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1、,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2005-11-04,*,成礦作用總論,一、元素的共生規(guī)律,二、元素的遷移,三、成礦作用,四、礦床成因類型,2005-11-04,2,礦床是地殼的一個組成部分，雖然近期的一些研究認為，部分成礦物質(zhì)可能來自下地幔及核,-,幔邊界附近的地幔流體，但是主要成礦物質(zhì)還是來自地殼和上地幔。成礦元素在地殼、地幔以及地殼內(nèi)不同巖石中的豐度是不同的，了解元素的分布規(guī)律及其與成礦的基本關(guān)系對研究成礦地質(zhì)背景條件和礦床分布規(guī)律具有重要意義。,元素的豐度,是指某元素在某地質(zhì)體中的平均含量。,克拉克值：是指某元素在地殼中的豐度，即某元素在地殼中的平均含量。,
2、一、元素的共生規(guī)律,2005-11-04,3,(,一,),、元素的分布與成礦的關(guān)系,1,、元素在地殼中的分布量,地殼中天然存在的元素有,92,種，它門分布極不均勻。豐度最大的元素（氧,=46.5%,）比豐度最小的元素（氡,=710,-16,）在含量上可大,10,17,倍。其中,O,、,Si,、,Al,、,Fe,、,Ca,、,Na,、,Mg,七元素占地殼 的,99%,以上，,2005-11-04,4,地殼中元素的分布遵循以下規(guī)則,1,）、元素的分布量隨著原子序數(shù)（,Z,）的增大而減少；,2,）、奇偶規(guī)律：原子序數(shù)為偶數(shù)的元素其在地殼中的含量大大地高于原子序數(shù)為奇數(shù)的元素。具有偶數(shù)質(zhì)子數(shù)（,A,）
3、或偶數(shù)中子數(shù)（,N,）的核素豐度總是高于具有奇數(shù),A,或,N,的核素。這一規(guī)律稱為奧多,-,哈根斯法則。,2,、元素在地殼中的分布規(guī)律,2005-11-04,5,3,）、質(zhì)量數(shù)為,4,的倍數(shù)（即,粒子質(zhì)量的倍數(shù)）的核素或同位素具有較高豐度。,4,）、原子序數(shù)（,Z,）或中子數(shù)（,N,）為,“,約數(shù),”,（,2,、,8,、,20,、,50,、,82,和,126,等）的核素或同位素豐度最大。例如，,4,He,（,Z=2,，,N,2,）、,16,O,（,Z=8,，,N=8,）、,40,Ca,（,Z=20,，,N=20,）和,140,Ce(Z=58,N=82),等都具有較高的豐度。,2005-11-0
4、4,6,1,）、相關(guān)性：,A,、克拉克值大的元素易成礦、成大礦。（例鐵、金）,B,、元素在豐度高的地質(zhì)體中易成礦。（例,Cr,、,Ni,、,PGE,）,2,、不相關(guān)：,與元素的克拉克值無關(guān)而與特性有關(guān)。（例,Sb,的克拉克值為,0.00006,，可形成,10,萬噸,以上的大礦床。相反，,Ga,的克拉克值為,0.0018,，僅能形成伴生組分而不能形成獨立的礦床。）,3,、元素豐度與成礦的關(guān)系,2005-11-04,7,4,、成礦專屬性,成礦專屬性：成礦元素與某種巖石之間存在親疏關(guān)系。,親超基性巖：,Cr,、,Co,、,Ni,、,Pt,、,Pd,親鐵,親基性巖：,Ti,、,V,、,Fe,、,Co,
5、、,Ni,、,Cu,、,P,親鐵銅,親中性巖：,Fe,、,Cu,、,Pb,、,Zn,、,Mo,、,Ag,、,Au,親硫,親酸性巖：,Li,、,B,、,Nb,、,Ta,、,Rb,、,W,親石,2005-11-04,8,3,、成礦元素的專屬性，導(dǎo)致元素的共同富集，從而形成可以綜合利用的礦床。,譬如：四川攀枝花釩鈦,磁鐵礦礦床，其鐵的含量并不高，平均品位（,T,Fe,）為,30%,，但是，伴生有益組分（,Ti,、,V,、,）含量比較高，,TiO,2,：,11.63%,，,V,2,O,5,：,0.30%,。,二、元素的遷移,（一）、元素遷移的原因,1,、內(nèi)因,：,元素的地球化學性狀。,元素存在的狀態(tài),
6、元素存在的形式,元素和化合物的特性,2,、外因：,溫度、壓力、,PH,、,Eh,、濃度等。即流體成分和動力等條件的變化。,（二）、,元素遷移能力的大小,濃度克拉克值：,是指一個地質(zhì)體中某元素的平均含量與其在地殼中平均含量的比值，即地質(zhì)體中某元素的豐度與其克拉克值的比值（豐度,/,克拉克值）。,濃度克拉克值可表示元素的遷移性質(zhì)。某地質(zhì)體中該值,1,表示相應(yīng)元素在該地質(zhì)體內(nèi)集中，,1,則表示分散。,2005-11-04,11,濃度系數(shù)：,為元素的工業(yè)品位與該元素克拉克值的比值。,濃度系數(shù)表示地殼中元素成礦是必須達到的最低富集程度,，,因而，它的大小是衡量該元素成礦的難易程度。,元素,工業(yè)品位,克拉
