地球化学第三章_地表地球化学作用与元素迁移 (1)

1、第三章 地表地球化学作用与元素迁移 n 水-岩化学作用影响因素p内因体系组成p外因物理化学环境n 实例分析与讨论p风化作用p硫化物矿床风化p沉积过程n 元素迁移过程中的热力学规律和动力学控制元素迁移过程中的热力学规律和动力学控制不同圈层化学组成是时间的函数不同圈层化学组成是时间的函数不均一性是驱使化学作用发生的原因不均一性是驱使化学作用发生的原因圈层边界是化学作用发生的活跃地带圈层边界是化学作用发生的活跃地带地球的层圈界面、岩石界面和矿物相界面等地球的层圈界面、岩石界面和矿物相界面等地带，若两者间的物理化学性质差异很大，地带，若两者间的物理化学性质差异很大，其中有一相为流体相、或者有流体作为介

2、质其中有一相为流体相、或者有流体作为介质，该处将成为化学作用十分活跃的地带。，该处将成为化学作用十分活跃的地带。 地壳表层地壳表层是地壳与水圈和生物圈接触的边界，是元素发生重新分配的重要场所，也是人类生产和生活的环境。认识地表条件下地表条件下元素的地球化学行为，对了解地球的化学作用过程、物质循环及其影响，具有重要的理论和应用意义。 生命与风化作用风化剖面地球关键带（地球关键带（Critical Zone）从树冠顶部到地下水的底部。从树冠顶部到地下水的底部。气生水土岩关键带 土壤形成、水和生命活动的关键地带 人类活动最频繁、人与自然相互作用最强烈的区域 生态文明建设的主要对象 上述作用类型通常相

3、互伴随上述作用类型通常相互伴随，如河流上游搬运的河砂到了大海沉积物中可能仅剩下石英砂了，化学沉淀的碳酸盐在浊积岩中变成的角砾状，土壤中生物生长导致了化学风化的加速等。 3. 元素地球化学迁移的概念从地质历史某个时段看，元素是相对稳定、静止的。随从地质历史某个时段看，元素是相对稳定、静止的。随着地壳物质的不断运动和物理化学环境的改变，这种相着地壳物质的不断运动和物理化学环境的改变，这种相对稳定性将遭到破坏，元素将以各种方式发生活化转移对稳定性将遭到破坏，元素将以各种方式发生活化转移，并以一种新的形式再相对稳定下来。，并以一种新的形式再相对稳定下来。环境发生物理化学条件变化时，元素原来的存在形式变

4、得不稳定，为了与环境达到新的平衡，元素从一种赋存状态转变为另一种赋存状态，并伴随着元素组合和分布上的变化及空间上的位移，该过程称为元素的地球化学迁移。该过程称为元素的地球化学迁移。菱镁矿滑石蛇纹石蛇纹石橄榄石 OHMgCOOHOSiMgCOOHOSiMgOHOSiMgSiOOHSiOMg2321043245234523224233)(3)(2)(243新鲜橄榄岩新鲜橄榄岩蛇纹石化橄榄岩蛇纹石化橄榄岩微观定量测量-系统测定岩石中元素含量系统测定岩石中元素含量的变化的变化: 元素含量的变化指示了元素的迁元素含量的变化指示了元素的迁移移(1)等体积法：假设迁移前后岩石的体积未变，通过对比元素迁移前后

5、体系密度的变化，计算出体积校正因子，再对元素含量进行修正；(2)等阴离子法：假设元素迁移前后体系中氧离子的数量没有变化，分别计算出元素迁移前后与其结合的阳离子的数量，以判断发生迁移的元素及变化量；(3)稳定元素法：稳定元素法：假设元素迁移过程中，某(些)元素没有发生明显的变化，即该元素的绝对含量保持了相对稳定。通过对比在体系变化前后该元素相对含量的变化，确定出校正因子，进而对其它元素的含量进行校正。这类元素有Ti(或其它HFSE)、V等。 第第(3)种方法在实际应用中可操作性较强。种方法在实际应用中可操作性较强。H2O H2O在各地球化学体系，尤其是地表环境中普遍存在，为过剩组份； H2O的存

