外生礦床的類型和成因摘要：在地表外力作用下使有用元素或有用組分聚集所形成的礦床，稱外生礦床。根據成礦過程的不同可以分為風化礦床和沉積礦床兩大類。另有一類是由生物堆積而成的可燃有機巖礦床，從廣義角度看，它屬于沉積礦床的范疇，但因其形成的特殊性和復雜性，一般又作為專門的成礦理論進行研究。關鍵字：風化礦床沉積礦床可燃有機巖礦床類型成因一、風化礦床風化產物聚集地點礦床類型有用碎屑物質原地殘積砂礦床原地附近坡積砂礦床Fe■,Si■,Al等膠體物質原地殘余礦床溶解物質向地下滲透淋積礦床地殼表層巖石（包括含礦的母巖及原生礦床）在風化作用過程中，使某些穩定的有用組分在原地或原地附近富集起來所形成的礦床，稱為風化礦床。根據風化作用類型、風化物質、聚積地點和方式，大體分為殘積砂礦床、坡積砂礦床、殘余礦床和淋積礦床。如表6-2。地表巖石 主要風化作用類型物理風化用用為主母巖（包括 各種巖石及原生礦床）化學風化作用為主（一） 殘積-坡積砂礦床巖石或礦脈等在風化過程中，一些比重小、顆粒微細的碎屑被流水、風等帶走，而其中比重大、化學性穩定的礦物顆粒，如金、鉑、錫石、金剛石等，在風化碎屑中就會相對增加。這種有用礦物若堆積在原地，則稱為殘積砂礦床；若沿地表移動堆積于山坡上，則稱為坡積砂礦床。（二） 殘余礦床巖石在化學風化為主的條件下，可溶物質（如K、Na、Ca、Mg等往往形成各種鹽類，水中處于真溶液狀態）被淋走或淋濾，帶出風化殼；而難溶或不溶的物質（如Si、Al、Fe、Mn等往往形成膠體）則殘留原地及其附近，由此而形成的礦床稱為殘余礦床。形成這類礦床需要有一定的母巖、氣候和地形條件，如花崗巖一類的巖石，在氣候炎熱和雨季相互交替的條件下，其中長石等硅酸鹽礦物，經化學分解后往往殘余下來形成高嶺土礦床或鋁土礦床。有些巖石在風化后也可形成殘余鐵、錳礦床。如江西星子高嶺土礦床、福建樟浦的三水型鋁土礦床，都是殘余礦床。（三） 淋積礦床又稱滲濾礦床。地表巖石或品位較低的礦床，在風化過程中有一部分溶于水的組分滲入地下，因沉積作用或沿途與圍巖發生交代作用所形成的礦床，稱為淋積礦床。例如某些含鎳的超基性巖，在風化淋濾作用下可以使鎳礦得到富集，形成鎳礦床。特別是金屬硫化物（黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等），在淋濾作用下往往使硫化礦床發生次生富集作用，大大提高礦床的品位和開采價值，因此這種淋濾成礦作用對于硫化物礦床特別是銅礦床具有重要的意義。引起硫化物礦床的變化和次生富集作用，主要與潛水循環分帶和各帶的化學環境有關。氧化帶：從地表到地下潛水面以上的地帶，地下水自上而下地滲透，叫滲透帶。因為滲透水中含有大量的O2和CO2,具有很強的氧化能力，所以又叫氧化帶。各種硫化物礦物在氧化帶中往往和水溶液中的氧化合成各種硫酸鹽（絕大部分硫化物在氧化條件下都是不穩定的），其中有一部分硫酸鹽可以再轉變為不溶的氧化物殘留在氧化帶，而另一部分硫酸鹽溶液則繼續向下滲透。現以黃銅礦CuFeS2為例說明其變化：首先，黃銅礦氧化為FeSO4和CuSO4：CuFeS2+4O2—FeSO4+CUSO4然后，硫酸亞鐵FeSO4繼續氧化形成褐鐵礦，殘留于地表，形成鐵帽。4FeSO4+2H2SO4+O2f2Fe2（SO4）3+2H2O2Fe2（SO4）3+9H2Of2Fe2O3?3H2O+6H2SO4褐鐵礦至于CuSO2則溶于水向下滲透，遇到石灰巖或方解石脈可以形成穩定的孔雀石和藍銅礦等：2CuSO4+2CaCO3+H2OfCu（OH）2-CuCO3+2CaSO4+CO2孔雀石3CuSO4+3CaCO3+H2OfCu（OH）2-2CuCO3+3CaSO4+CO2藍銅礦由此可見，氧化帶中硫化礦床在地表雖然隱而不見，但卻殘留了由穩定的褐鐵礦等所形成的鐵帽及顏色鮮艷的孔雀石和藍銅礦等。