礦床地球化學

礦床地球化學

礦床地球化學geochemistry of ore deposit 研究礦床的化學組成、化學作用和化學演化的學科。地球化學的一個分支。它為礦產的尋找、評價、開發利用服務。將礦床的形成與成礦元素的地球化學行為結合起來,作為統一的成礦過程來研究。 隨著礦床地球化學研究的開展,在理論指導找礦、合理開發利用礦產資源和對成礦作用的認識等方面取得了顯著進展。

  • 中文名稱
    礦床地球化學
  • 英文名
    geochemistry of ore deposit
  • 類別
    地球化學的分支之一
  • 概述
    研究礦床的化學組成、作用和演化
  • 綜合介紹
    服務礦產的尋找、評價、開發利用
  • 主要成果
    礦床的多成因論、有機聯繫

簡介

①指導找礦

20世紀70年代末期,人類找礦史上的突破性成就--南澳大利亞超大型銅-鈾-金奧林匹克壩礦床的發現,歸功於玄武岩經環流淋溶可以形成銅礦的理論和重磁地球物理方法的結合。地球化學理論結合地質背景的分析還可以得出某些礦床類型不利於在一定環境中發育的結論。如70年代中國尋找富鐵礦高潮中,塗光熾提出,中國地質環境不利於形成和保存在太古宇-下元古界貧鐵礦基礎上發育風化殼型富鐵礦的看法。這有助於開拓合理的找礦思路。

②合理開發利用礦產資源

元素共生、元素分配和賦存狀態研究是礦石綜合利用的基礎。如鉑族元素與層狀基性雜岩的密切關係使人們發現了兩處經濟價值巨大且單獨存在的鉑族元素礦床(南非和美國西部斯蒂爾沃特)。

③對成礦作用的新認識與理解

許多礦床是長期、多期、複雜成因的產物。不少礦床的成礦歷史中既包括了同生作用,又有後生作用;既是內生成礦,又是外生成礦。這是傳統的礦床單一成因論所不能解釋的。比如,白雲鄂博稀土-鐵-鈮礦床有長期複雜的成礦歷史。大約15億年前,這裡有稀土-鐵建造的形成,3億年前的偏鹼性岩漿活動給它帶來了鈮和部分稀土。另外,一些成礦作用本身也是複雜的、多種多樣的。如花崗岩類的成礦作用除岩漿期後氣液的成礦作用外,花崗岩類的其他成礦作用包括:已固結的花崗岩類經熱水淋溶,某些元素因此富集成礦,如華南花崗岩型鈾礦;花崗岩類的侵入導致被侵入地質體中的某些元素活化轉移成礦,如相當一部分產於華北太古宇綠岩帶中的金礦圍繞顯生宙花崗岩體分布,後者可能是金的活化因素;某些沉積礦床被後期花崗岩類疊加後,物質組成改觀,如湖南棠甘山原生沉積碳酸錳礦受後期花崗岩影響,局部形成硫化錳礦床;花崗岩型風化殼礦床,如高嶺土礦。20世紀末21世紀初,礦床地球化學家將關注下列一些領域:低溫地球化學;超大型礦床形成的地球化學機理;成礦模式研究,必須討論模式中的元素共生組合機制、物質來源和物理化學條件;現代海底成礦作用和深部成礦作用;水-岩作用在成礦中的意義。

新生長點

礦床地球化學學科的發展,目前出現了一些對整個學科起帶動作用的新生長點:

礦床形成的多成因論

1.礦床形成的多成因論,既指某一類型礦床的形成,在成礦物質來源,成礦作用和成礦過程等方面不是單一的,而是多成因的。這一認識已引起國內外礦床地球化學界公認,過去認為成因比較單一的礦床類型有可能是多成因的,如銅鎳化物礦床、矽卡岩與矽卡岩礦床及花崗岩的成礦作用等;

有機聯繫

2.金屬礦床、非金屬礦床、鹽類礦床、煤、石油、天然氣等礦產資源之間存在著有機聯繫。長期以來,地學界對金屬礦床、非金屬礦床、煤、石油、天然氣等礦產資源分別是由不同部門、按不同專業分別進行研究的(除油氣外),很少考慮它們之間還存在什么內在的有機聯繫。這種分割處理的局面在我國表現更為突出,事實上它們之間的地質特徵、研究方法的確有明顯差別。但現在從不同角度進行研究,發現在金屬礦床、非金屬礦床,鹽類礦床、煤、石油、天然氣等礦產資源之間相互存在著有機聯繫。隨著時間的推移、研究工作的深化,更多的、非表面的聯繫將會不斷被發現;

演化的特點

3.成礦作用具有演化的特點,總的演化趨勢是由簡單到複雜,既在地質歷史早期,成礦作用本身及所涉及元素與成礦物質較簡單、較少,隨著時間的推移就變得愈加複雜和多樣化。

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