6、在对环境的性质起着明显的控制作用(如干旱与潮湿环境)； 不同的元素与H2O反应表现出复杂的行为，影响着元素的迁移和沉淀、富集与分散。离子电位() 定义为： = 离子电价 / 离子半径离子电位的意义：对离子表面正电荷的度量。通常通过与H+离子电位的比较，以衡量其相对于H+ ，该阳离子争夺与氧(O2-)结合的能力（离子吸引价电子的能力）。 根据不同元素离子电位的大小，元素在水溶液中以不同的形式存在：u 电价低半径大的离子，其离子电位小(2.5) ，如碱金属、碱土金属元素，它们同H+争夺O2-的能力弱，在水溶液中常呈离子或水合离子形式存在（如Ca），称为碱性离子；u 电价高半径小的离子，其离子电位大

7、(8)，如B3+、C4+、Si4+、N5+、P5+、S6+等，它们争夺O2-的能力较H+强，因此经常从(OH)根中夺出O2-，并与之结合成含氧酸形成BO33-、CO32-、PO43-、SO42-等，由于使H+游离，溶液显酸性，称为酸性离子。u 电价偏高而半径中等的阳离子(Be2+、Ti3+、Cr3+、Al3+、Fe3+、V3+等) ，其电位居中（：2.58），往往表现出双重性，称为两性离子。在水中的存在形式受到溶液中酸碱度的影响： 在碱性溶液中，由于(OH)浓度大和H+浓度小，阳离子与O2 结合成为含氧酸BeO46 ； 在酸性溶液中由于H+浓度高于(OH) 浓度，阳离子以氢氧化物分子Mex+(

8、OH)x或自由离子Mex+形式存在。图图 3-4 离子电位图解离子电位图解不同离子电位(电价/离子半径)元素在水溶液中的存在形式实验观察：a. 在含Cl 的水溶液中，Ag+极不稳定，会很快形成难溶的AgCl白色沉淀： Ag+ + Cl AgCl b. 当溶液中再加入少量的NaCl时，白色沉淀立即消失。其原因是： AgCl + Cl AgCl2 AgCl2- + Na+NaAgCl2 NaAgCl2的溶解度大，从而大大增强了Ag在溶液中的迁移能力。 自然界水溶液中，部分金属元素在水中的溶解能力较弱(如REE、U、Ag等)，但当其与水中的阴离子形成络合离子后，其溶解能力大为提高，使得其可以以稳定络

9、合物的形式进行迁移。 胶体的质点大小介于10-310-6mm(即1m-1nm)之间，它有两个基本特点： 胶体是一种多相体系，质点很细，因此具有较高的比表面积(单位体积所具有的表面积)。由此形成的高表面能，使得它们具有很强的吸附能力； 胶体质点带有一定电荷。相同胶体质点，由于带有同种电荷而互相排斥，使其保持悬浮状态。为平衡胶粒的电荷，胶体对水中的离子产生吸附和离子交换作用。3. 胶体胶核胶核-同型带电离子同型带电离子-反离子（固反离子（固定吸附）定吸附）-反离子反离子(扩散层扩散层) 负胶体吸附溶液中的正离子，如：MnO2胶体吸附Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Li、K、Ba、Tl等多种阳离子（沉

10、积锰矿石中元素组合特征）； 正胶体吸附溶液中的阴离子。如Fe2O3n+胶体则主要吸附呈酸根阴离子存在元素，如HVO42 、H2VO4 、CrO42 、PO43 、AsO43、GeO44等。正 胶 体负 胶 体Al、Fe等氢氧化物TiO2、ZrO2ThO2碳酸盐硫化物SiO2、粘土矿物MnO2、SnO2自然S、As、Au、Pb腐殖酸水中元素的搬运形式分为四种元素及化合物元素及化合物搬运形式搬运形式易溶盐类-氯化物和硫酸盐，NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、MgSO4等呈离子真溶液形式搬运碱土金属的碳酸盐（CaCO3、MgCO3等）和硅酸盐碳酸盐主要呈溶解的重碳酸盐形式搬运，硅酸盐既可以呈

