成矿作用总论

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1、第二章成矿作用总论成矿作用是一种特殊的地质作用，就是自然界发生的元素聚集和分散的作用作用，成矿作用与地球结构、元素地球化学性质、热水流体地球化学及生物作用等多种因素有关。按照成矿作用发生的地质作用类型可以划分为岩浆成矿作用、沉积成矿作用及变质成矿作用等。一、地球结构与矿化关系地球分地壳、地幔、地核多个层圈，而发生成矿作用的主要是在地壳与上地幔之间的地质作用。大陆区稳定地壳厚度为35－45Km，一般分为上地壳，其平均成分接近花岗闪长岩，厚约15Km，下部地壳平均成分接近闪长岩，其处于高温高压条件下，常发生岩石变质作用和岩石重熔作用(地球层圈.ppt)。造山带地

2、壳厚度明显大于稳定大陆区，喜马拉雅造山带地壳厚度达>80Km，其下部地壳温压也明显高于稳定区，岩石处于熔融和塑性状态，因此是花岗岩浆的形成区。大洋地壳厚度仅4－5Km，主要由基性岩浆岩组成。地壳厚度的变化是由于地幔上部的重力均衡作用或重力补偿作用造成的。大陆地壳接近花岗质，比重＜3，大洋地壳接近玄武质，比重＞3，大陆地壳体轻形大，所以根部要插入到较深部位才能保持稳定(地壳.ppt)。在上地壳及表面水圈的成矿作用是不容忽视的，现代成矿作用理论尤其重视水的成矿作用研究，几乎所有的成矿作用都是在水的参与下进行的。位于地壳下部的地幔，主要是二辉橄榄岩组成，地幔的温度

3、高达1500℃，其岩石处于部分熔融状态，分离成易熔的玄武岩浆与难熔的纯橄榄岩，同时元素也按地球化学性质发生分离。在地幔与地壳之间是一个低速软流层，该层热流值高于地壳几倍，该层岩石处于半熔融状态。现代成矿作用研究非常重视来自软流层的地幔流体成矿作用，地幔流体是一种富碱金属、富挥发分的流体，具有非常明显的交代能力，并且由于地幔的不均一性，有一些地幔流体本身就是一种矿浆，喷流到地表或向地壳侵位过程中就可以形成矿床。表2．1—2地壳组成矿物矿物组分分子式含量(％)碱性长石KAlSi3O8－NaAlSi3O831.0斜长石NaAlSi3O8－CaAl2SiO829.2

4、石英SiO212.4辉石Ca[Mg.Fe]Si2O612.0铁钛氧化物磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿4.1黑云母Ｋ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ含水硅酸岩3．8橄榄石[Mg.Fe]2SiO42.6白云母K、Al含水硅酸岩1.4其它矿物3.5地壳组成矿物二、元素的丰度值及其成矿意义目前地球上发现的元素是103个，其含量有明显差异，其化学性质有规律变化。地球中元素的含量是明显不同的，地球元素丰度最大的是Fe、O、Mg、Si，其总和在90%以上，其次是S、Ni、Ca、Al、Na、Cr、Mn、P，其总和在8.09%，但这几种元素在地壳、地幔、地核中的分布是不同的，Fe、Mg、Cr

5、、Ni、Mn等主要集中于地核和下地幔，而O、Si、Al、Na、Ca、K等主要集中于地壳和上地幔(地壳元素丰度.ppt)。因此一般也把地壳称为硅铝层、地幔称为铁镁层。（一）成矿元素丰度：1、＞1%的元素，Fe（32），Mg（16），Ni（1.6）2、＞0.1%的元素，Na（0.49），Cr（0.15），Mn（0.12），Al（0.91）3、＞0.01%的元素，Ti（0.084）,V（0.04）,Co（0.026），As（0.02），Zn（0.018），Cu（0.014）,K（0.083）4、＞0.001%的元素，Sn（0.0022），Pb（0.0013），5、

6、＞0.0001%的元素，Mo（4.4×10-4），Pt（4.2×10-4），Ag（3.2×10-4），Pd（1.8×10-4），W（1.7×10-4），Sb(1.4×10-4)，Li（1.4×10-4），6、＞十亿分之一的元素，Pr（3×10-5），Hg（9×10-7），Au（8×10-7）。上地幔中富集铁族、铂族元素，地壳中富集稀有Li、Be、Nb、Ta，稀土、放射性元素，挥发分S、P、F、Cl、B、Al等(地壳元素丰度.ppt)。（二）元素聚集成矿第一取决于元素丰度，由于我们说的矿床主要是在地壳中形成的，因此地壳中元素丰度值大的元素也易于形成矿床，且规模

7、巨大，有用矿物元素含量高，也是世界上用量最大的矿床。如铁、铝、石灰岩、石盐、粘土矿床等。这些元素只要富集几十倍就可以形成大型高品位的矿床。而地壳丰度值小的元素其成矿就困难，难于形成大矿和高品位矿床，好在人们对这类矿产用量不大，可以降低规模标准，如铜、铅、锌、金，稀土等矿床的大矿床储量标准远小于铁、铝、石盐等。有些分散元素甚至难于形成独立矿床，只能作为伴生矿开采，如Ga、Li等。其次形成矿床还取决于元素的聚集亲合能力，聚集能力强的元素易于成矿，如Au、Pb、Sb等易于成矿，Li、Be、Nb、Ta等稀有分散元素难于形成独立矿床。第三地壳、地幔成矿元素的分布不均一

8、性，一个地区的成矿作用有明显的继承性，如我国西南的铜