Question

矿床变化控制因素

Answer 1

矿床的变化受到各种地质作用的控制和影响，包括内力、外力和不同圈层运动的影响，如构造活动、岩浆作用、变质作用、流体作用、风化剥蚀作用、火山活动，以及沉积物覆盖作用等。由于矿床类型、地质环境的不同，各种控制因素所起的作用是不同的。有以下主要控制因素。

1. 地质构造成矿后的构造变动有不同的尺度或规模。大尺度构造变动影响矿床所在环境的变动，如山体隆升可使地下一定深度形成的矿床被抬升到出露于地表，遭受风化剥蚀。或者相反，如发生区域性沉降运动，则浅表环境生成的矿床被深埋，处于更高的温度和压力环境而发生相应的变化。

区域侵蚀基准面决定风化壳的总厚度，而地壳垂直振荡运动将引起该基准面的变化，造成某一地区的相对上升和另一地区的相对下降，并影响到地下水面的稳定和矿床的被改造条件。在长期稳定克拉通有利于矿床的保存，如西澳克拉通上很多古老金、铁、镍和金刚石矿床保存较好。不断隆升的造山带则不利于原有浅部矿床的保存。

图 5-1 矿床的形成-演变模型框架

在巨大的近水平构造运动中，如洋中脊产出的蛇绿岩套有关矿床，随着大洋板块向大陆板块方向运动，在碰撞俯冲时，矿床被推挤产在高压变形带中，其原生成矿环境和新环境有很大差别。又如-些大型推覆构造、滑脱构造也可以使矿床长距离运移，处在一个新的环境。

成矿后的中小型构造，对大多数矿床 ( 除某些新生代产生的矿床如砂矿外) 都有不同程度的改造和破坏，这包括矿体形态、产状、矿石的构造和结构，以及矿物成分的种种变化。构造改造作用既可以破坏矿体的连续性和稳定性，给找矿和采矿工作带来困难; 也使某些矿体 ( 如沉积变质铁矿) 褶皱加厚、加富 ( 主要在向斜部位) ，增加单位体积内的矿石储量，从而有利于矿山开发，提高经济效益。成矿后构造对于原生矿床暴露地表后经受风化改造的程度也有重要影响。如产在矿体中的断裂破碎带提供了地表水和地下水的流动通道，从而能加速和加强矿床的氧化作用，使矿石组成和组构发生显著变化。

2. 岩浆活动

矿床形成后又遭受岩浆活动影响时，因矿床类型不同而有不同的变化。岩浆型或岩浆热液型的矿床，因其产生时处于较高的温、压和较封闭的环境，当其形成后又受到后来岩浆活动影响和干扰时，一般只是对矿体起到穿插、肢解 ( 当脉岩发育时) 或热变质作用，矿石物质成分一般不会产生根本性变化。如果原为沉积型矿床，当其形成后又有火山熔岩或凝灰岩生成并覆盖在沉积矿层之上时，可起到覆盖层保护作用，也可对其下伏矿层产生热变质作用。当沉积矿层被较厚地层柱掩埋且处于一定深度时，侵位到含矿岩系中的岩浆岩可对矿层有较大影响，包括热变质、热液交代作用，甚至发生岩浆对矿层及围岩的同化混染作用，使原有矿床发生显著变化。

与构造活动相比，岩浆活动对已有矿床的形态产状和物质组成可发生显著破坏作用。后期岩浆岩体的加入，增加了矿床范围内无用岩石的体积，造成矿化分散和不连续性。但是，某些岩浆活动也可对原有矿床起到改造加富作用，包括有新的成矿物质加入到原有矿床中去。构造变动则主要是对矿床的形态、产状、完整性进行改变，而对矿石物质成分的直接影响是较小的(间接则可有较大影响，如矿体的破碎带加速了不同类型流体的渗流，从而对矿石成分有明显的改造)。

3.变质作用

此处主要指区域变质作用。当矿床形成后进入一个区域变质环境时，则要发生明显的变化，原来形态、产状简单的矿体可变为复杂的褶皱、断裂和糜棱岩化带。矿体可被拉伸为香肠状。矿石组分可发生明显改变，如菱铁矿和赤铁矿变为磁铁矿，富碳质岩石变为含石墨岩等。当在很高温度下发生混合岩化作用时，则矿质可发生明显的转移，甚至完全分散掉而使矿体消失。

