第二章岩石地球化学找矿

1、第二章 岩石地球化学找矿,岩石地球化学找矿是在查明岩石中元素分布的基础上，总结出元素分散集中的规律，研究其与成岩成矿作用的联系。通过发现异常和解释评价异常来进行找矿。岩石地球化学找矿的研究对象主要是岩石中的原生异常。,“晕”是指在一定空间范围内，由一浓度集中心向外，某种物质逐渐分散或某种特征逐渐减弱，直至趋近于周围环境。,第一节 气水热液矿床的特点,气水热液是指在一定深度下形成，具有一定温度和压力，并且主要由水和氟、氯、硼、硫、磷等挥发份组成的气、液二相体系。由于经常含有各种成矿组份，故又称之为含矿气水热液。 温度：50050 F、Cl、B、S、P等挥发性组份为气态。H2O为液态。由于具一定压

2、力，所以气、液为一体。 热液矿床的热液来源常常是多来源的，如岩浆热液、地幔成因的热液，变质水、地下水、埋藏水及海水成因的热液等。热液作为一种搬运的媒介，无论其来源如何，都有许多共同的特点。目前研究得最多的是岩浆热液形成的原生晕。,成矿热液是一种富含成矿元素及其伴生元素的气水热液。它的成分主要是H2O，其次是一些挥发分如CO2、CH4、S、As、F、Cl、B等。热液中的成矿元素主要有W、Sn、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Fe、Co、Ni、U、Th等以及有关的伴生元素。不同热液中的成矿元素含量和组合是不同的。 含矿热液在地球内部的静压力及自身气体压力下沿压力降低的方向运移，即沿裂隙向地表移

3、动。在一定条件下，成矿元素大量析出以致聚集达到工业品位而构成矿体。在矿体周围成矿元素含量较高但又未达到工业品位的那一部分就是热液矿床的原生晕。,气水热液矿床成因复杂，种类繁多，但其成矿介质都是气水溶液，因此使它们也具有一些共同的基本特点。 成矿晚于围岩，属于后生矿床。 成矿温度40050之间，少数可达500或更高。成矿深度变化较大，既可形成较深的环境（4.51.5公里），也可形成于近地表环境（1.5公里）。 构造对气水热液矿床的形成有明显的控制作用。它既是气水热液运移的通道，又是成矿组分沉淀的场所，因此矿体的分而及形态与构造有密切关系。,一、气水热液矿床基本特点, 气水热液作用于围岩时，常发生

4、交代作用，使其成分、结构、构造发生变化，产生各种类型的围岩蚀变，因此气水热液矿床往往都发育有较强烈的围岩蚀变。围岩的物理性质和化学性质对气水热液的成分及成矿的方式影响也很大。矿床形成方式以充填作用和交代作用为主。 成矿作用具有多阶段性。 构成矿床的金属矿物以金属硫化物为主（Cu、Mo、Pb、Zn、Hg、Sb、Ag），另外有部分金属氧化物和含氧盐（W、Sn、U）。,含矿气水热液的成矿方式主要有充填作用和交代作用。 （一）充填作用及标志 1定义：含矿气水热液在化学性质稳定的围岩中运动时，热液与围岩间没有物质交换和工业的化学反应。当物理化学条件改变时，使热液中的成矿物质沉淀于各种裂隙中。,二、气水热

5、液矿床的成矿方式,2标志： 矿体形态决定于裂隙的形状，常有系统性、规则性，多为脉状，与围岩的界线清楚。矿物从裂隙两壁向中心发生周期必珠不连续沉淀。 矿石具有特殊的构造：对称带状构造（边部先晶出相同的矿物）梳状、晶簇状构造、角砾状构造。 矿物沉淀从裂隙壁开始，向中心生长形成细长的晶体群垂直两壁。 矿脉中晶体的生长，具单向发育特点，由脉壁向中间生长，靠中间一端晶体完整。 在矿体形成的主体阶段无明显的交代现象（在成矿晚期不必可避免存在围岩蚀变现象。围岩蚀变现象）。,（二）交代作用及标志 1定义 含矿气水热液在运移过程中与围岩发生化学反应，使围岩中原有矿物溶解、排除而形成新的矿物。原有矿物溶解与新矿物

6、淀出基本同时进行。并且被交代的地质体始终保持固态、交代前后体积不变。,2类型：根据交代作用的方式可分为两种。 扩散交代 交代过程中组份的带入或带出，是依靠热液中的组份浓度与围岩粒间溶液中组份浓度之差（浓度梯度），以分子或离子扩散的方式进行的，并且总是由高浓度向低浓度扩散。 浓度梯度是扩散交代的必要条件。 渗滤交代 流动的含矿气水热液通过压力差直接与围岩发生交代作用。组份的带出和带入是依靠代助于流经岩石裂隙中的溶液进行的。,3影响交代作用的因素 溶液组份的活动性及浓度 活动性的顺序：H2O，CO2 S，SO2Cl，K2O，Na2O，FO2，CaO，MgO，交代中很活动 Fe，SiO2强交代作用中

