张荣华地球深部矿床成矿作用和分带.ppt

《张荣华地球深部矿床成矿作用和分带.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、深部成矿会议,合肥,2007.9,27地球深部矿床成矿作用和金属分带性张荣华张雪彤胡书敏地球化学动力学开放研究实验室中国地质科学院矿产资源研究所基本思想:大多数热液金属氧化物矿石形成于中地壳。地壳和上地幔流体性质和深部水岩相互作用决定了矿石的性质。金属矿石大区域分带性和不同尺度的分带性及分布规律的自相似性,是深部流体性质决定的。深部深部流动/反应/迁移出现周期性分布。由深部的地幔金属流体活动(Influx)引起的。从地面的金属异常性质和金属分带性可以判断深部埋藏的金属矿石分布,多次水热/金属矿化的叠加。地球深部流体在高温高压下的性质随深度的改

2、变，导致在岩石圈里由深到浅在不同层次里发生的化学动力学过程的变化。需要进行高温高压的原位的实验，研究深部流体进入地壳过程。深部流体从高温高压下进入低温低压过程，一定会遇到水的临界态的条件下de水与岩石或矿物与水溶液的反应。一.序,主题：水岩相互作用实验证明，跨越水的临界态时，出现矿物与水的反应动力学的涨落是导致矿石的形成原因之一。中地壳成矿。主题：为了找寻深埋的金属矿石,研究深部成矿作用主要有三个问题：金属深部来源，金属在深部的迁移,堆积过程。一个金属流体，在流动过程中不断与围岩反应，一面沉淀金属矿物，一面改变流体的性质，可以形成空间的金属分

3、带性。二、重要热液矿石形成于中地壳热液矿床的矿物流体包体研究提供了丰富的成矿流体性质数据，如温度、压力、盐度和溶解的多种化学组分.这些数据可以用于推测矿床形成的深度与矿石共生的热液性质。地壳和岩石圈的主要流体是NaCl-H2O和NaCl-H2O-CO2。一般地说，地壳是处于35公里深。温度是650C和500-600MPa。上地幔的底界条件大致是在1000C左右和2GPa，大致400公里深它是辉石橄榄石区.研究地球深部流体性质。深部成矿部位-中地壳科学发现主要热液矿床形成于中地壳条件，与流体从近临界到超临界流体的性质涨落有关。含矿卤水在降温

4、、跨越临界态时沉淀它的矿石。临界温度374度我国斑岩铜矿（玉龙），长江中下游火山岩区铁铜矿，长江中下游矽卡岩铜矿和南岭的钨锡钼铋和稀土稀有金属矿床，基本是在350-450ºC和中等盐度的流体里沉淀的。大部分热液矿床形成于中地壳的温度压力下。各种不同类型硫化物矿石形成于上中地壳至地表的热泉的各种不同环境。深部地壳和上地幔可能发生与中-基性岩浆岩石有关的矿石。地球深部流体的物理化学性质：地球深部的流体主要成分是H2O、CO2、各种电解质及有机物。半个世纪以来H2O、CO2、H2O-CO2、NaCl-H2O、H2O-CO2-NaCl、CaCl2-H

5、2O等许多体系经过了反复实验研究。通常说，H2O作为溶剂能够溶解大量的离子和亲水化合物。但是在高温高压状态下水的性质发生改变，在临界点出现突变。矿床学家过去对这些问题并不关心，现在需要重新思考，以再认识矿床成因。深部地壳水-超临界态流体性质跨越临界态时，气与液相分离时，气体迁移金属。这个二元系的液相、气相和L-V两相界面，在高温压沸腾时的性质，近临界态及临界态的性质,NaCl-H2O系统临界线，水里NaCl含量决定了临界温度和压力。含矿流体NaCl-H2O体系岩石圈含矿流体性质及其与岩石相互作用化学动力学：深部流体进入地壳：与岩石反应、金属来

6、源：中上地壳条件下，流动热液内矿物矿石的化学动力学-跨越临界态的涨落跨越临界态：大于300℃条件的矿物-水反应动力学在近临界态时出现矿物反应动力学过程涨落。实验结果表明：多数情况下，钠长石、阳起石、辉石溶解反应是不一致溶解作用，各种阳离子溶解速率不一致。当温度小于300℃，钠长石、阳起石和辉石溶解反应的不一致溶解表现为钠、铝、钙、镁等更易进入溶液。当温度大于300℃，不一致溶解表现为硅更易进入溶液。在研究的温度范围内，在升温过程中，钠长石、阳起石和辉石溶解反应的溶解速率由低到高逐渐变化，抵达最大值。然后再升温，溶解速率随之减低。钠长石、阳起石

7、和辉石在水中的溶解反应的最大反应速率是在300℃。并且，在近临界态时溶解反应出现很大涨落在临界态的涨落：矿物/流体相互作用的化学动力学在临界态的涨落，在国际地学界尚未开始。钠长石最大反应速率在300°C钠长石的最大溶解反应速率在近临界温度，在300℃。矿物与水反应动力学在跨越临界态时的涨落科学发现：辉石的最大溶解速率在近临界温度在中地壳条件下跨越临界态时玄武岩－水的相互作用实验在岩石圈深部流体上升，通过中地壳时，水溶液会处于临界态。因为在地壳10-15公里深处，可以找到374ºC水临界温度的地方。大洋中脊的热水喷口，一般是2000多米水深，喷

8、口的温度多是408ºC。喷出前，在深部处于超临界态，超临界流体与洋底玄武岩石反应。在洋底的喷出流体处于是一个跨越临界态的恒压、迅速降温减低过程中。喷出的液相物质向喷