礦床學(xué) 第八章風(fēng)化礦床和礦床的表生變化

1第八章

風(fēng)化礦床和

礦床的表生變化2第八章風(fēng)化礦床

和礦床的表生變化一風(fēng)化礦床（一）風(fēng)化礦床概述（二）風(fēng)化礦床的形成條件（三）風(fēng)化礦床的成礦作用及主要類型二礦床的表生變化（一）金屬硫化物礦床的表生變化和次生富集（二）金屬氧化物礦床的表生變化和次生富集3一、風(fēng)化礦床(WeatheringDeposit)(一)風(fēng)化礦床概述風(fēng)化作用：出露于地表的巖石、原生礦石，在水、大氣和生物等營力作用下，發(fā)生物理、化學(xué)和生物化學(xué)變化，稱為風(fēng)化作用風(fēng)化殼：由風(fēng)化產(chǎn)物所組成的巖石圈部分由于風(fēng)化作用使有用物質(zhì)發(fā)生重新組合、分配、富集，形成風(fēng)化礦床或風(fēng)化殼礦床4一、風(fēng)化礦床(WeatheringDeposit)

工業(yè)意義

(1)主要礦產(chǎn)：Fe、Mn、Al、Ni、Co、Au、Pt、W、Sn、U、

V、REE、金剛石、剛玉、磷塊巖、高嶺土

(2)分布廣泛埋藏淺結(jié)構(gòu)疏松適于露采

(一)風(fēng)化礦床概述5

3、風(fēng)化礦床的特點(diǎn)

(1)以近代(N-Q)形成者最為重要

(2)深度淺(近地表或近地表)，距原生巖石或礦體近，作為原生礦床的直接而有效的找礦標(biāo)志

(3)按礦體出露形態(tài)，可分為三種類型

A-面型風(fēng)化殼礦體：厚幾～幾十m,最厚200m,平面呈面狀，剖面上呈層狀；

B-線型風(fēng)化殼礦體：沿構(gòu)造裂隙或不同原巖接觸帶分布，呈似脈狀，長可達(dá)1000m；

C-巖溶型風(fēng)化殼礦體：分布在碳酸鹽巖溶洞中(一)風(fēng)化礦床概述63、風(fēng)化礦床的特點(diǎn)(4)礦石主要由在外生條件下比較穩(wěn)定的元素和礦物組成(自然元素、氧化物、含水氧化物、硫酸鹽、磷酸鹽以及其它含氧鹽類)；(5)礦石多呈膠狀結(jié)構(gòu)和殘余結(jié)構(gòu)蜂窩狀、角礫狀、結(jié)核狀、皮殼狀等構(gòu)造(6)規(guī)模多為中-小型，但個(gè)別礦種(Fe、Ni)可形成大型礦床7第八章風(fēng)化礦床

和礦床的表生變化一風(fēng)化礦床（一）風(fēng)化礦床概述（二）風(fēng)化礦床的形成條件（三）風(fēng)化礦床的成礦作用及主要類型二礦床的表生變化（一）金屬硫化物礦床的表生變化和次生富集（二）金屬氧化物礦床的表生變化和次生富集8(二)風(fēng)化礦床的形成條件1、原巖條件---物質(zhì)基礎(chǔ)

(1)成礦物質(zhì)的主要提供者

(2)決定風(fēng)化礦床的礦產(chǎn)類型超基性巖--紅土型Fe、Ni、PGE礦床花崗巖--高嶺土礦床、粘土吸附型REE礦床富鐵變質(zhì)巖--富鐵礦床2、氣候條件(溫度、降雨量、生物活動(dòng))---重要因素

熱帶、亞熱帶氣候--有利于大型風(fēng)化礦床的形成一些大型的鐵、錳、鋁、鎳風(fēng)化礦床主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)93、地形地貌條件高差不大的山區(qū)、丘陵地區(qū)有利于風(fēng)化礦床的形成4、地質(zhì)構(gòu)造條件

