地球化学第1章.ppt

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1、AppliedGeochemistry应用地球化学核资源与核燃料工程学院主讲教师谢焱石第一章元素分布的基本规律元素分布、分配有两重含义：其一是元素在地球各圈层的分布，特别是地壳表层各地质体间及各类岩石、矿物间的分布、分配；其二是元素在各地质作用过程中的分布、分配。前者是后者的结果，是应用地球化学研究的主要内容主要内容第一节地球化学旋回与元素分布第二节元素的共生组合第三节元素的空间分布第四节元素含量的概率分布第一节地球化学旋回一、地球化学旋回二、常量组分分布特征三．微量元素的分布规律一、地球化学旋回元素演化是以元素的赋存介质的变迁实现的。地幔物质分异出的岩浆及地壳物质重熔形成的岩浆通

2、过上升，结晶形成岩浆岩，经构造运动隆升至地壳或近地表，进入表生环境，遭受风化、剥蚀、搬运到湖、海盆地沉积成岩；沉积岩再经沉降或俯冲到地壳深处，发生变质或部分重熔而形成新的岩浆，完成一个大旋回。在大旋回演化过程中，同时还存在不同级次的次级旋回。地球化学旋回的方式可以重复，但其物质成分的演化趋势是不可逆的，不能简单的重复，从而引起了化学元素的分异和演化，这种分异和演化是有规律的。岩石循环地球的圈层构造地球的物质组成地球的演化地球演化与矿产资源分布二、常量组分分布特征什么是常量（元素）组分？指地壳中含量较多的元素，它们遵循化学计量原则形成自然矿物。如地壳中前九种元素占总量的99%以上，它

3、们是岩石圈成分的主体。地壳的形成，地壳的物质成分与地幔，特别是上地幔最有成因联系。因为地壳物质起源点在地幔，地球化学旋回的最深点也在地幔。地壳是地幔发展演化形成的，二者在成分上差异的规律是一致的，即地壳中易熔的硅铝长英质成分（Ｓi、Al、Ca）和Ｋ、Na、水增加，而难熔组分Ｍg、Ｆe、Ｎi、Ｃo、Ｃr比例减少。由于它们遵循化学计量原则形成自然矿物，结果造成地幔中铁镁暗色矿物为主、地壳中长英质浅色矿物为主。第二节元素的共生组合一、元素的亲和性二、成岩与成矿作用的典型元素组合三、元素的时空分布—地球化学场一、元素的亲和性戈尔德施密特将冶炼炉中出现的四相(金属铁、硫化铁、硅酸盐矿渣和气体

4、)与陨石中的铁陨石、陨硫铁和球粒陨石中的化学成分相比较，并结合地质作用中元素共生规律，提出了划分为亲铁、亲硫(亲铜)、亲氧(亲石)、亲生物元素的分类方案，并得到了广泛的认同。亲铁元素：自然界倾向于以自然元素产出，价电子不易丢失，与氧、硫亲合力均弱，集中于铁镍核中的元素；亲硫元素：与硫亲合力强，易于与硫离子形成共价键，易熔于硫化铁熔体的元素；亲氧元素（又称亲石元素）：离子外层电子云为8个电子的隋性气体型稳定结构，与氧形成稳定的离子键化合物，易熔于硅酸盐熔体的元素亲气元素：原子外层电子为8个电子型，原子容积最大，具有挥发性或易形成挥发性化合物，主要集中在气体中；亲生物元素：生物圈中富集

5、于有机物中的元素。戈尔德施密特的地球化学分类在矿产勘查中很有实际意义，亲石元素多以类质同象分散于造岩矿物中，亲硫元素常以硫化物脉出现，或自然元素在晚期不同环境以其独立矿物形式出现。元素亲和性是我们在地球化学找矿中确定指示元素的依据。如选择亲硫元素作为硫化物矿床的指示元素。常见岩石、矿石类型中元素的组合特征二．成岩成矿作用的典型元素组合岩石类型元素共生组合1、深成岩一般组合Si-Al-Fe-Mg-Ca-Na-K-Ti-MnZr-Hf-Th-U-B-Be-Li-Sr-Ba-P-VCr-Sn-Ga-Nb-Ta-W-卤族-TR超基性岩Cr-Co-Ni-Mg-Fe-Cu基性岩Fe-Mg-Ti

6、-V-Sc花岗岩Ba-Li-W-Mo-Sn-Zr-Hf-U-Th碱性岩Ti-Nb-Ta-Zr-TR-F-P伟晶岩Li-Rb-Cs-Be-REE-Nb-Ta-U-Th-Zr-Hf-Sc2.沉积岩黑色页岩U-Cu-Pb-Zn-Cd-Ag-Au-V-Mo-Ni-As-Bi-Sb碳酸岩TR-Ti-Nb-Ta-F-P-U-Mo磷灰石U-V-Mo-Ni-Ag-Pb-F-TR蒸发岩Li-Rb-Cs-Sr-Br-I-B岩屑、砂岩Au-Pt-Sn-Nb-Ta-Zr-Hf-Th-TR大陆红壤U-V-Se-As-Mo-Pb-Cu火山来源红壤Cu-Pb-Zn-Ag-V-Se红土Ni-Cr-V铝土Nb-Ti

7、-Ga-Be3、内生-外生环境中一般共生关系：K-RbCa-SrAl-GaZr-HfSi-GeNb-TaTRPt-Ru-Rh-Pd-Os-Ir4.常见矿石类型一般硫化物矿石Cu-Pb-Zn-Ag-Au-As-Hg-Sb-Se-Te-Mo-Co-Ni-U-V-Bi-CdS-SeZn-CdRb-Tl斑岩铜矿矿石Cu-Mo-Au-Re-Tc低温矿石Hg-Sb-As-Bi多金属矿石Pb-Zn-Ag-Cd-BaSK岩型矿石Zn-Pb-Cu-Ba-F-Sr贵金属矿石A（深成）Au