鐵帽是找隱蔽硫化物礦床礦的重要標志。還原帶（次生硫化物富集帶）：在潛水面以下，到一定深度，地下水由高向低進行側向流動，叫流動帶。在這一帶的地下水中O2和CO2逐漸減少，巖石和礦物在這里往往發生還原作用，所以又叫還原帶。從氧化帶滲透下來的硫酸鹽溶液（如CuSO4）在這里遇到原生硫化物礦物（如黃銅礦、黃鐵礦等）往往發生交代作用，并在還原作用條件下生成含銅豐富的次生硫化物（如輝銅礦、斑銅礦、銅藍等），使銅礦石的品位增高。這種作用稱次生富集作用，所以這一帶又叫次生硫化物富集帶。下面是從氧化帶滲入還原帶的CuSO4溶液，在還原條件下與黃銅礦、黃鐵礦發生交代作用的反應式：5CuFeS2+11CuSO4+8H2Of8Cu2S+5FeSO2+8H2SO4黃銅礦輝銅礦CuFeS2+CuSO4—2CuS+FeSO4黃銅礦銅藍2FeS2+10CuSO4+6H2Of2Cu5FeS4+6H2SO4+11O2黃鐵礦斑銅礦5FeS2+14CuSO4+12H2Of7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4黃鐵礦輝銅礦此類礦床經過次生富集作用，常形成重要的銅礦床。次生富集的含意包括兩個方面，一是從氧化帶分散滲透下來的CuSO4溶液都集中在還原帶；二是所產生的次生硫化物銅礦，普遍增加了Cu的含量，如表6-3所示。由此可見，次生富集作用對于硫化物銅礦床具有極其重要的意義。表6-3主要銅礦含銅（%）礦物名稱化學式含銅（%）黃銅礦CuFeS234.57斑銅礦⑶舟新63.3銅藍CuS64.44輝銅礦Cu2S79.83原生硫化物礦石帶：位于還原帶以下的地帶，地下水基本處于停滯狀態，叫停滯水帶。這里的地下水基本不含游離氧，化學作用和搬運作用非常微弱，硫化物在此帶不發生什么變化，故稱原生硫化物礦石帶。我國祁連山區的黃鐵礦型銅礦床，就有明顯的分帶，在次生富集帶里形成了各種的富礦石。二、沉積礦床在地表外力作用下，主要通過沉積分異作用使有用組分富集而成的礦床，稱為沉積礦床。這類礦床與沉積巖的形成條件和過程是一致的，因此具有和沉積巖相同的一般特征，如具層理，有的含有化石，層位比較穩定，有時規模巨大，找礦和勘探也比較容易。根據其形成方式，可以分為機械沉積礦床、化學及生物化學沉積礦床、可燃有機巖礦床。如表6-4。表6-4沉積礦床分類有用沉積組分成礦方式礦床類型碎屑物質機械分異作用機械沉積礦床膠體物質濃韜、電解質等作用膠體化學沉積礦床 化學及生慟化真溶池物質蒸發結晶作用蒸場積礦床 學磅礦床生物分解物生物化學作用生物化學沉積礦床 g積曠床生物遺體直接堆積可燃有機巖礦床（一）機械沉積礦床巖石風化形成的碎屑產物，在搬運過程中，按粒級和比重大小進行沉積分異，使有用成分聚集形成礦床，叫做機械沉積礦床，通常簡稱為砂礦床。砂礦中的有用成分主要是化學性質穩定、比重大、硬度大的礦物碎屑，如金、鉑、錫石、金剛石、磁鐵礦等。根據砂礦床的形成條件，可以分為洪積砂礦床、沖積砂礦床、海濱砂礦床、湖泊沙礦床、風成砂礦床等。其中以沖積砂礦床和海濱砂礦床分布最廣和更有實際意義。沖積砂礦床由河流作用形成的砂礦床，稱為沖積砂礦床。這種砂礦沿河谷斷續分布，砂礦常分布于河床由窄變寬處；支流和主流匯合處；河床凹凸不平處；瀑布沖刷河流所形成的凹地；河流彎曲內側凸岸以及河床由陡變緩或河流由山區進入平原處。總之，在流速由快變慢或產生渦流的地方，最容易使重礦富集，形成砂礦。砂礦除分布于河床的適當部位外，還可以分布于河流兩岸的階地上，稱階地砂礦（河流在過去形成的砂礦）。砂礦分布廣泛，開采容易，選礦也非常簡便。目前世界上65%以上的金、相當數量的金剛石皆采自砂礦。我國黑龍江流域是著名的砂金產地。50年代在湖南沅江流域、60年代在山東沂沐河流域都找到金剛石砂礦。