紅土型金礦

紅土型金礦，是一種重要金礦。雖然這種礦的品位不高，但其規模大、易采易選、成本低、效益高(虞人育，1994)。所以，紅土型金礦，是一種有重要經濟價值的金礦。

基本介紹

• 中文名：紅土型金礦
• 地位：重要金礦
• 特點：品位不高，但其規模大
• 優點：易采易選、成本低

基本簡介

1 紅土型金礦概述

某一岩石里，目標礦物的含量沒有達到人類目前經濟技術條件下的要求，這就不是礦藏，僅是一般岩石而已。若目標礦物含量經一定機制富集，達到人類目前經濟技術條件下的要求，這種岩石就是這種目標礦物的礦藏。所以，成礦過程，簡單地理解，就是目標礦物逐漸富集的過程。紅土化作用，就是通過雨水的淋濾作用將大量的矽、較易溶金屬離子去除，提高相對不溶的鐵的百分含量，使土被染紅的過程(Pickering, 1962; 洪漢烈，1997)。簡單地理解，紅土化作用，就是通過去除土裡的矽和易溶金屬離子而濃縮相對不溶物的過程(Jackson, 1965; Coleman, 1962)。金是一種相對穩定的金屬，在紅土化去矽作用過程中，它不會隨其它活潑金屬離子一道流失，和鐵一樣得到富積(Evans, 1981)。紅土，是一種被鐵染紅的粘土。粘土具有吸附金的作用(范宏瑞和李兆麟，1991；Case et al., 1986)。所以，當形成紅土的母岩含金量相對較高時，通過紅土化作用的富集，紅土裡的金含量達到目前人類經濟技術條件下的要求時，就形成紅土型金礦藏。

2 金化合物向金單質的轉化

紅土化作用，可以人為地分為成土作用和紅化作用兩個步驟，這兩個步驟對金成礦作用的影響有一定的差別，下面我們分別進行討論。成土作用，就是母岩通過物理或化學的風化作用，逐漸形成粘土的過程(Carr, 1980)。在形成粘土的階段，若只有物理風化作用而沒有化學風化作用，則金不會富集。物理風化作用使礦物暴露於富氧的大氣中，便於化學風化作用的進行。化學風化作用，主要包括大氣氧對原還原性礦物的氧化及pH值變化所引起的一系列化學反應。原以還原性化合物形式存在的金（如金的硫化物及相關絡合物），在氧化過程中，逐漸轉化為單質金(洪漢烈和葉先賢，1998；洪漢烈，1997)。構成地殼的岩石主要是矽酸鹽岩。而構成矽酸鹽岩的主要金屬離子，是鉀、鈉、鈣、鎂等鹼性較強的物質。矽酸鹽是弱酸強鹼鹽，在成土作用的早期，化學風化剛開始時，總體來說，pH值較高。所以，低pH值下形成的金的氯化物，隨著環境的pH值升高，也將逐漸釋放出單質金來。因為岩石中金的礦物，主要是以鹵化物和硫化物或與硫有關的絡合物這兩大類形式存在的，所以，隨著金的鹵化物和與硫有關的金的化合物逐漸轉化成單質金，成土化合物中的絕大部分金都轉化成了單質金(洪漢烈，1997)。

所以，在紅土化作用的成土作用過程中，就金成礦來說，首先是金化合物轉化成單質金的過程。岩石經物理或化學風化作用，逐漸形成粘土。粘土具有吸附金的作用(范宏瑞和李兆麟，1991；Case et al., 1986)。所以，風化過程中，經氧化和pH值升高逐漸形成的單質金，就近被粘土礦物吸附。

3 單質金的下沉和富積

若成土過程中，沒有金屬離子和矽的流失，金的含量就不會增加，金就不可能被富積，那成土作用就僅只是將金化合物轉化為金單質的作用。其實，成土過程，除物理風化外，主要是進行化學風化作用。在化學風化過程，由於雨水的淋濾作用，肯定會有大量的金屬離子和矽的流失(Coleman, 1962)。所以，成土過程中，肯定會有金的富積作用。

成土過程中，既然會有矽的流失，也肯定會有金的向下轉移。金的轉移和富積往往是同時發生的。成土過程中的這種金的向下遷移和富積，和紅化過程中金的遷移和富積基本上是一致的。所以，紅土化作用的成土地段，主要進行金化合物轉化為金單質的作用，同時，也對金進行部分富集。金的富集作用，主要是在紅土化作用中的紅化階段完成的。