11、真溶液形式搬运，又可以呈悬浮物形式被搬运Fe、Mn、P的化合物以及V、Cr、Ni、Co、Cu等元素溶解度较小，除部分形成真溶液外，还形成胶体溶液。石英、硅酸盐和铝硅酸盐类矿物溶解度极小，它们主要呈细粒悬浮物和沿底部拖拽的粗粒物这两种方式被搬运低温水低温水-岩化学反应岩化学反应高温水高温水-岩化学反应岩化学反应体系中水过量(水圈直接作用)体系中水的量有限活性强(水富含作用剂、具有流动性)活性强(水富含作用剂、具有流动性)有生物和有机质的参加生物或有机作用参与程度较低富氧和富二氧化碳相对缺氧，富集CO2和/或SO2温度(200C)和压力相对较低温度(200-400C)和压力范围相对较高氧化-还原反

12、应脱水和水解反应水合作用碳酸盐化和脱碳酸盐化反应阳离子交换反应44322242222SiOHOFeOHOSiOFeFayaliteHematite424322266123SOHOFeOHOFeSPyriteMagnetite 还原作用是氧化作用的逆过程。如三价铁还原还原作用是氧化作用的逆过程。如三价铁还原为亚铁，硫酸盐的高价硫被还原为负二价硫等：为亚铁，硫酸盐的高价硫被还原为负二价硫等： 2Fe2O33H2O+C=4FeO+ CO2+3H2O 细菌常参与氧化和还原反应：细菌常参与氧化和还原反应： 喜氧细菌喜氧细菌起氧化作用，其中一种嗜铁杆菌能将起氧化作用，其中一种嗜铁杆菌能将Fe2+ 氧化成氧

13、化成Fe3+，另一类嗜硫杆菌能将硫化物的硫，另一类嗜硫杆菌能将硫化物的硫氧化成硫酸盐。氧化成硫酸盐。 厌氧细菌厌氧细菌起还原作用，能把起还原作用，能把SO42-还原为还原为H2S。KOHSiOOHOSiAlOHOAlSiK4864281044283K-FeldsparKaolinite水解作用（ 水电解形成的H+和OH进入矿物晶格，取代其中的阳离子或阴离子，使矿物解体形成新矿物。）镁铁闪石紫苏辉石Granulite Facies Metamorphism !OnHOFeOnHOFe232232HematiteGoethite44233242)(24SiOHHCOFeCOHSiOFe铁橄榄石Fa

14、yalite2323COCaSiOSiOCaCODiopsideCalcite2622232)(2)(COOSiCaMgSiOCOCaMg硅灰石透辉石常见粘土矿物的阳离子交换容量粘土矿物 阳离子交换容量(m mol/g)粘土矿物 阳离子交换容量(m mol/g)1. 海水4. 岩浆水2. 地表水5. 变质水3. 地热水6. 卤水 FCaCaF222 固222CaFFCaK 22FCaKSP萤石Fluorite当温度一定时当温度一定时, 难溶强电解质溶液中离子活度的乘积为一常数难溶强电解质溶液中离子活度的乘积为一常数, 称为称为活度积。活度积。硫硫 酸酸 盐盐BaSO41.110-10SrSO4

15、2.810-7HgSO4510-7PbSO4210-8Ag2SO47.710-5CaSO46.110-5碳碳 酸酸 盐盐Hg2CO3910-17CuCO31.410-10ZnCO3610-11PbCO31.510-13SrCO3110-9FeCO3*2.510-11CdCO32.510-14CaCO34.810-9MnCO3110-10Ag2CO36.210-12BaCO3810-9MgCO3110-5CoCO3110-12NiCO31.410-7Li2CO31.710-3磷磷 酸酸 盐、盐、 砷砷 酸酸 盐盐Pb3(PO4)28.210-43PbHPO4110-11Ag3PO41.310-2

