矿林的生成与我国地下的资源

谢家荣

在我们祖国伟大的建设事业中，需要各种各样从地下开采出来的矿物。要从地下开采矿物，首先就要根据矿物的生成和分布的科学道理，发现哪里有矿，有多大的矿。

这里想简单地介绍一下矿床的生成和根据科学道理推断出来的我国有无限丰富的矿物资源。

矿床是怎样生成的？矿物都蕴藏在地球表面——地壳中。构成地壳的元素主要有八种，就是：氧、矽、铝、铁、钙，镁、钠、钾。它们的数量占地壳构成元素总量的百分之九八,一九，其他常见的有用的金属如铜、铅、锌、金、银、钨、锑等都很少，加起来只占地壳元素总量的百分之一.八一。这少量的矿质在地壳内原来是非常分散的，以后经过“聚矿作用”，矿质聚集起来，才形成矿床。

一、聚矿作用

什么是“聚矿作用”呢？简单的说，聚矿作用是由于地质作用的力量，使地壳所含各种零星分布的金属分离出来，同类的金属又再聚集在一起的作用。它是在地内或地面上进行的，因此也可以称为内力作用和外力作用。例如，在地壳下面紧压着的地下熔岩（岩浆），由于地壳压力的改变而浸入地壳，有的还从地壳的裂缝喷出地面。由于熔岩的运动，或地内温度、压力和水汽发生变化，引起地层的褶皱和断裂，或地壳组织成分上的变化。这些都是内力作用。由于温度的变化，风、霜、雨、雪的浸润剥蚀，江、河、海、洋的冲刷沉积，长年累月，可以造成地表的极大改变；在地面居住的动物和植物，也可以改变地面，如腐烂的生物尸体变成有机酸，会使岩石破坏，微生物可以使土壤变质，而植物的根部生长的力量，甚至可以劈开坚硬的岩石。这些，都是外力作用。

各种不同的地质作用可以生成各种不同的矿床。由于各种矿物比重不同，熔点（固体开始化为液体时的温度）不同，挥发点（液体开始化为气体）不同，溶解度不同，化学性质不同，因此不同的矿物分离聚集的情况也就不样。可是，这些聚矿作用都是遵循着一定的物理的和化学的自然法则进行的。因此我们可以在实验室中实验、模仿。不过在伟大的自然界中所发生的地质作用，范围非常广泛，时间非常悠久，规模又十分巨大，这在实验室里是做不到的。

和聚矿作用相仿的作用，我们在若干工业里面也可以看到。比如在炼铁炉里，熔解铁矿，生铁和渣滓杂质分离出来，生铁质重向下沉，渣滓轻浮在上面，我们就可以得到纯净的生铁。在许多化学工业里，我们也可以看到利用熔点或挥发点的不同，来进行分离蒸馏的方法。如引海水到盐田里，利用阳光蒸发水份后，就留下结晶状态的食盐。在炼制石油时，温度逐渐升高——在低温时蒸发的，也就是挥发性强的，就是航空汽油，以后按挥发点的不同，分为普通汽油、煤油、燃料油、机械润滑油、凡士林和石蜡等。这些作用都是和聚矿作用相类似的。再比如选矿机利用矿石的比重不同，设一面斜坡淘洗矿石，使较重的矿石积累在斜坡下部！较轻的留在上部。这些就是造成天然砂金矿、砂锡矿的基本原理。

二、矿床的形成及其分类

我们再来谈谈矿床的形成和分类。所谓矿石，就是岩石的一部分，只不过分布范围比较小，数量也比较少。岩石和矿石的生成原因大致是相同的。所以矿石的形成作用也就是岩石的形成作用。岩石可以分为火成岩（直接由岩浆冷凝而成的）、水成岩（火成岩受风、霜、雨、雪侵蚀破坏后又沉积生成的）、变质岩（火成岩和水成份生成后又经变质作用的）三类，矿床也可以分为火成矿床、水成矿床和变质矿床三大类。

先谈火成矿床。火成矿床也可以称为岩浆矿床。它是由地下深处的岩浆逐渐分化，矿石和一般岩石分离了，含矿的气体或液体，或者就在岩浆内部结晶，或者离开岩浆上升，充填了地段中的裂随和空隙，或者与周围的岩石起交代（互相交换其内含成分）作用，含矿的气体或液体占据原来岩石的位置，从而形成矿床。

火成矿床的形状是很不规则的，成分一般是很复杂的。

大多数的金属矿都属于火成矿床，如铁、铜、铅、锌、钨、锑、锡等都是。也有非金属的火成矿床，如金刚石、荧石、云母等。

火成矿床的矿产种类和火成岩的性质有着非常密切的关系，目前我们所找到的规律是：岩石中有属于酸性的，如花岗岩，有属于盐基性的，如玄武岩，也有用于中性的，如闪长岩，或超基性的，如橄榄岩。如我国的钨、锡、铋、铜等矿的生成，就和酸性岩石有关；白金、镍、铬、钒矿等都是在超基性的岩石里面；铁矿则分布较广，盐基性岩和中性岩都有；有些铜矿，也产于盐基性岩中。

这个规律很重要，假使我们要找某一种矿产，一定在某一属性的岩石中去找。比如要找锡矿或钨矿，就一定得在酸性岩中去找，要找镍矿或白金矿就得在超基性的岩石中去找，否则就找不到。

至于水成矿床，它的成因也和水成岩一样，是经过地球的外力作用如风化、剥蚀、沉积、生物作用等形成的。所以一般水成岩可以分为沉积岩、沉淀岩、生物岩、风化岩等。沉积岩又分水成的、风成的、冰成的各种。水成矿床也可以这样分，但是在矿床中风成的、冰成的比较少。

大多数水成矿床都很规则，一层层地分布很广，成分也比较稳定，如铁矿层——煤层便是很好的例子。虽然水成矿床有些形状和成分都比较复杂的，但和火成矿床比较起来还是要规则得多了。

水成矿床大多数是非金属的矿，煤和石油就是水成岩中最重要的产品。但也有一些水成金属矿床，铜矿和铁矿都有。

另一种矿床是变质矿床。变质矿床是由水成矿床或火成矿床经过变质作用生成的，这种作用可以使矿床受到挤压，而破碎或变质，使形状变得更复杂，或不结晶的变为结晶，也可能加入若干新的矿质。对于矿床的经济价值来说，它可能使矿床变得更好，也可能使矿床变得更坏。

矿床造成之后，各种地质作用还在进行，因此，它就要受到影响。例如，地壳运动可以使矿床褶皱、断裂，造成背斜层（地层褶皱的隆起部分），向斜层，（地层褶皱的凹陷部分），各种各样的断层和逆掩断层（有些断层生成后上升部分压在下降部分上面，较古的地层反而位在上面，就叫逆掩断层）等，还可能受到后期火成岩侵入的影响，而使矿床变质或冲断。这一切复杂的构造对于探矿有重大关系，必须明了矿床的详细构造，掌握它的规律，才能准确地计算矿量，并合理地布置开矿工程。