第二章 地壳中元素分布及迁移

851第二章地壳中元素的分布与迁移内容：◊主要介绍元素在地壳中的分布、分配状况；◊元素在地壳中的赋存状态及其共生组合规律；◊元素在地壳中的迁移规律以及元素的分布、分配、存在形式和迁移的现实意义。目的：◊掌握元素分布与分配、元素共生与组合和迁移基本规律；◊理解元素的概率分布特征；◊了解元素在地球中，特别是在地壳中的分布、分配、组合和迁移。

852第一节地壳中元素的分布与分配第二节元素的存在形式与共生组合第三节元素的迁移第二章地壳中元素的分布与迁移853第一节地壳中元素的分布与分配一、地壳元素的丰度确定方法二、地壳丰度值分布特点及规律三、地壳丰度值的地球化学意义四、元素在地壳中的分配五、元素的空间分配六、元素的概率分布854元素分布、分配的两重含义：其一：元素在地球各圈层分布，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：元素在各地质作用过程中的分布与分配。前者是后者的结果，是应用地球化学研究的主要内容。第一节地壳中元素的分布与分配855一、地壳元素的丰度确定方法地壳元素丰度(克拉克值)：地壳中化学元素的平均含量。有重要贡献的人物：克拉克、戈尔德施密特、维尔纳茨基、费尔斯曼、梅(马)逊、维诺格拉多夫、泰勒以及我国的黎彤。丰度：泛指任何宇宙体或地质体中元素平均含量。元素丰度：是指元素在所研究对象中的平均含量。只有了解元素各地质体中丰度及其规律后，才能探讨各种地质作用中元素地球化学行为及演化规律。

第一节地壳中元素的分布与分配856地球化学始于对地壳元素丰度的研究。1889年克拉克发表《元素相对丰度》，提出19种元素在地壳和大洋中平均含量。费尔斯曼把地壳元素丰度称为克拉克值。克拉克最早计算出地壳平均化学成分，采用广义地壳概念，即地壳包括岩石圈、水圈和大气圈，三者质量比为93：7.0：0.03。一、地壳元素的丰度确定方法第一节地壳中元素的分布与分配857戈尔德施密特(1937)采用冰川成因的沉积物（77个样），其成分代表岩石圈平均化学成分，其经过与克拉克的经过相似。维纳格拉多夫(1949,1962)是以两份酸性岩加1份基性岩的平均成分计算得出。泰勒(1964)从稀土元素的角度计算元素的地壳丰度。一、地壳元素的丰度确定方法第一节地壳中元素的分布与分配858黎彤(1976)在计算地壳元素丰度时采用全球地壳模型，运用分区分岩类综合平均方法进行。计算时先计算各地壳构造单元(或区)的丰度，然后计算各区的丰度。在计算各构造单元元素丰度时，采用岩石类型质量加权法平均。整个地壳元素丰度按各区质量加权平均求得。黎彤地壳元素丰度表，首次提供了区域地壳丰度资料，建立了地壳分区丰度体系。一、地壳元素的丰度确定方法第一节地壳中元素的分布与分配85985101.元素地壳丰度值的特点：(1)多数作者所得数值比较接近，但存在差异。原因：对地球结构模式认识不同，运用不同代表性的样品造成的。如：克拉克和华盛顿(1924)以地壳厚度10km为标准。岩浆岩占95％，页岩占4％，砂岩占0.75％，石灰岩占0.25％，用加权法计算出各元素的平均含量。维诺格拉多夫采用两份花岗岩(代表硅铝层)和一份玄武岩(代表硅镁层)组合样品代表地壳总成分。(2)国外文献，未考虑大洋地壳的组分。因而不能真正代表整个地壳的平均化学成分。二、地壳丰度值分布特点及规律第一节地壳中元素的分布与分配85112.地壳中元素分布规律(1)地壳中元素相对的平均含量是极不均匀的。丰度最大的元素（O=47%）比丰度最小的元素。（Rn=7×10-16）在含量上可大1017倍，O占地壳总重量的近二分之一，而Rn仅重n×10t，相差十分悬殊。按克拉克值递减顺序排列，前2种元素占地壳总量的76.5％，前10种元素的质量占99.58％。

