文章编号:100923850(2007)0420099207
青海纳日贡玛始新世—渐新世含矿斑岩体地球化学特征
周 伟1,王玉德2,曹德智2,王毅智2,王永文2
(1.中国建材地质勘查中心陕西总队,陕西西安 710003; 2.青海省地质调查院,青海西宁
810012)
收稿日期:2007204215
第一作者简介:周伟,1955年生,高级工程师,长期从事地质调查及矿产勘查工作。 资助项目:中国地质调查局1∶25万治多县,杂多县幅区域地质调查。
摘要:纳日贡玛一带的始新世—渐新世斑岩体多以不规则小岩株形式产出,由二长花岗斑岩组成;岩石化学类型为亚碱性的富钾钙碱性系列,S iO 2、Al 2O 3、K 2O 、
Na 2O 、LREE ,Sr 、Rb 、Ba 、Th 、Ce 、M o 、Cu 、Au 、Ag 含量高,CaO 、T iO 2、HREE 、Y 、Y b 、Cr 、Sc 、C o 、Ni 亏损。稀土分馏明显,Eu 异常不明显。斑岩源岩为壳源,有洋壳物质的混染;其形成模式为陆内俯
冲导致软流圈上涌,并向下地壳注入诱发下地壳物质熔融产生岩浆。关 键 词:纳日贡玛;始新世—渐新世;斑岩,地球化学;青海中图分类号:P594+11
文献标识码:A
1 前 言
青藏高原南部的3个构造2岩浆带中发育斑岩铜矿———玉龙成矿带、冈底斯成矿带和班公湖成矿带。玉龙成矿带北起青海纳日贡玛,南至西藏芒康,长300km ,其中有色礼、色错、马拉松多、玉龙和夏日多斑岩铜矿,研究程度较高的是玉龙和马拉松多斑岩型铜矿。玉龙斑岩矿矿化类型依次为斑岩型2夕卡岩型2中低温热液型,成矿元素依次为钼、铜、铁、铅、锌,钼矿体主要产于斑岩体内。玉龙、马拉松多等斑岩体侵位和矿化都是多期次的,其主要成矿斑岩体侵位年龄值为40～35Ma 。冈底斯成矿带东西长约240km ,南北宽35km 左右,代表性的矿床(点)有吉如、白容、冲江、厅宫、驱龙和甲马等,矿化类型依次为斑岩型2矽卡岩型为主,部分为矽卡岩型或中低温热液型,成矿元素依次为铜、铅、锌及金。其中的斑岩侵位年龄值为20～12Ma 。班公湖成矿带为一个神秘的处女带,包括有位于改则西北的多不杂铜金斑岩矿[1],该带与伊朗2巴基斯坦成矿带相接,后者有
著名的伊朗萨尔切什梅和巴基斯坦赛恩达克斑岩铜矿。
纳日贡玛斑岩型铜钼矿位于玉龙成矿带北端,其所处的构造位置为羌塘2昌都陆块北缘活动带,北部为松潘2甘孜褶皱带,西金乌兰2金沙江构造带被认为是中生代俯冲碰撞带,俯冲极性向南[2,3],纳日贡玛斑岩型铜钼矿位于西金乌兰2金沙江构造带南侧。前人在该带南部见有一定数量的斑岩体,因此,在这个构造带寻找类似的矿床是很有希望的。纳日贡玛斑岩铜钼矿床为青海省境内惟一一个斑岩型铜钼矿床,通过多年的地质勘查工作已确定为一个中型铜钼矿床。
2 纳日贡玛斑岩体的地质特征
纳日贡玛斑岩体一般面积很小,多为小于1km 2的不规则状小岩株,出露于纳日贡玛、陆日格及亨赛青一带,其中以出露于纳日贡玛的斑岩体研究较为详细,主要分布于格龙涌上游的纳日贡玛地区,长约2km ,宽约1km ,长轴走向为NNE ,向北有两个分支,
第27卷第4期2007年12月 沉积与特提斯地质 Sedimentary G eology and T ethyan G eology
V ol.27N o.4
Dec.2007
最大长度1.85km (图1)。纳日贡玛斑岩体呈小岩株侵入下中二叠统尕笛考组内的海相中基性火山岩中[4]。2.1 岩石特征及矿化
纳日贡玛斑岩体的主体为二长花岗斑岩(图2),呈灰色、淡肉红色,具斑状结构。基质为花岗结构、半自形—它形粒状结构。斑晶由巨斑晶和一般斑晶组成,巨斑晶粒径为1～
4cm ,含量为11%左右,以钾长石为主,有部分斜长石;一般斑晶粒径为1～3mm ,含量为15%～20%,以石英、斜长石、黑云母为主。基质为细晶粒状,粒径为0.1mm 左右,由钾长石、石英、斜长石和黑云母组成,具有较典型的花岗结构。岩石中副矿物有磷灰石、榍石、锆石、金红石、褐帘石及磁铁矿等。
主岩体西侧有规模较小、生成时代稍晚的浅色细粒花岗斑岩,呈白色
、灰白色,具斑状结构,基质为
图1 纳日贡玛斑岩体地质略图
Q 4.现代冰川、冰碛、冲积;βa.青盘岩化玄武岩;βb.黄铁矿化玄武
岩;βc.矽卡岩化玄武岩;γπβa.硅化绢云母化花岗斑岩;γπβb.硅化高岭土化花岗斑岩;γ