地臺(tái)區(qū)較有利于大規(guī)模風(fēng)化礦床的形成構(gòu)造破碎帶、裂隙帶利于形成線型風(fēng)化礦床5、水文地質(zhì)條件

巖石滲透性強(qiáng)、適合的水文地質(zhì)條件（通氣帶）、較長的延續(xù)時(shí)間等有利于大型風(fēng)化礦床的形成(二)風(fēng)化礦床的形成條件101．物理風(fēng)化作用1、物理（機(jī)械）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，崩解使巖石和礦物顆粒比表面逐漸增大，礦物顆粒越來越細(xì)，增強(qiáng)了地表水、氧和二氧化碳對(duì)巖石和礦物的分解作用。其主要方式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)沙的沖擊作用冰川的侵蝕作用等除極地和溫帶高寒地區(qū)外，物理風(fēng)化與化學(xué)風(fēng)化相比，幾乎是微不足道的。（三）風(fēng)化礦床的成礦作用及主要礦床類型112．化學(xué)風(fēng)化作用2、化學(xué)風(fēng)化作用由于化學(xué)作用使組成巖石的礦物發(fā)生分解，即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)的過程盡管化學(xué)的和礦物的變化程度不同，但它們都是時(shí)間和風(fēng)化作用強(qiáng)度的函數(shù)對(duì)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。123．生物風(fēng)化作用3、生物風(fēng)化作用生物生活和死亡過程中引起的化學(xué)風(fēng)化作用

生物的生命活動(dòng)產(chǎn)物，如CO2、O2、有機(jī)酸等強(qiáng)烈地影響著周圍環(huán)境的pH值、Eh值等一系列物理化學(xué)條件，從而影響著風(fēng)化作用的進(jìn)行19世紀(jì)80年代開始認(rèn)識(shí)到生物風(fēng)化作用對(duì)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，如腐殖酸、褐酸等。3．生物風(fēng)化作用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1t水木賊的灰分中存在著金610g，在另一種木賊的1t灰分中含有金63g，而當(dāng)?shù)孛繃嵧寥乐袃H含金0.1g。1314各種風(fēng)化作用相互關(guān)系三種風(fēng)化作用往往是相伴同時(shí)發(fā)生，但隨著環(huán)境條件的不同，它們相對(duì)的強(qiáng)度有所不同在極端干旱的沙漠地帶和北極圈的條件下，物理風(fēng)化作用占優(yōu)勢(shì)；在有一定溫度和濕度的條件下，化學(xué)風(fēng)化則起了主導(dǎo)作用，它可以在風(fēng)化帶的所有深度上起作用，并控制著風(fēng)化產(chǎn)物的性質(zhì)；與此同時(shí)，生物風(fēng)化又可加快物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化的進(jìn)程在風(fēng)化作用過程中，外界條件起著重要的控制作用，但外因通過內(nèi)因而起作用，礦物本身的特性則對(duì)風(fēng)化過程的速度和強(qiáng)度發(fā)生根本性的影響。風(fēng)化過程中元素的遷移和富集化學(xué)元素在風(fēng)化殼中遷移能力的大小，主要取決于元素自身的性質(zhì)和由它們組成的礦物的種類以及它們所處的外界環(huán)境若以物理風(fēng)化作用為主，一般不改變?cè)瓗r和礦物的化學(xué)成分，有用礦物堆積都是一些原巖中的穩(wěn)定礦物，如磁鐵礦、鈦鐵礦、錫石、鉻鐵礦、自然金、自然鉑和金剛石等當(dāng)化學(xué)風(fēng)化作用強(qiáng)烈時(shí)，會(huì)發(fā)生水解、水合、氧化、還原、離子交換等反應(yīng)，導(dǎo)致元素的遷移和富集，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(duì)立面15風(fēng)化分異——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，生物風(fēng)化作用也能引起風(fēng)化分異元素的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。當(dāng)風(fēng)化作用使元素發(fā)生遷移時(shí)，一部分元素及其化合物發(fā)生流失，另一部分元素和化合物則相對(duì)集中，使得風(fēng)化礦床的形成成為可能16風(fēng)化過程中元素的遷移和富集2023/2/2317（三）風(fēng)化礦床的主要類型按風(fēng)化作用的性質(zhì)1.物理（機(jī)械）風(fēng)化作用—機(jī)械風(fēng)化礦床（1）殘積礦床（2）坡積礦床殘坡積礦床：Au、Sn、Nb-Ta、金剛石、獨(dú)居石、鈦鐵礦2.化學(xué)風(fēng)化作用—化學(xué)風(fēng)化礦床（3）殘余礦床（高嶺土、鋁土礦、鐵礦）（4）淋積礦床（鎳礦）1718（三）風(fēng)化礦床的主要類型(1)殘坡積砂礦床地表的巖石或礦石風(fēng)化破碎難溶的和較重的有用礦物殘留在原地富集形成殘積砂礦床（eluvialdeposits）由于剝蝕作用和重力作用影響有用礦物沿山坡移動(dòng)和堆積坡積砂礦床（colluvialdeposits）以物理風(fēng)化作用為主有用物質(zhì)常在原地殘留或移動(dòng)不遠(yuǎn)碎屑具有明顯的棱角甚至保留原有礦物的晶形分選性較差無明顯的層理尋找原生礦床的重要標(biāo)志19殘積和坡積砂礦床的一般特征