7、活动Al2O3，P2O5，TiO2强交代中不活动。活动性组分浓度愈高，对交代作用越有利。 温度、压力 气水热液较高温度时，具较大的活动性和扩散能力，与围岩发生强烈的交代作用。压力有内压和外压之分，挥发性组份增多，内压增大，溶液的活动性增大有利于交代作用。外压大时限制了溶液的活动性，不利于某些交代作用的进行，如白钨矿的形成：,WO2Cl2+2CaCO3=CaWO4+CaCl2+2CO2 当压力大时（较深），CO2不能逸出，不利于交代形成白钨矿。 围岩性质（物理、化学性质） 围岩化学性质活泼的有利于交代，石灰岩比砂岩、粘土岩易交代。围岩的破碎程度与交代作用也有关。岩石的孔隙度、裂隙度愈大，连通性好

8、，对交代作用愈有利。围岩性质的不同有的易被交代有的不易被交代，造成选择性交代。,4标志 矿体形态不规则，常切割围岩层性，与围岩界线不清常呈过渡关系。 矿体中常保留未被交代呈岛状围岩残留体，这些残留体常保留原岩的构造方位。 矿石中可保留被交代岩石的结构、构造。 交代作用形成的矿物晶体不受空间限制，各方向生长力均匀、晶体发育完好。 新矿物常呈现被交代矿物的假象。,三.围岩蚀变 1.定义 岩石在含矿热液的作用下，将发生一系列旧矿物被新矿物置换的交代作用，使岩石结构、构造、矿物成分发生变化。这种作用称蚀变，当发生在矿体附近的围岩中时称之为围岩蚀变。围岩蚀变的命名大多以蚀变矿物或由蚀变矿物组成的岩石为依

9、据。 研究围岩蚀变有两个最重要的意义： 根据蚀变矿物可分析含矿溶液的成分性质和成矿时的温度和压力，推断矿床形成时的物理化学条件及成因。 作为找矿标志，一定的矿产与一定的蚀变关系密切，云英岩化伴有W、Sn、Mo矿化。青盘岩常伴有Au、Ag及多金属矿化。围岩蚀变的分布往往比矿体范围大得多。,2、类型 （1）矽卡岩化 主要发生于中酸性侵入岩与碳酸盐类岩石的接触带和附近。是一种高温蚀变作用。蚀变矿物石榴石（Ca-Al石榴石cafe石榴石系列）。辉石（透辉石钙铁辉石系列）、透闪石、阳起石、绿帘石等。与之有关的矿产主要是Fe、Cu、W、Mo、Pb、Zn。 （2）云英岩化 是一种重要的高温蚀变，是硅铝质岩石

10、（花岗岩）受高温气水热液作用而成。主要是钾长石、酸性斜长石受热液作用分解为石英和白云母，有关的矿产W、Sn、Mo。,（3）钠长石化 分布广泛并具有重要意义的蚀变作用，发生的温度范围较大，从气化高温到低温阶段都可出现。各种性质的岩石也都可发生这种蚀变，特别是中、基性火山岩中最普遍。钠的来源可由热液带入，也可由斜长石分解带出Ca而形成钠长石。花岗岩遭到钠长石化（热液中的Na交代钾长石）时常带入稀有元素（Nb、Ta、Be）。碱性岩的钠长石化常和稀土矿床有密切关系，与火山岩有关的Cu、PB、Zn矿床的常发育有钠长石化。,（4）硅化 最普通的围岩蚀变，高温至低温均可形成，但以中温热液矿床中最为常见。围碉

11、遭受硅化后其中的SiO2含量大大增加。因酸性岩浆结晶后析出的热液SiO2一般是由热液带入，另外还有部分是原岩残留下的SiO2相对富集而形成的。与硅化蚀变有关的矿产主要有铜、铀、铅、锌、Au、Ag、Hg、Sb等。 （5）绢云母化 分布广泛的中低温热液蚀变，发生这个蚀变的岩石主要是中、酸性火成岩。主要是热液交代岩石中的钾长石而成，部分也可由钾长石分解或热液中带钾所引起。绢云母化常与Si化伴生。各种热液矿床中常见到绢云母化，最典型的是斑岩型铜矿床和黄铁矿型矿床,（6）碳酸盐化 中、低温热液蚀变类型。蚀变结果是形成相当数量的方解石、白云石等碳酸盐类矿物。这种蚀变是寻找铅、锌、汞、锑矿床的良好标志。 （