πβ.花岗斑岩;γπ.细粒花岗斑岩;δμ.闪长玢岩;
γδμ.花岗闪长斑岩。1.钼矿体;2.铜矿体Fig.1 G eological map of the Narig ongma porphyry Q 4=m odern glacial ,till and alluvial deposits ;βa =propylitized
basalt;βb =pyritized basalt ;βc =skarnized basalt ;γπβa =silicified 2sericitized granite porphyry ;γπβb =silicified 2kaolin 2ized granite porphyry ;γ
πβ=granite porphyry ;γπ=fine 2grained granite porphyry ;δ
μ=diorite porphyrite ;γδμ=granodiorite porphyrite.1=
m olybdenum orebody ;2=copper orebody
图2 纳日贡互斑岩QAP 图解
2.碱长花岗岩;3a.花岗岩(钾长花岗岩);3b.花岗岩(二长花岗
岩);4.花岗闪长岩;5.英云闪长岩;6.碱长花岗岩;7.石英正长岩;8.二长岩;9.二长闪长岩;10.闪长岩
Fig.2 QAP diagram of the Narig ongma porphyry 2=alkali 2feldspar granite ;3a =granite (m oyite );3b =granite (adamellite );4=granodiorite ;5=tonalite ;6=diorite ?;alka 2li 2feldspar granite ?;7=quartz syenite ;8=m onzonite ;9=m onzodiorite ;10=diorite
显微文象结构、半自形粒状结构。
斑岩型多金属矿化在空间形态上,出现岩体、蚀变带、矿化带的同心环状分带展布的特点,蚀变带分带十分显著(图3)。鲁海峰等(2006)认为纳日贡玛矿区具面型蚀变特征,从斑岩体至围岩有环带状分布的趋势,具有较强的硅化2绢云母化2黄铁矿化带,高岭土化2黄铁矿化带,黄铁矿2青盘岩化带,表现为典型斑岩型铜钼矿床蚀变特征[5]。2.2 斑岩体岩石化学特征
纳日贡玛斑岩的常量元素(表1):SiO 2为67.69%～69.50%,T iO 2为0.4%～0.5%,Al 2O 3为
14.68%～15.46%,含量较高;CaO 为2.21%～2.76%,Fe 2O 3为0.56%～1.37%,FeO 为1.63%～2.27%,P 2O 5为0.15%～0.21%,MnO 为0.04%～0.063%,含量较低;Na 2O 、K 2O 含量高,Na 2O +K 2O
为7.47%～7.74%。岩石里特曼指数σ为2.17～
2.36,碱指数AR 为2.40～2.63,DI 分异指数为80.23～87.58,分异指数很高。按巴尔巴林(Bar 2barin )分类方法,纳日贡玛斑岩岩石属于亚碱性的高钾钙碱性系列(图4,图5)。
纳日贡玛斑岩与玉龙铜矿斑岩及冲江铜矿斑岩
01沉积与特提斯地质(4)
图3 纳日贡互斑岩体的蚀变分带示意图
Qg.现代冰川;sb +ls.板岩夹灰岩;α.安山岩;β.玄武岩;
γπβ.粘土化、硅化、绢云母化花岗斑岩;γπ.花岗斑岩;δμ.闪长玢岩。1.黄铁矿化青盘岩化范围;2.青盘岩化范围;3.矽卡岩化范围;4.角岩化范围
Fig.3 Z onation of the alteration in the Narig ongma porphyry Qg =m odern glacier ;sb +ls =slate intercalated with limestone ;
α=andesite ;β=basalt ;γπβ=argillic ,silicified and sericitized granite porphyry ;γ
π=granite porphyry ;δμ=diorite por 2phyrite.1=extent of pyritization and propylitization ;2=extent of propylitization ;3=extent of skarnization ;4=extent of horn 2feldsization
