[科普中国]-化学沉积矿床

根据沉积成矿作用方式分类，以化学沉积分异作用为主形成的沉积矿床称为化学沉积矿床（chemical sedimentary deposits），它可进一步分为胶体沉积矿床（colloidal deposits）和蒸发沉积矿床（evaporites）。1

矿床分类蒸发沉积矿床：是指地面水以真溶液状态携带某些溶解度较大的无机盐类，在比较静止的水盆地中，通过蒸发作用发生各种有用盐类矿物沉淀而形成的矿床。由于矿床中的有用组分是各种盐类，因而也称为盐类矿床。

胶体化学沉积矿床：是一类以胶体形式搬运，并经沉积分异作用形成的矿床。1

矿床特点蒸发岩矿床（1）盐类的矿物成分是钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硼酸盐、硝酸盐以及其复盐。

（2）盐层具明显的沉积韵律结构。盐类矿物虽然均系易溶物，但不同矿物的溶解度是不同的，由于沉淀顺序的反复进行，因而在盐类矿层中常有普遍的韵律结构，一般表现为从碳酸盐、石膏或硬石膏、石盐到钾盐的沉积韵律。

（3）含盐岩系岩相岩 。相岩性组合基本上有2种，即由石灰岩、白云岩组成的海相（泻湖相）碳酸盐岩和由红色碎屑岩系组成的内陆盐湖相岩石。

（4）盐类矿体常呈层状、扁豆状产出，亦有呈液态存在的卤水层者。盐层具有很大的可塑性，在受到构造挤压时易于发生软流，结果和围岩之间发生极不协调的形变，甚至形成盐丘构造。

（5）盐类矿床提供了工农业生产和人类日常生活所必不可少的一类矿物资源。如现代工业和尖端科学技术部门大量需要的硼、锂、铷、铯、溴、碘等元素，大部分是从盐类矿床中获得的。所以，盐类矿床在国民经济中具有重要意义。

胶体化学沉积矿床（1）以铁、锰、铝及黏土矿床最为重要，其成矿物质主要来自地质构造比较稳定、经过长期风化的准平原地区。

（2）矿体的赋存位置主要是沉积间断面之上海浸岩系的底部，或下部，或中部。1

矿床形成条件蒸发岩矿床（1）成矿物质来源：盐类物质的来源是多方面的，如大陆岩石的风化剥蚀、古盐层的溶解、来自地球深部火山喷气热液等等。上述来源的盐类物质经地面水或地下水的搬运，最后汇聚在海洋及内陆湖泊中。

（2）气候条件：成盐的必要气候条件是干旱或极端干旱，水的蒸发量必须远远超过补给量。只有在此条件下，水体才能浓缩，使盐分达到过饱和而发生沉淀。现代地球上干旱成盐的气候带主要分布在南纬和北纬15°~35°之间。各地质时代的干旱带的分布，经地磁校正表明与近代基本一致。

（3）地理条件：盐类的沉积一般仅发生在干旱地区盐源丰富且较闭塞的盆地中，如内陆不泄湖泊、与大洋联系受到限制的内陆海、海湾、泻湖等。盆地的封闭情况，是保证盐类物质持续积聚得以形成大规模盐矿床的重要条件。与大洋有联系的成盐盆地，在大洋与盆地之间通常有一个狭窄而类似“门槛”的屏障，这种屏障可允许海水源源不断地流入盆地，又能阻止浓卤水的流出。它们一般由沙洲、环海珊瑚礁、海底山脊等构成。

（4）保存条件：盐类矿床形成以后，由于构造、地形、气候、水文条件等的急剧变化，可能盐层要遭受破坏，盐类矿床的后期破坏主要是淡水的溶解作用，特别是地表水的渗入造成的溶解作用。因此，盐类矿床形成后需要有不透水层（如粘土层）加以覆盖，才能保存下来。页岩是最有利于保存盐类的覆盖层。如果成盐盆地干涸了，则盐层之上一般有风成砂覆盖，也可以起到保护作用。石灰岩是易于破碎和溶解的，所以盐层近地表常发育盐溶角砾岩。

胶体化学沉积矿床（1）成矿物质来源：

这类矿床的成矿物质来源，一般认为主要是来自于陆源物质。陆壳岩石受到各种风化作用而发生崩解和分解，在风化后期铁、锰、铝等便被分解出来，形成高分散的胶体溶液。

（2）地貌条件：

大多数胶体物质的沉积环境是海盆地，对于那些构造较稳定、海岸线较为曲折的海湾浅海区尤为有利。内陆湖泊或富含有机质的沼泽盆地亦是成矿物质聚集的有利场所。由于湖沼中往往含有过多的腐殖酸和细菌，可形成内陆湖泊沼泽相胶体沉积矿床。但此类矿床工业意义较小。