A.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)；

B.無磨圓，棱角或保留原來礦物的外形；

C.無分選或分選很差；

D.無明顯層理。

E.殘積礦床和坡積礦床常常呈逐漸過渡的關(guān)系，難

于截然分開，故也可統(tǒng)稱為殘坡積礦床；20殘坡積砂礦床的主要類型

殘坡積礦床種類不多，分布也有限，但有些較為重要，主要有金、鎢、錫、鈮、鐵、鋁土、鉭和水晶等殘積、坡積礦床

A、殘坡積砂金礦-西澳大利亞Kalgoorlie（卡爾古利）

B、殘坡積錫礦床-云南個(gè)舊錫礦區(qū)

C、殘坡積鈮、鉭礦床

21礦例1：澳大利亞卡爾古利砂金礦床

原生金一硫化物礦床的氧化帶，強(qiáng)烈風(fēng)化形成了紅土，金在疏松紅土中富集，含金達(dá)30g／t。22礦例2：云南箇舊殘積一坡積砂錫礦床

石灰?guī)r中的原生錫石一硫化物礦床，由于風(fēng)化，在礦體的上部和附近的巖溶洼地、緩坡上；礦層厚，品位高、規(guī)模大，是我國最重要的錫礦類型。礦例3：非洲尼日利亞殘積鈮鉭砂礦床

世界最為著名，為富含鈮、鉭鐵礦的花崗巖和花崗偉晶巖的風(fēng)化形成，是鈮、鉭的重要來源。23(2)殘余礦床(residualdeposits）原生礦床或巖石風(fēng)化作用后易溶組分被地表水和地下水帶走難溶有用組分在原地或附近形成新的穩(wěn)定次生礦物堆積成礦殘余礦床紅土化作用與粘土化作用：殘余型粘土礦床高嶺土、蒙脫石（微晶高嶺土）

24殘余紅土型鋁土礦礦床-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.美國的阿肯色鋁土礦床

印度德于高原鋁土礦礦床殘余紅土型鐵礦床世界最富的鐵礦床

富鐵橄欖巖或玄武巖風(fēng)化形成，單個(gè)礦床幾十-幾百億噸

古巴、菲律賓、印度尼西亞等國的鐵礦資源中占有重要地位，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目

前世界上富鐵儲(chǔ)量的70％產(chǎn)于此類礦床中

礦例：古巴紅土型鐵礦床粘土吸附型REE礦床

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。

礦例：我國南嶺燕山期花崗巖區(qū)形成了特大型稀土元素礦床25(3)淋積礦床地表的巖石和礦石風(fēng)化作用發(fā)生分解易溶有用組分被地表水帶到風(fēng)化殼下部的潛水活動(dòng)區(qū)稀薄的含礦溶液與圍巖發(fā)生交代作用形成礦床礦體多呈不規(guī)則的似層狀，其次為囊狀、巢狀等；礦石常具網(wǎng)脈狀、浸染狀、粉末狀、葡萄狀、結(jié)核

狀構(gòu)造Ni、Co、V、U、Fe、Mn等礦產(chǎn)淋積型硅酸鎳礦床

淋積型硅酸鎳礦床是鎳礦的一種重要類型，它們是由熱帶和亞熱帶地區(qū)的超基性巖風(fēng)化而成。這些巖石在紅土化作用過程中鎳先臨時(shí)性溶解在水中，但很快又在紅土層下面的風(fēng)化巖石中發(fā)生中和反應(yīng)形成鎳的硅酸鹽礦物，如硅鎂鎳礦、鎳水蛇紋石、鎳綠泥石、水硅鎳礦等。這些次生鎳硅酸鹽富集而成淋積型硅酸鎳礦床，其上紅土層富鐵往往可成為紅土型鐵礦。26新喀里多尼亞淋積鎳礦床是此類礦床的典型代表；古巴、澳大利亞、巴西、菲律賓及我國的云南、內(nèi)蒙古、臺(tái)灣等國家或地區(qū)都有硅酸鎳礦床分布。淋積型硅酸鎳礦床2728二．礦床的表生變化（Oxidation）各類礦床的近地表或露出地表部分，長期經(jīng)受氧、二氧化碳、水、生物有機(jī)質(zhì)等風(fēng)化作用，風(fēng)化過程