图4 岩石硅碱图
Ε冲江;○玉龙;+纳日贡玛;◇土屋;△延东
Fig.4 S iO
22alkali diagram of the Narig ongma porphyry
ΕChongjiang porphyry ;○Y ulong porphyry ;+Narig ongma
porphyry
;◇T uwu porphyry ;△Y andong porphyry
相比(表1),SiO 2、Al 2O 3含量相近,T iO 2、Fe 2O 3、Na 2O 、
MnO 、CaO 、P 2O 5含量略微高;K 2O 、FeO 含量略微低;与土屋2延东铜矿斑岩相比,SiO 2含量相近,T iO 、FeO 、MnO 、CaO 、K 2O 、P 2O 5含量高,Al 2O 3含量稍低,Na 2O 偏低。岩石化学组成与玉龙和冲江斑岩很相近,与土屋延东铜矿斑岩有明显的差别。纳日贡玛斑岩的标准矿物与冲江和玉龙斑岩较为一致,而与土屋2延东铜矿斑岩有差别。利用标准矿物来进行岩石分类见图6。利用岩石化学元素成分可以对
图5 岩石AF M 图解(图例见图4)
Fig.5 AF M diagram of the Narig ongma porphyry (symbols as
in Fig.4)
图6 岩石Q 2ANOR 图解(图例见图2和图4)
Fig.6 Q 2ANOR diagram of the Narig ongma porphyry (symbols as in Figs.2and 4)
1
012007年(4)青海纳日贡玛始新世—渐新世含矿斑岩体地球化学特征
表1 斑岩常量元素(w B /%)及部分指数
T able 1 Major element contents (w B /%)and some index for the porphyry from some copper deposits 纳日1
纳日2
纳日3
纳日4
冲江
玉龙
土屋
延东
S iO 269.2669.8367.9969.0169.568.968.
2170.12T iO 20.50.400.430.450.360.350.370.27Al 2O 314.6815.0314.8715.4614.2714.9517.0815.59Fe 2O 1.370.73 1.280.560.51 1.160.6 1.31FeO 1.63 2.19 2.25 2.270.86 1.44 1.130.87MnO 0.0630.040.040.040.020.070.030.03M gO 1.130.9 1.04 1.00 1.090.79 1.350.93CaO 2.76 2.75 2.21 2.65 1.73 2.83 1.56 2.05Na 2O 3.78 3.75 4.20 3.75 3.91 3.32 4.89 5.6K 2O 3.77 3.99 3.48 3.72 5.02 4.522 1.22P 2O 50.150.20.210.210.140.110.120.08H 2O 0.420.430.990.580.960.54
LOSS 1.080.040.240.08 1.08
2.52T otal
100.7100.2899.2299.7899.8299.9899.8799.86σ
2.17 2.23 2.36 2.15 2.37
3.01 1.88 1.72AR 2.53 2.54 2.63 2.40 2.58 3.53 2.17 2.26AL K 7.557.747.687.477.848.93 6.89 6.82DI
87.58
80.29
80.2381.10
79.36
81.97
83.45
81.03
资料来源本文1∶20万区调报告
文献[1]文献[6]
岩石形成环境判别提供一定的参考标志,R 12R 2图
解可以在这方面提供借鉴,利用R 12R 2图解分析文中斑岩的大地构造位置见图7,落点均在造山晚期。纳日贡玛斑岩体的形成与区域构造背景一致,青藏高原在50～30Ma 处于造山晚期的伸展阶段。2.3 斑岩体地球化学特征