7、克值,濃度系數(shù),Au,3g/t,4,10,-6,750,Fe,30%,5.8%,5.17,Al,25%,8.3%,3,Bi,5,10,-3,4,10,-9,1250000,2005-11-04,12,（三）、元素遷移方式,元素遷移的方式是多種多樣的，可歸納為,4,種：,1,、以熔融狀態(tài)遷移：,如幔源巖漿中的,Cr,、,Ni,、,Cu,、,Co,、,PGE,等元素。,2,、以溶液狀態(tài)遷移,：,如地下熱液中的,Au,、,Ag,、,Cu,、,Pb,、,Zn,、,W,、,Sn,、,Mo,等元素。地表水中的,K,、,Na,、,Ca,、,Mg,等元素。,3,、以礦物碎屑形式遷移,：,如地表流水攜帶的自然金
8、、金剛石、錫石等重礦物碎屑。,4,、以氣態(tài)遷移,：,如,S,及,Fe,、,Au,等元素的氯化物等元素及化合物。,2005-11-04,13,三、成礦作用,（一）、成礦作用概念,成礦作用,就是在地球的演化過程中，使分散在地殼和上地幔中的化學元素，在一定的地質(zhì)環(huán)境中相對富集而形成礦床的作用。,它是地質(zhì)作用的一部分。,2005-11-04,14,1,、結(jié)晶作用,該作用是在封閉的物理,-,化學體系中，所形成的物質(zhì)來源于流體自身。包括巖漿中的結(jié)晶、溶液中的結(jié)晶及凝華結(jié)晶。,1,）、巖漿結(jié)晶作用：,當巖漿冷凝到一定程度時，達到了其中某一礦物的飽和點，礦物就會從巖漿中結(jié)晶出來，如磷灰石、磁鐵礦、鉻鐵礦、鈦鐵
9、礦、金剛石等。,2,）熱液中：,Fe+CO,3,2-,=FeCO,3,(,菱鐵礦,),Sn,4+,+O,2,=SnO,2,（錫石）,Hg,2+,+S,2-,=HgS,（辰砂）,（二）、元素富集成礦的方式方式,2005-11-04,15,2,）、凝華作用（氣體中）：,巖漿的熱能使一些易揮發(fā)的物質(zhì)氣化，并沿著裂隙逸散，它們在火山口、噴氣孔或者淺成侵入體周圍結(jié)晶形成凝華物，,S,（氣）,S,（固）,2H,2,S+O,2,=2S+2H,2,O,3,）、蒸發(fā)作用（地表水）：,在天然鹽池中，當海水或鹽水受蒸發(fā)而逐漸濃縮，鹽在溶液中的濃度不斷增加，最后達到飽和而結(jié)晶出來。,Na,+,+Cl,-,=NaCl,
10、2005-11-04,16,2,、交代作用,交代作用是在開放體系中，流體攜帶的組分對巖石礦物成分的全部或部分代換。,在這個過程中，原礦物的消失和新礦物的形成是同時進行的，整個過程體積基本保持不變。,A,、保持原礦物晶格類型的交代作用,Fe,2+,+CaCO,3,(,方解石,)=Ca,2+,+FeCO,3,(,菱鐵礦,),Si,4+,+Na,+,+CaAl,2,Si,2,O,8,(,鈣長石,)=Ca,2+,+NaAlSi,3,O,8,（鈉長石,)+Al,3+,2005-11-04,17,B,、原礦物被分解，部分組分被保留,如矽卡巖型礦床中,鈣鐵榴石 磁鐵礦,+,陽起石,C,、主要成分沒有聯(lián)系的交
11、代作用,如石英脈中石英被黃鐵礦交代，其過程為,SiO,2,(,石英,)Si,4+,+O,2,Fe,2+,+2S=FeS,2,（黃鐵礦）,2005-11-04,18,另外，還有磁鐵礦直接交代大理巖,CaCO,3,Ca,2+,+CO,3,2-,Fe,2+,+2Fe,3+,+2O,2,Fe,3,O,4,上述反應(yīng)都是同時進行的。,2005-11-04,19,3,、吸附作作用,吸附作用是指粘土顆粒、膠粒、微生物選擇性吸附不同的成礦元素、離子，從而導(dǎo)致元素的富集沉淀。,譬如：黑色頁巖性礦床：,Mo,、,V,、,Co,、,Ni,、,Mn,、,P,、,U,、,Au,、,Cu,粘土風化殼中,REE,礦床：,原生
12、銅礦氧化帶：,2005-11-04,20,4,、膠體聚沉作用,因溫度變化、電解質(zhì)加入等因素引起的凝膠作用。,5,、生物,化學作用,A,、生物、微生物的新陳代謝作用導(dǎo)致礦物的富集成礦：鳥糞,B,、生物生命活動影響環(huán)境，導(dǎo)致成礦：例如培育出的產(chǎn)酸菌，利用它可以進行生物選礦，選礦率可達,70,80%,。,2005-11-04,21,C,、生物遺體的堆積，分解，而導(dǎo)致有用礦物的富集成礦，,2005-11-04,22,（三）、成礦作用類型,1,、內(nèi)生成礦作用,1,）、概念及特點,內(nèi)生成礦作用：,主要有地球內(nèi)部熱能的影響導(dǎo)致形成礦床的各種地質(zhì)作用。,特點：,A,、能量來源：放射性元素的蛻變能、地幔及巖漿的