二、地壳丰度值分布特点及规律第一节地壳中元素的分布与分配8512

编号元素种数元素（以克拉克值降低为序）总量累计Ⅰ2O,Si76.5%76.5%Ⅱ6Al,Fe,Ca,Na,K,Mg22.53%99.03%Ⅲ2Ti,Mn0.55%99.58%Ⅳ9P,F,Ba,S,Sr,C,Cl,Zr,Rb0.377%99.957%Ⅴ18V,Cr,Zn,Ce,Ni,Cu,Nd,Li,Y,La,Nb,N,Ga,Co,Pb,Th,B,Sc0.0685%100.025%Ⅵ20Pr,Sm,Gd,Dy,Tb,Be,Cs,Er,Sn,Ta,U,Br,As,Ho,Ge,Eu,W,Mo,Hf,Tl65.3×10-4Ⅶ7Lu,Sb,I,Yb,Tu,In,Cd26.8×10-5Ⅷ4Hg,Ag,Se,Pd21.6×10-6Ⅸ3Bi,Au,Te14.3×10-7Ⅹ1Re7×10-8表2－2岩石圈中元素的克拉克值8513(2)将元素原子克拉克值取对数，作对数值——原子序数（Z）的曲线，可看出地壳中元素丰度随原子序数增大而减小，Z为偶数元素的丰度大于Z为奇数元素（粗略地与太阳系元素的分布规律相同）。这一事实再此说明地球、地壳在物质上同太阳系其它部分的统一性。二、地壳丰度值分布特点及规律第一节地壳中元素的分布与分配85148515(3)地壳、地球和太阳系中分布最广的元素丰度之间存在明显的差异：太阳系：H﹥He﹥O﹥Ne﹥C﹥Si﹥Mg﹥Fe﹥S

地球：Fe﹥O﹥Mg﹥Si﹥Ni﹥S﹥Ca﹥Al﹥Co﹥Na地壳：O﹥Si﹥Al﹥Fe﹥Ca﹥Na﹥K﹥Mg﹥Ti﹥H(4)元素丰度大体上随原子序数的增大而减小。

O(8)Si(14)泰勒（1964）4.64×10-12.815×10-1

(5)元素丰度随原子核构造的复杂程度加大而减小。

NaK泰勒（1964）2.36×10-12.09×10-1二、地壳丰度值分布特点及规律第一节地壳中元素的分布与分配8516(6)偶数法则：周期表中原子序数为偶数的元素总分布量(86.36％)大于奇数元素总分布量(13.64%)。(7)奥多-哈根斯法则，相邻元素之间偶数元素的分布量大于奇数元素的分布量。结论：地壳中元素的丰度不仅取决于元素原子核的结构和稳定性，同时又受地球形成前、地球形成时以及地球存在时期物质演化和分异的影响。二、地壳丰度值分布特点及规律第一节地壳中元素的分布与分配85171.主要反映了地壳的平均化学成分。即反映各种地球化学过程总背景，影响地球化学行为，也提供了衡量元素集中、分散及其程度的标尺；为找矿分析测试方法的灵敏度提供了总的标准。2.在某种程度上支配着地球化学行为。如：K和Na在各地质体系中浓度大，可形成各种独立矿物，甚至形成岩盐和钾盐；Rb和Cs在各地质体中浓度很低，只呈分散状态存在于其他矿物中。3.为阐明地球化学省的特征提供一种标准。如：某区浅色花岗岩远多于镁铁质岩石，则该区Mg和Fe及Cr、Ti、铂族元素及Zn等都明显低于克拉克值。三、地壳丰度值的地球化学意义第一节地壳中元素的分布与分配8518地壳是由岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类型岩石组成的，元素在各类岩石中的分配差异较大。这一点可以从岩浆岩、沉积岩中化学元素的平均含量表等资料中直观地获知。四元素在地壳中的分配第一节地壳中元素的分布与分配85191.元素在岩浆岩中的分配规律：