16、0Zn3(PO4)29.110-33FeHPO4410-10FePO41.310-22Ca3(PO4)23.510-33CaHPO4510-6Ag2AsO4110-22Ba3(PO4)21.310-29AlPO4110-6硫硫 化化 物物Bi2S31.610-72Sb2S5110-30Ag2S110-51HgS410-58NiS*1.410-24PbS110-29CuS810-37CdS110-29FeS410-19Cu2S2.510-50CoS*210-27MnS*1.410-15部分化合物的活度积表（25oC） (别列尔曼，1968)从表可见，各种化合物的理论活度积相差悬殊，可达几十个级次

17、；各类活度积：S2 PO43 CO32 SO42 活度积原则： 在天然水中，金属元素首先选择与活度积最小的化合物的阴离子化合，形成沉淀。这些阴离子称为对方的沉淀剂，如S2是大多数重金属的沉淀剂。 例1. 硫化物矿床的氧化带经常见到白铅矿(PbCO3)、铅矾(PbSO4)，其它地方少见；而在炭质页岩、煤层中, 黄铁矿和方铅矿等硫化物常见。 原因： 硫化物矿床氧化带由于原生硫化物的氧化，地下 水 中 P b2 浓 度 较 高 ， 易 于 达 到 沉 淀PbCO3(1.51013)、PbSO4(2108)所需的溶度积。因此，在合适的条件下易于形成白铅矿和铅矾。 相反，由于自然界中硫化物的Ksp很小(

18、PbS为11029、FeS2为11019)，当有S2离子存在时，较易于形成黄铁矿、方铅矿等硫化物。可见在地层的成岩水中Pb2、Fe2、Zn2离子浓度是很低的，难以形成其碳酸盐和硫酸盐。活度积原则的应用例2. 用活度积原理产生的同离子效应解释矿物的交代作用天青石在含Sr和硫酸根的水溶液中析出，原溶液：SrSO4固 Sr2+SO42当水溶液体系中出现CO32络阴离子时，发生： Sr2+CO32SrCO3即发生了SrCO3(碳锶矿)交代SrSO4(天青石)的现象。原因：SrSO4的Ksp(2.810 7)SrCO3的Ksp(1.6109)。该现象称同离子效应：根据活度积原则，当向某种难溶盐类化合物的

19、饱和溶液中加入一种和它具有共同离子的、能形成更低溶度积的化合物离子时，则原矿物溶解，溶度积更低的矿物沉淀(SrCO3)，交代了原矿物（SrSO4）。 交代作用的方向和程度取决于溶液中沉淀剂的活度比（SO42 / CO32）。Strontianite碳锶矿Celestine天青石 元素在原体系中的存在形式，直接影响其在水-岩化学作用过程中发生迁移的难易程度。如存在于较稳定的副矿物锆石中的元素不易发生元素的迁移，而以吸附态形式存在的元素则易于发生元素的大量迁移。 例如，我国华南寒武系的黑色页岩中例如，我国华南寒武系的黑色页岩中U的含量很高的含量很高，U以(UO2)2+的形式被有机质吸附，用15%的

20、稀盐酸溶液进行浸泡，不破坏矿物的晶格，就可使80%的U被萃取出来。离子半径也在一定程度上影响着化合物的溶解度。一般情况下，离子键矿物的溶解度随着离子半径的增大和电价的减小而增高离子键矿物的溶解度随着离子半径的增大和电价的减小而增高。Sr-CaRb/Ba-K热液作用使花岗岩发生钾长石化热液作用使花岗岩发生钾长石化溶液溶液 地壳岩石中元素进入溶液或从溶液中析出包括两种形式： 直接溶解与饱和沉淀：存在于易溶化合物中的元素，通过化合物的溶解，呈溶解分子和自由离子形式被搬运，当(温度等)环境条件改变时因达到饱和，元素从溶液中析出(如海滩晒盐)，这种过程不伴随有化学反应 。 化学反应溶解与形成沉淀：多数情

