礦林的生成與我國地下的資源

謝家榮

在我們祖國偉大的建設(shè)事業(yè)中，需要各種各樣從地下開采出來的礦物。要從地下開采礦物，首先就要根據(jù)礦物的生成和分布的科學(xué)道理，發(fā)現(xiàn)哪里有礦，有多大的礦。

這里想簡單地介紹一下礦床的生成和根據(jù)科學(xué)道理推斷出來的我國有無限豐富的礦物資源。

礦床是怎樣生成的？礦物都蘊藏在地球表面——地殼中。構(gòu)成地殼的元素主要有八種，就是：氧、矽、鋁、鐵、鈣，鎂、鈉、鉀。它們的數(shù)量占地殼構(gòu)成元素總量的百分之九八,一九，其他常見的有用的金屬如銅、鉛、鋅、金、銀、鎢、銻等都很少，加起來只占地殼元素總量的百分之一.八一。這少量的礦質(zhì)在地殼內(nèi)原來是非常分散的，以后經(jīng)過“聚礦作用”，礦質(zhì)聚集起來，才形成礦床。

一、聚礦作用

什么是“聚礦作用”呢？簡單的說，聚礦作用是由于地質(zhì)作用的力量，使地殼所含各種零星分布的金屬分離出來，同類的金屬又再聚集在一起的作用。它是在地內(nèi)或地面上進(jìn)行的，因此也可以稱為內(nèi)力作用和外力作用。例如，在地殼下面緊壓著的地下熔巖（巖漿），由于地殼壓力的改變而浸入地殼，有的還從地殼的裂縫噴出地面。由于熔巖的運動，或地內(nèi)溫度、壓力和水汽發(fā)生變化，引起地層的褶皺和斷裂，或地殼組織成分上的變化。這些都是內(nèi)力作用。由于溫度的變化，風(fēng)、霜、雨、雪的浸潤剝蝕，江、河、海、洋的沖刷沉積，長年累月，可以造成地表的極大改變；在地面居住的動物和植物，也可以改變地面，如腐爛的生物尸體變成有機酸，會使巖石破壞，微生物可以使土壤變質(zhì)，而植物的根部生長的力量，甚至可以劈開堅硬的巖石。這些，都是外力作用。

各種不同的地質(zhì)作用可以生成各種不同的礦床。由于各種礦物比重不同，熔點（固體開始化為液體時的溫度）不同，揮發(fā)點（液體開始化為氣體）不同，溶解度不同，化學(xué)性質(zhì)不同，因此不同的礦物分離聚集的情況也就不樣。可是，這些聚礦作用都是遵循著一定的物理的和化學(xué)的自然法則進(jìn)行的。因此我們可以在實驗室中實驗、模仿。不過在偉大的自然界中所發(fā)生的地質(zhì)作用，范圍非常廣泛，時間非常悠久，規(guī)模又十分巨大，這在實驗室里是做不到的。

和聚礦作用相仿的作用，我們在若干工業(yè)里面也可以看到。比如在煉鐵爐里，熔解鐵礦，生鐵和渣滓雜質(zhì)分離出來，生鐵質(zhì)重向下沉，渣滓輕浮在上面，我們就可以得到純凈的生鐵。在許多化學(xué)工業(yè)里，我們也可以看到利用熔點或揮發(fā)點的不同，來進(jìn)行分離蒸餾的方法。如引海水到鹽田里，利用陽光蒸發(fā)水份后，就留下結(jié)晶狀態(tài)的食鹽。在煉制石油時，溫度逐漸升高——在低溫時蒸發(fā)的，也就是揮發(fā)性強的，就是航空汽油，以后按揮發(fā)點的不同，分為普通汽油、煤油、燃料油、機械潤滑油、凡士林和石蠟等。這些作用都是和聚礦作用相類似的。再比如選礦機利用礦石的比重不同，設(shè)一面斜坡淘洗礦石，使較重的礦石積累在斜坡下部！較輕的留在上部。這些就是造成天然砂金礦、砂錫礦的基本原理。

