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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 關(guān)于微量元素地球化學(xué)的讀書報(bào)告 (班 ---- ---) 一 微量元素基本概念 微量元素(minor elements)依不同學(xué)者給出了不同的定義。蓋斯特(Gast, 1968)定義微量元素“不作作系內(nèi)任何相主要組份存的非化學(xué)計(jì)量的分散元素”。按此定義微量元素是相對的，在一個(gè)體系中為微量元素，而在另一個(gè)體系中可能為常量元素。有人從熱力學(xué)角度來定義微量元素：在研究的對象中元素的其含量低到可可近似地用稀溶液定律來描述其行為，則該元素可稱為微量元素。一般的，將地殼中除O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti 等9種元素（它們的總重量豐度

2、占99％左右）以外的其它元素統(tǒng)稱為微量元素，它們在巖石或礦物中的含量一般在1％或0.1％以下，含量單位常以10-6或10-9表示。 開始的研究主要集中在了解和查明微量元素在隕石、地球及其各層圈以及各類地質(zhì)體中的分布、豐度及其規(guī)律，而后認(rèn)識到微量元素作為一種示蹤劑或指示劑，研究成巖成礦作用，如巖石類型劃分，原巖恢復(fù)、成巖成礦的物質(zhì)來源和物理化學(xué)條件微量元素的特殊的地球化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)可以利用熱力學(xué)的有關(guān)理論，建立微量元素地球化學(xué)模型，對成巖和成礦的熔融和結(jié)晶作用過程進(jìn)行定量理論計(jì)算，使微量元素地球化學(xué)有自己的特殊的研究方法和理論體系。在地球化學(xué)中最大量和最主要的應(yīng)用集中表現(xiàn)為：利用微量元素的組成

3、、相互關(guān)系等特征作為各類巖石、礦石的成因類型的“指紋元素”，并進(jìn)一步利用微量元素來探討和指示地質(zhì)、地球化學(xué)過程。 二 微量元素在成巖過程中的化學(xué)示蹤作用 1.1微量元素地球化學(xué)對和組合關(guān)系圖解 在將微量元素資料用于地球化學(xué)問題研究時(shí)，常將兩個(gè)元素的關(guān)系、或?qū)蓚€(gè)元素比值的關(guān)系、或兩組元素和比值的關(guān)系進(jìn)行對比，可統(tǒng)稱為微量元素對，或微量元素地球化學(xué)對。一般說來，微量元素對常常是地球化學(xué)性質(zhì)相近的元素，如Nb/Ta，Zr/Hf，Sr/Ba，Th/U，Cr/Ni，Cl/Br等，也可以其中一個(gè)是主元素，另一個(gè)是與其他化性質(zhì)相似的微量元素，如K/Rb，Mg/Li，Ca/Sr，F(xiàn)e/V，Al/Ga，

4、S/Se等。前述各單個(gè)稀土元素比值（如La/Ce）也常用作元素對。 應(yīng)該根據(jù)研究目的選擇不同的元素對。如研究巖漿形成機(jī)制和過程鑒別要選擇分配性質(zhì)相同或相反的元素對，如Ba/Nb，Nb/Th，以及Ce－Ni，Cr－Ta等。要討論氧化、還原狀態(tài)，要選擇變價(jià)元素對，如Fe2+/Fe3+，V3+/V5+，Eu2+/Eu3+，以及Mn/Mg等。要研究巖體剝蝕深度，要選擇元素濃度隨深變而增減的，如Li/Sc，Rb/Bi，Sb/Bi等。而要進(jìn)行變質(zhì)巖原巖恢 復(fù)，則需選擇對變質(zhì)作用較穩(wěn)定的元素，如Zr/Ti，Zr/Ni，Cr/Ti，Zr/Mg等等。有時(shí)為了 加強(qiáng)元素對比值的指示意義，所選擇的往往不是

