Trong ba loại phong hoá (cơ học, lý học và sinh học) thì phong hoá hoá học có vai trò lớn hơn cả trong việc thành tạo các mỏ ngoại sinh. Có thể phân ra hai kiểu mỏ chính có liên quan với các quá trình phong hoá là các mỏ tàn dư và các mỏ thẩm lọc.
Các mỏ tàn dư được thành tạo từ những khoáng chất khó phân huỷ, còn giữ lại trong các quá trình phong hoá. Những khoáng chất dễ bị hoà tan đã bị mang đi, để lại những vật chất bền vững không bị oxy hoá hay hòa tan trong dung dịch. Thông thường đó là những hợp chất oxyt và hydroxyt Fe, Al, Mn, silicat Ni, casiterit, vàng, platin, kim cương, sét, cát, phosphorit, v.v... Chúng tích đọng tại chỗ tạo thành những mỏ tàn dư vỏ phong hóa, những mỏ tàn tích hoặc sườn tích và những mỏ kiểu mũ sắt.
Vỏ phong hoá có thể phát triển trên hầu hết các loại đá magma, biến chất và trầm tích, song những vỏ phong hoá phát triển trên đá magma có ý nghĩa tạo khoáng lớn hơn cả. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới phát triển các kiểu vỏ phong hoá laterit, trong đó có tập hợp những khoáng vật bền vững như caolinit, các oxyt và hydroxyt Fe, Mn, Al, Mg, v.v... Các vỏ phong hoá cổ được hình thành trong những
khoảng thời gian rất dài, do đó có chứa những mỏ khoáng giá trị với những khối lượng khổng lồ. Có những loại khoáng sản sau đây trong các vỏ phong hoá.
- Quặng sắt nâu (limonit) có chứa Ni và Cr trong các vỏ phong hoá phát triển trên đá magma siêu mafic (dunit, peridotit).
- Caolin gặp trong những vỏ phong hoá phát triển trên đá nhiều felspat như granit, granitogneis, gabro, diabas, v.v...
- Bauxit gặp trong những vỏ phong hoá phát triển trên đá giàu felspat ở điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, như các vỏ phong hoá trên đá bazan ở Tây Nguyên.
Các mỏ tàn tích và sườn tích được hình thành từ những sản phẩm phong hoá được giữ lại tại chỗ hoặc trượt trôi theo các sườn dốc. Thông thường đó là tích tụ những khoáng vật quặng vốn trước đây là những khoáng vật phụ trong thành phần của đá gốc, chẳng hạn như vàng, platin, wolframit, casiterit, monazit, zircon, cromit, rutin, ilmenit, magnetit v.v... Trong các quá trình phong hoá hoá học, những khoáng vật này bền vững, không bị phân huỷ và được giữ lại, trong khi những vật chất dễ bị phân huỷ khác bị rửa trôi. Tích tụ của chúng đạt tới những khối lượng đáng kể, có hàm lượng cao trong các tầng trầm tích bở rời và tạo thành những mỏ sa khoáng tàn tích hoặc sườn tích.
Các mỏ kiểu mũ sắt được thành tạo ở phần trên của các thân khoáng sản do kết quả các quá trình phong hoá hoá học và một phần do phong hoá cơ học. Những khoáng vật sulfur trong điều kiện gần mặt đất rất dễ bị phân huỷ để tạo ra một tập hợp những hydroxyt sắt có tên gọi chung là limonit. Ví dụ sự phân huỷ của pyrit diễn ra theo những phản ứng sau.
FeS2 + 7O + H2O 6FeSO4 + 3O + 3H2O Fe2 (SO4)3 + 6H2O 4Fe (OH)3 = = = = FeSO4 + H2O 2Fe(OH)2 + Fe(SO4)3 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 2Fe2O3 . 3H2O + 3H2O limonit
Sản phẩm cuối cùng trong quá trình phân huỷ pyrit là limonit được lưu giữ lại trên đầu thân quặng sulfur và tạo thành kiểu mỏ mũ sắt. Cũng tương tự như vậy, phong hoá trên các thân quặng mangan carbonat tạo ra các mũ thạch cao hoặc những mỏ phosphorit tàn dư do kết quả phong hoá đá carbonat có chứa Ca3P2O8 ở dạng phân tán.
Các mỏ thẩm lọc được tạo thành từ những vật liệu khoáng chất tương đối dễ hoà tan và bị nước trên mặt mang đi khỏi phạm vi vỏ phong hoá. Khi lưu thông theo các hệ thống khe nứt và kẽ hở ở phần trên của vỏ Trái Đất, thành phần của nước và nồng độ khoáng chất hoà tan trong đó bị thay đổi. Khoáng chất được kết đọng lại trong những điều kiện hoá lý phù hợp và tạo ra những mỏ khoáng có giá trị. Vật liệu có thể kết đọng ngay trong tầng trầm tích bở rời trên mặt đất ở dạng những ổ kết hạch. Phương thức kết đọng có thể là lấp đầy các khe hở trong đá hoặc trao đổi thay thế. Khi nước trên mặt xuyên xuống sâu và hoà nhập với nước ngầm thì vật chất khoáng có thể xuyên theo những khe nứt vào sâu trong đá gốc. Chúng có thể tạo ra ở đây những mạch quặng nhỏ chằng chịt lấp đầy các hệ thống khe nứt
khác nhau, hoặc cũng có thể vật liệu quặng tham gia vào thành phần xi măng gắn kết những mảnh vụn của đá bị nghiền nát do những nguyên nhân cơ học khác. Các mỏ thẩm lọc có giá trị thường là những mỏ quặng oxyt sắt và mangan kiểu đầm lầy (H.10), những mỏ quặng silicat nikel và urani - vanadi trong các tầng cát kết hoặc đá vôi, các mỏ quặng borat ở dưới các mũ muối v.v...
Hình 10.
Sơ đồ mặt cắt mỏ sắt nâu 1- Đá vôi; 2- Cuội kết; 3- Cuội, cát, sét; 4- Quặng sắt nâu; 5- Mực nước ngầm. (V.
Aristov 1981).