硫化物矿床表生变化

硫化物矿床的表生变化主要是受气候、地貌、地下水及地区构造条件控制的。干旱地区与湿热地区的表生变化情况有许多差异。通常地下水面以上，由于大气圈中游离氧的影响，硫化物发生强烈的氧化作用，故被称为氧化带。对铜矿床来说，地下水面附近，可以发生铜的次生硫化物的富集，称为次生硫化物富集带;其下过渡为原生矿体。因此，硫化物矿床的氧化剖面常具分带性,其典型的剖面可分为4个亚带(见图)。在干旱地区，最上部的完全氧化亚带由黄钾铁矾、针铁矿、赤铁矿、石膏、自然硫等组成;湿温或湿热地区，则以针铁矿、水针铁矿为主，硫酸盐很少保留。成熟度高的氧化带剖面上部几乎只有褐铁矿。

硫化物矿床氧化带的发育强度与发育速度主要决定于二硫化物的数量。硫化物矿床经常存在数量不等的黄铁矿、白铁矿和磁黄铁矿，它们在氧化过程中，不仅产生硫酸亚铁如水绿矾、铁明矾等，而且产生游离的硫酸。

这不仅使浅表水的pH值降低，而且促使矿床氧化速度加快。由于二价铁在氧化条件下很易氧化为三价铁，后者易发生水解作用形成氢氧化铁(即针铁矿及水针铁矿)沉淀下来，部分并转变为赤铁矿。这些铁的氢氧化物和氧化物在地表很稳定，又不溶于水，因此,残留在原地,形成了所谓铁帽，即盖在硫化物矿脉顶部的富含铁的氧化物的顶盖。当原生矿床硫化铁的矿物含量低时，它的氧化产物可以使周围岩石染成铁锈色，俗称为火烧皮。菱铁矿在地表也能氧化成三价铁的氢氧化物与氧化物，与金属硫化物形成的铁帽很相似，但没有上述分带性，矿物成分与化学成分都比较简单。

由于各种金属元素地球化学性质的差异及其硫酸盐在水中溶解度的不同，例如方铅矿氧化成的铅矾，溶解度小，可在原地残留，并可进一步转变为碳酸盐(白铅矿)和磷酸盐(磷酸氯铅矿)等，形成了含铅铁帽;而经常与方铅矿密切共生的闪锌矿，当其氧化成硫酸锌时，由于其在水中溶解度大，很快被水带走，如遇石灰岩就与之作用形成菱锌矿，并最后转变成异极矿(锌的含水硅酸盐)。

铜的硫化物矿床的表生变化较为复杂。原生铜的硫化物，如黄铜矿、辉铜矿和斑铜矿等，在表生氧化过程中所形成的硫酸铜常因溶解度大而被淋失。但在干旱气候条件下,可形成多种硫酸盐矿物,如胆矾、水胆矾、铜绿矾等矾类矿物堆积。硫酸铜溶液遇到碳酸盐矿物或岩石时，则起化学作用，形成地表条件下常见的孔雀石和蓝铜矿;此外，在较还原环境下，还可形成自然铜和赤铜矿。当硫酸铜溶液进入地下水面附近，遇到原生硫化物时，发生交代作用可产生辉铜矿、铜蓝等次生硫化物，如

这种置换反应,是由金属离子的氧化-还原电位所决定的。这种次生富集作用不仅可使低品位铜矿石变富，从而扩大矿石储量，提高矿床的经济价值。在具有伴生金的硫化物矿床中，随着氧化带的发育，金在铁帽亚带的中下部富集。正确评价金属矿床的氧化露头，是找矿工作成功的关键之一。

胡受奚《矿床学》地质出版社北京