沉积于海边的海滨砂矿

海之

去过海边的同学都知道，海滩包括砾石滩和沙质或粗或细的沙滩，而最受人们喜爱的无疑是可以赤足玩耍的沙滩了。那么你有没有想过，脚下这些金闪闪的沙子，也是一种矿产呢？

在沙滩上随意抓起一把沙子，放在高倍放大镜下观看，你就会发现这些沙子都是由几种颜色和形状不同的矿物颗粒组成的。如果沙滩上单位体积的沙子内某种有用矿物的含量达到成矿规定的比例，且矿物颗粒大小均匀、排列有序，并具有一定的厚度、分布面积和开采价值，那么我们就可以将此处沙滩称为砂矿了。由于生成于海滨或近岸浅水地带，所以它们被称为海滨砂矿。

大浪淘沙话成因

根据地质学家研究，约11000年前，也就是第四纪最后一个冰期（玉木冰期）结束后，地球气候开始转暖，陆地冰盖缩小，海平面上升。到大约7000年前，海平面升至现在的位置，现代海岸线的轮廓初步形成。就海滨砂矿来说，矿体由沙砾组成，结构松散，说明是第四纪以后形成的，属于比较年轻的矿产，且分布范围基本上都位于现代海岸高潮线以上。因为是在水下成矿，而矿体又出露海面，由此可推断，海滨砂矿从开始沉积到成矿，周期最短也得几万年，甚至十几万年以上。

那么，海滨砂矿是怎样形成的？有用的矿物是从哪里来的？砂矿床又是怎样堆积而成的呢？这需要具备以下条件：

首先，要有砂源，也就是含矿物颗粒的岩石母体（称为含矿母岩）。

构成海岸的物质因地而异。例如在平原海岸，都是大片淤泥海滩，没有形成海滨砂矿的砂源，也就不可能形成海滨砂矿。而在岩石海岸，有的岩石坚硬，不易风化破碎，也就不能生成沙砾，所以也不具备形成砂矿的条件：有的岩石相对不太坚硬，特别是在岩石结构不紧密、抗风化能力弱的海岸地区，母岩破碎后，慢慢形成沙砾，为海滨砂矿的形成创造了条件。

其次，海岸地区要有适当的、自然条件下的物理风化作用和化学风化作用。

沿岸陆地有含矿母岩或有暴露的砂矿体，在漫长的热胀冷缩的物理风化和高温高湿高氧化的化学风化作用下，可使岩石慢慢解体，以致崩塌破碎，从而形成沙砾。

三要具备拥有足够能量的海浪和海流等水动力条件，来冲刷和搬运矿物颗粒，并在适合矿体生成的地区逐渐沉积。

海岸边那些不够坚硬的岩石，在海浪长年累月的拍击下，逐渐被打碎并磨成沙砾。海浪涌上岸后还会退回大海，在这一循环往复的过程中，沙砾也被水流裹挟着来回滚动，相互摩擦，久而久之，沙砾越磨越圆，越磨越细，便形成了沙滩。沙滩形成后，海沙依旧被海浪冲刷着。由于组成海沙的矿物有重有轻，重的不易被水流带走，轻的则容易移动，海浪反复地淘洗，就会将轻沙带走，并沉积到适宜的地区，重沙则就地保存下来，经过千百万年的反复积累，逐渐堆积成种类不同的砂矿床，海滨砂矿就这样形成了。

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砂矿床的规模为什么有大有小？

在第四纪地质历史中，至少发生过4次冰期和3次间冰期，引起海平面升降——冰期时，海平面下降;间冰期时，海平面又上升，进而引发海进和海退。海进时，海岸向陆地方向推进，新形成的海滨砂矿覆盖在老的海滨砂矿之上，称为超覆，并有可能在原有海滨砂矿向陆一侧上方形成新的砂矿层;海退时，海岸向海洋方向后退，在原有海滨砂矿向海一侧下方形成新的砂矿层，叫作退覆。这样在适合砂矿沉积的地区，砂体一层压一层，一片连一片，使矿体的面积和厚度增加，便可能形成规模较大的砂矿床，也可能形成断断续续、间隔不等、大小不一的砂矿床。

如果降水丰沛，含矿母岩解体崩塌或砂矿体瓦解，大量的矿物颗粒随着雨水形成的溪流被带入海中，使海中有用矿物颗粒的数量不断增加，就形成了砂矿的集中区。特别是在物理风化和化学风化强烈，并且含矿母岩多的丘陵台地海岸，海浪和潮流等水动力条件及地形适合沉积的海滨地带，矿体形成的机会就更多，规模更大，质量也更好。