1)Fe、Mg、Ni、Co、Cr和Pt族元素，由超基性岩→基性岩→中性岩→酸性岩，含量逐步降低。这类元素只能在超基性岩中富集形成岩浆矿床。

2)Cu、Al、Ti、V、Mn、P和Sc等元素在基性岩中含量最高，在超基性岩、中性岩、酸性岩中降低。

3)K、Na、Si、H、Be、Rb、Cs、Tl、Ba、Y、TR、Hf、U、Th、Ta、W、Sn、Pb等元素，其含量随超基性岩向中性岩、酸性岩过渡有规律地增长。

4)Au，Ge，Sb，As等元素在各类岩石中富集的倾向不明，含量变化不大。四元素在地壳中的分配第一节地壳中元素的分布与分配85208521同类型岩浆岩，酸性喷出岩与酸性侵入岩相比，其岩浆基性元素分配量较高而酸性岩浆元素分配量较低。不同时代形成的同类岩浆岩元素分配量也有类似规律。如：不同时代酸性侵入岩随时代更新，岩石酸性程度逐渐增高，酸性岩浆元素分配也逐渐增高；不同时代基性喷出岩随时代更新，岩石基性程度逐渐增高，基性岩浆元素分配也逐渐增高。四元素在地壳中的分配第一节地壳中元素的分布与分配8522主要类型岩浆岩中化学元素的平均含量85232.元素在沉积岩中分配规律1)Si以极大优势富集于砂岩中，Al和Si倾向于在页岩和粘土岩类中浓集，而Ca和Mg则以碳酸盐岩为最大浓集场所。2)绝大多数微量元素在页岩和粘土类岩石中的丰度一般均高于在砂岩类和碳酸盐类岩石中的丰度。3)Sr与Mn等显著地富集于碳酸盐类岩石中，而Zr和REE元素则倾向在砂岩类岩石中富集。四元素在地壳中的分配第一节地壳中元素的分布与分配8524不同时代或不同成因的同种类型沉积岩中元素分配量也不同。例如，从元古宙至新生代形成的陆源沉积泥岩中K，Al，Ti，Fe，Ni等元素含量普遍降低，而其他元素含量普遍升高。又如，在滨里海洼地和西西伯利亚低地的侏罗系和下白垩统中，在从淡水泥岩向海相泥岩过渡时，B，Sr含量增长了3倍。四元素在地壳中的分配第一节地壳中元素的分布与分配8525

主要类型沉积岩中化学元素的平均含量85263.元素在变质岩中分配规律：元素在变质岩中分配与元素在岩浆岩和沉积岩中的分配不同。一般地，元素在各类变质岩的分配量，特别是微量元素的分配量很不稳定。元素分配量在很大程度上与变质岩的原岩成分有关。四元素在地壳中的分配第一节地壳中元素的分布与分配8527元素空间分配主要特征是区域分配量的差异性。元素不仅在大洋型地壳、大陆型地壳和过渡型地壳中的分配量有明显差异，且在同种类型地壳内部元素的分配也是不均匀的。某些成矿元素的分配量差异更加显著。例如，在大陆型地壳内不同地区某些成矿元素分配量相差很大，有的地区富含某二种或几种元素。即使在同一地区不同地段或更小范围内，元素的分配量也是起伏变化的。五、元素的空间分配第一节地壳中元素的分布与分配8528五、元素的空间分配第一节地壳中元素的分布与分配8529六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配1.概述

地壳中元素分布具有结构性和随机性。结构性指地壳中某一范围内，元素含量变化受某种地质作用控制，有一定变化规律。随机性则指元素含量变化出现不确定性，即使在明确地质因素控制范围内，我们可预测某一位置可能出现的含量区间，而具体值难以预定。地质体中元素含量是一种随机变量。研究随机变量的科学方法是概率统计方法。

8530六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配对于任何一种地质体中某一元素来说，概率分布F(x)是客观存在的，至于具体概率分布型式是何种，须视具体地质体中元素分布特征而定。具某种分布型式的地质体叫总体(母体)。地质体中元素含量的概率分布型式是长期争议的问题。争论问题之一：是否存在某种概率分布型式部分人认为不存在某种概率分布型式，认为元素的分布是复杂且不可知的。另一部分人认为可以用某种概率分布型式拟合实际分布。争论问题之二：具体分布型式一是认为元素含量服从正态分布，一是认为服从对数正态分布。