12、7）青盘岩化 中基性火山岩在中低温含CO2、H2S的热液作用下产生的蚀变，形成在接近地表环境。 蚀变矿物：绿泥石、碳酸盐、黄铁矿、绿帘石、钠长石等，蚀变岩石呈绿色青盘岩。,第二节 矿床原生晕的形成,矿床原生晕是成矿作用的产物。成矿作用是一个复杂的过程，许多问题至今尚在讨论之中。矿床原生晕形成问题讨论更少。 热液矿床原生晕的形成问题，主要是对元素的迁移、影响迁移成晕的因素和成晕与成矿的关系等问题讨论。 热液矿床的热液来源常常是多来源的，如岩浆热液、地幔成因的热液，变质水、地下水、埋藏水及海水成因的热液等。热液作为一种搬运的媒介，无论其来源如何，都有许多共同的特点。目前研究得最多的是岩浆热液形成的

13、原生晕。,一.成晕元素的迁移 在热液矿床成矿过程中，成晕元素主要呈液相迁移。元素在液相条件下迁移的方式，主要有两种： 渗透迁移 扩散迁移,渗透迁移是指元素及其化合物随溶液运动而迁移。它是成晕过程中元素的主要迁移方式，这种迁移是主要由压力差造成的。这种压力差可使由地下深处上升来的含矿溶液，沿构造通道向压力减小的方向运动，而使元素在上部岩层中以渗透方式继续迁移。元素渗透迁移的主要通道是构造裂隙带，包括断裂带、片理化带、岩体与围岩的接触带、地层内的不整合面，也包括多空隙岩石等。 压力差产生的原因：（1）可以是由于地壳不同深度处所受的压力不同造成的。深处压力大，浅处压力小，促使含矿溶液在一定条件下，携

14、带成矿元素由地下深处向浅处迁移。（2）也可以是由于构造运动，岩层破裂，使局部压力降低而造成的。,1.渗透迁移（压力差）,渗透迁移的影响因素： （1）渗透效应与岩石中空隙的大小和数量有关。奥夫琴尼克认为：“渗透效应随空隙的增加而减小，空隙数量相同时，小于50m的空隙所占比例越大，渗透效应越强。” （2）渗透效应还与元素本身的性质有关。如渗透过程中元素的沉淀顺序与元素的离子半增大的序列一致，即元素离子半径大，渗透迁移越远。,2.扩散迁移 扩散迁移是指元素在静止的溶液中，由浓度高处向浓度地处迁移。它主要是由浓度差所造成的。当含矿溶液与围岩接触时，由于含矿溶液与危岩中的空隙溶液（粒间溶液）内成矿成晕元

15、素的浓度不同，成矿成晕元素由浓度高的含矿溶液向浓度低的空隙溶液迁移，并在空隙溶液中进一步向浓度低处继续迁移，直到有关元素的浓度达到平衡为止。 扩散作用的速度较慢。据C.B.格里戈良等人的实验资料计算，在热液条件下形成10 m规模的铅的扩散晕，需要一万年以上的时间。因而扩散晕的规模一般较小，但晕中元素含量的变化较规则。扩散晕中元素的含量自矿体边缘向外随距离增大，呈对数曲线下降。,图6-6 美国廷提克地区石英二长岩中的Zn、Pb扩散晕 （据T.S.罗弗林，1952）,扩散作用的速度与元素的浓度梯度，介质性质和温度等因素有关。例如在300的温度条件下，金扩散穿透固体铅（铅的融化温度为327）的速度，

16、比10时通过水的速度还要快。,两种迁移的特征： （1）含矿溶液中元素的迁移方式不同，所形成的原生晕的特征也不一样。 元素的渗透迁移是以岩石中的空隙和裂隙发育为条件的，因而形成原生晕有沿渗透性岩层和裂隙带延伸的特点，成晕的规模大，可达数百米以上。但是由于岩石中的裂隙分布不均匀，元素在原生晕中含量往往呈跳跃式变化，成晕形态也可不规则。元素的扩散迁移，一般发生在致密岩石中。扩散迁移情况下基岩中元素的含量呈几何数下降，此种方式形成的晕，紧邻矿体或含矿溶液分布，规模较小，其形状一般较规则，元素在晕中含量变化也较简单。,（2）矿床原生晕形成过程中，两种方式的迁移相互伴生，但由于地质条件不同，而在成晕的中的