二、礦床的形成及其分類

我們再來談?wù)劦V床的形成和分類。所謂礦石，就是巖石的一部分，只不過分布范圍比較小，數(shù)量也比較少。巖石和礦石的生成原因大致是相同的。所以礦石的形成作用也就是巖石的形成作用。巖石可以分為火成巖（直接由巖漿冷凝而成的）、水成巖（火成巖受風(fēng)、霜、雨、雪侵蝕破壞后又沉積生成的）、變質(zhì)巖（火成巖和水成份生成后又經(jīng)變質(zhì)作用的）三類，礦床也可以分為火成礦床、水成礦床和變質(zhì)礦床三大類。

先談火成礦床。火成礦床也可以稱為巖漿礦床。它是由地下深處的巖漿逐漸分化，礦石和一般巖石分離了，含礦的氣體或液體，或者就在巖漿內(nèi)部結(jié)晶，或者離開巖漿上升，充填了地段中的裂隨和空隙，或者與周圍的巖石起交代（互相交換其內(nèi)含成分）作用，含礦的氣體或液體占據(jù)原來巖石的位置，從而形成礦床。

火成礦床的形狀是很不規(guī)則的，成分一般是很復(fù)雜的。

大多數(shù)的金屬礦都屬于火成礦床，如鐵、銅、鉛、鋅、鎢、銻、錫等都是。也有非金屬的火成礦床，如金剛石、熒石、云母等。

火成礦床的礦產(chǎn)種類和火成巖的性質(zhì)有著非常密切的關(guān)系，目前我們所找到的規(guī)律是：巖石中有屬于酸性的，如花崗巖，有屬于鹽基性的，如玄武巖，也有用于中性的，如閃長巖，或超基性的，如橄欖巖。如我國的鎢、錫、鉍、銅等礦的生成，就和酸性巖石有關(guān)；白金、鎳、鉻、釩礦等都是在超基性的巖石里面；鐵礦則分布較廣，鹽基性巖和中性巖都有；有些銅礦，也產(chǎn)于鹽基性巖中。

這個規(guī)律很重要，假使我們要找某一種礦產(chǎn)，一定在某一屬性的巖石中去找。比如要找錫礦或鎢礦，就一定得在酸性巖中去找，要找鎳礦或白金礦就得在超基性的巖石中去找，否則就找不到。

至于水成礦床，它的成因也和水成巖一樣，是經(jīng)過地球的外力作用如風(fēng)化、剝蝕、沉積、生物作用等形成的。所以一般水成巖可以分為沉積巖、沉淀巖、生物巖、風(fēng)化巖等。沉積巖又分水成的、風(fēng)成的、冰成的各種。水成礦床也可以這樣分，但是在礦床中風(fēng)成的、冰成的比較少。

大多數(shù)水成礦床都很規(guī)則，一層層地分布很廣，成分也比較穩(wěn)定，如鐵礦層——煤層便是很好的例子。雖然水成礦床有些形狀和成分都比較復(fù)雜的，但和火成礦床比較起來還是要規(guī)則得多了。

水成礦床大多數(shù)是非金屬的礦，煤和石油就是水成巖中最重要的產(chǎn)品。但也有一些水成金屬礦床，銅礦和鐵礦都有。

另一種礦床是變質(zhì)礦床。變質(zhì)礦床是由水成礦床或火成礦床經(jīng)過變質(zhì)作用生成的，這種作用可以使礦床受到擠壓，而破碎或變質(zhì)，使形狀變得更復(fù)雜，或不結(jié)晶的變?yōu)榻Y(jié)晶，也可能加入若干新的礦質(zhì)。對于礦床的經(jīng)濟價值來說，它可能使礦床變得更好，也可能使礦床變得更壞。

礦床造成之后，各種地質(zhì)作用還在進(jìn)行，因此，它就要受到影響。例如，地殼運動可以使礦床褶皺、斷裂，造成背斜層（地層褶皺的隆起部分），向斜層，（地層褶皺的凹陷部分），各種各樣的斷層和逆掩斷層（有些斷層生成后上升部分壓在下降部分上面，較古的地層反而位在上面，就叫逆掩斷層）等，還可能受到后期火成巖侵入的影響，而使礦床變質(zhì)或沖斷。這一切復(fù)雜的構(gòu)造對于探礦有重大關(guān)系，必須明了礦床的詳細(xì)構(gòu)造，掌握它的規(guī)律，才能準(zhǔn)確地計算礦量，并合理地布置開礦工程。