（3）物理化学条件：

根据98个港湾海水样和357个港湾泥样（海湾沉积物）、波罗的海微咸水和其沉积物、加利福尼亚海湾外的潮坪、碱水沼泽和深水斜坡沉积物，以及黑海静水盆地中水样的Eh值和pH值的实测结果报道：海水和沉积物孔隙水的pH值为7~8±、Eh值在循环水中常保持较高的正值（最高达0.5V）；而盆地底部停滞水中均为负值，下限为-0.172V，在沉积物孔隙水中既可正值，亦可为负值，它取决于沉积物的性质、有机质的多少以及细菌的作用（最低达-0.5V）。1

主要的矿床类型蒸发岩矿床盐类矿床按其沉积环境的不同，可分为海相沉积盐类矿床和陆相沉积盐类矿床两类。

1. 海相盐类矿床

世界上绝大多数规模巨大的盐类矿床为海相沉积形成的。海相盐类矿床主要形成于海湾、泻湖及内陆海盆地中。盐层与碳酸盐岩系（石灰岩、白云岩等）共生，海相盐类矿床的盐类矿物成分复杂，常由多种盐类矿物共生产出，主要包括石膏-硬石膏、石膏-硬石膏-石盐、石膏-硬石膏-石盐-钾盐等。

2. 湖相盐类矿床

地球上的干旱和沙漠地区是形成内陆闭流盆地和各种盐湖、盐滩的最有利环境。对于这部分成盐环境，1871年瓦尔特提出了盐类矿床形成的“沙漠说”，认为分布于沙漠地区的闭流盆地接受了来自地表水和地下水带入的各种盐类物质，湖中的含盐量随着蒸发作用的进行而不断增高，原先的淡水湖逐渐发展成为咸水湖。湖水因干旱而继续浓缩，至盐类矿物沉淀，就进入了所谓自析盐湖阶段；最后盐类矿物填满盐湖，就成为干盐湖。现代地球表面干旱和沙漠地区约占1/5，在各地质历史时期中同样存在着大面积的干旱和沙漠区，因此内陆湖泊成盐也是一种重要的方式。特别是第四纪的成盐作用正在各洲大陆内部盆地及其边缘进行。

胶体化学沉积矿床根据沉积环境的不同，沉积铁矿床可以分为海相沉积铁矿床和湖沼相沉积铁矿床两类。

（1）海相沉积铁矿床

海相沉积赤铁矿矿床形成于浅海边缘，尤其海岸线曲折、构造较为稳定的海湾浅海区。含矿岩系常为砂岩和页岩，延展可达几十至几百公里以上矿体呈层状，层位稳定，常位于海侵层序的底部，矿层厚由几十厘米至几十米不等矿石主要由赤铁矿组成，伴有鲕绿泥石、菱铁矿、石英、方解石及少量黄铁矿等常呈鲕状、肾状、块状构造硫、磷杂质元素含量低，矿石质量好。海相沉积赤铁矿矿床一般规模巨大，世界上近年来发现的百亿吨以上的特大型矿床，均属此类型。典型矿床如美国亚拉巴马州伯明翰克林顿（上志留统）铁矿床，其矿层最厚可达10m，平均厚3m以上，其露头连续分布几乎达1100km，其沉积盆地宽达80km，连续沉积了50亿吨赤铁矿。

（2）湖沼相沉积铁矿床。

这类矿床主要是由河流搬运的铁胶体进入湖泊和沼泽盆地边缘沉淀而成的。它们常与煤系地层紧密伴生，矿体多呈透镜状、薄层状产出，甚不稳定。矿石矿物主要为赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等。矿石具鲕状、结核状、疏松状构造，因含较多的有机质使矿石呈现黑色、褐黑色。湖沼相沉积铁矿床因矿石品位变化大，含硫、磷等杂质较高，一般工业意义较小。典型矿床如我国淮南石炭-二叠纪煤系中的菱铁矿矿床，威远侏罗纪煤系中的菱铁矿矿床，四川綦江侏罗纪赤铁矿矿床，以及广西右江、辽宁抚顺一带第三纪煤系中的菱铁矿矿床等。1

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学