中會(huì)發(fā)生不同程度的變化，稱為礦床表生變化改變?cè)V石組構(gòu)、礦物成分和化學(xué)成分研究意義

1、重要的找礦標(biāo)志

2、大大提高Cu、Ag、U等礦床的工業(yè)價(jià)值金屬硫化物礦床明顯強(qiáng)于金屬氧化物礦床29

(一)金屬硫化物礦床的表生變化和次生富集

在風(fēng)化作用下，如果金屬硫化物（特別是銅硫化物）礦床所處條件適宜，可有一個(gè)發(fā)育完整的表生分帶，自上而下為：

1、硫化物礦床的表生分帶

(1)氧化帶完全氧化帶(鐵帽)

淋濾亞帶次生氧化物富集帶

(2)次生硫化物富集帶

(3)原生硫化物礦石帶302、硫化物礦床的氧化帶分帶氧化帶分布在地表至潛水面之間或滲透帶，一般厚幾米至幾十米，個(gè)別也可達(dá)幾百米。在氧化帶中，硫化物一般都很容易轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}，特別是礦床中常見的黃鐵礦，氧化后形成硫酸鐵和硫酸。以常見的鐵的硫化物礦物（黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦）為例。它們?cè)谘趸瘞е械淖兓^程是：鐵的硫化物→硫酸亞鐵→硫酸鐵(水解)→氫氧化鐵在硫化物的表生氧化和硫酸形成過程中，細(xì)菌起著非常重要的作用，如硫氧化桿菌等。目前，細(xì)菌已被視為參與硫化物礦床氧化過程的一種因素而日益受到人們的重視312FeS2（黃鐵礦）+7O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO42Fe7S8（白鐵礦）+31O2+2H2O→14FeSO4+2H2SO4硫酸亞鐵很不穩(wěn)定，會(huì)很快地變?yōu)榱蛩徼F：4FeSO4+2H2SO4+O2→2Fe2(SO4)3+2H2O或12FeSO4+3O2+6H2O→4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3硫酸鐵水解后，生成氫氧化鐵及硫酸：Fe2(SO4)3+6H2O→2Fe(OH)3+3H2SO4Fe(OH)3，是一種難溶的膠體化合物，它們多在原地沉淀形成凝膠物質(zhì)，脫水后變成為氧化鐵的混合物——褐鐵礦，包括水針鐵礦（Fe2O2·H2O）、針鐵礦（αFeO(OH)）、水赤鐵礦（2Fe2O3·H2O）、赤鐵礦（Fe2O3）等2、硫化物礦床的氧化帶分帶32(2)銅的硫化物在氧化帶中的變化(黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦)黃銅礦在氧化過程中形成硫酸銅CuFeS2+4O2CuSO4+FeSO4A在干燥氣候下，可形成膽礬[Cu(SO4)·5H2O]B在降雨的地區(qū)和季節(jié)，硫酸銅礦物很容易被水帶走，若遇到碳酸鹽溶液、礦物或巖石時(shí)，形成在氧化帶中穩(wěn)定的碳酸銅，即孔雀石和藍(lán)銅礦（硅孔雀石、自然銅、銅的氧化物）2Cu

SO4+2CaCO3+H2OCu2(CO3)(OH)2+2CaSO4+CO2

孔雀石333CuSO4+3CaCO3+H2OCu3(CO3)2(OH)2+3CaSO4+CO2

藍(lán)銅礦34C、若硫酸銅溶液遇到高嶺石等硅酸鹽或硅酸，產(chǎn)生硅孔雀石:

