2011-3成矿作用总论 中国地质大学地学院2011年矿床学课件 第三章.ppt

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1、成矿作用总论Ore-formingprocesses中国地质大学•北京矿床与勘探教研室成矿作用总论地壳地幔元素富集和成矿成矿物质聚集方式和来源矿床形成地质环境和背景矿床成因分类方案和依据一、地壳和上地幔与成矿作用地壳地幔地核地球系统科学的一大难点，在于表层系统与地球深部的结合。地幔对流模型地核与地磁场威尔逊时期模式与地幔翻转和主要造山(MOMO)期MOMO–MantleOverturn,MajorOrogeny威尔逊期板块构造控制全球中生代和新生代主要的巨大火成活动区150-50Ma＞150Ma50-0Ma海底下的海洋脱顶褶皱带俯冲带沉

2、积洋壳泥质底辟增生沉积流体排泄带生物群落蛇纹岩火山弧黑烟囱深海热液作用，正是表层与深部之间的窗口岩石圈大洋岩石圈：同陆壳相比，洋壳较薄，一般在4～6km之间。多数人认为，它是由玄武质层加上不厚的（１～２km）海洋沉积层构成大陆岩石圈：上地壳主要由沉积岩及花岗岩类组成；中地壳由相当于混合岩的物质组成；下地壳是由麻粒岩相组成（从上到下，由长英质麻粒岩过渡到镁铁质麻粒岩）欧州典型大陆地壳结构（据WedepohlK.H.，1995）上地幔上地幔：物质组成是通过对天体化学、地球物理、地球化学及地幔岩石学的研究而获得的，其岩石成分主要是超镁铁岩和镁铁

3、岩类，包括二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和橄榄拉斑玄武岩。壳幔物质偱环与成矿张本仁（1998）指出，应当重视壳-幔物质再循环对成矿的意义。从理论上分析，大多数金属元素在地幔岩石圈部分熔融和抽取熔体形成地壳的过程中均属不相容元素，它们有向地壳中富集的倾向。常见的壳幔物质偱环方式俯冲碰撞地幔底辟岩石圈拆沉地幔柱作用地幔对流元素丰度对成矿的控制矿床是地壳的一个组成部分，成矿物质主要来自地壳和上地幔。因此了解元素在地壳及上地幔中的分布量，对研究矿床的成因和分布规律，具有重要意义。二、元素在地球中的丰度黎彤(1976)：Fe—32％、O—29％、Mg—16

4、％和Si—13％4种元素就占了地球总重量的90％其它丰度值较大的S、Ni、Ca、Al、Na、Cr、Mn、P等8种元素占8.09％其余的元素丰度值总和只有1.91％元素丰度三维直方图解BSE—“BulkSilicateEarth”主要元素在地球中的丰度克拉克值元素在地壳中的丰度值称克拉克值克拉克Clarke：美国地球化学家，1924年发表地壳化学元素丰度表主要元素在地壳中的丰度Σ＝99.4%主要元素在上地幔中的丰度Σ＝99.11%元素在地壳和上地幔中分布规律各种元素在地壳和上地幔中的分布量，相差极为悬殊。分布量最多的为O，地壳—46％，上地

5、幔—43％最少的为He，地壳—1.6×10－9％，上地幔—1.9×10－10％，两者相差达11—12个数量级地壳、上地幔中分布最多的7种元素：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、Mg——占地壳总成分的99.4％上地幔总成分的99.11％——是地壳中各类岩石的基本成分通称造岩元素其余85种元素分布量总计不到1%上地幔中：铁族元素（Fe、Cr、Co、Ni）、铂族元素（Pt、Ru、Rh、Pd、Os、Ir）和Mg比较集中，分布量比地壳大几倍到十几倍地壳中：稀有元素（Li、Be、Nb、Ta）、稀土元素和放射性元素（U、Th、Ra）比上地幔的分布量大几

6、倍到十几倍挥发份元素（S、P、F、Cl、B）在地壳中分布量比上地幔大2—4倍在地壳中分布量最多的前7种元素，其中不少是在国民经济中占重要地位的金属和非金属元素它们的克拉克值高，在地壳中易富集成矿，形成数量众多，分布广泛，而规模巨大的矿床，如铁矿、铝土矿、石灰岩和盐类矿床等元素在各类岩石中的分配丰度值较高的元素，如O、Si、Al、Ca在各类岩石中含量变化不大，它们是各类岩石的重要组份而Na和K在中性岩和酸性岩中含量较高Mg在超基性岩中比共它岩石高出1-2个数量级Fe、Cr、Co、Ni、Pt在超基性岩中丰度值最大，从超基性岩到酸性岩，其丰度急

7、剧降低U、Th、Li、Be、Nb、Ta、W、Sn、Pb在酸性岩中丰度值最大，从超基性岩到酸性岩丰度值逐渐增高V、Ti、Cu、Zn、Sb、Mo在基性岩中丰度值最高B、F、Cl、S、P等挥发份元素，从超基性岩到酸性岩丰度值逐渐增大3.沉积岩中S、B、C、Hg、Sn、Mo、Pb、W、Cu、Zn的含量很高其它元素大多介于基性岩与酸性岩的含量之间三、元素地球化学分类根据元素地球化学性质分类地球化学周期表TheGeochemicalPeriodicTable,inwhichelementsaregroupedaccordingtotheirgeoch

8、emicalbehavior戈尔德施密特的元素地球化学分类原子序数/容积戈尔德施密特的元素地球化学分类戈尔德施密特的元素地球化学分类亲石；亲铁；亲铜；亲气；亲生物亲铁元素(Fe,Ni,Co等)