• / 40
  • 下载费用:3 下载币  

元素地球化学_图文

关 键 词:
地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
元素地球化学第一章:导论◆地球化学的三个主要分支:①元素地球化学 ② 同位素地球化学 ③ 实验地球化学 ◆元素地球化学:是地球化学最主要的分支学科,它通过逐一阐明个别元素的地球化学和宇宙化学特征及其与其它元素的组合关系来研究自然界化学演化规律的学科,是地球化学的传统研究内容和主干学科。它力求完整地了解元素的地球化学旋回及其演化历史和原因,揭示元素含量变化对自然过程的指示意义◆元素地球化学主要研究内容和任务:(1)每个或每组化学元素的地球化学性质;(2)元素或元素群在自然界的分布、分配情况;(3)元素相互置换、结合、分离的规律和机制;(4)元素的存在形式、组合特点、迁移条件;(5)每个元素的地球化学旋回及其演化历史和原因(6)应用于地球资源、环境和材料的研究、预测、开发和保护。 ◆元素地球化学的研究方法:(1)地质研究方法;(2)高灵敏度、高精度、快速和经济的测定和分析手段: 荧光、电子探针等等;(3)各种地球化学模拟实验研究;(4)一些物理化学、热力学等理论的应用;(5)计算机技术在处理大量数据方面的广泛应用。◆戈尔德施密特的元素地球化学分类 :亲铁元素 集于陨石金属相和铁陨石中的化学元素。它们与氧和硫的结合能力均弱,并易溶于熔融铁中;在地球中相对于地壳和地幔,明显在地核内聚集。其离子最外层电子数在 8~18 之间。典型的秦铁元素有镍、钴、金、铂族元素。亲石元素 陨石硅酸盐相中富集的化学元素;在地球中它们明显富集在地壳内,有较大的氧化自由能。在自然界中都以氧化物,含氧盐,特别是硅酸盐的形式出现。如硅、铝、钾、钠、钙、镁、铷、锶、铀、稀土元素等。其离子最外层电子数为 2 或 8。亲铜元素 陨石硫化物相和陨硫铁(富集的化学元素;在自然界中,它们往往易与 硫、铜、锌、铅、镉、砷、银、硒、碲、锑等。其离子最外层有 18 个电子。亲硫元素 不易与氧、氟和氯结合,而易于形成硫化物、硒化物、碲化物、砷化物等矿物的元素。该术语现一般理解为与“亲铜元素”同义,并包括一些亲铁元素。亲气元素 成地球大气圈的主要元素,惰性气体元素,以及主要呈易挥发化合物存在的元素。如氢、氮、碳、氧、及惰性气体元素等。亲生物元素 中在有生命的动植物内的元素。C, H , O, N, P, S, I, (B), (K, (V, ◆ 有关其他元素分类的常用术语:常量元素:组成物质主要结构和成分的元素,它们常占天然物质总组成的 99%以上,并决定了物质的定名和大类划分。微量元素(物质中除了那些构成主要结构格架所必须的元素之外,所有以低浓度存在的化学元素。其浓度一般低于 在大多数情况下明显低于 仅达到 至 量级。次要元素(在文献中单独出现时时与微量元素同义;当两者同时出现时,一般指含量为 1~5 的化学元素。稀有元素(在低壳中分布量较低,但易于在自然界高度富集形成较常见的矿物和独立工业矿床的的化学元素。如 b、e、(W)等。分散元素(在地壳中元素丰度低,并且其离子半径和电荷等化学性质与地壳中的高丰度元素(硅、铝、钙、铁、钾、钠等)相似的一类微量元素。因上述性质,它们在自然界中大多以类质同像置换形式分散存在于高丰度元素的矿物中,从而很少形成自己的独立矿物和单独富集成为矿床。