完成成土作用的紅土，在紅化過程中，主要進行金的向下轉移和富集過程。下面，我們對金的向下遷移和富集進行詳細的分析。

因為高嶺石等粘土礦物，對金有很好的吸附作用(范宏瑞和李兆麟，1991；Case et al., 1986)，所以，在母岩風化成土過程中，金被吸附在粘土礦物中。在粘土紅化過程中，由於大量雨水的淋濾作用，吸附金的粘土裡的矽酸根、各級矽酸氫根等離子和二氧化矽等被逐漸溶解。因為金相當穩定，不隨矽化合物（包括矽酸根、各級矽酸氫根等離子和二氧化矽）遷移，但因吸附或支持它的矽化合物載體被移走，金在重力作用下，向下遷移。雨水的垂直向下淋濾作用，對失去吸附和支持載體的細小金粒，也有一定的淘洗作用。所以，在失去矽化合物吸附和支持載體後，金粒在本身重力和雨水淘洗作用共同影響下，將逐漸向下運移，直至遇到新的吸附或支持體時為止。由於雨水不斷地從上至下溶失矽化合物，金粒就不斷地隨之向下遷移。這樣，就造成紅土化過程中，金逐漸向紅土的下層富積。

紅土化過程中，從表層至底層，隨著雨水（原來的雨水沒有溶解矽）里溶解的矽越來越多，雨水的淋濾去矽作用逐漸減弱，所以，對一個沒有完全風化的紅土風化剖面來說，表層的矽流失得最多，底層的流失得最少，潛水面以下，基本不流失。若是一個完全風化剖面，整個剖面都完全風化，整個剖面中的矽都已基本流失，完全轉化為鐵帽，從表層至潛水面，這種分層可能就不太明顯。因為金的富積，是由於矽化合物被雨水淋濾流失失去吸附或支持體而在重力作用下，及在雨水的向下淘洗力作用下，金逐漸向下層紅土遷移而造成的，所以，在一個沒有完全風化的紅土剖面中，金逐漸向雨水淋濾去矽作用的極限深度處遷移而富積。若雨水淋濾去矽作用深度已達潛水面，則金不斷向潛水面處轉移。

總的來說，紅土化強度越小，形成紅土型金礦床的可能性越小；紅土化強度越大，在潛水面處形成紅土型金礦床的可能性越大。若降雨量不太大，而滲透帶較厚，從表層下滲的雨水，未達潛水面處，雨水裡的矽就已飽和，這種雨水的淋濾作用，會造成金的下沉和富積，但金一般不會下沉至潛水面處，金富積在潛水面以上區域。若降雨量較大，或滲透帶較薄或潛水面以上紅土已較風化，雨水裡的溶解的矽只有至潛水面處才能達到飽和，金就有可能下沉，而在潛水面處富積。若降雨量相當大，或滲透層薄，或潛水面以上紅土已相當風化，雨水下滲至潛水面處矽仍未達飽和，大量的金將下沉而在潛水面處富積。仍未達飽和的雨水，仍將繼續溶解矽化合物。但潛水面以下為矽已達飽和的地下水，若矽仍未飽和的雨水量遠小於地下水的量，受地下水的中和作用，雨水中的矽迅速達到飽和。若降雨量特大，一者雨水裡的矽遠未達飽和，二者相對地下水量來說，雨水的量相當大。這時，雨水裡的矽就很難迅速達到飽和。雨水將繼續溶解矽。但是，一旦進入潛水，雨水的運動方向將發生改變，由潛水面以上的垂直下降型，轉變為水平運動型。所以，就算雨水的溶解矽的能力再大，也沒有機會繼續大量溶解潛水面下方的矽，它只能在水平運動過程中，繼續溶解潛水面附近的可能和它接觸的矽化合物了。由於潛水面以下的矽的化合物不能被溶解，吸附或支持金的載體將保持穩定，金將不可能再下沉，只可能在潛水面處不斷富積。當然，潛水面並不是完全水平的，它隨地形的變化而變化，但是，若潛水面處地下水的水平流速不大，即潛水面的坡度不大，就算下降至潛水面處的仍有很強溶解矽能力的雨水，能在沿潛水面運動的過程中繼續溶解大量的矽，只要水的流速不至於大至能水平推動金粒水平運動，富積在潛水面處的金，就很難再進行水平遷移。實際上，潛水面雖然隨著地形的變化而變化，但潛水面的坡度遠小於地形的坡度，所以，富積在潛水面處的金，水平遷移的可能性不大。

這樣，隨著紅土風化強度的加深，原紅土裡的金逐漸向潛水面處富積。若當地降雨量特大，紅土經強烈風化作用，絕大部分矽都被雨水淋濾而流失，整個紅土剖面都變成了鐵帽（若沒有乾、濕季交替的季節變化，滲透帶沒有在乾季大量補充氧氣，氧含量不足，鐵因不能及時氧化為三價鐵而流失，也可能不形成鐵帽）。這樣，原被這些流失的矽化合物吸附的大量金，將逐漸向潛水面處富積，形成較大的、品位較高的礦床。

