资源的形成和分布规律

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1、第 10 讲 资源的形成与分布规律资源的形成和分布受自然规律支配，不以人的意志为转移，既具有广泛性的一面，又 具有不均衡性的一面，而且常常是二者矛盾的统一。如蕴藏于地壳之中的矿物资源，以及 地表生物圈中的土地资源、气候资源、水资源和生物资源等之间，都是相互联系、相互制 约地组成一个统一的自然综合体系的。而各种自然资源本身也受内外因素的影响，各自形 成一个独立的自然综合体，各具特点、有规律地分布在世界各地。 自然资源的分布规律和自然资源的开发利用关系非常密切。自然资源只有得到人类社 会的开发利用，才能产生经济价值，充分发挥自然资源在促进国民经济发展中的作用。而 自然资源的开发利用，也只有在充分认

2、识和掌握自然资源形成与分布规律的前提下，才能 够采取有效措施，合理地开发利用，达到最大的经济效果。 所以，分析和评价自然资源地理分布的规律性，对于研究自然资源的开发利用有着重 要意义。第一节 矿产资源的形成与分布规律矿产资源，又称地壳资源、矿物资源。三者的基本涵义是一样的，但具体所指的范围 有所不同，其中地壳资源是指赋存于地表和地壳中的所有地球化学元素和矿物集合体的总 称；矿物资源是指地球化学元素通过地质作用，相瓦结合成为的矿物集合体；矿产资源是 指由地质作用所形成的，赋存于地表和地壳中，采用现代生产技术，能够为国民经济所利 用的矿物资源。在此，我们以矿产资源为例，对其形成、分布及其变化规律进

3、行分析。一、矿产资源形成规律地球中矿产的赋存并不是杂乱无章的，而是具有一定的时空分印规律，并在矿产资源 形成之后有时还要受到诸多地质作用的影响而发生变化。矿产资源的形成是由地质环境和 地质作用所支配的，不同的地质条件和不同的地质作用形成不同类型的矿藏，它们表现出 较为明显的成矿规律。地壳运动和造山作用在矿产资源的形成过程中起了极其重要的作用。它不仅使地壳中 的岩层发生断裂和位移，而且也不断地引起化学元素的迁移和聚集。在地球内部的高 温、高压之下，具有挥发性的气体如氪、氩、氮、氧等，它们的熔点、沸点都很低， 极易转移；比较活泼的非金属如磷、氯、氟、硫、碘等，多与其他元素化合成为可挥 发的化合物，

4、极易发生转移；具有挥发性的金属如汞、铟、铊、铋等，极易变成气体， 在岩浆中转移；碱金属如锂、钠、钾和碱土金属如铍、镁、钙、锶、钡、镭等，极易 形成稳定的、难挥发的氧化物和卤化物；普通金属如铁、镍、钴、铜、铅等，沸点高 达 2 0003 500(3，多是不挥发的金属矿物；其他如铂族、钨、碳等，则多是最难挥 发的金属和非金属矿物，在自然界一般呈游离状态，只有二氧化碳和氯化钨等一部分 化合物容易挥发。因此，在地壳运动和造山作用发生过程中，上述各种化学元素所处 的物理化学环境，诸如所含物质的浓度、温度、压力、氧化还原电位、溶液的 pH，以 及成矿围岩的性质发生变化，就进一步加剧了各种化学元素的迁移和聚

5、集，最终形成 具有工业利用价值的矿物资源。从矿藏成因角度看，矿产大致可分为外生、内生和变质矿产三大类。1)外生矿。通过外生作用形成的矿产资源，主要与地球外营力有关，即由岩石圈、 水圈、大气圈和生物圈，以及太阳能的相互作用而形成的矿物资源。它是在一般的地 表温度和压力条件下进行的，由于接近地表，所以这类资源含有丰富的游离氧，所组成的矿物成分主要是造岩元素钾、钠、钙、镁、硅等和介于造岩与造矿之间的过渡元 素铁、锰、铝等的氧化物或含氧盐类。它们在各种外力作用下，不断地风化、搬运和 沉积，形成各种具有工业价值的矿物资源。在陆相沉积中，干旱气候沉积一般形成现 代盐湖类和含铜砂岩型矿产，如钾、锂、硼、溴、