典型分散元素为锗、镓、钪、锶、镉、铷、铯等。附属元素(地球化学性质与造岩元素有较大的差别,主要在火成岩中呈副矿物及其类质同像形式存在的化学元素。如 Y、r、b、、。高场强元素或离子(场强指离子每单位表面的静电荷强度,常以离子电荷与离子半径的比值,即离子势表示。指那些形成小的高电荷离子的元素,包括c、Y、、r、i、a 等,其离子势>2。低场强元素或离子(形成大半径小电荷的离子的元素 ,离子势1 时,全部 等量 为成网阳离子,余下的 为变网阳离子。因此,这类火成岩中,不含任何铝与氧的六次配位矿物如刚玉(、兰宝石))、电气石 g,()4 、绿柱石 —绿宝石 、绿泥石和白云母等。 ⑤ )/ ( ) ,一部分 以是成网阳离子,另一部分 变网阳离子。⑤如果熔体同时具有 M+和 且 ώ(M+)= ώ( )= ώ( ),则优先形成 [M+ 4]4- ,而四次配位的 衡电荷。这时 和 为成网阳离子。天然岩浆中总是有 和 并且也总是有 M+和 且 M+和 数量完全可以满足 和 衡电荷的需求。但实验证明,只有在 M+数量足够时, 的四次配位才是稳定的。 当 于四面体位置时,它可以与碱金属或碱土金属一起形成与 样的结构单位,因而熔体中 将发生变化,也即 必然是 ∑函数。 在 系中,当熔体在空气中达到平衡时,熔体中所有的铁全是高价铁。 在 系中∑温度、g)和 量的函数。 (见图 —∑熔体中g)的减小而增大、随温度升高而增大。在与上述体系的温度、氧逸度和铁总量相同的情况下:①系中,约 50%的铁是即 ∑ 在 系中,全是高价铁(八面体配位) 。A 归纳上述特征:在硅酸盐熔体中,铁的氧化态( ∑温度、氧逸度、、l)及压力的函数。碱金属,特别是钾,对 四面体中的稳定性十分重要。(二)铁在岩浆作用中的地球化学1、铁的含量随岩石基性程度的降低而减少。2、钙着 2O 含量的增加而减少3、在基性程度高的岩石中,对较高,因此 ∑值从超基性岩到酸性岩递减。4、在钙玄武岩到流纹岩, 比值明显变小。5、在硅酸饱和的硅酸盐熔体中,当 2+l+ m/f >常系列的镁质超基性岩) ,组分较高且不进入硅酸盐的晶格,而与铁的氧化物同时熔离形成铬铁矿。当 m/f = 时(铁质超基性岩) ,铬的含量不高,而镍的含量相对较高,i 常以硫化物的形式从硅酸盐熔体中熔离出来,形成硫化铜镍矿床(铁呈黄铁矿、磁黄铁矿出现) 。在 m/f =富铁质的超基性,因 易进入硅酸盐晶格而形成钒钛磁铁矿 i、V、、在硅酸不饱和、K+ 碱性岩浆中,碱质组分常与铁组成碱性暗色矿物(霓石、碱性角闪石等) 。而过量的 e 则常从岩浆熔体中熔离出来形成所谓“钛铁矿。7、在硅酸盐过饱和的熔体中,当含适当 ,铁首先与它们组成暗色矿物(辉石、角闪石和黑云母) ,促使铁分散而不发生铁氧化物熔离。只有在 g 组分含量低和氧分压高时,铁的氧化物和 可以分离形成铁质矿浆。氧分压与铁的氧化物熔离之间的关系如下: 2石)+2/3 1/31/3 石)+1/6岩浆熔体中,液相、蒸汽相或超临界流体对铁化合物的迁移起重要作用——岩浆结晶晚期挥发分富集,在富卤素的介质中,铁能以 卤化物的形式从岩浆熔体中分离出来转入岩浆期后的汽液相中。9、钠浓度的增加可降低硅酸盐熔体的黏度、熔点,可使低价铁氧化和铁氧化物熔离——钠在熔体中优先同硅结合,促使熔浆发生去硅作用,使铁相对富集。(三)热液作用中铁的地球化学1、铁在热液阶段的萃取和迁移机理 铁的气相迁移实验和溶解度实验都证明:氯与其它挥发组分相比,对铁的搬运能力最为显著。 