17、作用可以大小不等。 一般沿成矿成晕方向以渗透迁移为主，而在矿体或含矿溶液通道两侧以扩散迁移为主。在含矿溶液上升或运动途中，成晕元素大量以渗透方式迁移；而含矿溶液停滞后，元素则多以扩散迁移方式进行。但总的说，不仅在元素迁移的数量上而且在找矿作用上，渗透迁移较扩散迁移更重要。,3.气相迁移,成矿热液中一些元素以气体状态进入近矿围岩中，叫做气相运移。如Hg、As、B、F、Cl、I等易挥发元素，常常进入围岩中形成原生晕中的远矿指示元素。,二.影响元素迁移成晕的因素 元素本身的地球化学性质决定其活动性，控制了晕的形式，但是外在的因素也有很大的影响。主要考虑外在的因素，主要是含矿溶液的性质、构造条件、围岩

18、条件等加以讨论。,1.元素的性质 热液矿床的原生晕在空间上的分布位置主要取决于元素本身的性质。它决定了络离子沉淀的先后顺序： 络离子在溶液中沉淀顺序首先取决于络离子在溶液中的稳定性，稳定性大的络离子沉淀的时间就晚，其迁移的距离相对较远，在垂直分带序列中属于前缘元素；而稳定性小的络离子在溶液中难以长距离搬运，常常较早就沉淀下来，构成了尾部晕。,成矿热液在运移过程中，如轴向分带主要是渗透作用形成的，而渗透作用中所存在的过滤效应理应控制成矿元素的迁移。过滤效应系数小，说明溶质的速度比溶剂速度慢，易于引起沉淀，迁移的距离也就有限。据研究，元素的迁移距离与元素的能量系数成反比。该系数大，则迁移距离小。,

19、热液中元素的分异与其离子密度有关。离子密度高的元素如Mo、Sn、W、Bi、Ni等应富集于矿体的下部层位；离子密度低的元素如As、Sb、Ba、Hg等应富集于矿体的上部层位，构成前缘元素（离子密度可以理解为离子的原子量与离子的体积之比）。 元素从溶液中由络离子分解沉淀（生成矿物）的顺序，取决于等温等压条件下矿物结晶的自由能。矿物结晶的自由能除了与元素本身性质有关外，还决定于物理化学条件，浓度、Eh、pH值等（由于温压固定）。,2.含矿溶液的性质 含矿溶液的性质对元素迁移及成晕的影响，主要反应在温度、压力、浓度等方面。 温度主要影响元素及化合物在含矿溶液的溶解度和稳定性。因而含矿溶液的温度不同，从溶

20、液中析出的矿物也不一样，所形成的原生晕也各不相同。其次，温度对元素迁移的方式也有影响。温度越高，扩散作用越强，渗透迁移的物质相对较少。,热液系统的压力对成晕的影响。首先反应在元素迁移的相态上。压力减小，挥发性的元素及其化合物可由溶液中析出并呈气相迁移，有时甚至引起含矿溶液性质的改变，导致其它元素的析出。其次，压力降低，也可使一些与挥发份有关的络阴离子分解，促使元素析出成晕。虽然压力对渗透效应影响不大，但是当压力差增大时，含矿溶液运动的速度块，成晕物质中流渗迁移部分相对增多，因而对成晕也有影响。 含矿溶液的浓度对元素的迁移成晕的影响较为明显。元素的扩散迁移决定于含矿溶液与粒间溶液之间的浓度差。在

21、一定地质条件下，含矿溶液中元素的浓度越高，其扩散能力越强。,3.构造裂隙 成矿成晕元素在围岩中迁移成晕，构造有很大影响。 首先，表现为构造裂隙为含矿溶液提供通道，使含矿溶液能借以上升并在围岩中进行渗透、扩散。 其次，构造活动可以使含矿溶液压力降低，溶液中CO2、H2S及其它易挥发化合物、迅速从溶液中溢出，从而改变溶液的成分、酸碱度及内压、促使元素沉淀。例如在水溶液中二价金属常成重碳酸盐形成存在，当CO2溢出时，许多金属如Ca、Mg、Fe、Mn、Sr、Ba等呈碳酸盐而沉淀。,4.围岩的性质 围岩性质对成晕的影响也是明显的，表现岩石的化学性质及物理性质影响成晕元素的迁移。岩石的化学性质越活泼，有利

22、于含矿溶液交代，却限制了元素的进一步迁移。围岩的物理性质对成晕的影响则主要表现在机械性质及空隙性质两个方面。机械性质越强，岩石脆性越大，裂隙可能越发育，因而对成晕元素的流渗迁移越有利；相反塑性强的岩石，即使产生裂隙也容易封闭，限制了元素的流渗迁移。,大理岩化学活泼性比片岩强，因而晕在大理岩中不发育，因而在片岩中较发育。,三、成晕与成矿的关系 成矿与原生晕的形成： 由于元素本身的性质及热液的物理化学条件的变化，迁移中的成矿元素，在有利的条件下大量析出，聚积成矿。与此同时，含矿溶液继续迁移并与围岩发生作用，使围岩中成矿元素含量明显增高，从而形成原生晕。因此，矿体及其原生晕都是同一热液成矿作用的产物

