矿床

矿床，用最简单的术语来说，就是地球的一部分地球的一些工业原料可以从中获利的外壳。因此，它的经济特征和地球化学特征一样多。然而，它的形成需要地球化学过程的操作，以产生一种或多种特定元素在特定地点的浓度。经济学决定了这个浓度是被列为矿床，还是仅仅作为一个有科学价值的矿床。经济可能会随着时间的推移而改变，这取决于价格，可用性运输、劳动力成本等因素。

然而，一些普遍的原则是可以阐明的。从地壳中某种元素的平均丰度和在正常情况下可进行有利开采的最小丰度出发，可以推导出生产矿床所必需的富集系数(见表)。在浓缩因素和所寻求的产品价格之间的近似关系中，经济控制是显而易见的。最极端的例子是在钻石采矿，所寻找的产品可能存在于开采的岩石中，其浓度低至50,000,000分之一。当然，提取的便捷性在这方面起着重要作用。钻石很容易通过一种相对简单和廉价的方法从大量废石中分离出来。镁在商业上提取从海水在美国，它的浓度为0.13%，而不是从普通的岩石dunite中提取，其浓度约为25%，因为海水的现成可用性和提取过程的廉价。

矿床可以在各种类型的岩石中找到——火成岩、沉积岩和变质岩——海水也是这些元素的重要来源钠，氯，镁,溴．有许多地球化学富集过程导致矿床的形成，它们往往是一系列复杂的这种过程在很长一段时间内作用的最终结果。矿床的经济重要性确保了所有地质和地球化学研究技术对其进行深入研究，但关于许多更复杂矿床的起源仍然存在许多争议。

最容易理解的矿床是沉积岩矿床。它们是在地球表面通过目前通常可以观察到的过程形成的，并且很容易在实验室中进行模拟。盐矿床是一种起源明确的矿床有义务的对这种方法。早在1849年，一位意大利科学家就开始了对海水蒸发的实验室研究，并阐明了不同盐的结晶顺序。结果与矿物学的比较盐沉积物揭示了大致的相似之处，但也有重要的差异;这些差异可以用这些沉积物在上覆沉积物下埋藏所引起的各种轻度变质反应来解释。

然而，有些沉积沉积物不容易用这种方法来解释。最广泛和经济上最重要的是广阔的前寒武纪铁矿藏，是每年生产数亿吨钢铁的主要来源。它们出现在所有的大陆上(可能除了南极洲)，并且一致的年龄很大(大约19亿年或更老)。可能最广泛和最暴露的是在Hamersley范围的澳大利亚西部在美国，单独的铁矿层连续分布在数百平方英里的水平层序中，由数千英尺厚的铁矿石和石英岩组成。形成这些矿床的条件显然是地球历史早期所独有的，因为在较年轻的地质构造中还没有发现类似的矿床。有人认为原因在于无氧还原大气在早期地质时代，铁很容易以亚铁的形式以溶液的形式运输化合物到海洋或大湖，在那里沉积最终发生了，也许是通过原始生物的作用。As soon As free氧气在10亿到20亿年前出现在大气中地球化学循环因为铁被彻底改变了，这种运输和沉积的方式永远结束了。

除了火成岩熔体的分馏结晶之外，岩浆矿床也会形成。经济存款氧化物矿物铬铁矿中铁、镁([](铬、铝)₂O₄)，例如，在富镁火成岩中几乎完全以带状或透镜状的形式出现。铬铁矿显然是早期从岩浆中结晶出来的，而且品位较高密度比液体它下沉到岩浆房的底部，浓缩成几乎纯净的岩浆体矿物．火成岩的一些副矿物是金属元素的重要来源，但由于其品位过低，不能直接开采。如果这些矿物具有耐化学和机械性能，风化和运输可能最终将它们浓缩成可开采的矿床。占世界的很大一部分锆，铪稀土，以及钍和一些铁和钛，来自河流和沙滩上的沙子。

大量重要的矿床产于变质岩中。这些沉积物的最终起源往往被它们所经历的复杂过程所掩盖。如果可以确定围合的变质岩是沉积岩的起源，那么问题就来了，矿石物质是随沉积物一起沉积的，还是在变质过程中或可能在以后某个时间由循环溶液引入的。这个问题的答案很少是明确的，而这样的矿床继续在地球化学家和经济地质学家之间引起激烈的争论。