稀 液能从含铁的矿物和岩石中强烈地萃取铁。 ①铁的萃取量与溶液中氯化物的浓度近于直线关系;②与 成反比;③随温度升高而增大;④与压力变化关系不明显。也就是说,当溶液中氯化物浓度一定时,浅成、高温、酸性介质条件对铁的萃取有利。 在地质作用过程中,当富碱和挥发分的气成①碱性组分和酸性组分发生分离; ②碱质交代形成 K、石,导致暗色矿物分解;③铁游离出来与氯结合形成易溶、稳定的卤化物或氯铁络合物;④岩浆中的氯含量不高(与氟不同) ,氯一般是从沉积的盐层中获得。 当 入岩浆热液, 岩石反映并产生分离,因此高温气成触交代型铁矿的围岩碱交代带可厚达数百米。2、热液作用阶段铁的迁移形式铁在酸性成矿溶液中的搬运形式主要有 、B、P 的络合物和简单化合物,可能形式包括: H)3]a []]在酸性介质和高温条件下,氯铁络合物易溶且稳定,是铁的重要搬运形式。一旦介质变为碱性,氯铁络合物就会发生分解; 在碱性中、低温介质中,铁主要是以 H)4形式运移; 在高温条件下,稳定;因此,还原环境和酸性介质有利于铁的迁移,氧化环境和碱性介质中铁易分解而沉淀。 除 对铁的搬运和沉淀影响外,可以起到沉淀作用2 →2 当热液演化到中、低温阶段, S 的逸度增大,铁主要和硫结合形成各种硫化物,在 S 含量低而 形成菱铁矿。在贫硫的氧化条件下,也可形成中、低温的赤铁矿床。四、表生作用中铁的地球化学(一)风化作用中铁的地球化学1、硅酸盐矿物的风化铁橄榄石风化: 4 4 2+ 4 2+ 1/2 2+ 4 H)2 + 7 14 32 4 的水溶液中,各种元素的迁移活动能力极不相同,因此当 发生变化时,常常造成不同金属元素的分离和相对富集。比如 。2、硫化物矿床氧化带由于硫化物的氧化形成大量硫酸,使氧化带中的水强酸性化,铁的活动性增强。在酸性围岩中最终形成铁帽,在石灰岩地区矿床氧化带发育不全。黄铁矿→水绿矾→针绿矿→ 黄钾铁矾→褐铁矿(铁帽) { ← 强酸性介质 → }→ H)6( → 性介质} {中性- 弱碱性}(二)沉积作用中铁的地球化学1、铁在地表水中的存在形式①真溶液、②胶体、③悬浮状态最可能的搬运形式是胶体 在潮湿气候条件下,富有机质的地表水常常呈弱酸性,有利于胶体的形成,腐殖质起护胶作用,或形成有机络合物,可远距离搬运。 电解质是胶体溶液的强胶凝剂——在浅海、滨海地区形成相当规模的 n、 等矿床。 铁的胶体受 l 胶体的影响——当 H)3、存于胶体溶液时, 体要阻止 H)3 胶体与 合( 离子半径更相近) ,而将 H)3 胶体夺去与自己结合。形成i 相间出现的条带状、条纹状磁铁石英岩。 海水中铁主要呈 H)+ 、H)2+等离子形式存在。 溶解度随溶液的酸度增大和 降低而增大——铁的沉淀和形成的矿物组合取决于 、、溶质本身的浓度和 度等因素。(1)氧化环境——赤铁矿稳定(2)还原环境——黄铁矿、菱铁矿或磁铁矿稳定。(3)菱铁矿限于中性和碱性溶液中沉淀,只有当溶解铁的浓度非常高时,它才会在弱酸性溶液中沉淀。当 h 增大时,菱铁矿会转变为赤铁矿。3 3⇋ 2 2H+ + 2- 铁在海盆中的沉积具有明显的分布规律,从边缘向海盆深处沉积物依次是:碎屑岩→黏土岩→碳酸岩→有机岩铁矿物分布是:氧化物相→硅酸盐相→碳酸盐相→硫化物相五、变质作用中铁的地球化学在变质作用过程中,铁不会发生迁移,仅在强酸性介质中 能转入溶液。