23、，成矿与成晕有许多共同的特征，但也有不同之处。,1.成晕与成矿的关系 （1）在成矿与成晕的物质来源方面，既可以是来自深部热液，有时也可以来自附近围岩中的元素的活化迁移。 （2）成矿成晕过程中，元素的地球化学行为基本相同，即由分散的液相到富集的固相。但是成矿与成晕中元素的富集程度不同，原生晕中元素的含量明显高于背景值，但低于工业要求；而矿体中成矿元素含量明显高于工业要求。 （3）成矿成晕是同一成矿作用的产物。成晕与成矿时间上总的来说基本上是相同的。成矿作用可以经历多个阶段，但矿体往往是在主要成矿阶段形成。成晕过程不限于主要成矿阶段。,2.原生晕与围岩蚀变的成因关系 原生晕与近代围岩蚀变是同一成矿

24、过程中的产物。他们在成因上可以有密切的联系，在空间上可以紧密伴随。近矿围岩蚀变是反应矿物成分、结构、构造方面的宏观变化，而原生晕反应了元素含量特别是微量元素含量的微观变化。通常原生晕具有比近矿围岩蚀变更大的范围。因而利用矿床原生晕有利于寻找埋深较大的盲矿体。,第三节 原生晕的组分特征,原生晕的所有特征都是有关元素富集或分散的反映，要研究原生晕的特征并用于找矿，必须首先研究原生晕的组分特征。 一、原生晕组分的一般特征 形成原生晕的元素，不仅可以是与成矿有关的元素（包括矿床元素和伴生元素）、矿化剂，而且可以是热液的某些基本组分如碱金属、碱土金属等。在成晕元素中，其含量变化一定程度上能反映与矿化的关

25、系，可以来作为找矿线索的元素在地球化学找矿中称之为“指示元素。”,根据成晕过程中迁移的距离（相对于矿体而言）。可将指示元素分为远程指示元素、近程指示元素和中程指示元素。一般将来As、Sb、Hg等的原生晕，由矿体向外沿展较远或分布离矿体较远，这类元素称之为远程指示元素，利于远程指示元素寻找地下深处的盲矿体；W、Mo、Be等指示元素，往往分布在矿体附近，由矿体向外延伸不远，属于近程指示元素，利用近程指示元素预测矿体所在的位置；Cu、Pb、Zn等元素，其原生晕的分布界于二者之间，因而称之为中程指示元素。,二、成晕的微量元素 1、成晕微量元素的特征 （1）用作找矿的指示的微量元素，其特征首先表现在与矿

26、石组分相似上，特别是主要的指示元素，往往与一定的矿石矿物的成分相对应。成矿与成晕不仅是同一成矿作用的产物，而且具有共同的物质来源含矿溶液。因此一方面可根据矿石组分来选择指示元素；另一方面可根据原生异常中指示元素来推断引起异常的矿产种类甚至矿床类型。,（2）用作指示元素的微量元素常具有一定的规律。指示元素组合与矿化类型以及矿床成因有关。矿化类型不同，指示元素的组合不同。 （3）成晕元素可以多种多样。在矿床附近形成原生晕的，除特征性的指示元素组合以外，往往还有其它一些微量元素。,（1）独立矿物(热液原生晕中，成晕元素主要是以硫化物形式存在，也有呈各种形式的氧化物存在。 （2）类质同象混入物 （3）

27、吸附离子或中性分子,2、成晕微量元素的存在形式,第四节 指示元素含量特征,一、指示元素含量一般特征 （1）原生晕中指示元素的含量应高于各元素的背景上限，低于矿石的最低品味。,（2）随着矿化中心向外，指示元素的含量逐渐变化趋向背景。对于成矿成晕中带入的元素，矿化中心含量高甚至富集成矿，由矿化中心向外含量逐渐降低，直至背景值。对于矿化过程中由岩石带出的元素则相反，向外带出量逐渐较少，含量逐渐增高，直至背景值。(图2-5),二、指示元素含量的控制因素 原生晕指示元素的含量，主要受矿化强度、构造裂隙、岩石性质、空间位置等因素控制。 （1）矿化强度 矿床原生晕中指示元素含量的高低，一定程度上与矿石中元素

28、含量有关，受成矿作用中矿化强度的控制。 （2）岩石性质 岩石性质对晕内指示元素的含量的影响也是明显的。岩石化学性质越活泼，有利于指示元素的富集；岩石的空隙度越大，流通性越好。指示元素的含量相应越高；脆性岩石中指示元素要较塑性岩石更富集，指示元素含量更高。,（3）构造裂隙 构造裂隙的发育程度对晕中的指示元素的含量的控制明显。构造裂隙可以是含矿溶液活动的通道，裂隙物质中指数元素的含量一般两侧岩石高。裂隙发育岩石中指示元素较致密岩石中更富集。由于岩石中裂隙发育不均匀，指示元素的含量往往呈现出跳跃式的变化。（图2-6）,（4）空间位置 原生晕的部位不同，各指示元素的含量可以有很大的差别。即由矿化中心向