21、况下，岩石中的元素进入溶液发生迁移或从中析出，均伴随化学反应的发生，元素通过化学反应进入溶液并通过化学反应从溶液中析出。 唯一的原始人工晒盐工序凿石造盐槽(海南洋浦) 千年古盐田 复分解反应复分解反应 酸碱反应酸碱反应 氧化还原反应氧化还原反应 络合反应络合反应 胶体作用胶体作用白钨矿Scheelite黄玉TopazlgHpH宜昌北崆岭地区硫化物矿床开采引起的硫化物氧化分解及其对河流的污染Oxide and sulfate deposits in the bed of the Dee River, Mt Morgan, QLD，Australia氢氧化物氢氧化物 pH 氢氧化物氢氧化物 pHS

22、n(OH)4 2Zr(OH)4 2.05-2.07Fe(OH)3 2.48-2.7Ga(OH)3 3.5In(OH) 3.7Al(OH)3 4.1-4.3Pb(OH)2 6.05Fe(OH)2 6.49Ni(OH)2 6.7Zn(OH)2 6.8Co(OH)2 7.3Mn(OH)2 8.5-8.8Mg(OH)2 10.5不同元素的氢氧化物发生沉淀的pH值的临界值 (大多金属元素在水体中以该形式存在)自然界有两种Fe帽类型：纯铁帽和铁锰帽。两种铁帽形成的水溶液条件存在差异： Mn(OH)2 沉淀pH值约为9, 属碱性条件。 当在表生条件下水介质为偏酸性时, Mn大部分淋失, 而Fe(OH)2和

23、Fe(OH)3是稳定的，形成较纯铁帽； 当水介质呈弱碱性时, Fe和Mn的氢氧化物均发生沉淀，进而形成Fe-Mn帽。REDOXDCCnFRTEhEhln0例如：例如：Fe2+ Fe3+ + e Eh0=0.77 VREDOXDCCnFRTEhEhln0在标准状态下，测得酸性介质的在标准状态下，测得酸性介质的Eh=0.5 V, 若需了解该水溶若需了解该水溶液中液中Fe离子存在价态及其浓度比例，可通过以下判断和计离子存在价态及其浓度比例，可通过以下判断和计算获得答案算获得答案在酸性溶液中，铁的半反应为在酸性溶液中，铁的半反应为: Fe2+ Fe3+ + e Eh0=0.77 VEhEh0 ( Eh

24、 Ag(S2O3)23- Ag(NH3)2+ 络离子络离子K稳稳络离子络离子K稳稳Ag(CN)2-5.0E+20Fe(CN)64-2.5E+35Ag(NH3)2+1.6E+07Fe(SCN)6+1.0E+03Ag(S2O3)23-4.7E+13HgCl4=1.3E+15Al(OH)4-1.0E+33Hg(CN)4=8.3E+38Ca(EDTA)=1.0E+11Hg(SCN)4=5.0E+20Cd(CN)4=8.3E+17HgI4=6.3E+29Cd(NH3)4+5.5E+06Mg(EDTA)=1.3E+09Co(NH3)63+2.0E+35Ni(NH3)4+4.7E+07Cr(OH)4-4.0

25、E+28Pb(OH)3-7.9E+13Cu(CN)43-1.0E+23Zn(CN)4=4.2E+16Cu(NH3)4+1.2E+11Zn(NH3)4+7.8E+08Fe(CN)63-4.0E+43Zn(OH)4=6.3E+14部分常见络离子的稳定常数表应用应用实例实例: 江西修水香炉山钨矿江西修水香炉山钨矿矿床基本特征：石英黑钨矿脉产在花岗岩裂隙带中；工程揭露表明，石英脉下部密集硫化物(PbS、FeS2等)，而在石英脉上部钨矿(Fe,Mn)WO4 明显富集；黑钨矿富集处两侧围岩中具萤石化和含氟电气石化。 研究目标：W元素可能的迁移形式；为什么会形成下部硫化物和上部黑钨矿空间分带？在与灰岩的接触