中国古生代、中生代和新生代斑岩矿床的代表性矿床如土屋、德兴、驱龙和冲江的含矿斑岩的稀土元素研究资料反映出共同的特征为右倾式,轻稀土相对富集,重稀土相对亏损,Eu 异常不明显。纳日贡玛斑岩体稀土元素分析结果表明,稀土元素特征为轻稀土相对富集,重稀土相对亏损,稀土总量稍高,REE 为(173.28～271.91)×10-6,HREE 为(4.72～11.61)×10-6,LREE 为(155.01～263.40)×10-6,Eu 异常不明显,轻稀土富集而重稀土亏损。稀土以球粒陨石为标准的配分模式为右倾式(图8)。与以冲江为代表的新生代含矿斑岩稀土配分模式较为接近,但总量稍高。与土屋2延东为代表的中生代斑岩体略有不同之处是,土屋2延东斑岩有小的Eu 负异常。
王中刚将花岗岩(1986)以岩石中Eu 异常值的
差别分为三类:一类是
δEu >0.7由基性岩浆分异形成的花岗岩类,最古老花岗岩成因与板块有关的花
岗岩属于其类,是下地壳或太古宙沉积熔融形成的;
图7 岩R 12R 2构差别图解
1.拉斑玄武岩;
2.钙碱性岩石和奥长花岗岩;
3.高钾钙碱性岩
石;4.次碱性二长岩;5.碱性和过碱性岩石;6.深熔二云母淡色花岗岩(其它图例见图4)
Fig.7 R 12R 2diagram for the tectonic interpretation of the Narig ongma porphyry
1=tholeiite ;2=cal 2calkaline rocks and trondhjemite ;3=high 2K calc 2alkaline rocks ;4=adamellite ;5=alkaline and peralkaline rocks ;6=anatectic tw o 2mica leucogranite (other symbols as in Fig.4)
二是
δEu 为0.7～0.3,此类花岗岩最为广泛,主要由上地壳经不同程度的部分熔融而形成的;三类是
2
01沉积与特提斯地质
(4)
δEu <0.3,为晚期演化阶段形成的偏碱性型花岗岩。
据其认为纳日贡玛斑岩的源岩为该分类的第一类,有洋壳混染的迹象。
表2 纳日贡玛硫稳定同位素
T able 2 Sulfur stable isotope in the N arigongm a porphyry
序号
样号
样品名称δ34
S (‰)备注
1ZK 301224黄铁矿7.502ZK 301224黄铁矿7.38重复样
3P8TC325黄铁矿7.484P8TC123黄铁矿7.165
P8TC328
黄铁矿
7.24
图8 岩石稀土配分模式图(图例见图4)
Fig.8 Chondrite 2normalized REE distribution patterns for the Narig ongma porphyry (symbols as in
Fig.4)
纳日贡玛斑岩微量元素分析结果与土屋2延东
斑岩铜矿对比表明,纳日贡玛斑岩中的Rb 、Ba 、Th 、Ce 、M o 、Cu 、Au 、Ag 富集,而Th 、Zr 、H f 含量正常,Y 、Y b 、Cr 、Sc 、C o 、Ni 含量亏损。纳日贡玛斑岩中的K 、Rb 、Th 、T a 、Ce 、H f 、Zr 、Y 明显高于土屋2延东斑岩铜矿,而Sr 、Ba 稍低,其余元素P 、T i 、Cr 含量相似。而与N 2M ORB 型相比,除P 、H f 相似,Y 、Cr 偏低外,其余元素均较高。微量元素蛛网图与具有比较典型的“三隆起”形式的大洋火山弧高钾钙碱性玄武岩相似,Rb/Sr 比值低说明斑岩均与大洋玄武岩之类的岩石有联系。
成都理工大学在纳日贡玛斑岩体中采集的包体样品和硫同位素样品,其分析结果见表2和表3。纳日贡玛铜钼矿床中的黄铁矿的硫稳定同位素值变化不大,在7.16‰～7.50‰之间变化,反映出矿化物质来源于深部,说明斑岩体的流体系统以岩浆热液
图9 岩石微量元素蛛网图(图例见图4)
Fig.9 M OR B 2normalized REE distribution patterns for the Narig ongma porphyry (symbols as in Fig.4)
为主,主体成矿是由岩浆热液蚀变交代的背景下形
成。
