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应用地球化学

地球化学旋回:元素的演化是以元素的赋存介质的变迁实现的,地幔物质分异出来的岩浆及地壳物质重熔形成的岩浆上升,结晶形成岩浆岩,经构造运动隆升到地表或近地表,进入表生环境,遭风化,剥蚀搬运到湖海盆地沉积成岩,沉积岩经沉降或俯冲到地表深处,发生变质或部分重熔而形成新的岩浆,构成一个大的旋回。

不相容元素:指那些在结晶分异过程中倾向于向残余流体相中聚集的元素相容元素:指容易进入结晶而在残余流体相中迅速降低的元素亲石大离子元素:不相容元素因其离子半径大,电荷高而不易进行类质同象置换的元素。

K,W,LREE元素的亲和性:地球化学上把阳离子有选择地与阴离子结合的倾向性元素的亲和性(戈尔德施密特分类,根据元素的共生规律划分的):亲铁元素:集中于铁——溴核中的元素。

Au,Mo,Ni亲硫元素:与硫亲和力强易溶于硫化铁熔体中的元素。

Cu,Ag,Zn,Fe亲氧元素:易溶于硅酸盐熔体的元素。

Li,Na,K,Rb亲气元素:具有挥发性或易形成挥发性化合物,主要集中在气体中。

H,C,H,O亲生物元素:生物圈中富集于有机物中元素。

H,C,N,Cl地球化学异常:异常现象,异常范围,异常值地球化学省:在地壳的某一大范围内某些成分富集特征特别明显,该区不止是一两类岩石中该元素丰度特别高,该种元素的矿床成群出现历史演化中元素的矿产出现率较高的叫地球化学省,它的实质就是一种地球化学异常,是以全球地壳为背景的规模巨大的一级地球化学异常。

地球化学场:元素的时空分布,把地球化学指标在三度空间和时间上的分布于演化称为地球化学场,具体某一时刻定位于三度空间上的地球化学指标值。

地球化学环境:元素在地球化学系统得以保持平衡的各种物理化学条件的综合。

原生环境:指天然降水循环面以下直到岩浆分异作用和变质作用发生的深部空间的物理化学条件的总和。

次生环境:指地表天然水,大气影响所及的空间所具有的物理化学条件的总和。

克拉克值:又称地壳元素丰度,指地壳中化学元素的平均含量。

造岩元素:元素含量分布是不均匀的,O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg元素之和占99%以上称为造岩元素。

常量元素:元素的地壳丰度大于1%的叫常量元素。

少量元素:元素的地壳丰度在0.1%-1%的叫少量元素。

微量元素:元素的丰度小于0.1%。

相对丰度:(浓度克拉克值)化学元素在某一局部地段或某一地质体中的平均含量与地壳丰度之比叫相对丰度。

矿石浓度系数:矿床作为一种特殊的地质体,以矿石平均品位与该元素地壳丰度值之比。

最低浓集系数:最低可采品位与其地壳丰度之比克拉克值:地壳元素丰度是指地壳中化学元素的平均含量。

碱金属元素:Li、Na、K从超基性岩-基性岩-中性岩-花岗岩-正长岩逐步增高,最高含量都在正长岩,次高含量在花岗岩中。

与超基性岩比较正长岩中相对富集程度可达数十倍,数百倍,最高甚至达数千倍以上,因此偏碱性岩中碱金属元素丰度最高。

稀土元素:La、Ce、Pr等,具有与碱金属元素相似的分布特点,向偏碱性岩中富集的趋势很强。

其余亲氧元素:Si、Be、Sn等含量从超基性岩、基性岩、中性岩至花岗岩明显增高,最高含量在花岗岩中。

富集程度从数倍、数十倍、数百倍至数千倍以上;从花岗岩想正长岩这些元素的含量略有降低。

Pb在岩浆岩中的积累与放射性元素U、Th的丰度有关。

Al、B、P偏离上述规律,最高丰度出现在中性岩中。

亲铁元素:Fe、Mn明显从超基性岩-基性岩-中性岩至酸性岩降低,最高含量在超基性岩。

与酸性岩比较,这些元素在超基性岩中的富集程度由数倍至百倍。

亲氧元素中的Mg具有与上述元素十分相似的分布特点。

亲硫元素Au也有相似但较为微弱的分布趋势,这与Au 的原生亲铁性不无关系亲硫元素:Cu、Zn、Ag和碱土金属Ca以及过渡元素V、Ti、Sc最大的丰度不在超基性岩中而在基性岩中,并且除Ca、Sr、Zn向偏碱性岩中有增高外,其余元素皆降低。