5、二個(gè)元素的比值，而是二組元素含量和的比值、或含量積的比值。如（Li＋Rb＋Cs）/（Sc＋Zn）或（Li×Rb×Cs）/（Sc×Zn），也可以是一個(gè)元素對與第三個(gè)元素的比值，如K/Rb－Ti等。 除元素對關(guān)系外，多種微量元素的組合關(guān)系也是經(jīng)常采用的一種方法。如塔烏松等在研究花崗巖分類時(shí)選用Rb，Zr，Zn，Li，Nb，Pb，Cu，Be，Cs，Ta，Sn，W，Mo等十三種元素，還有采用25種元素關(guān)系來進(jìn)行分類的。但比較多的是采用三元素的圖解法。如玄武巖類型劃分的Ti/100－Zr－Sr/2，Ti/100－Zr－Y×3圖解?；◢弾r類型劃分的F－Sr＋Ba－Li＋Rb三角圖解。海陸相地層劃分的Ga

6、－Ba－Rb圖解。稀土元素的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化豐度圖、不相容元素的蜘蛛圖也可屬于這一類。 定量研究微量元素之間、微量元素和主元素之間的相關(guān)性是微量元素組合的另一類統(tǒng)計(jì)分析方法。最簡單的就是相關(guān)系數(shù)的計(jì)算，它反映了元素之間關(guān)系的密切程度。但在復(fù)雜的地質(zhì)、地球化學(xué)過程中，單純的相關(guān)系數(shù)不能反映元素之間的客觀關(guān)系，因而就出現(xiàn)了逐步回歸分析，群分析和因子分析等復(fù)雜統(tǒng)計(jì)分析。 1.2巖漿演化和成巖過程判別 Rb/Sr比值是巖漿演化過最明顯的指示劑：大離子半徑親石元素主要指的是Ba、Rb、Sr、Ca和K。由于Sr的性質(zhì)與此同時(shí)Ca相似，它為+2價(jià)陽離子時(shí)，在巖漿演化過程中，Sr長石—熔體間的分配系

7、數(shù)大，也就是說Sr2+易，按類質(zhì)同象規(guī)律進(jìn)入含Ca2+礦物中，因此在中酸性巖漿演化過程中，Sr一般也隨Ca的減少而貧化，但其貧化速度較慢Sr/Ca值逐漸增加。綜合巖漿分異程度愈好，Rb/Sr比值愈大。若以同源不同階段巖石中的Sr和Ca作圖，可得到演化線。Ba和K的地球化學(xué)性質(zhì)也有類似之處,所以在巖漿結(jié)晶過程中,B。主要進(jìn)入森 石中,隨著分異作用的進(jìn)行,Ba/K值不斷增大(說明Ba取代K的數(shù)量愈多)。 過渡元素與一個(gè)親石元素對來研究巖漿的形成和演化特征：過渡元素地球化學(xué)性質(zhì)也有相似性。一般情況下，過渡族元素多是相容元素，在分離結(jié)晶時(shí)，優(yōu)先進(jìn)入結(jié)晶相，所以分離結(jié)晶作用的定量模型計(jì)算中，常用這些

8、元素的數(shù)據(jù)。與之相反，親石元素為不相容元素，在部分熔融過程中易進(jìn)入熔體，所以常用親石元素進(jìn)行部分熔融作用的定量模型計(jì)算。 Nb/Ta比值可作為形成條件的指示劑：Nb、Ta、Zr、Hf等其活動性較小。它們之間?？砂l(fā)生類質(zhì)同象交換。Nb和Ta地球化學(xué)性質(zhì)非常相近，所以在地質(zhì)作用中，密切伴生，但二者在地球化學(xué)性質(zhì)上略有差，超基性巖Nb/Ta約為16左右，花崗巖約為4.8，花崗巖中Na、Ta的地球化學(xué)行為取決于巖漿中Ti和Ca濃度。若漿巖中富Ca，則Nb、Ta分散于含鈣礦物，特別是含鈣的鈦礦物如榍石，褐簾石和鈣鈦礦等礦物中。 利用Nb、Zr豐度可金伯利巖和鉀鎂煌斑巖分開:Zr和Hf在地質(zhì)作用過程中

9、，也緊密伴生。鐵鎂質(zhì)巖石中Zr變化與巖石產(chǎn)出的構(gòu)造位置有關(guān)。島弧玄武巖中Zr的含量多10-60PPm，而大洋玄武巖中Zr的含量為120-300PPm。此外，Zr的分布與巖石的成因也有關(guān)，地幔成因的巖石含Zr低。在熔融及結(jié)晶過程中，Zr為不相容元素，傾向于富集在深相中。 Zr/Hf可指示巖漿演化程度：Zr/Hf比值隨巖漿演而降低，大陸玄武巖比洋殼拉斑玄武巖的Hf含量較高，而海島玄武巖比洋中脊拉斑玄武巖的Hf含量高。這反映了地幔成分，構(gòu)造環(huán)境，部分熔融程度和分離結(jié)晶作用的差異。另外可用來區(qū)分不同酸基度的巖石,如從輝長巖到白崗巖之Zr/Hf值由60降為40,從白嵐巖到霞石正長巖之Zr/Hf值又由4