南征兵等(2005)通过矿体脉石英中原生流体包裹体研究[7],表明纳日贡玛铜矿具有典型的斑岩型铜矿流体包裹体地球化学特征,纳日贡玛斑岩铜矿成矿温度为246～300℃,具高盐度特点,w (NaC1)为31.3%～42.2%,且其矿体均产于高盐度包裹体分布范围内,成矿流体属岩浆水和大气水的混合流体,
具沸腾特征。
从表3中可以看出,石英矿物的爆裂温度高于黄铁矿的爆裂温度(热爆2超波提取法),二者的包体均为气液包裹体,气/液比值>50%,包体中物质显示为富水和偏酸性,包体成分说明成矿岩浆与正常的长英质岩浆的不同。反映出其源岩可能来自富水的俯冲洋壳板片的部分熔融。2.4 斑岩体的源岩和形成模式的探讨
锶初始值、εNd (t )、εSr (t )和REE 的资料说明斑
岩与大洋玄武岩(上地幔)比较接近,由其推测斑岩主要是上地幔部分熔融的产物,但也有部分下地壳混合的证据。土屋斜长花岗斑岩主要是由大洋玄武岩在俯冲过程中部分熔融的产物,且很少受到下地壳其他岩石的混染,而其他斑岩如德兴、玉龙、马拉松多和智利的一系列斑岩,虽然主要来自大洋或上地幔,但均不同程度地受到地壳物质混染。从纳日贡玛斑岩岩石的稀土特征来推断岩石源区或来源,源岩以下陆壳为主,有洋壳或上地幔混染的迹象。纳日贡玛斑岩的微量元素特征也反应出与大洋玄武质岩石有关系。
3
012007年(4)青海纳日贡玛始新世—渐新世含矿斑岩体地球化学特征
表3 纳日贡玛铜钼矿床包体成分分析表
T able3 I nclusion compositions in the N arigongm a Cu2Mo deposit
样号矿物爆裂温度/℃
气相成分(w B/10-6)
H2O CO2CO CH4H2
1石英100～600520.2578.650.900.0200.11 2石英100～600550.0081.240.750.0150.13 3黄铁矿100～400341.3711.200.550.0100.07样号
液相成分(w B/10-6)
K+Na+Ca+2M g+2Li+F-Cl-S O-24HCO-3pH
1 1.748.07 3.120.2950.0200.4411.750.000.00 6.70
2 1.829.4
3 3.150.1900.0100.4012.780.000.00 6.70
3 1.95 1.85 5.450.6400.0100.21 3.65105.600.00 5.60
陆内造山型斑岩来源于碰撞加厚的下地壳,俯冲板块撕裂导致软流圈上涌,引起残余大洋板块熔融,产生含矿岩浆向下地壳注入新生构造,并诱发下地壳物质熔融混染。斑岩型铜(钼)矿床受板内走滑断裂带影响明显(芮宗瑶,2002)。
4件纳日贡玛斑岩全岩同位素年龄值(钾2氩法)分别为49.4Ma、37.2Ma、33.9Ma、22.0Ma[5],其地质时代为始新世—渐新世,表明为喜马拉雅期印度与欧亚大陆碰撞及青藏高原隆升[8～12]相伴的重要产物。
3 意 义
自纳日贡玛向南杂多县、下拉秀—囊谦一带,斑岩体均沿曲柔尕卡2囊谦超壳断裂带产出。断裂构造为侵入体的侵入和定位提供了通道和空间。据源岩并结合其所处的大地构造位置分析其形成模式,认为斑岩及其斑岩型矿床来源于陆内俯冲而加厚的下地壳,俯冲板块导致软流圈上涌,并向下地壳注入诱发下地壳物质熔融产生岩浆,岩浆沿曲柔尕卡2囊谦断裂带上升侵位而成。
由此可以推测具有相似的地质构造大背景的西金乌兰构造混杂岩带之南缘一带为此类斑岩产出之最佳的位置,表明这一带为斑岩型矿床寻找的重要地段。最近在纳日贡玛东南沿曲柔尕卡2囊谦断裂带已发现有一系列的斑岩体出露,今后应在沿此断裂向北西方向加强成矿地质背景研究。
参考文献:
[1] 芮宗瑶,张立生,陈振宁,等.斑岩铜矿的源岩或源区探讨[J].
岩石学报,2004,20(2):229-238.
[2] 中2英青藏高原综合地质考察队.青藏高原地质演化[M].北
京:科学出版社,1990.
[3] 王永文,王玉德,李善平,等.西金乌兰构造混杂岩带特征[J].
西北地质,2004,150(3):15-20.
[4] 青海省地矿局.青海省岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版
社,1997.
[5] 鲁海峰,薛万文,王贵仁.纳日贡玛铜钼矿床地质特征及成因类
型探讨[J].青海国土经略,2006,(3):37-40.