实际上,在区域变质作用过程中,铁仅仅发生氧化还原反应和由此而引起矿物相的转变。 由于区域变质过程中缺乏游离氧,往充当氧化剂的作用如:1)3 (铁闪石)+ 47+ 24 7)3+ 22+ 32)3菱铁矿)+ 2+ +2 高温高压变质过程中,碳酸盐矿物会发生脱碳酸作用3菱铁矿)→+ + 一定的温度和压力下, 将转化为石墨:C + C + 1/2果氧逸度升高,石墨则消失: C + 此,任何情况下,磁铁矿不能与之共生。 C + 4 C →4 在变质作用过程中由于缺少游离氧,只靠 为氧化剂显然不能促使大量磁铁矿氧化成赤铁矿,因此变质铁矿床主要是纯度较大的赤铁矿矿石。 前寒武纪 造在遭受变质作用时,石英和铁的氧化物仅仅发生重结晶,各组分间的化学反应十分微弱。  富含碱金属离子(K、挥发分(、B)的超变质热液(混合岩化热液)作用于含铁石英岩时,能使其产生脱硅作用。亲铜成矿元素:A 金的地球化学一、金的主要地球化学特征1、概述 金的原子序数是 79,属第六周期  金只有一种天然同位素—金的电子构型—4 g 组成 ,它们的外层电子与 碱金属相似,仅有一个电子。然而次外层电子则不同, 8,为 18,因此二者性质相差较大。前者亲氧,后者亲铜、亲硫。 金的电离势、负电性和氧化还原电位均较高——决定了金的惰性,常呈原子状态存在于自然界中。 自然界金也可以 化态出现,并具有较强的极化力。 由于金的亲硫性,因此主要与 形成稳定络合物迁移,并与亲硫元素共生。 金在自然界常与 2-、-、而导致金在热液中具有较强的迁移能力。 金与卤族元素结合的倾向性从 因为地壳中 丰度大大超过 I(=500) ,所以这一影响被抵消。 金在自然界常与 2-、-、而导致金在热液中具有较强的迁移能力。 呈简单化合物和络合物两种形式出现,前者在水溶液中极不稳定,即使是少量的 将被分解歧化:3→+ 2合物(如 M+[N)2])在溶液中较稳定。 子电位较高,酸性较 ,故在溶液中呈络离子的倾向较大:3 2[酸性条件下: + H[+ 2、自然界金的存在形式—矿物学特点 自然界已知金矿物有 30 多种(见表) ,它们多呈自然金和金属互化物产出。 金的亲硫性表现为形成金的碲化物、硫化物(?) 自然金常含大量杂质元素,如 u、t、o、i 和  除形成独立矿物外,金还分散到许多造岩矿物和副矿物中。金在这些矿物中的分布规律是:①长英质矿物(石英、钾长石、斜长石)中金含量低于铁镁矿物(黑云母、角闪石、辉石) ;②副矿物(磁铁矿、榍石等)的金含量变化弧度大,但常高于母岩;③在铁镁硅酸盐中, e、 的含量有相关关系。 能主要以类质同像形式占有硅酸盐晶格位置;④磁铁矿、石英中金的含量较高,主要以中性原子弥散在这些矿物中。二、内生作用中金的地球化学 内生作用中,金主要富集于热液阶段,特别是中、低温热液阶段。 岩浆阶段中,金主要分散在造岩矿物和副矿物中。1、金在火成岩中的分布规律 各类火成岩中金的平均含量大约在 不论深成岩还是火山岩,金的平均含量一般是:按超基性岩→基性岩→酸性岩的顺序有规律的降低。 各类侵入岩中金的含量与 g、 关系密切——原因是金的电负性、在晶格中与氧成键的离子键性程度与 g、 相似。 金的化学键特点表明:金有利于进入离子键程度最小的具岛状、链状构造的铁镁硅酸盐——由此推断,金以类质同像存在的含量最高的矿物是辉石和相应的超基性岩、基性岩。 