85312.正态分布（高斯分布、正常分布）：对于一个随机变量x的各次观测值之间的差别是多因子，且这些因子中没有特别突出的、起主导作用，那么它的概率分布倾向于正态分布(大数定律)。正态分布的密度函数有如下形式：它的积分式为：式中，σ和μ是正态分布的两个重要参数，μ为该随机变量x的数学期望值，σ叫标准离差。六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配8532对于一个正态分布的随机变量，算术平均值(X)是数学期望值的最佳估计值。均方差s是标准差的无偏估计值：当μ＝0，σ＝1时，称标准正态分布。标准正态分布的密度函数和标准正态分布的积分函数(概率函数)。六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配8533正态分布的概率密度函数图特征：(1)图形呈钟形单峰对称分布，最大峰值在C＝μ处，频率最大。(2)图形对称轴为μ。(3)参数μ和σ决定了图形形态，μ决定对称轴的位置，σ决定了钟形的“胖”、“瘦”程度。σ较小时，曲线较陡；σ较大时，曲线较宽缓。(4)当Ci趋向极大或极小时，f(x)趋向于0，说明变量x在μ值附近概率密度最大，离μ值越远概率密度越小。8534直方图:在整理化探资料时，习惯将原始含量分组，统计每组样品数(频数)，除以样品总数n，求出该组频率(fi)。以频率fi为纵坐标，含量间隔为横坐标，作分布直方图，间隔越小分组越多，越逼近真实分布。六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配8535分布型式检验:在分组研究概率分布型式时，可利用下面的公式计算算术平均值和均方差S

式中，n为样品分组组数，fi*为第i组中的样品数，Ci为第i组组中值。利用计算所得的

和S，分别代入密度函数公式就可以得到一条以为μ、S为σ的理想正态分布曲线。将曲线与分布直方图的拟合曲线对比，看其符合程度，可以判断研究母体元素含量是否服从正态分布，这就是分布型式检验。六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配85363.对数正态分布母体中常量元素含量较接近正态分布，微量元素分布直方图向高含量延伸，形成不对称分布。最大频率直方柱偏向左边的为正偏分布，偏向右边的为负偏分布。实际地球化学数据中，微量元素含量多呈正偏分布。将原始数据转换成对数后再作图，元素含量直方图的对称性大大改善。将原始数据取对数后所作的图形呈正态分布形式，称为对数正态分布。对数正态分布的平均数的真数叫几何平均值，而方差叫做对数方差。六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配8537xμ

+σ

+2σ

-σ

-2σ

分布形式f(x)右偏（负偏）左偏（正偏）8538元素含量分布型式研究目的：(1)得到母体的分布参数，其意义：一是获得集中性参数值，二是获知样品含量的离散程度。随机变量的集中性参数可以用平均值()

、中位值(Me)和众值(Mo)来表征。当随机变量服从正态分布时，＝Me＝Mo。随机变量的离散性参数可以用均方差(S)、极差(R)来表示。用均方差来反映一个母体的元素含量分布的离散程度还有局限性。