[6] 张连昌,秦克章,英基丰,等.东天山土屋2延东斑岩铜矿带埃达
克岩及其与成矿作用的关系[J].岩石学报,2004,20(2):259-
248.
[7] 南征兵,唐菊兴,李葆华,等.青海纳日贡玛斑岩铜矿流体包裹
体地球化学特征[J].新疆地质,2005,23(4):273-377.
[8] 李廷栋.青藏高原隆升的过程和机制[J].地球学报,2002,34
(1):1-9.
[9] 潘桂棠,陈智梁,李兴振,等.东特提斯地质构造形成演化[M].
北京:地质出版社,1996.
[10] Harris onT.M.,C opeland P.,K idd W.S. F.,Raising T ibet,Sci2
ence,1992,255:1663-1670.
[11] T apponnier P.et al.,Oblique stepwise rise and growth of the T ibet
Plateau,Science,2001,294,1671-1677.
[12] S plcier R.A.,Harrls N.B.W.,W iddows on M.,et al.,C onstant
elevation of s outhern T ibet over the past15million years,Nature,
2003,421(6):622-624.
401沉积与特提斯地质(4)
G eochemistry of the Eocene 2ligocene porphyry in the N arigongm a region ,
Q inghai
ZHOU Wei 1,W ANG Y u 2de 2,CAO De 2zhi 2,W ANG Y i 2zhi 2,W ANG Y ong 2wen 2
(1.Shaanxi G eneral T eam ,China Construction Materials and G eological Prostecting Center ,Xi ’an 710003,Shaanx 2i ,China ;2.Qinghai Institute o f G eological Survey ,Xining 810012,Qinghai ,China )
Abstract :The E ocene Olig ocene ore 2bearing porphyry occurs as irregular stocks in the Narig ongma region ,Qinghai.The porphyry is com posed of m onzonitic granite porphyry in the subalkaline K 2rich calc 2alkaline series ,and characterized by higher contents of SiO 2,Al 2O 3,K 2O ,Na 2O ,LREE and Sr ,Rb ,Ba ,Th ,Ce ,M o ,Cu ,Au and Ag ,depletion in CaO ,T iO 2,HREE ,Y,Y b ,Cr ,Sc ,C o and Ni ,and well 2balanced the element Eu.The geochemical signatures shows that the porphyry may be derived from the continental crust contaminated by the oceanic crust ,and initiated from the magmas created by the melting of the lower crust due to the upwelling of the rheosphere triggered by intracontinental sub 2duction.
K ey w ords :Narig ongma ;E ocene 2Olig ocene ;porphyry ;geochemistry ;Qinghai
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012007年(4)青海纳日贡玛始新世—渐新世含矿斑岩体地球化学特征