若紅土化過程中，潛水面發生變化，也會對金成礦造成影響。若潛水面上升，金沉積面也會隨之上升。原來的潛水面處沉積的金，一般情況下將不會發生太大的變化，不會發生轉移。這樣，就會形成多個金富積面。但是，若潛水面下的地下水因某種特殊原因，還原性太強或酸性太強，就有可能造成單質金重新轉化為硫化物或鹵化物而流失。若潛水面下降，原潛水面處形成的金沉積，將隨著潛水面的下降而下降。原來的沉積金，加上新沉積的金，都在新潛水面處沉積，新潛水面處金的累積量增大，使金礦的品位提高。這種金沉積將始終只有一條沉積帶。若潛水面一直沒有大的變動，或潛水面在一個小的範圍內波動，保持相對穩定，也有利於形成一條沉積量較大的沉積帶（若有一定的波動，金將主要沉積在波動帶最低處）。所以，總體來說，潛水面一直保持穩定或略有下降，即該地塊保持穩定或稍有上升，有利於高品位金礦藏的形成。

當紅土化區域落差較大，潛水面很低，滲透層相當厚，在重力、水力或風力作用下，成土作用形成的土，就可能被轉移至它處，這就形成次生紅土。若進行紅土化作用的是次生紅土，且紅土與基岩界面清晰，下伏界面沒有或基本沒有風化。在這種情況下，由於基岩界面高於潛水面，金在向潛水面運移的過程中，還沒有達到潛水面，就被基岩凹陷處滯留而在該處富積，形成金礦藏。若次生紅土下滯留金的基岩凹陷被風化，金將繼續向潛水面運移，可能在新的凹陷滯留處或腐岩里滯留而成礦，因為，金向下遷移的最終目的地是潛水面處。

4 金成礦對紅土化作用的特殊要求

就形成條件來說，金成礦和紅土化作用所需的條件又稍有不同。雖然多雨和高溫，對兩者都有餘，但紅土化作用，要保證大量的矽流失而留下鐵，就必須要求有乾、濕季之分，便於二價鐵的氧化。但金成礦，只要保證一定的氧化性，能使金化合物轉化為單質金，並在金富積過程中不要處於太過還原和太過酸的環境，以免單質金再被硫還原為硫化物或鹵化物而流失就可以。所以，金成礦，並不一定要求一定要有乾、濕季之分，相對來說，降雨量越大越好。降雨量越大，矽、鋁，甚至鐵都有可能大量被淋濾掉，而使金迅速下沉而富積。落差較大區域，形成的次生紅土，只要其和基岩界面處有凹陷存在，便於金的富存，也同樣會有高品位的金富積。

所以，就紅土型金礦的形成條件來看，有含金量高的母岩，降雨量大，高溫，潛水位較低且保持穩定或略有下降，最有利於紅土型金礦的形成。

形成機理

其它紅土型礦藏，主要有紅土型鋁礦（Taylor et. al., 1992）、紅土型鐵礦（Nahon et. al., 1980）、紅土型高嶺土礦（de Oliveira et. al., 1997）、紅土型鈦礦（Hill et. al., 2000）、紅土型錳礦（祝壽泉，1998）、紅土型鎳礦（Basu, 1965-66）等。

含鐵量相對較高的母岩，經過強烈的風化作用，常形成風化殼型鐵帽式的鐵礦。紅土型鈦礦、錳礦和鎳礦的形成較為相似，形成機理與金礦的形成也較類似。只是紅土型鋁礦和紅土型高嶺土的形成和成礦要求稍有不同。

5.1紅土型鋁土礦的形成

紅土化鋁土礦，就是經紅土化作用形成的含三氧化二鋁相當高的礦藏。這種礦藏由紅土形成，說明它的母土，主要是矽鋁酸鹽。三氧化二鋁的富積過程，其實就是矽鋁酸鹽逐漸經紅土化作用去矽的作用。受雨水的淋濾作用，大量的矽流失，使鋁得以保留而富積成礦。母岩鋁豐富的紅土，在紅土化作用過程中就比較容易形成高品位的鋁礦藏。所以，霞石正長岩和玄武岩風化殼中，比較容易形成高品位的紅土型鋁土礦床。紅土型鋁土礦藏，要求高濕多雨，有沒有乾、濕交替相對來說並不重要。降雨量越大，越有利於這種礦床形成。較大的落差，滲透帶厚度較大，並能及時排水，也有利於該類礦床的形成。

5.2 高嶺土的形成

高嶺土礦床的形成，要求母岩是含二氧化矽較多的酸性岩或中性矽鋁酸鹽。這類母岩，較容易形成高品位的高嶺土礦床。其實，基性岩也同樣可以形成高嶺土，但因含鐵等其它有色雜質較多，影響高嶺土的成色，所以，很難形成高品位的高嶺土礦床。

參考文獻

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