29、外，异常强度逐渐变化，因而距离矿化中心的远近直接影响指示元素含量的高低，表现出指示元素的含量与空间位置逐渐的相互关系。,第五节 原生晕的几何特性,原生晕的几何特征是表征原生晕不可缺少的内容，是解释评价原生异常的主要依据。原生晕的几何特征，主要包括原生晕的形态和原生晕的规模两个方面。 一、原生晕的形态 矿床原生晕的形态可以有多种多样，概括起来可以分为五种：,1线状 异常在平面上表现为线性分布。异常长度远大于异常宽度，在剖面上表现异常峰值明显，清晰度高。此类异常常常在单一断层、裂隙或层间构造处发育，由于围岩致密、成矿溶液向构造两旁围岩渗透受到限制时形成的。一般含金石英脉矿床或裂隙充填型铅锌矿脉形成

30、的原生晕，呈典型的线性异常（图6-10）。,图6-10 线状异常平面图 （据徐外生，1982）,3.透镜状 异常长度略大于异常宽度，均匀性差。此类晕一般产于较大的构造破碎带及附近的围岩裂隙，以及孔隙较发育的地段（图6-11）。与此有关的矿体也常为透镜体。,图6-11 带状及透镜状异常平面图,2.带状 晕的前缘和侧向延伸大，达数百米，但宽度也较大，可达几十米宽。异常峰值不明显，呈多峰状的宽阔异常带，均匀性和连续性均差。带状异常主要受密集的构造裂隙、断层、破碎带及含矿层位的控制（图6-11）。,异常在平面上没有明显的延伸方向，异常宽度较大，连续性较好，异常值变化均匀。一般产于几组断裂构造交汇处，热

31、液能较好地在三度空间上渗透而形成（图6-12）。,图6-12 等轴状异常平面图 （据朱炳球、徐外生，1982） P1m茅口灰岩；P1q栖霞灰岩；D3w泥盆系石英砂岩、砂砾岩；Q石英斑岩；S3s志留系砂岩、粉砂岩,4.等轴状,这类异常一般受多组不同方向、不同形态或不同性质构造的复合所控制（图6-13）。这种构造的复合，可以是同时的，也可以是不同时的。,图6-13 不规则状异常平面图 （据阮天健，1985）,5.不规则状,二、原生晕的规模,1、原生晕的规模 原生晕的规模是指三度空间内的成晕范围，一般以一定的平面上晕的宽度或面积来度量。 原生晕的规模都比矿体大，无论沿矿体的沿长方向或厚度方向，原生晕

32、均大于矿体。特别是沿矿液通道方向上，现有资料表明原生晕超出矿体可以达500米以上。 2、原生晕规模的控制因素 原生晕规模的大小决定于构造的发育程度、岩石的性质、元素的地球化学性质以及晕的剥蚀程度。构造发育程度对成晕规模有明显的影响。控矿构造的延展情况，上下盘围岩的破碎情况也明显地影响原生晕的成晕规模。,第六节 原生晕的分带性,在热液矿床岩石地球化学异常的形成过程中，由于组分浓度的不断变化，各种元素化学活动性及析出顺序的不同，往往导致了同种指示元素的含量及不同指示元素的含量在空间上有规律的变化。这种现象，称为原生晕的分带性。,一、浓度分带 浓度分带是同一组分的含量自中心或异常中心向外有规律变化的

33、现象。对于主要成矿元素来说，一般是表现为由矿化中心向外，组分浓度逐渐降低；而对于出现负异常的某些元素来说，表现由中心向外组分浓度逐渐升高。 原生晕中指示元素在三维空间上常常表现出一定浓度分带的特点，即自异常中心向外，元素含量有规律地变化。通常将指示元素含量划分为三个浓度带，即内带（K2CA、中带（KCA）和外带（CA）。 浓度分带可以在不同空间位置上表现出来，在垂直方向表现出来的称浓度分带的垂直分带，在水平方向表现出来的称浓度分带的水平分带。,二、组分分带 组分分带是原生晕中不同指示元素在空间分布上有规律变化的现象。组分分带在垂直方向上的表现，称为垂直分带。在水方向上的表现，称为水平分带。 热