10、0增至90。 K/Rb值之應(yīng)用:不同類型的巖漿巖,其K/Rb值不同，隨著花崗巖巖漿分異作用的進(jìn)行,K/Rb值趨于減小,在花崗巖類巖石中當(dāng)K/Rb值急劇減小時(shí)(小于100),往往發(fā)生稀有元素的富集,如Nb、Ta等礦化;因此,K/Rb值亦可作為花崗巖類礦化的標(biāo)志之一。另外K/Rb值也可判斷花崗巖的成因,如I型花崗巖,K/Rb值一般大于2。偽S型花崗巖之K/Rb值一般小于200。 187Re/186Os值可區(qū)分不同來源的巖漿巖： 用K型元素(Rb、Ba、Sr等)的豐度區(qū)分造山帶玄武巖的亞系列, 用Zr/Y值和Zr、Nb、TiO2:、Si02之關(guān)系研究不同類型的巖漿巖和玄武巖的類型

11、等。 1.2沉積巖成巖環(huán)境示蹤 如鋯石中的鉿，鈦鐵礦中Cr、Ni、V、Cu、Mn、Mg等對中于不同巖石是較靈敏的指示劑。不同類型巖石中，鋯石中的鉿含量，特別是鋯鉿比明顯有差異，同一成因類型的不同侵入體之間也有差別。因此，以鋯石或鈦鐵礦中微量元素含量分布進(jìn)行源區(qū)探索較為有效。（趙振華，1997）。 根據(jù)海水和淡水中含量差異顯著的微量元素，可以區(qū)別海相和陸相沉積物。如Sr、Ni、Co、Mn、Ba等可作為區(qū)分礁相和非礁相灰?guī)r的指標(biāo)元素。應(yīng)用Rb/K、B/Ga、Sr/Ba等值判別沉積巖的形成環(huán)境:各元素比值,海相沉積Rb/K≤0.006,B/Ga>4.5一5,Sr/Ba>1,陸相沉積Rb/K<0

12、.046,B/Ga<3.3,Sr/Ba<1。 另外有人曾對頁巖中的B、Rb、Ga、Sr、Ni、V、U及Pb、Zn、Cu、Sn等微量元素的豐度進(jìn)行研究,也發(fā)現(xiàn)B、Rb、Sr等在海相頁巖中比較富集;Ga、Ba、K等在陸相頁巖中比較富集,也和上述的結(jié)論一致。因此用B、Ga、Rb三角圖象進(jìn)行判別頁巖的生成環(huán)境,一般效果較佳。除此在研究中也發(fā)現(xiàn),Ni、V、U等元素在海相的有機(jī)質(zhì)頁巖中比較富集,而Pb、Zn、Cu、Sn元素等則在淡水有機(jī)質(zhì)頁巖中比較富集的規(guī)律。 1.3. 恢復(fù)變質(zhì)巖原巖的指示作用 變質(zhì)過程常使得常量元素發(fā)生變化，而微量元素特別是一些惰性微量元素變化很小。 ① 正副變質(zhì)巖原巖

13、恢復(fù)方法： a. 微量元素絕對濃度法。 e.g. 角閃巖：正變質(zhì)—Cr、Ni和Ti含量高，副變質(zhì)—Li和B等含量高，REE的配分模式和含量等。 b.微量元素對比值法 用性質(zhì)相似的元素，或不同的環(huán)境下有不同相關(guān)性的元素對比值，如REE，(LREE/HREE，原子序數(shù)相近的REE之比)，Sr/Ba，Cr/Ni等。e.g. 正變質(zhì)角閃巖：Sr/Ba>1，Cr/Ni>1； 副變質(zhì)角閃巖：Sr/Ba>1, Cr/Ni<1等。 c. 微量元素與造巖元素比值法e.g. Dearce和K2O/Y值來區(qū)別不同構(gòu)造部位的玄武巖。 e. 圖解法 (略) f. 函數(shù)判別法： e.g