6、碘、铜、铀等；潮湿气候沉积一般 形成风化壳型矿、砂矿等，如镍、铝、钨、锡、金、油页岩、黏土等。在海相、海陆 交互相沉积相中，干旱一半干旱气候沉积一般形成砂岩、盐类及碳酸盐类矿产，如灰 岩、白云岩中的岩盐、钾盐，砂岩中铜、钴、铀矿，白云岩中铅锌矿；潮湿气候沉积 一般形成煤、铝土矿、鲡状赤铁矿、煤矿和磷块岩矿产。2)内生矿。通过内生作用形成的矿产资源，主要是地球内部深处的岩浆熔融体及 其派生物气水溶液，随着地壳运动和造山作用而发生的岩浆活动所富集成的。岩 浆熔融体本身的组成，除了硅酸盐物质外，还含有水、碳酸、硫、氟、氯以及各种金 属元素。在内应力的影响下，沿着裂隙和破碎处钻到地壳的上部层位。随着岩

7、浆熔融 体冷却过程的先后及其对围岩的影响，在岩浆期阶段，在超基性岩中就形成了铂及铂 族金属、金刚石、铬铁矿等矿物资源；在碱性岩中就形成稀土元素矿物资源；在基性 岩中就形成钒钛磁铁矿和铜镍硫化物等矿物资源。岩浆熔融体继续冷却进入伟晶岩期 阶段，由于挥发性组分的大量集中，使岩浆黏性减小，流动性增大，在适当地地质条 件下，形成某些矿物结晶粗大的脉状体，即称为伟晶岩。与伟晶岩有关的矿物资源， 多为石料、宝石、细石料、稀有金属矿物(如锆英石、铌铁矿等)以及稀土元素矿物(如 褐帘石、独居石、磷酸钇矿等)。当岩浆冷却成固体以后，从岩浆中分泌出来的气体和 热水溶液，作为有用物质转运及沉淀的介质，在适当的地质条

8、件下，从岩浆中分离出 来，然后在适当的地质环境里将有用成分沉淀下来，形成多种有巨大工业价值的贵重 的有色金属、稀有金属和非金属矿物资源。如与矽卡岩相伴生的矿物资源有磁铁矿、 白钨矿、黄铜矿和方铅矿等。总之，内生矿是与岩浆活动形成的岩浆岩密切相关。在基性一超基性岩类中，喷 出作用一般形成与玄武岩和细碧一角斑岩有关的自然铜、含铜黄铁矿，浅成侵入作用 易于形成金伯利岩型金刚石矿，深成侵入作用往往形成与基性岩有关的铜镍硫化物矿、 钒钛磁铁矿，以及与超基性岩有关的铬铁矿、铂族金属矿。在中性一中酸性一酸性岩 类中，喷出一浅成侵入作用一般形成与凝灰岩、流纹岩和安山岩等有关的铁、铜、金、 萤石、明矾石、汞、锑

9、、砷等矿产；浅成一深成侵入作用易于在花岗岩或在围岩、变 质岩中形成铜、铅锌、钼、钨、锡等矿，深成侵入作用往往形成花岗伟晶岩中云母、 稀有金属矿。3)变质矿。变质矿是由岩浆侵人围岩后引起的接触热变质作用、气成一热液变质 作用和区域变质作用形成的。深成侵入的花岗岩易于在碳质板岩中形成石墨矿、红柱 石和大理岩；气成一热液变质作用一般形成矽卡岩型磁铁矿、钨钼矿、铜、铅锌矿， 在白云岩中形成菱镁矿、滑石矿，在超基性岩中形成蛇纹石石棉矿；区域变质作用多 数形成铁、金、铜和刚玉等矿产。通过变质作用形成的矿物资源，多是上述内生作用和外生作用形成的岩石和矿物， 因地壳运动、下降到地壳深处，随着温度和压力的增高，

10、它们的矿物成分、化学成分、 物理性质、结构和构造发生变化。如发生脱水去氧作用，可使褐铁矿变成赤铁矿，赤 铁矿变成磁铁矿，形成含铁石英岩型铁矿资源。某些矿物在高温条件下与石英作用， 形成新的硅酸盐类矿物，如高铝矿物、大理岩。还有某些矿物可以重结晶或再结晶， 如煤变质后形成石墨等。二、矿产资源的分布规律地壳中矿产的分布是受成矿的物质条件和成矿的空间条件所控制。概括地讲，内 生矿产的分布主要是受构造体系的控制，外生矿产的分布则既受构造体系的控制，还 受海水进退、气候变迁、大陆演化等条件所制约，变质矿产的分布规律最复杂，既与 原矿物质的分布有联系，又与变质时的构造条件有关。但是，矿产的分布明显地表现