26、带还可能形成什么岩石和矿化？从黑钨矿从黑钨矿体体两侧围岩两侧围岩发生的富氟矿物蚀变发生的富氟矿物蚀变(CaF2、含氟电气石、含氟电气石)现象判断，成矿热液现象判断，成矿热液中富含卤素元素阴离中富含卤素元素阴离子。因此子。因此 W在热液在热液中迁移的最可能形式中迁移的最可能形式应为：应为：(K,Na)2WO3F2或或(K,Na)2WO3Cl2，其中其中W呈呈+6价。由于价。由于黑钨矿发生沉淀的前黑钨矿发生沉淀的前提是存在富氧环境导提是存在富氧环境导致致 WO42- 化合物的化合物的沉淀，因此需要了解沉淀，因此需要了解成矿环境发生氧化的成矿环境发生氧化的原因原因在岩浆热液作用的在岩浆热液作用的早期

27、阶段，深部裂早期阶段，深部裂隙系统内含矿热液隙系统内含矿热液中相对富集中相对富集S2-(H2S，HS-)，而，而O2-相对相对不足。由于硫化物不足。由于硫化物矿物的溶度积很低矿物的溶度积很低，热，热液中较低水平液中较低水平的的Pb2+、Zn2+和和Cu2+浓度已足浓度已足形成形成硫化物矿物的沉淀硫化物矿物的沉淀，而在相对还原的而在相对还原的环境下，钨仍呈络环境下，钨仍呈络合物形式在溶液中合物形式在溶液中迁移。迁移。岩浆热液作用晚期阶岩浆热液作用晚期阶段段，当成矿热液运移，当成矿热液运移到浅部裂隙带，游离到浅部裂隙带，游离氧浓度大大增氧浓度大大增加，促加，促使络合物离解，使络合物离解，将将其其F

28、-、 Cl- 离子配位体全部离子配位体全部撤换成撤换成 O2-，形成钨酸，形成钨酸根根WO4 2-，与溶液中，与溶液中Fe2+、Mn2+ （ Ca2+ ）结合而发生沉淀，形结合而发生沉淀，形成黑钨矿（和白钨矿成黑钨矿（和白钨矿）；释放出的配位体）；释放出的配位体F-与溶液中的与溶液中的Ca2+结合结合，从热液中析出，形，从热液中析出，形成萤石（和含氟电气成萤石（和含氟电气石）石）)( 2)(),(22242422242223萤石黑钨矿CaFCaFWOMnFeWOMnFeFWOOFWOFluorite WolframiteFluorite Fluorite WolframiteWolframit

29、e不同元素在真溶液和胶体溶液中的溶解度对比图一、风化过程水一、风化过程水- -岩化学作用岩化学作用Goldich(1938)提出的硅酸盐矿物稳定性顺序 抗风化能力抗风化能力 强强 弱弱造岩矿物造岩矿物金属矿物金属矿物 氧化物氧化物 硫化物硫化物 元素价态元素价态 高电价高电价 低电价低电价岩石类型岩石类型 沉积岩沉积岩 岩浆岩、变质岩岩浆岩、变质岩岩石颗粒岩石颗粒 细粒岩石细粒岩石 粗粒岩石粗粒岩石 岩石结构岩石结构 等粒结构等粒结构 不等粒、斑状结构不等粒、斑状结构石英石英白云母白云母钾长石钾长石黑云母黑云母钙质的钙质的斜长石斜长石角闪石角闪石辉石辉石橄榄石橄榄石碱碱-钙钙斜长石斜长石碱碱-

30、钙钙斜长石斜长石钙斜钙斜长石长石Pedalfer铁铝土剖面铁铝土剖面Pedocal钙层土剖面钙层土剖面Laterite红土剖面红土剖面TropicsShort-grass Evergreen forests铁铝土剖面腐殖质红土剖面钙层土剖面不同类型土壤特征对比l铁铝土壤剖面：B层富集铁的氧化物和富铝粘土矿物，呈褐色，多发育于温带森林区；l钙结层土壤剖面：B层富质碳酸盐而呈白色，多发育于干旱草原和灌木植被区；l红土层土壤剖面：化学风化强烈，A、B层均富集红色的铁氧化物，土壤层发育深但营养物质主要集中于表层。多发育于热-湿的热带气候环境。氧化矿石带(铁帽)淋滤矿石带氧化矿石富集带潜水面次生硫化物富