卤族元素:总的趋势向偏碱性岩石增高。

但不同元素略有差别;F、Cl的最高丰度出现在正长岩中,与K、Na变化趋势相同;而Br则在中性岩和在高钙花岗岩中最丰富,与Al相似;I无明显变化规律。

元素的赋存形式:1.矿物形式2.非矿物形式:1超显微非结构混入物2类质同象结构混入物3胶体或离子吸附状态4与有机质结合的形式任何矿床,在其赋存的基岩中或矿床进入飙升带后在地区表层系统中都存在一系列的地球化学异常,构成地球化学异常谱系。

指示元素:就是天然物质中能够提供找矿线索和成因指示的化学元素。

异常的形成机制和表现形式:1.矿体周围的原生晕,虽然多数元素的一场是紧紧保卫矿体的,但又有同心和离心之分,有的元素的一场甚至并不包围矿体而是远离矿体,呈离心异常。

2.引起地球化学异常的原因,除矿体外,还可以由其他地质体引起3.对于各种次生异常来说,矿体附近的元素高含量带是由矿体的成矿物质分散造成的;而对于原生晕来说,高含量带的形成,主要是由元素的扩散作用造成热液矿床原生晕,也可以是浓集作用形成4从地球化学异常的表达形式来说,除了需要在平面上或从三度空间的角度来描述外,有事止血在剖面上变现出来,这是就不可能用“晕”来描述。

地球化学异常分类:1形成的环境条件:内生异常:在内生地质作用中形成的异常;表生异常:在表生作用下形成的异常。

2.根据异常与矿体形成的相对时间关系:原生异常:至于矿体同时形成于基岩中的异常,未遭受破坏搬运;次生异常:是矿体以及原生晕在表生条件下招收破坏以后,元素再次迁移、分配而形成的地球化学异常。

3.根据异常与其赋存介质形成的相对时间关系:同生异常:异常物质与其赋存介质同时形成;后生异常:异常物质在其所赋存的介质形成之后以某种方式带入而形成的异常。

4根据异常赋存的介质特征分为:岩石地球化学异常、土壤地球化学异常水系沉积物地球化学异常、水文地球化学异常、气体地球化学异常、生物地球化学异常。

地球化学找矿的基本原理:就是通过系统采集地球表层系统中某种天然物质,分析其中化学元素或其他地球化学指标的空间分布,发现异常,并研究异常与矿体的可能成生联系,最终追索并找到矿体。

地球化学找矿的优势:1.见微知著,是一种显微找矿技术。

2.不受覆盖限制3.竞技、快速是化探方法的根本特点4.与物探找矿方法想必具有直接性岩石地球化学异常中安有特殊的地位原因:1.各类矿床的岩石地球化学异常最全面第保留了成矿时的地球化学信息。

2.岩石地球化学异常是各种类型次生地球化学异常物质来源的组成部分。

3.当前陆地上的找矿中国的发展趋势是寻找厚覆盖地区音隐伏矿和浅覆盖区以及开采矿山深部的盲矿。

热液迁移、运动的动力学因素,主要是渗滤作用和扩散作用。

渗滤作用:是热液在压力梯度的作用下,元素通过溶液沿岩石裂隙系统整体、自由地流动迁移过程中,由于化学和物理化学的作用,溶液在所流经的围岩裂隙中留下了矿液活动的痕迹-矿体和原生晕。

扩散作用:是在体系中存在浓度梯度的条件下发生的。

它是指一个体系的不同部位内,如果某元素的浓度不同,则该元素的质点将自动从高浓度处向低浓度处迁移,直到各处浓度相等为止。

热液矿床原生晕的影响因素:1.元素自身的地球化学性质2.含矿热液本身的性质3.构造裂隙4.围岩性质原生晕分为:前缘、尾部、上盘、下盘、侧向。

前缘晕:是矿液在离开主要沉积成矿地点后,残余矿液继续沿通道系统前进时形成的异常。

后尾晕:是矿液在尚未达到沉积成矿地点之前,在通道中及其附近形成的异常。

原生晕外部形态的类型:1.线状异常2.带状异常3.等轴状异常4.不规则状异常原生原的分带性包括浓度粉黛和组分分带浓度分带是同一组分的含量自矿化中心或异常中心向外有规律变化。

浓度分带不仅只是了找矿方向,而且有无浓度分带还是区别矿致异常与非矿异常的标志分散矿化的原生晕的特点:1异常规模较小2.没有明显的元素浓集中心,浓度分带不明显,表现为一系列互不相关的异常带3.元素组合相对比较简单4.不具有明显的指示元素垂直分带性,在不同的浓度上都有矿上元素和矿下元素的出现。