五颜六色镶五洲

由于世界各地的海滨砂矿的成矿条件受很多因素影响，如母岩岩体的大小与风化程度、含矿种类和含矿量的高低、矿物颗粒来源多少以及沿岸水动力条件等，因而形成的矿床规模也不一样，每个矿床可由一个至几百个矿体组成。根据勘查，矿床面积小的只有几百平方米，大的可达上千平方千米;矿体厚度一般从不足1米到12米不等;单个矿床储量可从几百吨到亿吨以上。多数矿床位于岸边，有的从岸边连续延伸到水下。它们点点块块地镶嵌于世界五大洲海岸外。由于組成每个矿体的矿物种类不同，因而每个矿床的颜色也不一样。一般重矿物砂矿颜色较深，呈黑、暗红、灰和黄色等;而轻砂矿颜色较浅，多呈白或银白色。

海滨砂矿种类繁多，世界上已经发现的海滨砂矿至少有60多种。依据矿物成分，可大体分为金属砂矿和非金属砂矿。金属砂矿比重较大，非金属砂矿比重较小。金属砂矿中，铬铁矿、磁铁矿、钛磁铁矿显黑色，被称为黑色金属砂矿;钛铁矿、金红石、锆石、独居石、磷钇矿、铌铁矿、钽铁矿、铌钽铁矿等色彩较多，被称为稀有稀土金属砂矿;砂金、砂铂、砂锡（也称锡石）等分别呈黄色和灰白色，称有色金属砂矿;金刚石、琥珀砂、石榴石、矽线石、尖晶石、电气石、石英砂等颜色各不相同，被称为非金属砂矿，其中，金刚石、琥珀砂很贵重，也很美丽。

海滨砂矿分布相当广泛，在丘陵、台地和沙质海岸几乎都可以找到它们的踪迹，只是每个地方的矿种有所不同。其中，稀有稀土砂矿多发现于热带和亚热带地区，在印度半島、斯里兰卡、中国、低纬度的非洲西海岸、大西洋西海岸及地中海北部沿岸分布较多;砂金和砂铂在美国阿拉斯加分布较多;砂锡主要分布在马来西亚;磁铁矿多发现于日本和加拿大;钛磁铁矿多集中在新西兰;金刚石主要产于西南非洲沿岸及近岸浅海;石英砂分布地域更广，在温带、热带沿海都有发现。

世界海滨金属砂矿储量有数十亿吨，其中，超过亿吨的主要有磁铁矿、钛磁铁矿和钛铁矿;锆石、金红石和独居石储量也在几百万到上千万吨以上;东南亚的砂锡矿储量也相当可观。非金属砂矿中，西南非洲的金刚石储量达6300万克拉以上;世界石英砂储量至少有上百亿吨，可以连续使用相当长的时间。

容易开采用途广

海滨砂矿结构松散，因此易于开采。从20世纪中期到21世纪初，海滨砂矿开采一直是仅次于海洋石油开采的第二大海洋矿产开采行业。已经开采的海滨砂矿种类很多，开采区遍及全球五大洲，开采量较大的主要集中在澳大利亚、印度、斯里兰卡、日本、美国、南非、纳米比亚和中国等30多个国家的沿海地带。

海滨砂矿用途广泛。海滨砂矿虽不像陆上的铜、铁、铅、锌矿那样名气大，但却是某些重金属、稀有、稀土金属以及贵重非金属的重要来源，用途可大了。海滨砂矿及从中提取的各种化学元素被广泛用于20多个工业和科技领域，例如：从钛铁矿、金红石中提取的钛用于制造导弹、火箭等航空工业;锆石所含的锆用于铸造工业、核反应堆和核潜艇之中，无色的锆石变种还是美丽的宝石;磷钇矿中的钇被用于核技术、制造合金及紫外光灯等;铌铁矿中的铌用于制造飞机和火箭的外壳;铬铁矿中的铬用于多种合金及化学工业;砂锡提炼出的锡在机械制造和无线电工业中都是不可缺少的;金刚石光彩夺目，向来被视为贵重宝石，也用于电器、精密仪器制造;琥珀砂除用于珠宝行业外，还可入药;石榴石被广泛用作研磨材料，色泽佳的可作为宝石;石英砂主要被用作玻璃和陶瓷的原料及冶金工业的熔剂，细石英砂可用作铸型用砂、标准砂和过滤砂等十多种工业用砂;至于金、铂的用途就更不言而喻了。

可以说，海滨砂矿是大自然留给人类的宝贵财富。