矿物的堆积。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp根据成因，风化沉积物分为以下四类:& nbsp& nbsp答& nbsp残积砂沉积:& nbsp& nbsp& nbsp含矿岩石或矿床在裸露地表因风化作用而发生机械破碎，一些化学性质稳定的重矿物残留在原岩或矿床的上部残积土中并相对富集，从而形成残积土砂矿床。 当残留的有用碎屑物质由于剥蚀和重力作用沿山坡移动，聚集在山坡上时，就形成了坡积物。 因此，残积沉积和斜坡沉积往往表现为一种逐渐过渡的关系(图1)。 两者统称为残坡积砂。 & nbsp& nbsp1 & nbsp残坡积冲积物:& nbsp& nbsp& nbsp这类矿床的基本特征是:残坡积冲积矿床一般在原矿层上部的残积层或坡积层中。由于运输距离不远，构成冲积沉积的碎屑物质分选不完全，圆度较差；除少数贵金属和稀有分散金属有一定工业意义外，规模普遍较小；这类矿床规模虽小，但品位高，接近地表，易采易选。冲积砂矿床一般与冲积砂矿床或原生矿床一起开采；这类矿床的主要矿物有金、锡、铂、铁、锰、独居石、钽铌矿和水晶。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbspB& nbsp；剩余存款:& nbsp& nbsp& nbsp当原生岩石或矿床主要因化学风化而分解时，部分物质被流水带走或向下渗透，其中不溶物多以胶体形式沉淀，或新矿物沉淀留在原地或附近。如果一些有用的矿物能够聚集起来满足工业要求，就会形成残余矿床。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp化学风化分解的产物几乎沿原生岩石表面形成一层薄壳，故又称为风化壳矿床。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp这类矿床的基本特征是:残积矿床一般呈平面状，若受线性构造或岩石接触带控制，则呈线性；堆积物的厚度往往几米到十几米，少数情况下可达100 ~ 200米，随着深度的增加，风化作用逐渐减弱直至停止。矿体产状平缓，呈层状，分布面积大，底部边界不均匀，部分矿床规模较大；矿床剖面有明显的分带现象，与母岩有过渡关系。这类矿床的主要矿物有铁、锰、铝、镍、稀土元素和高岭土。除锰矿外，其余五种矿产都是大型矿床，具有重要的工业价值。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbspC & nbsp浸出矿床:& nbsp& nbsp& nbsp形成的岩石或矿床经化学风化后，成矿物质能以胶体或真溶液状态随地表水渗入风化壳下部。因介质条件变化而沉淀或交代形成的矿床称为淋滤矿床。 淋滤矿床中成矿溶液的流动方向是自上而下，溶液的温度一般较低，所以有人称这类矿床为冷液矿床。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp这类矿床的特点是:淋滤矿床的矿体多为不规则的层状、囊状、脉状、透镜状；矿石结构多为土状、胶状、钟乳石状、结核状、脉状、浸染状和块状。 矿石结构为交代结构。 大多数矿物是氢氧化物(褐铁矿、软锰矿)，其次是各种碳酸盐、硫酸盐、硼酸盐和磷酸盐矿物:如菱镁矿、菱铁矿、菱镁矿、孔雀石、蓝铜矿、石膏、重晶石、勃姆石、水镁石、钠硼解石和磷灰石等。在少数情况下，也有硫化物(辉铜矿、斑铜矿、辉铜矿和铜蓝) 浸出矿床的主要矿物是铁、锰、铜、钒、铀、磷、石灰石、硼酸盐和石膏。 【下一篇】& nbsp& nbsp& nbspD & nbsp硫化物矿床的表生富集带:& nbsp& nbsp& nbsp所有的矿床，无论是金属矿床还是近地表的非金属矿床，在风化作用下都会发生变化，尤其是金属硫化物矿床，其表生变化强烈，下面介绍:& nbsp& nbsp& nbsp答& nbsp硫化物矿床的表生分带:& nbsp& nbsp& nbsp金属硫化物矿床出露地表后，长期受到富含氧气和二氧化碳的地下水以及生物有机质的强烈影响，其物质组成、结构和构造发生了巨大变化。从地表到地下，由于不同的化学风化作用，出现分带现象。 发育良好的金属硫化物矿床的垂直表生分带(图2)如下:& nbsp& nbsp& nbsp氧化带:大致相当于地下水渗流带；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp次生硫化物富集带:大致相当于地下水流带；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp原生硫化矿带:大致相当于死水带。 & nbsp& nbsp2 & nbsp硫化铜矿床表生分带示意图:& nbsp& nbsp& nbspb & nbsp硫化物矿床氧化带:& nbsp& nbsp& nbsp该区域位于矿床的近地表部分，从地下水面以上到露头。 一般厚度几米到几十米，少数氧化带可达900米以上。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在氧化带，硫化物矿床中硫化物引起的化学分解非常强烈。当它们被氧化时，需要经历硫酸化期，即硫化物中的硫先被氧化成硫酸，这样矿物质才能转化成硫酸盐，例如:方铅矿& nbspPbS+2 O2→pbso 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp黄铜矿& nbspcufe S2+4 O2→cuso 4+feso 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp虽然各种金属硫化物都转化为金属硫酸盐，但各种金属的硫酸盐在水中的溶解度是不同的，如表1所示。 & nbsp1 & nbsp金属硫酸盐在水中的溶解度(g/L)硫酸盐硫酸盐硫酸盐的溶解度(C)硫酸盐溶解度的温度(ZnSO 4 MnSO 4 FeSO 4 C USO 4 P BSO 4g so 43667.86868686667& nbsp& nbsp由于各种金属硫酸盐的溶解度不同，PbSO4(铅和钒)不溶于水，保留在原地和沉积物的上部。其他金属硫酸盐溶解在水中，并通过地下渗流和地下水被带走。 