海濱砂礦床由河流帶來的或海岸巖石被破壞物質，經海浪和岸流的沖刷、分選和沉積，往往使有用礦物富集，形成海濱砂礦床。這種礦床沿海岸呈帶狀分布，在海濱地帶因海浪把碎屑物拋回海灘，回流和底流又把較輕碎屑帶走，經過反復沖刷，沉積物徹底分選，使一些硬度大、比重大的礦物富集成礦。有些砂礦保留在海岸階地沉積物中，形成海濱階地砂礦。我國遼東半島、山東半島以及東南沿海地帶，分布有多種海濱砂礦。（二）化學及生物化學沉積礦床蒸發沉積礦床指溶解于水的鹽類物質，由于蒸發作用在地表水體中沉淀結晶而成的礦床，也叫蒸發鹽礦床或真溶液礦床。造成蒸發沉積的條件有三：一要有封閉的地理環境（如湖盆、潟湖、海灣等）；二要有干燥的氣候，水的蒸發量超過補給量；三要有鹽類物質的補給。由于各種礦物的溶解度不同，鹽類沉積一般按其化學分異規律，即按石灰巖、白云巖一石膏、硬石膏一石鹽一鉀鹽一鎂鹽的順序沉積，所以鹽類礦床往往具有明顯的沉積韻律和垂直分帶，有時包括若干個不完全的沉積韻律。常見的鹽類礦床有：石膏、石鹽、鉀鹽、芒硝（Na2SO4-10H2O）、天然堿（Na2CO3?10H2O）、硼砂（Na2B4O7-10H2O）等。我國鹽類礦床非常豐富，在古老地層中夾有石膏和鹽類，通稱膏鹽沉積。如在江西周田紅層盆地中發現大鹽礦；在湖北應城有著名的第三紀石膏礦床。內蒙古、西藏、青海等地有許多現代鹽湖，如柴達木盆地各大小鹽湖中鹽類儲量達600億噸。山西南部的解池，自古以來即為有名產鹽之地，有人認為夏周文明及三晉興起，都與此鹽池的存在有關。膠體化學沉積礦床巖石風化所形成的膠體溶液（鐵、錳、鋁、硅等）除部分殘留原地外，還有一部分在腐殖酸的作用下形成穩定絡合物長距離搬運入湖入海，在電解質中和作用下發生沉淀，聚集成礦。如河北的龍煙鐵礦、湖南的寧鄉鐵礦、湖南湘潭的錳礦、河南鞏縣的鋁土礦等，都屬于這種類型的礦床。這類礦床，常分布于一定層位中，分布廣而儲量可觀，找礦、勘探也比較容易。實際的膠體化學沉積礦床，其有用物質除來源于大陸風化產物（即陸源供給物），也可（甚至主要是）來源于海盆內部供給物，即來自海底火山噴發物質或海水對火山巖的溶濾作用產生的成礦物質。生物及生物化學沉積礦床指生物遺體堆積或由生物作用直接間接引起有用物質的聚集所形成的礦床。如煤、石油、生物灰巖、硅藻土等，都是由生物遺體堆積再經過一系列化學變化形成的。由于生物作用所引起的有用物質沉積，是指在生物活動過程中產生的O2、CO2、H2S、NH3、有機酸等的影響下或在植物光合作用下以及細菌作用下，有用物質的聚集成礦。如在黑色頁巖、瀝清質泥灰巖中，常聚集金屬硫化物礦床（銅、鉛、鋅、鎳、黃鐵礦等），其成因與還原環境及生物分解產生的H2S有關。又如CaCO3的溶解度與水中CO2含量有關，水中植物營光合作用吸收水中的CO2,可以導致Ca-CO3沉淀形成石灰巖。還有，有一類鐵細菌，能把Fe2攝入體內經過催化作用，氧化成不溶性的氧化鐵，形成沉積鐵礦。磷塊巖礦床是此類礦床中普遍而具有經濟意義的礦床。海洋中動物的骨骼、貝殼及某些微體生物，含有較多的磷酸鈣Ca3[PO4]2,生物死亡后向海底下沉，因海水越深，所含CO2越多，溶解的磷質也越多。由于洋流作用，把深海磷質帶到淺海地帶，隨著表層海水溫度升高及植物光合作用加強，水中CO2減少，從而磷酸鹽的溶解度亦減小，在淺海地帶導致其沉淀，形成磷塊巖礦床。云南昆陽、貴州開陽、湖北襄陽、湖南瀏陽、四川綿陽等地均有豐富的磷塊巖礦床。三、可燃有機巖礦床這是一類有機成因的可以作為燃料能源的礦床，包括煤、石油、天然氣、油頁巖等。所謂能源是指能生產能量的物質，或者說是指能夠轉換成機械能、熱能、電磁能和化學能等各種能量的資源。因此，本類礦床在國計民生以及在國際戰略資源方面占有極重要位置。當然，煤和石油等的用場還不僅限