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事業中，需要各種各樣從地下開采出來的礦物。要從地下開采礦物，首先就要根據礦物的生成和分布的科學道理，發現哪里有礦，有多大的礦。

這里想簡單地介紹一下礦床的生成和根據科學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。它們的數量占地殼構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。這少量的礦質在地殼內原來是非常分散的，以后經過“聚礦作用”，礦質聚集起來，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。它是在地內或地面上進行的，因此也可以稱為內力作用和外力作用。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，或地內溫度、壓力和水汽發生變化，引起地層的褶皺和斷裂，或地殼組織成分上的變化。這些都是內力作用。由于溫度的變化，風、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，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，揮發點（液體開始化為氣體）不同，溶解度不同，化學性質不同，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的自然法則進行的。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生的地質作用，范圍非常廣泛，時間非常悠久，規模又十分巨大，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，生鐵和渣滓雜質分離出來，生鐵質重向下沉，渣滓輕浮在上面，我們就可以得到純凈的生鐵。在許多化學工業里，我們也可以看到利用熔點或揮發點的不同，來進行分離蒸餾的方法。如引海水到鹽田里，利用陽光蒸發水份后，就留下結晶狀態的食鹽。在煉制石油時，溫度逐漸升高——在低溫時蒸發的，也就是揮發性強的，就是航空汽油，以后按揮發點的不同，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

我們再來談談礦床的形成和分類。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、霜、雨、雪侵蝕破壞后又沉積生成的）、變質巖（火成巖和水成份生成后又經變質作用的）三類，礦床也可以分為火成礦床、水成礦床和變質礦床三大類。

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，或者就在巖漿內部結晶，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（互相交換其內含成分）作用，含礦的氣體或液體占據原來巖石的位置，從而形成礦床。

火成礦床的形狀是很不規則的，成分一般是很復雜的。

大多數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。

火成礦床的礦產種類和火成巖的性質有著非常密切的關系，目前我們所找到的規律是：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；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，也產于鹽基性巖中。

這個規律很重要，假使我們要找某一種礦產，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，是經過地球的外力作用如風化、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、風化巖等。沉積巖又分水成的、風成的、冰成的各種。水成礦床也可以這樣分，但是在礦床中風成的、冰成的比較少。

大多數水成礦床都很規則，一層層地分布很廣，成分也比較穩定，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雜的，但和火成礦床比較起來還是要規則得多了。

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

另一種礦床是變質礦床。變質礦床是由水成礦床或火成礦床經過變質作用生成的，這種作用可以使礦床受到擠壓，而破碎或變質，使形狀變得更復雜，或不結晶的變為結晶，也可能加入若干新的礦質。對于礦床的經濟價值來說，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，各種地質作用還在進行，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，而使礦床變質或沖斷。這一切復雜的構造對于探礦有重大關系，必須明了礦床的詳細構造，掌握它的規律，才能準確地計算礦量，并合理地布置開礦工程。