34、液矿床原生晕的垂直分带性，表现为不同指示元素在不同标高上发育的差异，即在不同高程上产生不同的元素组合，某些元素的比值随深度的增加而发生有规律地变化。,按照组分分带的规律，将不同指示元素有顺序地排列起来，就形成一个分带序列。原生晕的水平分带性，明显不同于垂直分带性。这不仅仅因为它是平面上的表现，而且在发育特征方面也有着明显的不同。 不同类型的热液矿床的原生晕，其垂直分带序列有很大的相似性，而水平分带则不然。不同类型热液矿床的原生晕，往往具有不同的分带模式。,图6-14 原生晕的成因分带与垂直分带和水平分带的关系,苏联学者C.B.格里戈良认为晕的分带性是一个矢量的概念，他结合矿体的产状将原生晕的分

35、带性划分为轴向分带、横向分带和纵向分带三种类型。,轴向分带是指沿矿体轴向，即沿矿液运移方向上的元素分带。主要是由渗滤作用造成的分带。在矿体产状为陡倾斜的情况下，轴向分带与垂直分带相一致（图6-14、6-15）。 纵向分带是指顺矿体走向所反映的 元素分带，即矿体所在平面内与轴向正交方向的分带，实际上就是侧晕所显示的分带。 横向分带是指在矿体侧向，即上、下盘晕所表现的分带现象，因此，它是垂直矿体所在平面方向上的分带。横向分带主要是由扩散作用造成的分带。在矿体产状为陡倾斜的情况下，横向分带与水平分带相一致。,轴向分带和纵向分带实际上是反映矿液渗透迁移中主要由过滤效应而引起的元素的沉淀分带。除了在分带

36、性的明显程度上有所差别外，没有根本差别。而且在不同成分的矿床上，元素的轴向和纵向分带可以大体相同的。 横向分带是由扩散作用形成的，它的分带性取决于矿体中和晕中的元素浓度、元素的活动性及其在围岩中的背景含量。 元素的横向上的分带主要是由浓度因素造成的。因此，浓度的高低便决定了晕中该元素的迁移能力和分带位置。一般说来，横向分带的头几个元素（即晕的宽度最大的元素）正是该矿床矿石的主要组分元素。,图6-15 轴向分带示意图 （a三元素轴向分带，b轴向分带空间示意图，引自阮天健等，1985）,三、原生晕分带规律,无论是找矿实践中还是在理论研究上，原生晕分带都以轴向分带占重要位置。 1.原生晕的轴向分带,

37、C.B.格里格良等根据数十个热液矿床原生晕的统计资料，于1975年总结提出了一个基本指示元素的典型综合分带序列： Ba-(Sb、As、Hg)-Cd-Ag-Pb-Zn-Au-Cu-Bi-Ni-Co-Mo-U-Sn-Be-w （93）（100）（87）（100） （80）（84）（87）（84）（86）（72）（50）（55）（48）（100）（66）（60）（72）,序列中元素下面括号内的数值，表示该位置上元素出现的概率。,图6-16 经验轴向分带序列 （据阮天健，1985）,我国学者1984年提出了一个“热液矿床元素垂直分布模型”，从图示可知，从高温到低温的序列。,2、原生晕的横向分带 原生晕

38、横向分带实质上是反映各元素成晕特征在横穿矿体及其原生晕走向上的规律性变化。 1980年C.B.格里格良等根据矿体上部及矿体上部原生晕在厚度方向上各元素的线金属量衬度值的递减序列，提出了各种类型矿床原生晕的横向分带序列。,横向分带不同于轴向分带，各种矿床没有一个统一的横向分带序列，但是各种矿床原生晕的横向分带上也有共同规律。 （1）矿体的主要成矿元素一般都处于横向分带序列的第一或第二个位置上，反映了矿化强度对横向分带序列的控制。 （2）矿床原生晕的横向分带可以是对成的，也可以是不对称的。,（3）原生晕的横向分带随深度变化。武山铜矿床原生晕的研究表明，含矿间隔范围内横向分带序列随深度而变化的规律，

39、可由序列头一二个元素明显反映出来。深部横向序列中头两个元素为Bi、Cu；中部为Cu、Ag；浅部为Hg、Cu。这种随深度变化的规律，反映出原生晕的横向分带受成晕元素活动性的控制。活动性小的元素（Bi）在深部析出多形成宽度较大，线金属量程度较高的晕，活动性大的元素（Hg）,随含矿溶液上升至浅部才从热液中大量析出，形成上述特征的原生晕。,3、原生晕分带的形成,具有不同的观点，集中表现为：沉淀分带和脉动分带两种观点。 沉淀分带：据艾孟斯的观点主要是含矿溶液随着远离岩浆源而趋近地表，由于温度、压力逐渐降低，含矿溶液中各种成矿物质因溶解度不同，依次沉淀而形成分带。 脉动分带：C.C.斯米尔诺夫的观点与沉淀