14、 D. M.Shaw：構(gòu)造了一個(gè)判別函數(shù)。 X1=-2.69lgCr-3.18lgV-1.25lgNi+10.57lgCo+7.731lgSc+7.5lgSr-1.951lgBa-1.991lg Zn-19.58 (PPm)，若X1>0，則為正斜長角閃巖， X1<0，則為副斜長角閃巖?；颍篨2=3.89LGCo+3.99lgSc-8.63若 X1>0 正斜長角閃巖X1<0 副斜長角閃巖。 ② 恢復(fù)變質(zhì)沉積巖原巖類型的方法： a. AF圖解法 A=Al2O3-(CaO-CO2+K2O+Na2O)，F(xiàn)=(FeO+Fe2O3+MgO)/SiO2，各氧化物均以分子數(shù)進(jìn)行計(jì)算。分子數(shù)=

15、含量(%)/分子量×1000，用AF作圖，可把各類沉沉積區(qū)要開來。 b. 米什金圖解法。 1.4成巖構(gòu)造環(huán)境判別 1．4.1玄武巖構(gòu)造環(huán)境判別 不同構(gòu)造環(huán)境玄武巖的微量元素豐度和分配型式： (1) 火山弧玄武巖：K、Rb、Ba豐富高(活動性，隨板塊消減進(jìn)入地幔楔形區(qū))，而Nb、Ta、Zr、Hf、P豐度低(不活動)。 (2) 洋中脊玄武巖：Ba、Th、Ta、Nb富集， Yb、Ti、Y豐度低。 里特曼將世界上1300個(gè)活火山熔巖，投影在logσ-logτ座標(biāo)上(σ=（K2O+Na2O）2/(SiO2-43)，叫里特曼組合指數(shù)，τ=(Al2O3-Na2O)/TiO2叫戈蒂里指數(shù)

16、)，把巖石成份劃分為三個(gè)區(qū)： A區(qū)為非構(gòu)造帶(板內(nèi)穩(wěn)定構(gòu)造構(gòu))火山巖； B區(qū)為造山帶(島弧及活動大陸邊緣區(qū))火山巖； C區(qū)為A、B區(qū)火山巖派生的堿性巖。 因此，只要已知火山巖的化學(xué)成分，計(jì)算成Logσ和logτ；投影到圖上，即可確定構(gòu)造環(huán)境。 同樣一些學(xué)者將火成巖中TR元素富集分布的特征用曲線表示,并將曲線分為三種類型:(A)富集型曲線是輕TR(La一Sm)相對于重TR(Eu一Yb),較為富集;(B)虧損型曲線是輕TR相對于重TR貧化;(C)平坦型(球粒隕石型)是輕重TR的含量相等,其比值等于1。以此來區(qū)分不同類型的玄武巖等巖石。如洋脊和島弧玄武巖屬于虧損型,但島弧玄武巖的TR元素豐

17、度偏低;而非洋脊的玄武巖則屬富集型。 大離子半徑親石元素除了指示巖漿的演化分異以外，還可用來區(qū)分不同大地構(gòu)造部的巖石類型(表1-1)。 表1-1 不同構(gòu)造環(huán)境火山巖某些微量元素的參數(shù) Rb(PPm) Sr(PPm) Ba(PPm) K/Rb Rb/Sr 島弧拉斑玄武巖 3-10 100-200 50-150 1000 0.01-0.05 島弧鈣堿性巖系 30 380 270 400-500 0.05-0.10 大洋拉斑玄武巖 0.2-5.0 70-150 6-30 1000 0.02 從表中可見島弧拉斑玄武巖的Rb和

18、Sr豐度比大洋拉斑玄武巖的要高，但Rb/Sr和K/Rb比值卻近似。據(jù)此可以用來分析巖漿巖的成巖構(gòu)造環(huán)境。另外 K、C、Condie研究表明與消之帶有關(guān)的的年輕火山巖中的Rb、Sr的分布對地殼厚度很靈敏，利用環(huán)太平消帶年輕火山巖中Rb-Sr的變化曲線與可靠的地殼厚度資料，繪制了Rb-Sr地殼厚度。 1.4.2花崗巖類構(gòu)造環(huán)境判別 Rb- ( Y + Nb)及(Sc/Nb)一(Y/Nb)構(gòu)造判別圖 如Rb- ( Y + Nb)及(Sc/Nb)一(Y/Nb)構(gòu)造判別圖 諸廣山花崗巖類都落在火山弧花崗巖(VAG)和板內(nèi)花崗巖(WPG)的交界處(a)，這表明本區(qū)花崗巖是一種后碰撞

