成矿作用与有关成矿理论

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1、一、元素在地壳中的分布与富集规律二、成矿作用与成矿理论系统三、成矿物质来源与成矿四、层控矿床理论五、板块构造与成矿六、成矿系列与成矿模式第三章成矿作用与成矿理论2、元素迁移与富集成矿的控制因素元素的分布量元素的地球化学性质地质-地球化学热力学条件一、元素在地壳中的分布、迁移与富集规律1、元素在地壳中的分布特点及其地质意义元素在地壳中的分布特点,受元素地壳中的分布量或称“丰度”及元素地球化学的活动性控制。元素在地壳(或岩石圈)的平均含量,与矿床的形成有一定的内在联系。1、分布特点及其地质意义(1)元素在地壳中的分布极不均匀,含量差别很大

2、。O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Na、H、Ti等10种元素占地壳总成分的99.8%,加上P、Mn、F、S、Cl15种元素占地壳总成分的99.9%以上。周期表中其余90种元素实际含量微不足道大多数有用元素只有高于地壳丰度几十-几百,甚至百万倍时,才能成为矿石,一般的造岩、成岩作用难于富集成矿,只有多次复杂的成矿作用才可成矿。1、分布特点及其地质意义元素丰度制约:①高丰度元素如Si、Fe、Mg等只需1—2个地质一地球化学过程;②低丰度元素如贵金属、稀有、有色金属等则需要多个地质一地球化学过程反复浓集。元素丰度、成矿强度、成矿期次三

3、者耦和的区域应是大矿富矿形成的理想地区。1、分布特点及其地质意义2)元素分布量会影响元素成矿几率的高低,一般情况是地壳丰度高的元素容易形成矿床,因而世界上探明的矿床储量也较多,如Fe,Mn,Al等。有些有用元素丰度很低,不易形成独立矿床,而呈分散形式伴生于其它矿床中,如Ga、Ge、In、Cd等。1)元素分布量(1)影响到工业品位要求的高低,地壳中平均含量越高的元素,通常其最低工业品位要求也较高。(2)元素分布量还影响到构成矿床时元素所需富集倍数的大小,一般情况是,元素的平均含量越高,则构成矿床所需富集倍数越小,成矿可能性较大。1)元素

4、分布量(3)影响矿床规模划分的标准,元素的平均含量越高,构成大型矿床时对其储量的要求也较高,形成独立矿床的过程也越简单,如克拉克值高的元素,如Al,Fe,Mn,P通过沉积作用即可形成克拉克值低的元素,如Au,W,Sn,Mo,Be,Li,B的矿床,通常需要长期反复的地质过程,在更特殊的条件下才能形成矿床,克位克值低的元素通常成矿时代也较新,大多在古生代和中、新生代(如Hg,Sb,W,Sn,Mo,Nb,Ta),而克拉克值高的元素成矿时代较早,如Fe,Mn,Ni等在寒武纪和前寒武纪。2、元素地球化学性质分类 (V.M.戈尔德施密特)元素地球

5、化学性质是影响元素分散与集中的内因。在成矿过程中地球化学性质相近(原子或离子的电子壳层构型、离子半径、电价、电负性等地球化学参数相近)的元素或由于其源区相同、或由于其迁移形式相似,或由于其沉出条件相近,而在矿床中常表现出程度不同的共生关系。元素地球化学性质分类亲石元素:又称亲氧元素,集中于岩石圈,构成地壳的主要元素,包括:Na、K、Mg、Ca、Al、Si、Li、Be、B、C、O、P、W、TR、Rb、Sr、Zr、Hf等其离子最外电子层多具8个电子,呈惰性气体型的稳定结构,主要形成含氧盐、氧化物,少数形成卤化物。亲铜元素:又称亲硫元素,多

6、形成与岩浆作用晚期和热液作用阶段,包括S、Cu、Zn、Pb、Hg、Sb、Au、Bi、Ga、Ge、In、Cd、Se、Te、As等,离子最外电子层有18个电子,与硫的亲和力较强,多呈硫化物、硒化物和碲化物形成出现,一部分以自然元素状态产出。元素地球化学性质分类亲铁元素:与Fe有较强的亲合能力,包括:Fe、Co、Ni、Os、Ir、Pt、Ru、Rh、Pd,其离子最外层电子数介于8-18,主要形成了岩浆作用和热液作用阶段。亲生物元素:多富集在生物圈内,包括:C、N、H、O、P、B、Ca、Cl、Na、Si。(3)地球化学热力学条件成矿过程总是发生

7、在一定的地质环境中,地质环境对成矿过程产生重大影响。这种影响是通过成矿体系物理化学特征的改变显示出来。地质-地球化学热力学条件变化系导致元素共生分异富集的重要因素之一.物理化学条件变化对其控制体现在,共存于同一成矿热液中的成矿元素由于其络合物类型、溶解度相异及其对物理化学条件的变化作出的响应不同,从而使其沉淀在时间、空间和沉淀物种上有所差异。随流体物化条件变化金沉淀富集4、元素富集成矿的作用方式(1)结晶作用包括从岩浆、流体和气体中直接结晶形成的有用矿物的聚集:①岩浆结晶作用——当岩浆熔融体冷凝到一定程度,达到某种有用矿物结晶的饱和度

8、而形成的有用元素的富集。②凝华作用——岩浆热能驱使易挥物质气化,沿构造通道或裂隙直接结晶形成的凝化物。③蒸发作用——从流体中受蒸发浓缩,有用组分直接从溶液中达到饱和而结晶的作用。(2)化学作用①化合作用—各种气体、液体和

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