40、分带刚好相反，他认为岩浆发育的各个阶段中，伴随构造裂隙的发生，由岩浆周期性的分泌出成分不同的含矿溶液，沿着空间位置上变化的构造裂隙运移，从而形成矿化分带。 有的学者认为，两种类型都存在。,4.指示元素分带序列的确定方法,（1）做图法 首先绘制各个指示元素原生晕的垂直剖面图，将浓度进行分带，根据各个指示元素浓度在空间上的相对位置确定元素的分带序列。如图2-27，Ag在分带序列中应位于Co的前面。,举例：,（2）计算法,一般比较常用的方法是C.B.格里格良提出的方法。,步骤1：数据的标准化,由于表17-4中的数据不在相同或相近数量级，需要标准化。这时采用格里戈良的方法，将低含量元素的数值人为地扩大

41、n个数量级(每个数据乘以标准化系数KH,KH的值为110n),使所有元素的最大值处于同一数量级内。标准化后的数据见表17-5。,步骤2：计算元素的分带指数值,以表17-5中各元素的标准化数值除以表格最后一栏的线金属量值，得到元素的分带指数值（表17-6）。,步骤3：计算元素的变异性指数值G。 变异性指数G=DmaxDi （i=1，2，n） Dmax为某元素的分带指数值最大值；Di为某元素的分带指数值（不考虑分带指数最大值所在中段）；n为中段数（不考虑分带指数最大值所在的中段）。 步骤4：计算变异性指数梯度差G。 G=G上-G下 （或G下-G上 ）。 G上表示分带指数最大值所在中段以上的变异性指

42、数值；G下表示分带指数最大值所在中段以下的变异性指数值。,步骤5：确定元素的分带序列。 （1）当两个以上的元素分带指数最大值同时位于剖面的最上中段或最下中段时，可以用变异性指数G来进一步确定它们的相对位置。 表17-6中，As和Sb的最大值同时位于剖面的最上中段（地表），可求G值： GAs=0.1480.00560.1480.0360.1480.04=34.22 GSb=0.5740.0560.5740.1840.5740.139=17.4 计算结果GAsGSb值，说明自地表向下的变异性指数As的大于Sb的，反映出As比Sb更具有向上富集的趋势。因此在分带序列中，As应排在Sb的前面。,（2）

43、当两个以上的元素分带性指数最大值同时位于剖面的中部中段时，可以用变异性指数梯度差G来进一步确定它们的相对位置。 表17-6中，Cu和Bi的最大值同时位于剖面的中段（中部），可求G值： GCu上=0.1580.0710.1580.084=4.11 GCu下=0.1580.156=1.01 GCu= GCu上- GCu下=4.11-1.01=3.1 GBi上=0.2110.0280.2110.061=11.0 GBi下=0.2110.177=1.19 GBi= GBi上- GBi下=11.0-1.19=9.81 在同一中段内，某元素的G上-G下 大说明该元素倾向于向下富集，反之亦然。由于GBi G

44、Cu，所以Bi相对于Cu更易于向下富集，在分带序列中Bi应排在Cu的后面。 最后分带序列应该是AsSbPbCuBiMo,第七节 岩浆矿床原生晕,岩浆是一种含有多种金属元素，富含挥发组分的硅酸盐熔融体。由于岩浆的结晶分异作用和熔离作用形成了相应岩浆矿床的原生晕。 一、岩浆分结矿床的原生晕 岩浆结晶分异作用的最终结果是在岩浆底部富集金属矿物，当集中部分达到工业要求时便成了矿体。而比母岩高得多但又不够工业品位的地段即为原生晕。,如，与超基性岩有关的铬铁矿的原生晕，其指示元素为Cr、Ni、V、Ti，这些元素含量增高的地段则指示可能有铬铁矿。这类矿床原生晕的规模一般较小，有时距矿体只有几米时才能发现。与

45、超基性岩有关的铬铁矿往往还伴生有硫化物，如西藏罗布莎铬铁矿中出现了斑铜矿，于是出现了Cu、Zn元素的异常。 攀枝花钒钛磁铁矿产于辉长岩中，其矿体上部、中部和下部的指示元素不一样：上部为Y、Sc、Ga、Ba、Ti；中下部为V、Ni、Co、Mn、Cu；矿体底部为Cr；这可能是重力分异的结果。,二、岩浆熔离矿床的原生晕 岩浆侵入地壳后，由于温度、压力、氧逸度等物理化学条件的变化，原来成分均一的岩浆自动地分为两种互不混溶或混熔程度有限的熔体，这种过程称为熔离作用。 熔离作用常常发生在金属硫化物、氧化物与硅酸盐熔体之间。最新研究成果显示，熔离作用常常发生在岩浆房的顶部，新岩浆的注入或新热量的加入，金属元素将在不同相间进行