其中FeSO4不稳定，继续氧化成高价铁的硫酸盐:4 feso 4+O2+2h2so 4→2fe 2(SO4)3+2H2O & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp高价硫酸铁在中性或弱酸性溶液中也不稳定，常水解生成氢氧化铁:Fe2(SO4)3+6H2O→2Fe(OH)3+3h2so 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp氢氧化铁胶体脱水沉淀:& nbsp2Fe(OH)3→fe2o 3+3H2O & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp它形成针铁矿、针铁矿、含水赤铁矿等。，与二氧化硅形成“铁帽”(硫化矿体表面的富铁残留物)，残留在氧化带中。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp根据硫化物的氧化程度，氧化带可分为完全氧化带、淋滤带和二次氧化富集带。如果后两个区域强烈分化，它们通常转化为完全氧化区(图2)。 【下一篇】& nbsp& nbsp& nbspc & nbsp硫化物矿床的次生富集带:& nbsp& nbsp& nbsp硫化物矿床的次生富集带位于地下水位以下、死水位以上和流动带。 次生硫化物是由氧化带中浸出的某些金属硫酸盐交代原生硫化物而形成的，其结果是某些金属的含量(品位)增加几倍到几十倍。这种作用称为次生富集，发生这种作用的地带称为次生硫化物富集带。 这个带一般有几米到几十米厚，最厚的可达400m m。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp金属硫酸盐对原生硫化物的交代有一定的顺序。瑟曼总结了以下经验顺序:Hg—Ag—Cu—Bi—CD—Pb—Zn—Ni—Co—Fe—Mn。 按照元素硫亲和力递减的顺序，前面元素的硫酸盐可以占后面元素的硫化物。 如硫酸铜溶液能与铅、锌、铁等原生硫化物交代形成次生硫化铜，而硫酸锌不与硫化铜交代。 因此，瑟曼序列前方的元素容易形成次生硫化物富集带，如铜、银次生硫化物富集带，相对发育，具有较大的工业意义。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp现在以铜矿床的次生富集为例，后面介绍:& nbsp& nbsp& nbsp从氧化带浸出的硫酸铜溶液与位于瑟曼序列中铜之后的各种金属的原生硫化物反应，铜的次生硫化物如辉铜矿和铜蓝沉淀下来。这个化学反应如下:14 cuso 4+5 Fe S2+12H2O→7cu 2s+5 feso 4+12 h2so 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(黄铁矿):& nbsp(辉铜矿):cuso 4+cufe S2→2CuS+feso 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(黄铜矿)(铜蓝)& nbsp& nbsp& nbspcuso 4+ZnS→CuS+znso 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(闪锌矿):cuso 4+Cu 5 FeS 4→2cu 2s+2CuS+feso 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(斑铜矿)& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp由于辉铜矿含铜79.83%，铜蓝含铜64.44%，远高于原生黄铜矿(含铜34.57%)和斑铜矿(含铜63.3%)。 次生硫化物和原生硫化物中的铜含量可大大提高矿石品位，一般比原生矿石高2 ~ 3倍，使氧化带下的金属铜大量富集，形成极具工业价值的次生富集带。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp局部地壳缓慢上升，侵蚀面和地下水位逐渐下降，而铜的次生富集带随之上升，进入氧化带(区)。此时铜的次生硫化物，尤其是辉铜矿被氧化，生成富含铜的新矿物——辉铜矿(含铜88.2%)和自然铜(含铜100%)。 反应式如下:4cu 2s+9o 2→2cu 2o+4 cuso 4 & nbsp；& nbsp& nbsp(黄铜矿)& nbspCu2S+2 O2→Cu+cuso 4 & nbsp；& nbsp& nbsp(自然铜):& nbsp& nbsp& nbsp因此，当辉铜矿与矿石中的辉铜矿和自然铜共生时，可以断定次生硫化物富集带已被氧化。 这个地区特别富含铜，所以被称为次生氧化富集带。 【下一篇】2。主要矿石举例:& nbsp& nbsp& nbsp风化沉积物中的主要金属矿物是铁、锰、铝、铜、镍、钛、钴、金、银、铂、锡、铀、钒和稀土元素。主要的非金属矿物有金刚石、高岭土、粘土、磷灰石、刚玉、蓝晶石、重晶石和水晶。 最重要的两种矿石类型介绍如下:& nbsp& nbsp& nbsp软锰矿 软锰矿:产于锰矿床或含锰岩石的氧化带中。 矿石的主要矿物是软锰矿和软锰矿，其次是方镁石、软锰矿、一水硬铝石、重晶石和黑锰矿。 矿石结构松散，呈土状、网格状、蜂窝状、肾状。 富锰矿石高达40%，锰矿质量高，部分锰帽厚达数十米，矿床规模大，是锰矿的重要矿石类型之一。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp离子吸附稀土矿:产于花岗岩、正长岩、火山岩等含有一定量稀土元素的原始岩石的风化壳中。 这些稀土元素是原岩中的独立矿物(如氟碳铈矿、砷黝铜矿、二茂钛、独居石、磷钇矿、硅线石、褐钇矿等)。). 当它们受到风化作用时，分解产物以离子状态进入溶液，大部分被水合高岭石、高岭石、水云母等粘土矿物吸附。，只不过其中一部分被地表水带走，使得风化壳中富含矿物质的稀土离子。 矿石呈块状，稀土元素含量为0.088%，最高达0.43%。 选矿方法简单。用卤水浸出含矿粘土，可将90%以上的稀土元素转移到氯化钠溶液中，得到纯度94%以上的混合稀土氧化物。 矿床规模大，解决了我国稀土元素资源，具有重大工业意义。 & nbsp& nbsp 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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