4.流体和水文地质作用

地壳浅表的流体和水文地质作用是风化作用的主要因素。在地表或接近地表环境中，先成矿床很容易受到地表水冲蚀、溶蚀或地下水溶蚀、交代等，使矿体物质被改造或被溶解带出矿床之外。若作用强烈而持久，则矿床可最终被消失掉。在一些金属矿床中，因地表水和地下水中f_O2高，水的氧化作用强，使金属硫化物矿床发生显著的化学风化作用，而形成矿床的次生分带，如金属硫化物矿床的氧化带、次生富集带等。

地表条件下矿床被改造程度与地下水的成分、数量和其运动方向、速率等有关。若潜水面缓慢下降，则造成化学分解的界面也相应下降，如持续时间较长，可形成较厚的矿床风化壳。相反，若潜水面上升，则风化壳停止向下发展。

5.气候因素

气候因素是地表矿床被风化改造的最重要条件之一。因为风化作用主要是通过水和生物活动进行的，而水和生物的数量、类型和分布与所在区域的气候特征密切相关。例如，在温带和热带的内陆沙漠区，蒸发量远大于降水量、水的作用很弱，生物稀少，物理风化作用强烈，对矿床的改造是以物理改造为主，如剥蚀、裂解、碎解、崩落作用等。

在热带和亚热带的湿润炎热地区，气温高、雨量充沛，生物活动力强，使岩石和矿石发生强烈的化学和生物化学作用。这对矿物的分解，元素的迁移起着非常重要的作用，矿床的改造速率很快，改造也较彻底。

气候条件受纬度、高度，以及距海洋远近等因素控制。在地质历史上，由于磁极变动、海底扩张、陆块聚散、地块运动等因素，对一定区域的古气候影响很大。一般是根据当时形成的岩石、矿物、生物和特殊地质现象(景观)来获得有关的古气候信息。

6.地貌条件

区域的地貌特征不仅控制侵蚀和堆积作用，同时还决定地下水的动态和风化壳的地球化学特征。在强烈切割的陡峻高山区，物理风化作用显著，新鲜岩石和矿石不断暴露在地表接受风化，原有矿床被破坏的速率较快。

在平坦的地形环境，由于坡度小，地下水位高，植物繁茂，化学风化和生物风化作用强烈。风化产物能大量残留原地，原矿床中的矿物被彻底分解后，可形成大量粘土矿物。某些成矿金属可被吸附保存在粘土等类矿物中，成为红土型风化残余矿床，如红土型金矿、红土型镍矿。

地形低凹处适于沉积物堆积，原生矿床多位于地表水面以下，其上覆的沉积盖层可以起到一定的保护作用。

7.生物作用

生物和有机质在金属成矿中的重要作用如前所述。至于生物活动对已有矿床的改造破坏作用还是一个新的研究课题。生物的生命活动对一些元素的地球化学行为有较大的影响，一些生物具有氧化或还原某些元素的能力，也具有吸附能力。而生物死亡后的有机质也是制约元素地球化学行为的重要因素。

8.矿床本身条件

以上论述均为控制矿床变化的外因，而外因是通过内因起作用的。矿床是否遭受改变，以及改变的程度还要依据矿床本身的物质组成和结构、构造而定。在同样的表生环境中，低价氧化物的矿石易被氧化，硫化物矿石易被氧化;而自然元素与其化合物，如自然金则易被保存。铁、锰、铝的氢氧化物和氧化物，以及高岭土、磷酸盐和含镍硅酸盐矿物等都是在风化条件下比较稳定的易于保存的矿物。

矿床本身如果规模巨大，产状简单且稳定，断裂裂隙不发育，则较易保存;相反，如果矿床规模较小，矿体的断裂裂隙发育，则易于受到破坏。

9.时间因素

矿床在形成后的变化，如风化、剥蚀、淋滤、溶蚀、交代和变质等，都需要较长的时间。在一般情况下，一次短暂的地质作用，是很难对矿床有明显改造甚至将其破坏消失掉的，一般只有在经历较长时期的地质改造作用下，矿床才能受到彻底的改造。

综合上述可知，矿床形成后经受各种地质作用的影响，使其发生各式各样的变化。在每个地质环境、地质时代里这些地质作用表现形式不同，而且是在不断地发展演化。