(2)对该母体的地球化学特征有基本的认识。六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配85394.变化系数统计中引入变化系数(Cv)来表示相对离散程度。不同元素均方差(绝对值)不能直接对比，变化系数是相对单位均值的离散程度，计算公式为：变化系数是相对于单位均值的百分变化率，它反映数据的均匀性程度。所以它可以度量地质体中不同元素的均匀性程度，是离散度参数。对一个地质体元素的含量，确定了它的分布型式、均值、均方差和变化系数后，对该元素的分布特征就有了较深刻的理解了。六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配8540元素含量分布型式可以概括为：(1)单一地球化学作用形成的地质体，多数服从对数正态分布；多次地球化学综合作用，则服从正态分布。(2)由两个以上地球化学作用叠加形成的复合地质体，化学元素含量偏离正态分布μ值不大的正态母体叠加，元素含量分布仍服从正态分布或近似正态分布。(3)一般地常量元素服从正态分布，微量元素服从对数正态分布。(4)结合在多种矿物中的元素服从正态分布，如造岩元素和亲石分散元素；结合在一两种矿物中的元素呈对数正态分布，如成矿元素。(5)通过扩散作用形成的元素含量呈对数正态分布；而通过对流混匀作用形成的元素含量服从正态分布。六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配8541研究地质体元素含量分布型式意义：(1)认识地质体受地质作用改造过程，为矿产勘查提供依据。(2)对两个地质体的地球化学特征进行对比，判断两个地质体的相似性。即分布型式相同、参数相近似的两个地质体可能具有同源性或相似性。(3)为计算背景值和异常下限提供理论依据和计算方法。(4)对某一具体研究母体，知道某元素含量的概率分布型式后，可预知某一含量出现的概率，了解该样点的地质意义。还应注意多元统计方法越来越多地应用于研究元素含量，探讨元素共生组合和自然分类。六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配8542意义：掌握元素含量的概率分布规律，不仅能全面了解元素含量所能提供的地球化学信息，而且还为地球化学找矿工作中确定背景和异常下限、评价地质体的含矿性等提供理论依据。还应注意多元统计方法越来越多地应用于研究元素含量，探讨元素共生组合和自然分类。六、元素的概率分布第一节地壳中元素的分布与分配8543第二节元素的存在形式与共生组合一、独立矿物二、类质同象三、胶体吸附四、有机质五、元素的共生组合8544元素的存在形式是指元素在一定条件下与周围原子结合方式和其物理化学状态，即赋存状态。同一种成岩、成矿作用，不同元素可以有不同的存在形式；同一种元素，在不同的成矿阶段、不同的物理化学条件下存在形式也不同。即同一元素的不同存在形式可以反映不同的成矿条件。元素的存在形式主要有独立矿物、类质同象、胶体吸附等。第二节元素的存在形式与共生组合8545独立矿物指自然形成的能够在肉眼或显微镜下进行矿物学研究、可用机械或物理方法分离出单矿物样品的矿物颗粒(粒径>0.001mm)。独立矿物是元素在宏观状态下主要存在形式。常量元素和某些丰度值较高元素(P,Zr,Ti等)常形成独立矿物，许多微量元素(Be,Ni,As,Mo,Cu,Pb,Sn等)在特殊环境下也形成独立矿物，甚至富集成矿。独立矿物的形式:自然元素、化合物和显微包体。第二节元素的存在形式与共生组合一、独立矿物85468547类质同象是指性质相近的原子、离子、配离子在晶体中以可变量彼此替换的现象。类质可理解为同类元素；同象指发生替换前后晶体结构保持不变，或化学结构式相同。类质同象是微量元素重要存在形式，许多微量元素(Ga,In,Ge,Cd,Se,Rb等)主要以类质同象形式存在于矿物中，有些微量元素虽能形成独立矿物，但主要还是呈类质同象形式赋存于其他矿物中。元素以类质同象混入的矿物叫寄主矿物，它既可以是造岩矿物，也可以是矿石矿物。寄主矿物可以指示微量元素在岩石中的存在和富集程度。第二节元素的存在形式与共生组合二、类质同象8548类质同象代换是自然界化合物中一种十分普遍的现象，地球化学性质相似的一些元素之间常常出现这种代换关系。它对于元素的共生组合有着重要的影响，特别是对微量元素的地球化学行为起着重要的支配作用。类质同象的替代原则：①半径相近；②化学键类型相同或相似；③代换前后总电价平衡第二节元素的存在形式与共生组合二、类质同象8549常见造岩矿物中类质同象混入物微量元素含量表X%0.x%0.0x%0.00x%

橄榄石—Ni,MnCa,Al,Cr,Ti,P,CoZn,V,Cu,Sc角闪石—Ti,F,K,Mn,Cl,RbZn,Cr,V,Sr,NiBa,Cu,P,Co,Ga,Pb,Li,B