19、花崗巖，具有板內(nèi)花崗巖的某些特征，而非板內(nèi)花崗巖。Eby根據(jù)地球化學(xué)特征將A型花崗巖分為A1型和A2型，并認(rèn)為A1型是與洋島巖漿來源相同的地慢分異產(chǎn)物，且侵位于大陸裂谷或板內(nèi)的構(gòu)造環(huán)境，A2型來源于大陸地殼或板下地殼，且與陸一陸碰撞或島弧巖漿作用有關(guān)。 又如有人通過研究浙江元古宙花崗巖類稀土分布模式發(fā)現(xiàn)石英閃長巖LREE/HREE小，Eu不虧損或弱虧損,Sc,Co、Cr、V含量高。也就是說，石英閃長巖的主元素、稀土分布模式和微量元素組成與島弧火山巖都很相似，說明石英閃長巖是島弧火山巖部分熔融的產(chǎn)物. 區(qū)分不同成因花崗巖：S型花崗巖的TR元素模式中:(1)Eu呈明顯的負(fù)異常,Eu/Eu＊值<

20、0.6;(2)堿性富鉀花崗巖之La/Lu值偏高,變化于140一230之間;∑Y>(3)∑Ce。I型花崗巖之143Nd/146Nd值為0.7065一0.7073;∑y<∑Ce。其Eu/Eo＊值變化于1.1一0.8之間。而一般A型花崗巖典型的微量元素特征,如富集Ga、稀土元素(除Eu外)和高場強(qiáng)元素,虧損Ba、Sr和明顯的Eu負(fù)異常。 基于目前應(yīng)用愈來愈廣泛的不同巖石,特別是巖漿巖的微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解使用過程中存在的問題,從這些判別圖解建立的原理,趙振華曾介紹微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解的使用原則。強(qiáng)調(diào)指出:所采集的樣品必須新鮮(無蝕變或極弱蝕變)、非堆晶的巖石;選擇的 判別圖解必須與判

21、別的巖石類型相一致,即對花崗巖類要用花崗巖的判別圖解,不能用玄武巖的判別圖解;對特殊類型巖石要選擇專門用于該類型巖石的判別圖解,如堿性花崗巖,鉀質(zhì)火成巖;要應(yīng)用多種圖解綜合判斷;不能用單個(gè)樣品,而應(yīng)作多個(gè)樣品分析;要注意所選擇判別圖解的特別說明等。此外,一些構(gòu)造環(huán)境判別圖解還能給出巖石的成巖過程和源區(qū)。 二.微量元素與成礦作用 礦床地球化學(xué)研究的進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面,即成礦理論和分析測試方法。這兩個(gè)方面不是分離的,而是互相促進(jìn)的。新的成礦理論需要分析測試方法支撐,而新技術(shù)、新方法的進(jìn)步又會推動成礦理論的發(fā)展，微量元素在其中起到了舉足輕重的作用。 成巖成礦作用對微黃元素進(jìn)行的選擇

22、性吸收要比常重元素強(qiáng)烈,地質(zhì)作用過程中微量元素的地球化學(xué)行為對探討熱液及礦質(zhì)來源、成礦過程與成礦機(jī)制提供了有利的工具。用微量元素的比值和豐度來研究礦床的成因方面,起到了顯著的效果,并促進(jìn)了礦產(chǎn)的普查和勘探工作。 2.1成礦物質(zhì)來源 研究成礦物質(zhì)來源是礦床地球化學(xué)研究中不可回避的問題,它主要是應(yīng)用穩(wěn)定同位素方法和微量元素、稀土元素與稀有氣體同位素示蹤,并結(jié)合礦床的地質(zhì)特征來進(jìn)行深入討論。 如 Ni、Co元素的豐度及Co/Ni值之應(yīng)用:Ni、Co元素含量一般在中基性巖中較多,而在花崗巖、砂巖、石灰?guī)r中均較少,因此礦石中Ni、C。的豐度大小,是成礦物質(zhì)來源的判別標(biāo)志之一。另外,Ni、Co一般