金矿化与岩浆作用关系的研究显示:金的主要携带者是玄武岩、基性—超基性岩——世界上约80%的金矿与绿岩带有关,这与太古代原始地壳的形成有关。 岩浆阶段金的富集成矿主要以自然金、硫化物、砷化物、锑化物形式出现——岩浆结晶到中期阶段,剩余的岩浆中硫、砷、锑、金和铜等元素浓度增高到一定程度,出现了硫化物不混溶流体,从岩浆中分离出来,使金和铂族元素得以富集。岩浆向酸性演化时,与它有关的成矿流体出现的先后顺序是: 2O→ F→2列末端挥发组分越占优势。金与前面几种流体的亲和力强,组成稳定络合物,有利于金的迁移和富集。世界上著名的超大型金矿床:南非布什维尔德、美国 格陵兰 侵入体都发现超大型金—铂族金属矿床,储量达数万吨。2、金在热液作用中的迁移和富集规律 金在热液中的迁移形式主要是氯络合物和复硫络合物。(1) + S)2- + 1/2g) (2) 2 + 2 S)2 g) (3) 2= S)2 + 1/2g)(4) 1/4O2(g) = 1/2Cl)n 等形式。 除 外,金的迁移也有重要影响。元素与 亲合力具有 特点。由于金与 络合物可使 期保留在溶液中,随着 u 硫化物的沉淀, 2S 比值增大迁移能力也增加,直至低温阶段才沉淀。因此,金可富集在以下二个带中:(1)以黄铁矿、毒砂和含铜硫化物组合为特征的黄铜矿带;(2)金银碲化物重晶石带。含金石英脉矿床中常常可见两个不同成矿阶段:早期高温少硫化物石英脉阶段,黄铁矿、毒砂与石英共生,一般没有金的大量富集;随时间、空间向晚期阶段和向外带发展,逐渐变为中低温金的多金属组合。金与 b、成化合物的同时,还有自然金与碳酸盐、重晶石等的出现。一般来说,高温阶段 合物对 迁移影响较大,中低温阶段 S 络合物则是 主要迁移形式。 热液作用过程中金主要富集在硫化物中。主要容金矿物为黄铁矿、毒砂、黄铜矿,其次是方铅矿、闪锌矿、辉锑矿等。金主要呈包体金、裂隙金、晶隙金出现。金粒度一般几至几十微米。 对少硫化物的含金石英脉而言,金可进入石英晶格的构造槽中。这主要是石英中 代 同时碱金属元素及 来补偿造成。二、表生作用中金的地球化学金的变价性和形成络合物的能力是决定外生条件下金的地球化学特征的内因。1、金的表生迁移 在硫酸介质中,当有诸如 2 之类的强氧化剂参与时,金可以快速溶解。在硫化物(内生作用中金的主要载体)氧化带, 金可被膏盐层、含有机酸和特殊细菌的空隙水溶解。 在弱碱性氧化条件下,金在 在天然水和空隙水溶液中,金可以卤化物络合物、有机络合物形式迁移。 金可以胶体和黏土矿物吸附等形式进行迁移。比如 e( 和有机质凝胶等。2、表生环境中金的沉淀富集 氧化条件突然被还原条件取代时,溶液中的金化合物容易被还原为自然金(还原障) 。 中性、弱碱性水突然取代酸性水的地段(碱性障) ,使金同蛋白石、氢氧化铁和其它表生矿物一起沉淀富集。 金被 H)3、H)4、高岭土、多水高岭土和其它黏土矿物吸附而沉淀富集(吸附障) 。 金被生物和有机质吸附或富集。比如,河流沉积物中的植物碎片含金最高,主要是与富里酸和腐质酸有关。四、变质作用中金的地球化学金的重要富集往往与变质作用有关。 