11、出一定的时间和空间规律性，它们与一定时期的岩浆活动和地质构造运动密切相关。 S L 第三章资源的形成与分布规律 65Ip l I (一)时间分布规律 。I 地壳中矿物资源的分布是非常不均匀的，甚至达到这样的程度，即在世界上很 难找到两个比较广大的拥有完全相同的金属矿床综合体的地区。形成这种分布不 &均匀的原因，主要是地球本身长期以来不断发生地壳运动和造山作用，使地壳中埋 藏在深处的深成岩隆起到地球表面，从而使人们在地壳表层能够看到和取得绝大 部分的矿物资源。与造山运动最早阶段有联系的是铂、铬、铁、钛、钒、磷、镍、钴、铜 l 等矿物资源的出现。略微迟些出现的，多半是铁、铜、铅、锌、重晶石等矿物资

12、源，部 分是钴、砷、银、金等矿物资源。中期造山运动以形成锡、钨、钼、金、锂、铍、硼、钽、 铌等矿物资源为特征。在晚期，元素的组成基本上承袭中期的元素，但伴生有铁、 银、铅、锌，这些元素在造山运动的最后阶段中又重新起着主导的作用。原苏联学 者比留宾曾对不同的造山运动阶段所形成矿物资源的分布规律作过初步估算(以 l 总量的百分比计)，如表 3.1 所示。 艮 表 3.1 各造山运动时期金属矿产储量分配简表()甏 造山运动时期 锡 钨 钼 金 铜 铅 镍 钴l； 新生代(最近时期) 14 3 91 13 47 26 7 6.5 中生代 50 81 5 16 2 30 14 14.5 华力西运动 24

13、 16 1 4 8 27 16.5 17 l 加里东运动 2 2 6 14 17 一 一黪 前寒武纪 10 1 61 29 二 62.5 62” 全世界储量 100 100 100 100 100 100 100 100 1 ： 从全球看，rA特瓦尔奇列哲根据构造作用、岩浆作用、沉积作用和成矿作用 的一系列特点，将全球分为七个最主要的成矿期(朱训 1992)：一是太古代南罗德 i 西亚期(35 亿25 亿年)，矿化作用弱，形成磁铁矿、铌钽矿、金矿等；二是早元古代 r 自白海期(25 亿18 亿年)，矿化作用很强，形成铬铁矿、铁锰、金、铜、镍矿，伴生铂；族、钒、锡、铀矿等；三是中元古代赫德森期(

14、18 亿16.5 亿年)，矿化作用中等，形；成黄铁矿一多金属矿、铬铁矿、金、铀矿；四是早里菲的哥达期(9 亿5 亿年)，矿化“柞用弱，形成有伴生铀的铁、稀有金属、铜、镍、银、钴等矿产；32 是晚里菲的贝加尔 ”_期(9 亿5 亿年)，矿化作用很强，形成铁、铬、金、铅锌、钨、锡等矿产；六是古生代 薅西期(5 亿1.5 亿年)，成矿作用强烈，形成了铁一多金属矿、铬铁矿、钛、铂族、囊 i 钨、铅锌等矿产；七是中一新生代阿尔卑斯期(1.5 亿年)，矿化作用中等，形成 搠、铁一金属矿、铬铁矿、铜钼矿、金碲矿、金银矿、汞锑矿、铜镍矿等。；(一)时间分布规律地壳中矿物资源的分布是非常不均匀的，甚至达到这样的

15、程度，即在世界上很难找到两 个比较广大的拥有完全相同的金属矿床综合体的地区。形成这种分布不均匀的原因，主要 是地球本身长期以来不断发生地壳运动和造山作用，使地壳中埋藏在深处的深成岩隆起到 地球表面，从而使人们在地壳表层能够看到和取得绝大部分的矿物资源。与造山运动最早 阶段有联系的是铂、铬、铁、钛、钒、磷、镍、钴、铜等矿物资源的出现。略微迟些出现 的，多半是铁、铜、铅、锌、重晶石等矿物资源，部分是钴、砷、银、金等矿物资源。中 期造山运动以形成锡、钨、钼、金、锂、铍、硼、钽、铌等矿物资源为特征。在晚期，元 素的组成基本上承袭中期的元素，但伴生有铁、银、铅、锌，这些元素在造山运动的最后 阶段中又重新起着主导的作用。原苏联学者比留宾曾对不同的造山运动阶段所形成矿物资 源的分布规律作过初步估算(以总量的百分比计)，如表 31 所示。表 31 各造山运动时期金属矿产储量分配简表() 造山运动时期 锡 钨 钼 金 铜 铅 镍 钻 新生代(最近时期)中生代华力西运动加里东运动前寒武纪全世界储量从全球看，rA特瓦尔奇列哲根据构造作用、岩浆作用、沉积作用和成矿作用的一系 列特点，将全球分为七个最主要的成矿期(朱训 1992)：一