13、熱能等,B,、形成深度：,除火山、溫泉作用外，內(nèi)生礦床一般在地殼深處發(fā)生，如地下幾公里、幾十公里，因此其成礦作用基本上無法直接觀察到，,C,、溫壓條件：高溫高壓（大于,50,）,如巖漿礦床的形成溫度一般在,700,1500,，壓力為幾百個大氣壓。,2005-11-04,23,2,）、分類,內(nèi)生成礦作用根據(jù)成礦物質(zhì)來源、成礦溫度、壓力，內(nèi)生成礦作用可以分為以下四類：,巖漿成礦作用,偉晶成礦作用,氣水熱液成礦作用,2,、外生成礦作用,1,）、概念及特點,外生成礦作用指在太陽能等地球外部能源的影響下，在巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈的相互作用過程中導(dǎo)致地殼表層形成礦床的各種地質(zhì)作用叫外生成礦作用。,2
14、005-11-04,24,A,、能源主要來自外部，如太陽能、風、冰川、水流，成礦作用也主要發(fā)生在地球的表面。,B,、成礦物質(zhì)來自地表暴露的巖石,火山巖、沉積巖、變質(zhì)巖、先形成的礦床。,C,、深度：地表、近地表（幾十幾百米）,D,、溫壓條件：常溫常壓,2,）、分類,風化成礦作用,沉積成礦作用,2005-11-04,25,3,、變質(zhì)成礦作用,1,）、概念及特點,變質(zhì)成礦作用是指由于地球內(nèi)力影響，使固態(tài)的巖石或礦石不經(jīng)過熔融階段而直接發(fā)生礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造改變的各種作用。,特點：,A,熱能來源于地球內(nèi)部,B,溫度和壓力較高,C,、成礦物質(zhì)的遷移、富集或改造基本上是在原有含礦巖系中進行的,2005-1
15、1-04,26,2,）、分類,變質(zhì)成礦作用按其產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境不同，可以劃分為以下三類：,接觸變質(zhì)成礦作用,區(qū)域變質(zhì)成礦作用,混合巖化成礦作用,2005-11-04,27,兩次或兩次以上的成礦作用的同地重疊。,內(nèi)生,+,外生：,內(nèi)生礦床的次生富集帶,外生,+,外生：,沉積礦床的次生富集,外生,+,內(nèi)生：,沉積改造礦床,（湘西錳礦，沉積形成的錳礦品位位,20%,，經(jīng)熱液改造后品位達,40%,）內(nèi)生,+,內(nèi)生：,變質(zhì)巖漿礦床,（河南許昌五羊鐵礦）,4,、疊生成礦作用,2005-11-04,28,（四）成礦物質(zhì)來源,1,、成礦元素（“礦質(zhì)”）的來源,（,1,）上地幔源（或“硅鎂質(zhì)巖漿源”）：,這主要是
16、指由硅鎂質(zhì)巖漿源自上地幔攜帶而來的成礦元素所形成的礦床，其中最主要的有：,與鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)巖和部分堿性巖有關(guān)的巖漿結(jié)晶分異、熔離分異礦床,與鎂鐵質(zhì)火山作用有關(guān)的礦床：塊狀硫化物礦床,MSD,（,Massive Sulphide Deposits,）,金伯利巖,Kimberlite,中的金剛石礦床、碳酸巖中的稀有元素礦床、安山巖中的磁鐵礦礦床,2005-11-04,29,(2),地殼深部來源（花崗巖類來源，或“硅鋁質(zhì)巖漿重熔混漿源”）,：,這主要是指在地殼的深部（一般大于,15,公里，溫度,600,700,以上，壓力大于,200MaPa,），發(fā)生硅鋁質(zhì)地殼的改造、變質(zhì)和重熔，產(chǎn)生花崗巖。,（,3,）地殼表層來源：,指來源于含礦建造（或礦源層）、與巖漿或混漿作用無關(guān)的、由地下水或上升的非巖漿熱液溶解萃取的物質(zhì),.,2005-11-04,30,（,4,）地面來源：,即指暴露于地球表面的原巖或原生礦床，經(jīng)過表生風化等外生作用，其中的成礦元素形成了風化礦床和沉積礦床。,（,5,）宇宙來源：,指從宇宙空間直接降落到地球表面的隕石、宇宙塵埃等物質(zhì)，形成礦床，如現(xiàn)在有爭議的加拿大肖德貝里（,Sudb
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