太古代、元古代古老地盾中,与绿岩带的角闪岩、绿片岩有关的金矿(占全球金矿储量的比重较大) 当地槽回返时,区域变质作用及花岗岩化过程带出 、 聚集成矿(与内生作用相同)亲铜成矿元素A 铜的地球化学世界铜矿的主要工业类型(1)斑岩型铜(钼)矿——(2)矽卡岩型——30%(长江中下游)(3)火山岩型铜矿型——8%(如紫金山)(4)铜镍硫化物型铜矿 ——甘肃金川)(5)沉积岩中层状铜矿床 ——如山西中条山 (6)陆相杂色岩型铜矿床 ——如云南、四川的一些红盆我国一些重要铜矿床江西德兴(亚洲第一大)安徽铜陵湖北大冶山西中条山甘肃白银厂(海相火山有关块状硫化物)云南东川西藏玉龙等等一、铜的主要地球化学特征(1) 铜位于周期表第四周期 I 族,与 u 同为该族元素。(2) 铜有两个同位素: 未见二者分馏现象(3) 铜的电子构型—3u 与 K 的相似之处:4s 电子层都为一个电子,两者都能形成+1 价离子。A K 的区别:铜的次外层比钾多 5 个 3d 轨道电子,而 18 电子的壳层对核电荷吸引最外层电子的屏蔽效应远不如 8 电子的壳层效应,故铜对最外层电子的吸引力要比碱金属强,铜原子的体积和半径要比碱金属小得多,密度大,最外层电子不易失去,这使铜的电离势比较高,成离子键倾向小。 (4)自然界铜与氧的亲和力弱,其氧化物不稳定,只有在强氧化条件下才能形成—赤铜矿(黑铜矿(布不广,且在还原条件下易还原成自然铜。(5)铜离子半径小,主极化能力强,这使铜易与离子半径大、被极化能力强的硫、硒、碲、砷、锑及铋等元素的离子成共价键(或带金属性)组合,并且还易形成各种络合物。(6)铜具有强的亲硫性,是亲硫元素的典型代表,自然界铜主要成硫化物和含硫盐矿物存在。(7)自然界,铜主要成独立矿物或以类质同象形式参加到硫化物中。(8)铜的主要工业矿物包括:①自然铜 铜矿 铜蓝 黄铜矿 斑铜矿 斜方硫砷铜矿 ⑦ 方黄铜矿 砷铜矿 赤铜矿 孔雀石 和蓝铜矿( 等。(9) 铜不形成典型的离子键化合物: 与 的离子半径几乎完全一样(,但两者却不能产生类质同象置换—— 的电负性 为 的电负性 为 者与氧结合的共价键性程度不同。(10)硫化物中,离子类质同象置换要受矿物晶格、共价半径、元素与硫结合的键长等因素控制,铜在硫化物中主要进入四面体配位的晶格中,其它能进入四面体配位晶格的离子包括:离子: 最易参与到闪锌矿晶格中。 g 也可以产生类质同象置换,但因共价半径相差较大,只能在高温形成固溶体,冷却即分解。(11)造岩矿物中,呈分散状态,黑云母含铜达 100铜的宿主矿物之一,铜可能呈黄铜矿的细微包裹体形式存在。(12)铜在自然界有三种价态:1 价不稳定,稍还原即呈自然铜,稍氧化即呈 2 价。因此,2 价是铜在自然界的主要存在形式。二、内生作用中 )上表岩石中铜含量变化与岩石中硫的有效浓度大体一直。(2)铜矿的成矿母岩主要是基性岩与中性岩及中酸性岩—与 S 的原始浓度有关。(3)我国各类火成岩中 量随岩石基性程度增加而相应增高。同类型岩石中浅成相或次火山岩 量比深成岩略高—铜矿的主要类型是斑岩铜矿—主要与中酸性浅成侵入体有关。(4)同类花岗岩中 量随花岗岩的时代从老到新,有逐渐递减的趋势。(5)岩浆结晶作用中,以富集成矿,但仅限于基性岩类——来自上地幔的基性早期结晶阶段能参与到 酸盐矿物晶格中,当温度下降而发生熔离作用,岩浆中的硫化物与硅酸盐成互不相溶的二相,6)基性u、化的温度约为 1200~860℃,此范围岩浆的基性程度高,硫化物晶出的温度高,含也高。温度下降则含 高, 反消长关系。岩浆硫化铜镍矿床的形成主要取决于硫的有效浓度,而硫的有效浓度又随 量增加而下降,因而,基性生)或结晶分异(同生)的硫化铜镍矿床,酸性岩则否。