17第六章水-岩化学作用与水介质中元素的迁移2讲解.ppt

第六章 水-岩化学作用 第6章水-岩化学作用和水介质中的元素迁移 （Part Ⅱ） 6.4 元素迁移过程介质性质和条件的判断 6.4.1 成岩成矿温度的确定 6.4.2 成岩、成矿压力的测定 6.4.3 成矿介质酸碱性的确定 6.4.4 介质的氧化还原环境的确定 6.4.5 介质成分的确定 6.4.1 成岩成矿温度的确定 1 矿物对地质温度的指示 ① 矿物同质多相转变是在一定温度（压力）下进行的. ② 矿物固熔体分解指示一定的温度 ③晶形也常常反映形成时的温度和成分 2. 矿物气液包裹体测温 均一法测温 爆裂法测温 3 矿物对微量元素分配系数温度计 4 矿物对同位素分馏系数温度计 5. 矿物测温研究的意义 ①矿液运移方向确定 ②研究元素富集机制 6.4.2 成岩、成矿压力的测定 1. 气液包裹体测压 2. 微量元素地质压力计 3. T-P 之间的热力学计算 6.4.3 成矿介质酸碱性的确定 1. 应用某些已知矿物形成时介质酸碱度范围作指示 高岭石 酸性和弱酸性介质中 蒙托石 碱性环境中 2 根据矿物交代关系判断介质酸碱度变化趋势 原理：溶液酸性的增高，将有利于较强的碱被较弱的碱所交代；反之，溶液酸性降低，则引起较弱的碱被较强的碱所交代 当矿物发生交代时，溶液酸碱性的变化趋势。 确定矿物酸碱性强弱的方法： 一是周期表元素的周期律； 二是矿物中常见络阴离子的酸性强弱 例：钾长石 (KAlSi3O8)被钠长石 (NaAlSi3O8) 交代，（阳离子发生交代，阴离子不变），橄榄石Mg2[SiO4]被蛇纹石Mg6[Si4O10](OH)8]交代（阴离子发生交代，阳离子不变） 根据以上原理和方法，请判断发生这两种矿物交代作用时，溶液酸碱性变化趋势。 3. 通过热力学计算来编制pH-Eh图解 4. 矿物包裹体测定pH值 6.4.4 介质的氧化还原环境的确定 1 利用含有变价元素的矿物及矿物组合来判断介质的氧化还原环境 现象： ①早世代赤铁矿（αFe2O3）完好的晶形边缘被磁铁矿交代（保持赤铁矿晶形的磁铁矿）； ②晚世代赤铁矿切穿了磁铁矿。 分析讨论： 从早到晚介质的氧化还原条件变化： 早期Fe3+（赤铁矿）形成时，环境氧化，磁铁矿（ Fe2+、 Fe3+）交代时，介质趋于较还原 ； 晚期环境又变得氧化了Fe3+（赤铁矿）。 6.4.5 介质成分的确定 1. 根据矿物及其组合的化学成分推测成矿溶液的成分 (定性) 。 2 矿物气液包裹体成分测定(液相成分+气相成分) 实 例 分 析 1、从原岩→强蚀变岩 K+含量增加， 显示了成矿热液中K+ 大量析出， 致使溶液碱度降低， 向着弱酸性转变(pH:5.14~5.03) 分 析 2、而Fe2+、 Mg2+从原岩到强蚀变岩急剧减少， Fe2+ （ Mg2+ )转入热液，从而增强了溶液的还原能力，同时为金的主要载体黄铁矿的形成提供了充足的Fe2+、促使金络合物的急剧分解及金的沉淀： 2[AuS]-+2Fe2+→FeS2（黄铁矿）+Au0（自然金）+Au+ 分 析 3、随着减压沸腾，CO2等挥发分大量进入溶液，可迅速减低各种络合物的溶解度，有利于金等元素的沉淀。 6.5 水-岩化学作用的实例(自学) 6.5.1 风化过程中的水-岩化学作用 6.5.2 沉积地球化学作用 6.5.3 高温水-岩化学作用 6.5.1 风化过程中的化学作用 风化作用是在地球表面进行的，是岩石圈、水圈和生物圈之间复杂的物理化学作用的综合。风化作用发生在常温常压下,风化作用对人类来说意义重大。风化形成了土壤：红土、黄土、黑土等。同时也改变地下水、地表水和岩石的化学性质。 6.5.1 风化过程中的水-岩化学作用 6.5.1.1 影响风化作用的因素 6.5.1.2 风化壳的分带及硅、铝、铁的分异演化 6.5.1.3 硫化物矿床的表生氧化作用 6.5.1.4 土壤 6.5.1.1 影响风化作用的因素 1、母岩的化学成分和矿物的耐风化能力； 2、环境条件（气候条件） 6.5.1.2 风化壳的分带及硅、铝、铁的分异演化 1 风化壳的形成和风化壳发育的阶段性 2 红土化过程中硅、铝和铁的化学演化 1风化壳的形成和风化壳发育的阶段性 ①风化壳形成 ② 风化壳发育的阶段性和分带性 1） 矿物化学风化的阶段性 钾长石→绢云母→水云母→高岭石； 辉石→角闪石→绿泥石→水绿泥石→蒙脱石→多水高岭石→高岭石； 黑云母→蛭石→蒙脱石→高岭石。 2） 风化壳阶段性和分带 2）风化壳阶段性和分带 剖面由上至下： A风化残余带，难溶的铁、锰、铝的氧化物，pH＜5； B未完全风化带或硅铝岩（黏土矿物）带 C半分解带和部分淋滤的基岩 2 红土化过程中硅、铝和铁的化学演化 硅酸盐风化典型反应: