(三)主要元素的地球化学分布特征 常见成矿元素地球化学

作者&投稿:茅枝 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

元素地球化学分类~

元素的地球化学性质既与元素的原子结构、元素的物理和化学性质有关,也与地质作用有密切的联系。因此,许多地球化学家都力求在元素周期表的基础上,结合地质作用进行分类。
戈尔德施密特根据元素的电子构型、元素与氧及硫的亲和力以及元素在自然界中实际的分布情况,把元素划分为亲石元素、亲铁元素、亲铜元素、亲气元素四大类。
16.2.1 亲石元素
离子的最外电子层具有8个电子(s2p6)的惰性气体型的稳定结构,氧化物形成热大于FeO的形成热,与氧的亲和力强,易熔于硅酸盐熔体,主要集中在岩石圈。主要元素为:Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、B、Al、Sc、Y、REE、Ac、Si、Ti、Zr、Hf、Th、V、Nb、Ta、Pa、W、U。
16.2.2 亲铜元素
离子的最外电子层具有18个电子(s2p6d10)的铜型结构,氧化物形成热小于FeO的形成热,与硫的亲和力强,易熔于硫化铁熔体,主要集中于硫化物-氧化物过渡圈。主要元素为:S、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Ca、In、Tl、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、Po、Br、I、At。
16.2.3 亲铁元素
离子的最外电子层具有8~18个电子的过渡型结构,氧化物形成热最小,与氧及硫的亲合力均弱,易熔于熔铁,主要集中于铁-镍核。主要元素为:C、P、Mo、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt。
16.2.4 亲气元素
原子的最外电子层具有8个电子。具有挥发性或易形成易挥发化合物,主要集中在大气圈。主要元素为:H、N、O、F、Cl、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn。
此外,戈尔德施密特还提出“亲生物元素”的概念,这些元素多富集在生物圈中,如C、N、H、O、P、B、Ca、F、Cl、Na、Fe、Cu、Mn、Mg、Si、Al等。
查瓦里茨基以元素的周期表为基础,把元素分为氢、惰性气体族、造岩元素族、岩浆射气元素族、铁族元素、稀有元素族、放射性元素族、钼和钨族元素族、金属矿床的成矿元素族、铂族元素、半金属和重矿化剂族和重卤素族十二个地球化学组或族。维尔纳茨基按元素的地球化学分布特征,把元素分为惰性气体、贵金属、循环元素、分散元素、强放射性元素、稀土元素六大类。费尔斯曼将周期表分为普通场、硫化物场和酸性场,然后再按元素的地球化学分布特点分为酸性岩浆元素、中性岩浆元素、硫化物矿床元素和超基性岩元素四大类。上述分类尽管有不足之处,但仍然得到了比较广泛地应用,为元素地球化学的发展起了重要的促进作用。
在近代地球化学中,随着微量元素分配理论和定量模型的发展,出现了能更本质地反映出元素地球化学特点的定量化分类系统,概括起来大致分为三套系统。
(1)根据元素在固相-液相(气相)间的分配系数,将元素分为不相容元素和相容元素。
相容元素(Compatible elements)易进入或保留在固相中,其总分配系数D>1。例如,Ni、Co易进入橄榄石,V易进入磁铁矿,Cr易进入尖晶石,Yb易进入石榴子石,Eu易进入斜长石。这一类易进入和保存在矿物或岩石等固体中的元素,是典型的相容元素。
不相容元素(Incompatible elements)易保留或进入在固相共存的熔体或溶液中,其总分配系数D<1,如Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta、Sn、Pb、Zr、Hf、B、P、Cl、REE、U、Th等。当D值在0.02~0.06之间时称为强不相容元素。有些不相容元素的离子半径或电荷很大,可按晶体化学特征分为大离子亲石元素(Large ion lithophile elements,LIL)和高场强元素(High field strength,HFS)。LIL的离子电位3,不易溶于水,主要指Th、Nb、Ta、P、Zr、Hf、HREE等。Wood等(1979)将分配系数小于1的元素称为亲湿岩浆元素(Hygromagmatophile elements,HYG),它们在熔融过程中进入液相,在结晶过程中进入残余相。分配系数小于0.01的元素称为强亲湿岩浆元素(More-hygromagmatophile),如Rb、Cs、K、U、Th、Ta、Nb、Ba、La、Ce等。
(2)根据元素在熔融过程中挥发与难溶程度,Ringwood(1966)将元素分为挥发元素和难溶元素两组(表16-3)。挥发元素是指那些在1300~1500 ℃,适度还原条件下通常能从硅酸盐熔体中挥发出来的元素;而难熔元素则是指在这种条件下不能挥发的元素。
(3)以元素在地球形成和演化过程中分散与富集的特点,Shchebakov(1974)将元素分为向心元素、最小离心元素、弱离心元素、离心元素和最大离心元素。以元素在陨石中的丰度μ代表地球初始物质浓度,以元素在玄武岩(地幔熔融产物)中的丰度V代表元素离心程度的基本参数,以页岩中元素丰度C代表地壳丰度。赵振华根据V/μ、C/V值的关系将化学元素划分出下列四级:
表16-3 按硅酸盐熔体在高温还原条件下元素的相对挥发性所作的元素分类