Cu

SO4+CaCO3+H4SiO4

CuSiO3H2O+CaSO4+CO2

硅孔雀石銅的硫化物還可以在氧化帶中形成自然銅和銅的氧化物，如赤銅礦CuO2和黑銅礦CuO等35一、金屬硫化物礦床的表生氧化作用孔雀石(Cu2(CO3)(OH)2)、硅孔雀石、藍(lán)銅礦(Cu3(CO3)2(OH)2)、膽礬(Cu(SO4)5H2O)、水膽礬等礦物出現(xiàn)在完全氧化帶中。36一、金屬硫化物礦床的表生氧化作用在一個(gè)鐵、銅硫化物礦床中，只要出現(xiàn)前述的次生礦物，往往即可確定該礦床發(fā)生了表生氧化作用。這些礦物出現(xiàn)的深度即代表氧化帶的深度。氧化帶發(fā)育的程度，系受氣候、地形、構(gòu)造、礦床產(chǎn)狀、礦石成分、圍巖性質(zhì)和時(shí)間等因素的控制。氧化帶的厚度，一般多在數(shù)十米以內(nèi)，但也見達(dá)百米以上者。372、硫化物礦床的氧化帶分帶發(fā)育完整的氧化帶可分為如下三個(gè)亞帶：(1)完全氧化帶（鐵帽）鐵帽：硫化物礦床氧化帶的最上部的風(fēng)化殘余物，由異常穩(wěn)定的鐵的氧化物和氫氧化物組成(水赤鐵礦、針鐵礦)，呈褐色-棕紅色，具松散狀、多孔狀、蜂窩狀構(gòu)造，是原生硫化物礦床的直接找礦標(biāo)志位于氧化帶的最上部，氧化作用進(jìn)行得最為強(qiáng)烈，氧化時(shí)間也最長，以鐵的氧化物和氫氧化物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，故又稱為鐵帽。38作為尋找原生硫化物礦床的重要找礦標(biāo)志鐵帽型金礦床確定原生硫化物礦床類型

（1）顏色：含銅硫化物--栗色、棕色、桔紅色；黃鐵礦--磚紅色；閃鋅礦--褐色及淺棕色（2）成分：鐵帽中殘留的金屬氧化物（如銻華［SbO3］、黃銻礦等）、碳酸鹽和硫酸鹽類礦物（如白鉛礦、孔雀石、鉛礬等），可幫助判斷原生礦床的物質(zhì)成分（3）構(gòu)造：多呈疏松多孔構(gòu)造、骨架構(gòu)造，骨架間空洞充填了疏松狀褐鐵礦及其它次生礦物，骨架構(gòu)造反映原生礦物的解理、晶體和晶面輪廓鐵帽的研究意義39真假鐵帽的區(qū)別真鐵帽

金屬硫化物礦床地表露頭經(jīng)氧化分解于原地形成的褐鐵礦堆積體下部有原生礦體假鐵帽金屬硫化物礦床氧化形成的次生鐵的氧化物、氫氧化物被地表水搬運(yùn)到稍遠(yuǎn)的低洼地帶堆積而成附近有原生礦體真假鐵帽區(qū)別（1）真鐵帽常呈多孔狀和蜂窩狀構(gòu)造；假鐵帽呈膠狀和土狀構(gòu)造（2）真鐵帽中常保留有原生礦床中不易風(fēng)化的共生礦物；Cu、Pb、

Zn等金屬含量偏高，且常有其次生礦物存在（3）假鐵帽常具一定成層性和其它沉積特征（4）真鐵帽周圍的圍巖常伴有交代蝕變現(xiàn)象402、硫化物礦床的氧化帶(2)淋濾亞帶：雨水在氧化亞帶逐漸向下滲透過程中，在氧化帶的中部層位中，酸度介質(zhì)作用下產(chǎn)生的強(qiáng)氧化帶，叫淋濾亞帶,一般是石英和重晶石所組成的疏松淋濾亞帶.位于鐵帽之下僅由鐵的氧化物和氫氧化物、石英、重晶石等穩(wěn)當(dāng)?shù)V物組成412、硫化物礦床的氧化帶(3)次生氧化富集亞帶：僅出現(xiàn)在某些銅礦床氧化帶的下部。構(gòu)造作用使礦床分布區(qū)上升和地下水面下降，引起次生硫化物富集帶上升進(jìn)入氧化帶，銅的次生礦物從而受到氧化，生成更富銅的赤銅礦、自然銅4Cu2S（輝銅礦）+9O2→2Cu2O（赤銅礦）+4CuSO4Cu2S+2O2→Cu（自然銅）+CuSO4次生氧化富集亞帶在許多情況下，特別是在地下水面變動(dòng)很小而又風(fēng)化強(qiáng)烈時(shí)，可能不發(fā)育或完全缺失。42滲透帶流動(dòng)帶停滯水帶氧化帶次生硫化物富集帶原生硫化物帶

(一)金屬硫化物礦床的表生變化和次生富集硫化物礦床的表生分帶

(1)氧化帶完全氧化帶(鐵帽)

淋濾亞帶次生氧化物富集帶

(2)次生硫化物富集帶

(3)原生硫化物礦石帶433、硫化礦床的次生富集作用

(SupergeneSulfideEnrichment)從氧化帶淋濾下來的某些金屬硫酸鹽溶液，以交代原生硫化物的方式生成次生硫化物，使礦石中某種金屬的含量(品位)