辉石—Ti,Ni,Mn,KCr,V,Ni,Cl,SrP,Cu,Co,Zn,Li,Rb,Ba黑云母Ti,FCa,Na,Ba,Mn,RbCl,Zn,V,Cr,Li,NiCu,Sn,Sr,Co,P,Pb,Ga斜长石KSrBa,Rb,Ti,MnP,Ga,V,Zn,Ni,Pb,Cu,Li绿帘石TRMn.,TiTh,SnV,Nb,Zn,Be,U8550X%0.x%0.0x%0.00x%榍石—TR,Nb,Sn,SrMn,Ta,V,CrBa磷灰石—Sr,TR,MnU,PbAs,Cr,V石榴石Mn,CrTi,TRGa—正长石NaCa,Ba,SrRb,TiPb,Ga,V,Zn,Ni,Cu,Li白云母—Ti,Na,Fe,Ba,Rb,LiCr,Mn,V,Cs,GaZn,Sn,Cu,B,Nb电气石—Ti,Li,MnCr,Ga,Sn,Cu,VRb磁铁矿Ti,Al,CrMn，VZn,Cu,Sn,NiCo,Pb,Mo锆石HfTR,ThTi,Mn,PBe,U,Sn,Nb石英———Fe,Mg,Al,Ti,Na,B,Ga,Ge,Mn,Zn85518552研究类质同象的意义：①类质同象是支配地壳中元素(特别是一些微量元素)共生组合的一个重要因素。②反映微量元素的分布、分配、集中、分散及迁移的规律。③反映同时、同种成因处于同一空间所形成的元素组合。④有利于综合找矿和开展矿产的综合利用，充分发挥矿产资源的作用。如：利用它可以判断成矿条件是否有利——若硅酸盐中镁含量高，不利于镍的集中；反之，若钙高、镁低、硫多，则镍易富集成矿。第二节元素的存在形式与共生组合二、类质同象8553胶体是一种物质的极细微粒分散在另一种物质之中所形成不均匀的细分散系。例如蛋白石就是Si02的极细微粒分散在H20中。通常把前者称为分散质或分散相；后者称为分散媒体或分散介质。分散质的量远大于分散媒的胶体称为胶凝体；而小于分散媒的则称为胶溶体。胶体是带电的，常以各种方式吸附各种离子，而参与成岩成矿作用。第二节元素的存在形式与共生组合三、胶体吸附8554根据胶体粒子吸附阴阳离子的不同，可分为正胶体和负胶体两种。正胶体可吸附多种配阴离子，如Fe203的胶体粒子能吸附V04-，CrO42-，PO43-，As043-等配阴离子。负胶体可吸附多种阳离子，如Mn02的胶体粒子能吸附Cu，Pb，Zn，Co，Ni，Ba等40多种阳离子，腐殖质胶体粒子能吸附Ca，Mg，Cu，Ni等阳离子。此外，晶体表面也具有一定的吸附离子的作用。很多沸石和粘土矿物也具有很强的吸附能力。第二节元素的存在形式与共生组合三、胶体吸附8555研究有机质，对了解元素赋存状态和相互结合的规律愈来愈重要。例：通过对某些沉积型铁矿研究，发现它们多不是由水体中简单化学作用形成，而是生活在海洋或湖沼中铁细菌生物化学作用产物。海鞘能从海水中吸收V使其含量达0.5％，而水中只含5×10-7，即能提高100万倍。全世界距今l8亿到32亿年前沉积岩中都发现条带状铁矿层。这些铁矿层中均发现含铁细菌化石，这反映铁细菌参与沉积铁层建造，并起着关键作用。这解释了前寒武纪中一段时间铁矿特别富集。第二节元素的存在形式与共生组合四、有机质8556生物活着能选择性摄取某些元素，死后通过各种腐殖酸作用，也能吸附许多元素或形成有机配合物。研究腐殖酸对金属元素的作用可解决某些矿床成因，因为腐殖酸可以吸附外来元素，在地球化学找矿中，为了避免假异常，采样应避开有机质层。元素存在其他形式：气液包裹体、机械混入物等。对元素存在形式研究，在地球化学找矿中无论对样品采集、分析、异常与背景区分、异常评价等，都有重要作用。如：前苏联某铀矿区，在背景区岩石中Pb主要呈类质同象混入物形式赋存于钾长石内，在异常区岩石中由矿液带入Pb呈极细粒的方铅矿形式产出。第二节元素的存在形式与共生组合四、有机质8557元素共生组合是指有成因联系且性质相近的某些元素在某一地质体中同时赋存的现象。注意：共生并不意味着共同富集。第二节元素的存在形式与共生组合五、元素的共生组合855885591.元素的亲合性地球化学亲和性：主要指阳离子在自然体系中趋向同某种阴离子的倾向。元素地球化学亲和性的原因：①元素本身性质；②元素结合的物理化学条件元素地球化学亲和性分类：