熔离作用——指成分均一的岩浆﹐由于温度﹑压力等变化﹐而分为两种不混溶或有限混溶的熔体,又称不混溶作用。结晶分异——指岩浆在冷却过程中不断结晶出矿物和矿物与残馀熔体分离的过程。结晶分异是岩浆冷凝过程中由于不同矿物先后结晶和矿物比重的差异导致岩浆中不同组分相互分离的作用。又称分离结晶作用。(7)硫化物和硅酸盐两相的成分受岩浆熔融温度的统一控制,二者有一定的对应关系,因此,超基性、基性岩的成分,特别是 含量可以作为间接的找矿标志。(8)镍黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿的比例或 i 可作为富铜贫铜的标志。①相对富 化——岩石成分 8~12%,相当于超基性岩中相对偏酸性的橄榄辉长岩,形成温度相当低约 860~1000℃,该熔体的硫化物是黄铜矿,偶见方黄铜矿、磁黄铜矿和镍黄铜矿,矿石中 i,t。②相对富 化——岩石成分 12~25%,相当于辉橄岩—橄榄岩类,形成温度较高,约 100~1200℃,矿石矿物主要是磁黄铁矿、镍黄铁矿,而黄铜矿较少,矿石中 u, 然界常见上述两种类型的混合型——铜镍硫化物矿化。 富 化的最佳指示元素组——g、 及 i > 1 富 化的最佳指示元素组——o、S 及 i K,与 生的 W、 化增强,含矿母岩中 S 含量比不含矿岩石增多。 碳酸盐围岩中,白云质灰岩对铜矿化最为有利。 早期高温阶段析出 期温度降低、S(度增高、酸度增高,在 量析出并很少得到上升热液补充后,o 浓度增高,交代磁铁矿形成黄铜矿、钴磁黄铁矿及毒砂等矿物。磁铁矿及夕卡岩中的 o 硫化物起到了沉淀剂作用,所以要在磁铁矿化地段内侧找 斑岩型铜矿化斑岩铜矿化与弱酸性的钙碱系列浅成侵入岩(次火山岩切相关。A 由于斑岩是来自上地幔硅镁层,原始岩浆中 S 含量相对较高。挥发性气体以 主,但也有不同含量的 、F、B、P、S、 ——这些气体熔浆可与金属形成易溶、易迁移的金属络合物。这种粘度小、流动性大、碱性富 K 及含金属络合物的低温气体,熔浆透过未完全凝固的已晶出矿物之间的空隙,上升到顶部或边部,若遇脆性盖层,则可形成内生爆发角砾破碎带。A 斑岩矿化与蚀变同时形成。分带明显,由中心向边缘可分为:K 化带→似千枚岩化带→泥化带→青盘岩化带。A 富集主要集中在 K 化带和似千枚岩化带——开始矿化蚀变温度是 700 ~600℃,相当于岩浆作用末期,而矿石矿物形成温度大部分是 350~250℃,或更低,属中低温热液型。A 矿化与中酸性斑岩关系密切、矿化与酸性斑岩关系密切。当 o 矿化同时并存时,斑岩为中酸性, 反消长关系。 斑岩铜矿化蚀变带中,值出现规律性变化,接近铜矿时,规律性越明显,所以可用该比值圈定蚀变带和矿化带。 r 含量及 r 比值也有类似规律性——一般是 蚀变带边缘向中心带增高, 相反。 微量元素也呈现出规律性变化,自外向内、自上向下,微量元素分布顺序是:g、n)u,(o、W、。三、表生作用中 地球化学1. 风化过程中 地球化学原生铜矿以黄铜矿为主,氧化即形成 H)3。 H)3(褐铁矿、针铁矿和含水赤铁矿)—不易溶解残留原地形成铁帽。溶,可被地表水搬离原地,若遇特殊环境,可发生下列变化:(1)生成 碳酸盐矿物——孔雀石 H)蓝铜矿 .(。(2)岭石——硅孔雀石 3)接在水溶液中晶出——胆矾(蓝矾或铜矾)对矿床所在地具有直接指示作用。