23、賦存于黃鐵礦中,故可根據(jù)其中之Ni、C。豐度來判別礦床的成因, 如沉積成因的礦床之黃鐵礦中C。<10oppm,且C。Ni,Co/Ni值大等 2.2微量元素與成礦流體 成礦流體包括成礦流體(溶液)的組成和遷移形式與條件、驅(qū)動力等。有關(guān)這方面的研究進(jìn)展很快,也是當(dāng)前地學(xué)研究的熱點(diǎn)之一,主要是集中研究成礦流體的組成、流體動力學(xué)和水-巖相互作用等?；趯Τ傻V流體或熔體包裹體的冷熱臺研究和單個(gè)包裹體微量元素的原位無損分析, 可以獲得巖漿熔體中揮發(fā)分的含量、出溶條件以及巖漿結(jié)晶程度對出溶組分影響的信息, 使人們對巖

24、漿熱液流體出溶和演化及其對成礦的制約有了更進(jìn)一步的了解。 已有的研究結(jié)果表明, 成礦流體微量元素地球化學(xué)更能精細(xì)地刻畫酸性巖漿體系及其相關(guān)流體的成礦過程, 這些直接的地球化學(xué)數(shù)據(jù)對礦床的形成過程(如流體混合、礦質(zhì)沉淀等)提出了更好的約束條件, 一些看似無法證實(shí)的成礦過程在流體微量元素地球化學(xué)研究中得到充分的顯示, 反映了成礦流體微量元素地球化學(xué)在礦床學(xué)研究中的重要地位。 如：熱液鋯石可形成類似巖漿鋯石的生長環(huán)帶，鋯石中流體包裹體、熱液礦物包裹體的存在可以指示鋯石確切的熱液成因。巖漿熱液鋯石微量元素特征可能反映了其熱液礦物組合。同一巖石中變質(zhì)熱液鋯石微量元素組成可能反映了流體組成的變化

25、，研究變質(zhì)熱液鋯石的微量元素組成能夠幫助理解復(fù)雜的流體作用歷史. 2.3成巖成礦物理化學(xué)條件示蹤 分配系數(shù)的應(yīng)用：根據(jù)地質(zhì)觀察，綜合考慮巖石學(xué)、微量元素、殘留體和同位素組成等資料，可以計(jì)算平衡時(shí)的壓力，判斷巖漿成巖過程源區(qū)的物質(zhì)成分， e.g.基性巖和超基性巖取上地幔為源區(qū)物質(zhì)，以2倍左右球粒隕石的豐度為CO值；花崗巖：S型花崗巖以雜砂巖的平均成分為Co，I型花崗巖源巖為下地殼和上地幔物質(zhì)的混合，有人以巖體邊緣相為CO。 微量元素溫度計(jì)，壓力計(jì)和氧逸度計(jì) 基于礦物合成和激光原位定量分析測試技術(shù)發(fā)展的副礦物,重點(diǎn)是鋯石,其次是金紅石、石榴石、榍石及磷灰石等微量元素地球化學(xué)特征

26、在成巖成礦溫度、氧逸度、源區(qū)物質(zhì)等方面的研究成果。這些成果是在不同溫度、壓力及體系成分條件下合成的礦物,趙振華結(jié)合自然界巖石相關(guān)副礦物成分分析,獲得了副礦物中微量元素含量與形成溫度、壓力、氧逸度等之間存在嚴(yán)格線性關(guān)系,建立了定量計(jì)算公式,并給出了這些溫度計(jì)、氧逸度等計(jì)算公式的適用范圍，從而可以有效的判斷成巖成礦作用 中的物理化學(xué)條件。 如電氣石的微量和稀土元素含量及配分模式不但可以指示其生成環(huán)境,判別巖石、礦床 成因,而且還可以作為找礦勘探的一個(gè)重要標(biāo)志。尤其是對塊狀硫化物中電氣石研究表明,正 鋪異常表明它們形成于海底噴氣熱液流體中;高Cu、Pb、Zn、Ag和Sn含量表明它與成礦的親密性