在地球系统中，丰度最高的阴离子是氧，其次是硫；能以自然金属形式存在的丰度最高的元素是铁。因此，在自然体系中元素的地球化学亲和性分类主要包括亲氧性元素、亲硫性元素和亲铁性元素三大类型。第二节元素的存在形式与共生组合五、元素的共生组合8560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)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)、亲气元素、亲生物元素的分类方案，并得到了广泛的认同。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。第二节元素的存在形式与共生组合五、元素的共生组合8561(1)戈尔德施密特元素地球化学的分类：亲铁元素：以自然元素产出。如Mo,Fe,Cr,Co,Ni等。亲硫元素：如Cu,Ag,Zn,Hg,As,Sb,Bi,Se,Te,Fe等。亲氧元素(又称亲石元素)：如Li,Na,K,Rb,Ca,Sr,Ba等。亲气元素：主要集中在气体中，如H,C,N,O,I,Hg等。亲生物元素：生物圈中富集于有机物中的元素，如H,C,N,O,P,S等。第二节元素的存在形式与共生组合五、元素的共生组合8562双重性和过渡性：自然界元素的亲和性不是绝对的，存在着双重性和过渡性。Fe,MnFe2+,Mn2+低价具亲硫性，如FeS2,MnS;

Fe3+,Mn4+高价具亲氧性，如Fe2O3,MnO28563(2)戈尔德施密特分类在矿产勘查中意义:①亲硫元素和亲铁元素的结合特点与亲石元素有很大区别。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，或以自然元素在晚期以独立矿物形式出现。②亲硫元素、亲铁元素的亲合性质使这些元素集聚成矿，尽管元素丰度低，但成矿能力却很强。③元素亲合性是确定指示元素的依据。如亲硫元素作为硫化物矿床的指示元素，亲铁元素常是贵金属矿床和过渡金属矿床的指示无素。第二节元素的存在形式与共生组合五、元素的共生组合8564(3)元素共生组合意义：①为找矿确定指示元素；②为地球化学异常的解释评价；③确定矿化类型提供了依据；④为矿产开发副产品的利用提供了依据。如闪锌矿中的镉，方铅矿中的银，均是工业上主要利用的对象。金常是黄铁矿、毒砂、黄铜矿、闪锌矿中常见的元素，黄铁矿、毒砂还是主要的载金矿物。第二节元素的存在形式与共生组合五、元素的共生组合85652.成岩成矿作用的典型元素组合一些元素倾向于密切伴生，共同产出，甚至在地质条件极不相同的情况下始终保持共生特征。探索元素在内生和外生环境中的共生组合关系，具有十分重要现实意义。第二节元素的存在形式与共生组合五、元素的共生组合8566不同成因的磁铁矿具有不同的标型元素组合：85673、内生-外生环境中一般共生关系：K-RbCa-SrAl-GaZr-HfSi-GeNb-TaTR-Pt-Ru-Rh-Pd-Os-Ir第二节元素的存在形式与共生组合五、元素的共生组合8568岩浆作用矿物有规律地结晶，形成各类岩浆岩，主元素有规律变化，微量元素遵循类质同象原则分散在造岩矿物中。沉积岩继承原岩元素分布特征，还因表生沉积环境而变化。微量元素组合反映特定沉积环境。各类岩石的微量元素组合，主要反映该岩石中主要造岩矿物的类质同象元素。成矿主要元素为亲硫元素、亲铁元素，不易进入硅酸盐晶体而富集在残余流体或后期热液中。同为亲硫元素，由于成矿流体成分的差异性，不同矿床类型仅有一种以多种金属元素为主，形成主要独立矿物，形成特有的元素组合，为找矿确定指示元素提供依据。第二节元素的存在形式与共生组合五、元素的共生组合8569第三节元素的迁移一、迁移的一般概念二、迁移的方式三、迁移的影响因素四、元素的沉淀与分散8570是“动”的研究，即元素在自然作用体系中的含量和存在形式在时间、空间上的变化。例：元素从矿源层中活化迁移到沉淀成矿①金属元素(Cu)呈分散状态赋存矿物颗粒表面。该元素含量较高，形成矿源层；②某时期，深部发生某地质作用，沿裂隙发生热液活动，矿源层裂隙两侧物化状态发生改变，矿源层中元素被萃取至流体中；③热液迁移至上部由于物理化学条件的变化，流体中元素又以新的结合方式沉淀下来。第三节元素的迁移8571元素的迁移是指在各种自然条件下，元素结合与分离、集中与分散的重新分配的过程。元素的集中与分散是相对于克拉克值而言，常采用浓集克拉克值来衡量：浓集克拉克值=浓集克拉克值大于1为浓集，小于l为分散。元素迁移即发生于宏观地质作用，也发生于微观地质变化，如地质体的后期热液改造，使某些元素富集或贫化、矿物同位素组成的再平衡等。一个完整迁移过程包括元素活化、搬运和沉淀三个环节，这三个环节贯穿整个地球化学旋回体系。第三节元素的迁移一、迁移的一般概念8572元素的地球化学迁移包含了以下三个要素：①环境物理化学条件的变化；②元素结合方式的改变；③导致元素在空间上的位移及元素集中、分散的转化。因此，元素的迁移过程能指示元素发生变化的动态过程，以及各种物理化学条件的制约关系，从而揭示地质、地球化学作用机制。第三节元素的迁移一、迁移的一般概念8573元素迁移可分为化学与物理化学迁移、机械迁移及生物迁移三类。1．化学及物理化学迁移1)硅酸盐熔体迁移：在岩浆作用和超变质作用中，元素主要以硅酸盐熔体形式参与迁移，元素可能直接参与硅酸盐晶体构建或以赋存形式伴随着硅酸盐熔体迁移。2)水及水溶液迁移：在热液作用中及水圈内，元素主要以配离子形式迁移，在此过程中主要以扩散作用、渗透作用和气相运移。3)气体迁移：在火山或热液及大气圈环境中，元素多以气体形态发生迁移。第三节元素的迁移二、迁移的方式8574