(4)l、P 的环境中,可以形成铜铝的磷酸盐矿物——绿松石 (5)下渗透到达地下水面附近,在这种缺氧条件下—— 行交代生成含铜丰富的次生硫化物,如辉铜矿 蓝 ,形成铜的次生富集。一些缺乏经济价值的细脉浸染铜矿化以及其它类型的铜矿床,当其风化时,产生次生富集,则可形成有更高价值的矿床。2. 沉积过程中 地球化学(1)u 的主要来源:①大陆的古风化壳中的各种铜矿化或含铜玄武岩及其它岩石——主要来源②来自海底火山喷发——局部或部分③来自热卤水——部分(2)积过程中 要是以硫化物形式出现,但不能以硫化物形式搬运,主要搬运形式:①无机络合物——主要是氯络合物,如 当溶液中存在硫化物离子时,铜的硫化物络合物也可是主要搬运形式。②有机质对铜的搬运——有机酸可起重要作用③吸附呈悬浮状态搬运——有机质、粘土等④呈可溶的离子状态搬运(3). 沉淀机制——细菌还原硫酸盐被搬运的含 质沉淀的主要方式是通过细菌还原硫酸盐(制完成。除此以外,其它一些物理化学条件如温度、压力、溶液浓度、与固体的反应等的变化,也能引起部分铜的沉淀。(4). 富集机制铜在沉淀过程中可以产生富集,其机制包括:①硫化物富集——大陆古风化壳剥蚀可带来大量铜,在具还原条件及富有机质的水盆地中,与细菌还原硫酸盐相互作用而沉淀,并形成硫化物富集。②解吸附+硫化物富集——金属离子被粘土、有机质等吸附,堆积在滨海埋藏压固作用下,由于铜在卤化物存在的水溶液中呈络合物迁移,因此金属离子便可被间隙卤水溶解吸附,并在地热增温率影响下,形成富 和 高盐度热卤水;热卤水沿着一定通道向上移动,在厌氧细菌还原硫酸盐环境下,使成硫化物沉淀并富集。③生物和有机质富集——一些海洋微生物(如藻类、细菌类)和许多软体动物(如蚝、蛤、海绵等)都能从海水中富集一些元素(如 b、) ,这些元素与有机质形成金属有机络合物。④水盆地的强烈蒸发作用+细菌还原硫酸盐——蒸发作用可使原生空隙成因并富含一定量 地下水向上流动形成蒸发泵流。如果沉积地层中富含有机质,并有厌氧细菌还原硫酸盐,则形成 硫化物沉淀并富集。2. 沉积矿床——层控 床 天然水体中铜含量:海水—大陆水—7均) ;热卤水——0~整体上,海水和一般海相沉积物的含铜量均不高,因此,如果没有丰富的 来源和特殊的沉积环境(富有机质) ,难以形成沉积型铜矿床。通常,沉积型 床形成环境包括:①有丰富 来源的富有机质的陆棚浅海相沉积物②与生物礁有一定空间联系的浅海碳酸盐沉积③炎热、干旱条件下,富含有机质的蒸发盐盆地红色地层 一般在沉积和成岩阶段仅仅产生铜的初步富集,再经过后来的改造或变质作用可使铜进一步富集,而形成“层控 床” 。 层控铜矿的伴生元素在时间演化上具有一定继承性。比如,在康滇地轴,早元古代有u、u、o、d、a、i、 ;之后的昆阳群有 u、g、e、n、V;中生代铜矿中有 g、o、e、n。 我国层控 以前寒武纪最发育,占 50%以上,古生代最少,中生代居中。 储矿岩石类型随时代而演化的趋势是:①前寒武纪以白云岩为主;②古生代以页岩粉砂岩为主、砂砾岩其次;③中生代主要是砂砾岩。 与
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:元素地球化学_图文
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-55832.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开