27、。 另外可以利用閃鋅礦中之徽量元素豐度列別礦床形成時(shí)的溫度:高溫?zé)嵋旱V床中In含量為150一520pp。,Ga含量為1.1一14ppm,Ga/In值平均為0.015;中溫?zé)嵋旱V床中In含量為11一240ppm,Ga含量為1.3一32ppm,Ga/Zn值平均為0.10;低溫?zé)嵋旱V床中Zn含量為1.1一3Oppm,Ga含量為1.8一200ppm,Ga/Zn值平均為11。 也可以利用黃鐵礦中Se/Te值判別溫度:如巖漿型銅鎳礦床之黃鐵礦中Se/Te值為10一6,中溫多金屬礦床之黃鐵礦中Se/Te值為0.2等。 利用礦石之礦物對中微量元素的分配系數(shù)求地質(zhì)溫度：表征一個(gè)體系的基本物理化學(xué)參數(shù)是溫度

28、、壓力和成分。探求這三個(gè)基本參數(shù)彼此間的關(guān)系,尤其是溫度對成巖成礦作用的影響,對于認(rèn)識成巖成礦的地球化學(xué)過程具有十分重要的意義。為此,人們曾長期探尋用各種方法來確定成巖成礦的溫度,其中利用礦物、巖石中的微量元素進(jìn)行測溫是近一、二十年來逐步建立起來的研究方法。研究表明,礦物、巖石中微量元素的種類、豐度、分配和比值等,與礦物、巖石的形成溫度之間具有簡單的熱力學(xué)關(guān)系,與其它成巖成礦的環(huán)境變量有密切的相關(guān)性,從而可能作為地質(zhì)溫度計(jì)。 2.4微量元素與礦床成因 用微量元素的比值和豐度來研究礦床的成因方面,起到了顯著的效果,并促進(jìn)了礦產(chǎn)的普查和勘探工作。 2.4.1應(yīng)用Sr/Ba、Th/U、S/

29、Se值研究礦床成因: 經(jīng)研究認(rèn)為,熱液礦床中一般Ba>Sr,而沉積礦床中則Sr>Ba,如我國黑龍江沉積變質(zhì)型錳礦床中Sr/Ba值大于5,吉林的沉積變質(zhì)鐵礦中Sr/Ba>10,次生暈中的Sr/Ba、9。Th/U值在巖漿熱液礦床中很小,而沉積礦床中較大,如正常沉積物中Th/U=10。 2.4.2礦石中的黃鐵礦S/Se值來判斷礦床的成因,如屬熱液礦床成因者,一般S/Se值約為1一2萬,屬沉積礦床成因者,一般S/Se值很大,約20萬左右。 2.4.3用閃鋅礦中微量元素特征判別礦床類型:閃鋅礦中In/Cd值小于200者屬巖漿熱液或火山熱液礦床。如蘇聯(lián)的火山熱液多金屬礦床和熱液充填鉛一

30、銀一鋅型礦床之閃鋅礦中Zn/Cd值分別為187和104;Zn/Cd值大于200者,屬同生鉛鋅礦床和層控型礦床。如美國的密西西比型鉛鋅礦床中的閃鋅礦之Zn/Cd值在250一398之間,同生鉛鋅礦床之閃鋅礦中In/Cd值高達(dá)500以上等。 2.4.4應(yīng)用輝相礦中微量元素特征研究礦床成因:自然界的輝錮礦呈六方晶系(2H一MoS:)和三方晶系(3R一MoS:)及二者混合型三種狀態(tài)產(chǎn)出,不同類型的輝鉑礦中,微量元 素的豐度不同,如3R型輝鑰礦中一般含Ti、Zr較高,ZH輝鑰礦中一般含Ti和Zr元素很低。另外,如系斑巖型鑰礦床,其3R型輝鋁礦中則又含較多的Se、Pb、Pt、Ag等;如系非斑巖型鑰礦床,

31、其3R鋁礦中Re元素的含量很高,大于20oppm,如陜西小秦嶺的大石溝等地。 2.4.5用黃銅礦中微量元素特征判別礦床類型:黃銅礦中含大量的Ni、C。、Pt族等元素,可能屬巖漿熔離型銅鎳礦床,云英巖黑鎢礦床的黃銅礦中,Bi、Ag等元素的豐度很高多錫石一硫化物礦床之黃銅礦中含Ag很高,同時(shí)也含有Ni和In等元素;斑巖型銅一鋁礦床中含Se、Re較高,熱液石英脈型金礦床之黃銅礦中含Au很高,黃鐵礦型銅礦床和多金屬礦床之黃銅礦中含As很高,沉積變質(zhì)型銅礦床之黃銅礦中含Ge、Ag很高等等。 2.4.6用黃鐵礦中微量元素特征研究礦床:外生成因的礦床之黃鐵礦中,C。、Ni含量很低,尤其是C。特別低(一般