岩浆矿床的原生晕是通过结晶分异和熔离作用形成地表疏松的覆盖物包括了残坡积物、冰积物、湖积物、风积物、洪积物以及有机覆盖物表生作用:是指一种处于一个温度压力低,以含有二氧化碳和多组分水为介质的物理化学综合环境的作用。

次生矿物:表生作用的结果导致致密的岩石物质松懈瓦解直至被分解,抗风化的一些原生矿物残留下来,同时形成大量适应新环境的新矿物。

土被:残留原生矿物与新生矿物一起形成了覆盖于岩石上的疏松层。

成壤作用:土被在物理,生物的继续作用下,形成具有垂直层位序列的土壤。

地球化学景观:所有影响表生作用的外部因素的总和。

景观地球化学:研究化学元素在各种景观条件下迁移沉淀的规律。

常见的原生矿物:自然金,铂钯矿,锡石,铌钽铁矿,洛铁矿及绿柱石。

此生矿物:1黏土矿物(1)1:1型,由一层四面体芯片与一层八面体芯片构成(2)2:1型,两层四面体芯片夹一层八面体晶片吸附阳离子的一般顺序:Li<Na<K<Rb<Cs<Mg<Ca<Ba<H2铁锰氧化物铁帽:指含铁硫化物,氧化物风化后形成的铁的含水氧化物土状或结核物质。

土壤剖面:A0:垫积层A1:腐殖层A2:淋溶层B层:淀积层C层:母质层D层:未风化基岩第四章设计书的编写程序1资料收集2选区踏勘3方法试验4编写设计(1)目的任务(2)工作依据(3)工作方法与技术要求(4实施方案(5)人员编制,准备经费预算(6)预期成果采样单元用一定密度的均匀样点控制整个研究区,把研究区按一定面积分割成若干小的单元。

矿产资源地球化学调查的采样布局1区域化探2化探普查3化探详查检出限:某一分析方法或分析仪器能可靠的测试出样品中某一元素的最小质量.噪音:仪器内部一系列偶然因素而引起的观测值的变动.分析灵敏度:指某一分析方法在一定条件下能够可靠的检测出的相对最低含量.精确度:指某一样品在同一条件下多次观测,各次观测值彼此接近的程度.准确度:指样品分析含量值与样品的真实含量的接近程度.地球化学标准样:标准参考物质是国家标准局或高级实验研究机构联合研制发行的,化学组成经过多家研究机构实验室,多种方法多次精密测量,化学组成均匀,稳定的一组样品.随机误差;它是采样,制样,分析过程和仪器工作过程中的偶然误差因素引起的误差.系统误差:它是由规律因素造成的误差,包括正向和负向的偏离.地球化学样品分析特点1.采集样品数量大2.分析项目多3.样品性质多样4.元素含量变化大误差来源分析偶然误差既影响分析的准确性,也影响分析的准确度,且以后者为主.而系统误差则主要影响分析的准确性.系统误差有两种表现形式.第一种是系统的相差一个倍数,往往由于共组曲线的斜率变化导致.第二种是系统的相差一个常数,往往由于工作曲线平移造成.多变量数据处理的目的:1缩减变量.2进行分类,要求最大限度的利用已有信息使分类的错误率最小.3揭露相互关系,以便利用这些关系进行预测或估算别的变量相关分析:按变量的性质可分为正态与非正态两类;按变量间关系的性质,可分为线性与非线性二类;按涉及变量的多少,可分为二元及多元等.聚类分析:聚类分析是一种根据数字特征进行分类的方法,不受研究对象的了解程度的限制,而且所得的结果是一张树枝状系谱图,可以根据问题的性质与资料的多少,选择不同的相似性水平,做出合理的分类和解释. 谢尔巴科夫用元素的向心力和离心力描述这种像地球外圈层贫化或富集的趋势:(1)向心元素:陨石成分最高,Mg,Cr,Fe,Co,Hi(2)最弱离心元素:玄武岩成分最多,P,Ca,Zn(3)离心元素:页岩最多,Li,Rb,Cs(4)弱离心元素:Te,Bi,Mo(5)最强离心元素当属在水圈和大气圈中富集的元素地壳元素丰度在应用地球化学研究中的作用:(1)衡量研究区化学元素富集或负化的程度(2)作为选择分析方法灵敏度的依据(3)判断特殊地壳化学过程(4)作为矿产资源评价预测的基本资料沉积岩分为碎屑岩、泥质岩和化学沉积岩三个类型1.碎屑岩:由于碎屑岩主要是由抗氧化的矿物组成、石英、长石是碎屑岩的主要成分。

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