31、集带原生硫化物矿石带硫化物矿床典型风化剖面(3) 33(2) 2141(1)2227)(3232322242222 H (s) Fe(OH)O H FeOH/ Fe H O/ Fe H SO FeO H O/ FeSPyrite-黄铁矿xH SO -x)Fe (O xH )O-x/ (S Fe-x)(2122)Pyrrhotite(242221磁黄铁矿H SO Fe(OH) Cu O H O/ CuFeS SO Fe Cu O CuFeS-442252172242ite)(Chalcopyr2432222242222黄铜矿H AsO H SO Fe(OH)O H O/ FeAsS H AsOH

32、 SO Fe O H O FeAsS -362744446134ite)(Arsenopyr42243224224222毒砂毒砂毒砂萤石萤石毒砂毒砂 -24222422SO Pb 2O PbS(Galena)2e)(Sphalerit方铅矿闪锌矿 SO Zn OZnS -闪锌矿闪锌矿方铅矿闪锌矿水绿矾Melanterite FeSO4 . 7H2O 白铁矿MarcasiteFeS2,Fe 磁黄铁矿PyrrhotiteFe1-xS ( x = 0 to 0.17) Cerussite白铅矿，白铅矿，PbCO3Hemimorphite，异极矿，异极矿 Zn4Si2O7(OH)2 . H2O Smi

33、thsonite 菱锌矿，菱锌矿，ZnCO3同生异常次生异常矿化土壤渗出带1000100100010PbZn含量含量ppm 铜的硫化物矿床的表生变化较为复杂。原生铜的硫化物，如黄铜矿、辉铜矿和斑铜矿等，在表生氧化过程中所形成的硫酸铜常因溶解度大而被淋失。但在干旱气候条件下，可形成多种硫酸盐矿物，如胆矾、水胆矾、铜绿矾等矾类矿物堆积。辉铜矿Cu2SChalcocite 黄铜矿CuFeS2chalcopyrite胆矾Chalcanthite ，CuSO4 . 5H2O孔雀石孔雀石malachiteCu2(CO3)(OH)2 赤铜矿Cu2OCuprite 驱龙铜矿区向北的河流中发育长达驱龙铜矿区向北

34、的河流中发育长达6km6km的铜染带，的铜染带，其规模之大为国内斑岩铜矿中罕见。其规模之大为国内斑岩铜矿中罕见。自然金红土型金矿远东地区锡石远东地区锡石石英脉石英脉请以此图为例分析请以此图为例分析Sn元素地球化学迁移前后的变化元素地球化学迁移前后的变化。三、高温水三、高温水-岩化学作用岩化学作用Sn含量黑云母黑云母花岗岩花岗岩石英脉石英脉锡矿体锡矿体云英岩云英岩化带化带钠长石化钠长石化白云母化白云母化花岗岩花岗岩第四系第四系当黑云母发生白云母化之后，白云母中当黑云母发生白云母化之后，白云母中Sn含量大大低含量大大低于黑云母中于黑云母中Sn。花岗岩发生钠长石化，表明热液系统应富钠，在矿脉旁的蚀变矿物花岗岩发生钠长石化，表明热液系统应富钠，在矿脉旁的蚀变矿物中出现富氟矿物，热液体系应相对富氟。矿脉上部云英岩化反映有中出现富氟矿物，热液体系应相对富氟。矿脉上部云英岩化反映有K、Ca、Na带入，下部带入，下部 Na置换置换Ca。据矿物中包裹体成分得知，溶液富据矿物中包裹体成分得知，溶液富Na、F、K、OH-、Cl-和和HCO3-，溶液溶液pH=6-8.3, 成矿温度成矿温度 T=250-300 C用用SnO2做试料，在做试料，在300 C、500105Pa的温压的温压条件下进行条件下进行SnO2的溶解实验，结果：的溶解实验，结果：介质介质pH8时，时，SnO2大量溶解，以大量溶