32、在幾十ppm以下),且Ni>C。,內(nèi)生礦床的黃鐵礦中,C。、Ni含量均很高(最高可達(dá)1000PPm以上);外生成因的黃鐵礦中,跳、Te含量很低,內(nèi)生成因 的黃鐵礦中Se、Te含量較高;內(nèi)生金屬礦的黃鐵礦中,As、Sb含量較高,斑巖型銅礦床的 黃鐵礦中,M。、Zn的豐度很高;矽卡巖型的鐵、銅多金屬礦床之黃鐵礦中,含Pt較高;海 相火山沉積型多金屬礦床之黃鐵礦中含Ge較高等等。 2.4.7用磁鐵擴(kuò)中微量元素特征判別礦床類型:巖漿型鐵礦床之磁鐵礦中,Se、Ni、Zr含量較高,且Ni>C勺接觸交代型鐵礦床之磁鐵獷中,含Zn、C。很高,Se、Ni含量也較高,且C。>Ni;熱液型鐵礦床之磁鐵礦中,

33、Ni、Pb、Cu的豐度較高;沉積和沉積變質(zhì)型鐵礦床之磁鐵礦中Cu、Zn、Ge豐度均低等等。 2.4.8.用黑云母中的微量元素指示找礦:一般是黑云母中富含什么微量元素,就可指示有什么礦。如黑云母含Sn,就指示有錫礦的存在,如云南個(gè)舊錫礦床就是一例。F、I等元素指示含礦性:花崗巖中,F元素豐度大者,礦化就佳。如我國云南個(gè)舊錫礦床的研究中,發(fā)現(xiàn)花崗巖中F元素豐度>Z000ppm者礦化特佳;豐度<1500ppm的地段礦化就差等。 2.4.9元素的豐度也可指示其礦化性,據(jù)研究統(tǒng)計(jì),一般在具稀有金屬礦化的偉晶巖中,I元素的豐度常在1一。.45PPm之間,無稀有金屬礦化的偉晶巖中I的豐度均在0.1PPm

34、以下。 分析測試的新方法和新技術(shù)的建立、應(yīng)用及高精度、高靈敏度的分析測試結(jié)果，對于發(fā)展礦床地球化學(xué)理論有著極為重要的作用。近年來，除了傳統(tǒng)的分析方法，如發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、火焰光譜分析、X 射線熒光光譜、多道能譜、中子活化等離子體光譜 質(zhì)譜分析以及各種專項(xiàng)分析技術(shù)等，向著快速、價(jià)廉、多元素、低檢測限及無損分析的方向發(fā)展外，微分析技術(shù)有了迅猛發(fā)展，如質(zhì)子誘發(fā) X 射線發(fā)射（PIXE）和離子探針分析（IMA）微束技術(shù)、激光熔蝕-等離子體質(zhì)譜（LA-ICP-MS）、同步輻射 X 射線熒光分析（SXRF）、激光探針、掃描質(zhì)子微探針（SPM）、二次離子質(zhì)譜（SIMS）等。這些科學(xué)測試儀器的發(fā)

35、展和應(yīng)用無疑推動著微量元素在成礦作用研究中的應(yīng)用，微量元素也成為研究礦床的重要工具。 參考文獻(xiàn) [1]翟裕生，姚書振，蔡克勤. 2011.礦床學(xué).北京：地質(zhì)出版社. [2]桑隆康，馬昌前.巖石學(xué).北京：地質(zhì)出版社. [3]孫華山，何謀春，楊振. 礦床學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社. [4]常印佛，劉湘培，吳言昌.長江中下游鐵銅成礦帶[M].北京：地質(zhì)出版社，1991：2-48. [5] 盧峰.鐵山巖體地球化學(xué)特征及其找礦意義[J].湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1994(03). [6]趙振華，副礦物微量元素地球化學(xué)特征在成巖成礦作用研究中的應(yīng)用，2010，17（1） [7] 李 劍,中酸性巖漿體系成礦流體及微量元素地球化學(xué)特征,2005,32(4)等 編輯：班 專心---專注---專業(yè)