增加，從而提高礦石工業(yè)價(jià)值，這種作用稱為次生富集作用硫化物礦床的次生富集作用發(fā)生在地下水面以下的富集帶中,

厚一般10～20m(少數(shù)100m)

通過次生富集，貧礦石的品位可增加幾十倍；含礦巖石可以變?yōu)榈V石或富礦石硫酸鹽溶液交代原生硫化物是按一定順序的休曼系列：Hg-Ag-Cu-Bi-Pb-Zn-Ni-Co-Fe-Mn44

銅的原生硫化物主要是黃銅礦，其次是斑銅礦等，它們?cè)谘趸瘞纬闪蛩徙~后，隨土壤水滲透到地下水面附近，在缺氧的條件下，對(duì)Fe、Zn、Pb的硫化物發(fā)生交代，生成銅的次生硫化物以銅礦床的次生富集作用最為重要和普遍455FeS2+14CuSO4+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4

輝銅礦(含Cu79.8%)4FeS2+7CuSO4+4H2O=7CuS+4FeSO4+4H2SO4

銅藍(lán)(含Cu66.5%)465CuFeS2+11CuSO4+8H2O=8Cu2S+5FeSO4+8H2SO4

黃銅礦(含Cu34.6%)Cu5FeS4+CuSO4=2Cu2S+2CuS+FeSO4

斑銅礦(含Cu63.3%)PbS+CuSO4=CuS+PbSO4ZnS+CuSO4=CuS+ZnSO4CuFeS2+CuSO4=CuS+FeSO4

銅的次生硫化物以輝銅礦最普遍，其次是銅藍(lán)，少數(shù)情況下，可形成少量次生斑銅礦47

次生富集硫化物礦床的形成條件氣候適宜-溫度較高、雨量適當(dāng)?shù)匦纹鸱鼑鷰r和礦體裂隙發(fā)育－－滲透性好氧化帶物質(zhì)充分－－大量硫化物還原帶有足夠的硫化物漫長的時(shí)間在硫酸鹽溶液交代原生硫化物時(shí)，通常是按一定順序進(jìn)行的，即一般認(rèn)為是按元素的親硫性大小順序進(jìn)行的，這一序列稱為休曼序列（Schürman），即Hg-Ag-Cu-Bi-Cd-Pb-Zn-Ni-Co-Fe-Mn。由前到后，親硫性逐漸變小。序列前面的金屬鹽類，可以交代后面的金屬硫化物，即序列前面的元素可置換后面的元素。相反的情況一般是不存在的；實(shí)際上，休曼序列是由金屬元素間的氧化還原電位的高低決定的，前面元素的氧化還原電位高于后面元素。48次生硫化物富集帶的厚度一般為幾米至幾十米，個(gè)別可達(dá)百米以上；次生硫化物多聚集于該帶的上部，隨著深度的增加，次生硫化物逐漸減少，最后過渡為原生礦石帶；典型礦例：美國亞利桑那州Miami礦床的Inspiration礦體（圖）。礦床屬斑巖型銅礦床，原生礦石品位1%，產(chǎn)在花崗巖體的邊部，次生富集形成了品位4%左右的主要由輝銅礦組成的次生富集帶。4950（二）金屬氧化物礦床的表生變化1、含鐵石英巖(貧鐵礦)(BIF型)的表生變化古赤道附近；炎熱多雨和旱季與雨季交替的氣候；準(zhǔn)平原化的地形地貌；長時(shí)間淋濾地表的含鐵石英巖(貧鐵礦)長期受風(fēng)化淋濾和去硅作用，形成氧化赤鐵礦富礦體，沉降后被新地層封存，得以保存51本章小結(jié)1、什么是風(fēng)化(殼)礦床2、試述風(fēng)化礦床的地質(zhì)特征及工業(yè)意義3、簡述風(fēng)化礦床的形成條件4、試述風(fēng)化礦床的主要類型及其主要特點(diǎn)5、什么是鐵帽？鐵帽的主要特征是什么？研究鐵帽對(duì)找礦評(píng)價(jià)有何意義？6、何謂原生硫化物礦床的次生富集作用7、簡述Cu礦床的次生富集作用

52蛇紋巖面型風(fēng)化殼型鎳礦床剖面圖（據(jù)B.И.斯米爾諾夫）1-覆蓋巖層；2-赭石