① 向心元素C1(Centripetal elements):V/μ<1,C/V<1
包括Mg、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Ru、Rh、Pt、Os、Ir、Pd、Au。
② 最小离心元素C2(Minimal-centrifugal elements):V/μ>1,C/V<1
包括P、Na、Ca、Sc、Ti、V、Mn、Zn、C、N、Cl、Br、I。
③ 弱离心元素C3(Deficiency-centrifugal elements):V/μ<1,C/V>1
包括Ca、Ge、As、Se、Sn、Te、Bi、Re、Mo。
④ 离心元素C4(Centrifugal elements):V/μ>1,C/V>1
包括Li、Rb、Cs、Sr、Ba、Y、REE、Zn、Hf、Nb、Ta、Th、B、Al、In、Tl、Si、Pb、Sb、U、F、O。
此外,还有最大离心元素,是指在水圈、气圈和有机质中的丰度高于陨石、玄武岩和页岩中丰度的那些元素。

对大河坝Ⅰ号矿体1号露头系统样品的Co、Cu、V、Zn、W、Bi、As、Sb、Hg、Ge和Sr等常见成矿元素也进行了系统分析。结果表明,相对于同类型岩石的维氏值而言,Co、V和Zn略偏高,W和Hg明显偏低,其他元素正常(表2-16)。因此,上述元素在含矿基性-超基性岩中的地球化学分布特征与其在大河坝矿区未能富集成矿的实际情况是一致的。

中国铜的区域地球化学分布趋势
答:地质体中元素含量的分布趋势与其地质背景密切相关。不同的景观区,不同的大地构造单元或者同一单元的不同大地构造发展阶段,都具有不同的元素地球化学特征,主要表现在元素的背景含量变化较大(史长义,1994),尤其是以水系沉积物测量为主的区域地球化学数据,因为其采样介质的特殊性,景观类型对其元素含量的...

区域地球化学场特征
答:另外,在祁门南部的用功城-漳前地区有大片的高值高背景区分布。 (三)微量元素组合特征 因子分析是当前研究地球化学元素组合的最佳方法,它不仅能从元素内在的联系上划分元素组合,而且还能为元素组合的地质意义提供信息(张本仁,1989)。为了进一步揭示研究区内元素的地球化学特征,以全区内的水系沉积物样品为样本,Au、Ag...

主要成矿元素富集分布特征
答:区内主要分布泥盆纪中基性火山岩建造,岩浆活动强烈,主要为泥盆纪—石炭纪中粒花岗岩、石英闪长岩和闪长岩以及二长岩,沿断裂分布有花岗闪长斑岩和石英闪长斑岩。区内已发现索尔库都克中型铜矿。1.4.2.3 野马泉Au-Sn-Cr高背景带 该区以Au、Sn、Cr、Cu、Hg等元素呈高背景分布为特征,伴生元素为As、...

(一)元素的区域地球化学分布特征
答:这与区域地质地球化学背景及表生条件有关,富集元素多为流域内成矿元素和次生富集元素,以Cd、Hg、Pb、As、Sb、Sn为特色的元素代表“有色金属之乡”的矿产特征;地处亚热带,雨量充沛,水热条件较好,土壤淋溶作用比较强烈,脱硅富铝化作用导致Al、Fe等富集。与克拉克值比较,本区明显富集Bi、Se、As...

微量元素地球化学的分布特征和赋存形式
答:在岩石和矿物中,常量元素大多服从正态分布, 而微量元素除某些近似均匀分散于矿物中呈正态分布外,大多因其选择性富集在某种矿物内而呈对数正态分布。微量元素在自然界可呈活动状态和非活动状态存在。非活动赋存状态主要有类质同象、固溶体分凝物、机械混入物、吸附状态、与有机物质结合的形式,以及形成...

锗的元素地球化学
答:后来的研究逐渐发现,锗是一个分布很广的元素,几乎在所有岩浆岩及岩浆矿物中都发现锗的存在。锗在所有类型岩浆岩中的丰度大约为1.n×10-6,并且在基性岩和酸性岩之间没有差别。此外,单矿物中的锗含量分析表明,与石英和长石相比,橄榄石和辉石中一般富集锗(刘英俊等,1984)。 锗在岩浆作用过程中的地球化学行为特征主要...

地球化学异常特征
答:1.地球化学异常的空间分布规律 按13个指示元素在两个图幅(774km2)地球化学水系沉积物测量,共圈定单元素水系沉积物异常555个(表1-2-6)、综合异常15个,总面积达300km2,这在1:5万地球化学普查中是十分罕见的。其异常的密集分布往往反映有区域性成矿结存在的特征。在区域地球化学图上,沿骆驼山-明水-牛圈子以西...

地球化学特征
答:收集到的主量元素、稀土元素、微量元素和 Sr-Nd 同位素的数据 ( 王人镜,金元,1990; 李晓勇等,2004) 表明,南大岭组中基性火山岩具有如下地球化学特征。4. 4. 2. 1 主量元素 南大岭组中基性火山岩 SiO2含量在46. 03% ~52. 91%之间; Na2O / K2O 比大于 1 ( 一般为 1. 26 ~4. 55...

镉的地球化学、矿物学及含镉矿床
答:(一)镉的地球化学特征 镉是典型的分散元素,至今还没一处真正的独立矿床,主要伴生在其他金属矿床中,尤其是中低温的铅锌矿床。 主要地球化学参数见表4-1,它在地壳中的丰度为0.2×10-6,它位于元素周期表第五周期第二族(锌副族),电子构型为4d105s2,可见在N电子层上除4f轨道以外,已全部被填满,它有偶次的原子序...

区域地质、自然地理与地球化学
答:摘要 在地质因素制约下,表生母质中元素及元素组合的区域分布,呈现出按构造背景分区的特点;在现今自然环境影响下,表生元素迁徙后重新组合,又具有按地理要素分区的特色;元素的离散与集聚还受其自身的地球化学行为束缚。正是这些综合因素决定了我国以水系沉积物为主体的地球化学分区呈北东-南西向展布。从我国西北到东南...