根据水中分散质点的大小，可分为：溶液：以单分子或离子状态存在（D＜10-6mm）胶体：分子或微粒子（D：10-3～10-6mm）悬浮物：D＞10-3mm元素在水溶液中迁移的形式85752．机械迁移机械迁移指元素组成的固态物质在外力作用下，以机械运动形式进行迁移的方式，主要见于表生地质作用中。此迁移过程只是元素空间位置的变更，较少涉及元素形态上的变化。3．生物迁移是由于生物迁移或吸附作用导致元素迁移。某些地区植物金属含量异常往往指示地下矿床存在，这就是生物地球化学迁移反映。注意：自然界中迁移方式并没有绝对界限，常常是一种迁移方式中伴随着其他迁移方式。第三节元素的迁移二、迁移的方式8576迁移根本原因：元素按自身发展规律不断演化。元素演化打破了原平衡，在新的物理化学条件下又力求保持相对平衡。这就是迁移的动力来源。影响元素迁移因素：内因和外因，即元素的状态、组成和存在形式以及元素所存在的环境。1．元素迁移的内因1)元素存在形式：影响其活化转移的能力，气态元素的活性强于液态和固态元素，呈吸附离子态的元素迁移能力要强于参与矿物晶格的元素。元素空间位置变化，要借助气态或液态介质的搬运，固态的交代和变质，也有孔隙溶液参加。第三节元素的迁移三、迁移的影响因素85772)地球化学亲和性：反映元素在地质作用中化学地球化学行为和存在形式，决定了元素迁移的目标。3)原子重力性质（原子量）：主要决定元素位置，是在上还是在下、能否分离、分离状况如何等。表生作用中物质的搬运、沉积，内生作用中岩浆熔体的结晶分异等都是因元素重力性质不同造成的。4)浓度：扩散作用的主导因素，导致元素的富集与分散。5)氧化还原电位：衡量元素氧化还原能力，决定元素离子价态的迁移能力。第三节元素的迁移三、迁移的影响因素85782．元素迁移的外因1)化合物和矿物性质：硬度、熔点、