硫化物礦床在暴露地表後，常發生強烈的風化作用，礦床中原生硫化物與大氣和水裡的氧結合，遭受不同程度的氧化，形成新的礦物和新的溶劑，這種溶劑能進一步溶解其他礦物，這種作用稱為表生氧化作用。這樣，礦床就被氧化，同時礦床中很多礦質被淋濾，礦床發生表生氧化和淋濾的這一部分稱為礦床的氧化帶，深度可達潛水面。
基本介紹
- 中文名：硫化物礦床氧化帶
- 類別：風化礦床
分類,特徵,
分類
（1）完全氧化亞帶（鐵帽）：位於氧化帶的最上部，氧化作用進行得最為強烈，氧化時間也最長，以鐵的氧化物和氫氧化物占絕對優勢，故又稱為鐵帽。鐵帽呈褐色至棕紅色，具鬆散或多孔狀、蜂窩狀構造。通常作為金屬硫化物礦床的重要找礦標誌。特別是其中褐鐵礦的顏色和特徵性構造能反映原生硫化物的種類。
（2）淋濾亞帶：位於鐵帽之下，是在其上部完全氧化亞帶發育初期階段所形成的強酸性溶液影響下發生的。淋濾作用強烈以致硫化物幾乎完全被帶走，僅由鐵的氧化物、氫氧化物和石英、重晶石等穩定礦物構成。
（3）次生氧化富集亞帶：僅出某些銅礦床氧化帶的下部。它是由於構造作用使礦床分布區上升和地下水面下降，引起次生硫化物富集帶隨之上升進入氧化帶，銅的次生硫化物從而受到氧化，結果生成更富含銅的新礦物——赤銅礦、自然銅等。如：
4Cu2S（輝銅礦）+9O2→2Cu2O（赤銅礦）+4CuSO4
Cu2S +2O2→Cu（自然銅）+CuSO4
次生氧化富集亞帶在許多情況下，特別是在地下水面變動很小而又風化強烈時，可能不發育或完全缺失。
特徵
在氧化帶中，硫化物一般都很容易轉變為硫酸鹽，特別是礦床中常見的黃鐵礦，氧化後形成的硫酸鐵和硫酸，對其他硫化物礦物的分解起著重要的作用。除硫酸鉛外，一般金屬硫酸鹽都易溶於水。因此金屬物質在氧化帶將被地表水或地下水搬運而分散。在有利的條件下，這些金屬能夠轉移到深部發生再沉積。
以常見的鐵、銅硫化物為例，最常見的鐵的硫化物礦物為黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦等。
它們在氧化帶中的變化過程是：鐵的硫化物→硫酸亞鐵→硫酸鐵(水解)→氫氧化鐵，化學反應式如下：
2FeS2（黃鐵礦）+7O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4
2Fe7S8（白鐵礦）+31O2+2H2O→14FeSO4+2H2SO4
硫酸亞鐵很不穩定，會很快地變為硫酸鐵：
4FeSO4+2H2SO4+O2→2Fe2(SO4)3+2H2O或12FeSO4+3O2+6H2O→4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3
硫酸鐵水解後，生成氫氧化鐵及硫酸：
Fe2(SO4)3+6H2O→2Fe(OH)3+3H2SO4
如果氧化帶中水很少，那么硫酸濃度則相對增大，因而反應不易向右進行。不過，硫酸鐵是一種很強的氧化劑，能使鐵、銅、鉛、鋅、銀等的硫化物氧化成硫酸鹽，如以下各式：
FeS2（黃鐵礦）+Fe2(SO4)3→3FeSO4+2S
CuFeS2（黃銅礦）+2Fe2(SO4)3→CuSO4+5FeSO4+2S
ZnS（閃鋅礦）+4Fe2(SO4)3+4H2O→ZnSO4+8FeSO4+4H2SO4
PbS（方鉛礦）+4Fe2(SO4)3+4H2O→PbSO4+8FeSO4+4H2SO4