蛇绿岩中地幔橄榄岩成因及构造意义研究 研究目的和意义： 地幔橄榄岩是蛇绿岩超镁铁岩的主要岩石类型。在蛇绿岩的形成过程和构造侵位的过程中，地幔橄榄岩还会遭受部分熔融作用，熔体萃取作用，以及地幔交代等多种地质作用的影响和改造。不同的地质作用会产生相应的矿物组合，通过对蛇绿岩中的地幔橄榄岩不同时代矿物组合特征的研究，可以进一步对蛇绿岩形成构造背景的认识，对于恢复蛇绿岩的形成和演化至关重要。 拟解决的问题： 1.地幔橄榄岩的形成过程中所经历的地质作用，如部分熔融作用，熔体抽取作用，流体-岩石反应，熔体-岩石反应等。 2.蛇绿岩的形成环境，如SSZ环境和MOR环境[1]。 拟研究的手段和方法： 1. 岩石学 对岩石的结构，构造，风化程度以及变质程度以及组成矿物进行研究，对岩石进行定名，如地幔橄榄岩包含纯橄岩，方辉橄榄岩以及二辉橄榄岩。 2. 矿物学 对岩石的组成矿物进行观察研究，地幔橄榄岩中不同时代的矿物的矿物组合具有不同的结构特征，反映了岩石成因的复杂性和多阶段演化的特征。 地幔橄榄岩中的矿物会保存地幔橄榄岩形成和演化历史的印记，尤其是地幔橄榄岩的矿物组合及化学特征对认识地幔橄榄岩的成因和恢复蛇绿岩的形成背景至关重要。对地幔橄榄岩中的橄榄石，斜方辉石，单斜辉石，尖晶石等矿物的化学成分进行研究和分析。 室内试验工作显示，尖晶石二辉橄榄岩在10—20 kbar的压力范围内，随着岩石熔融程度的增加，岩石中单斜辉石的含量迅速减少，斜方辉石的含量将逐渐降低。橄榄石的Fo和NiO含量，辉石的Mg#和Cr2O3含量，铬尖晶石的Cr#值将逐渐增加，而辉石和全岩的Al2O3和TiO2将逐渐减少[2]。 尖晶石的Cr#值是地幔岩熔融程度、源区亏损程度以及结晶压力的灵敏指示剂，Cr#反映了地幔部分熔融程度的增加[3]，经历较高程度部分熔融和萃取的橄榄岩具有较高的Cr#值。Dick 和Bullen（1984）根据铬尖晶石的成分将阿尔卑斯型地幔橄榄岩分为三中类型：Ⅰ型：铬尖晶石的Cr#<60;Ⅲ型：铬尖晶石的Cr#>60；Ⅱ型：为一种过渡类型，铬尖晶石的Cr#包含Ⅰ型和Ⅲ型地幔橄榄岩中的铬尖晶石。其中Ⅰ型地幔橄榄岩可能反映了洋中脊大洋岩石圈的环境，相当于深海橄榄岩，其部分熔融程度较低；Ⅲ型地幔橄榄岩，形成于岛弧环境，经历了较高程度的部分熔融；Ⅱ型地幔橄榄岩，则反映了复合来源的特征[3]。 利用铬尖晶石的Cr#—Mg#图解，可以判断地幔橄榄岩的形成环境，即为SSZ型还是MOR
斑岩型矿床 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
第一章斑岩型矿床 1．斑岩矿床和玢岩铁矿的概念、地质特征、矿床特征。 斑岩矿床：指在空间上和成因上与中酸性斑状岩浆侵入体有密切的关系、产于侵入体及其内外接触带的矿床，叫斑岩型矿床。 地质特征：（1). 矿床产出的地质构造条件：斑岩型矿床绝大多数分布于地槽褶皱区，受区域性深大断裂－构造带控制，常呈带分布。据统计，世界上中－新生代以来的斑岩铜矿，90%以上分布在大陆边缘或地台活化区中。 （2）含矿岩体：岩石系列：钙碱性为主；岩性：中性－中酸性－酸性；岩石类型：酸性：二长花岗斑岩为主，次为花岗斑岩；中酸性：花岗闪长斑岩，少量斜长花岗斑岩；中性：石英闪长斑岩，次为闪长玢岩。 （3）含矿构造存在断裂、裂隙和角砾岩体； （4）矿体围岩：①围岩的构造：构造发育对成矿有利，但不发育时，阻塞作用亦可成矿。②围岩的岩性：岩性不同，矿化不同，岩石化学性质对成矿具两方面影响。 (5）围岩蚀变: ①出现面型蚀变，范围几百－几千米。②蚀变分布具规律性，呈带分布、主要有五带。 (6）矿体特征: A. 矿体产出部位，有3种：①产于围岩中：沿围岩层间及裂隙充填、交代而成，有时进入围岩的角砾岩中。形态：脉状、板状、似层状。②产于岩体中：岩体全部或大部分矿化，主要产于角砾岩筒－原生裂隙中。形态：等轴状、柱状、脉状等。③既产于岩体内中又产于围岩中：呈带状、环状，最常见。B．矿化的明显分带性：矿物组合（元素）分带：自中心向外：Mt + Py + Cp →、Cp + Py +斑铜矿→、Cp +MoS → Py →、Au、Ag、Pb、Zn 多金属；
岩石地球化学特征 1火山岩岩石学特征 1.1主量元素特征该旋回岩石化学成分平均值与黎彤值和戴里值相比，该旋回火山熔岩，总体具高硅、高镁，低铁、铝、钙的特点；A/NKC值反映该旋回为铝过饱和岩石类型；分异指数（DI）为3 2.63～88.51， 均值为61.04，各氧化物随着DI值的增大有不同变化，如SiO2、K2O 明显升高，Na2O稍有增高，Al2O3变化不明显，TiO2、Fe2O3、FeO、MgO、CaO明显降低，MnO、P2O5稍微降低。总体上反映了该旋回火山 岩正常的分异趋势；里特曼组合指数说明本区义县旋回火山岩具钙碱 性向碱性演化的趋势。总体上来看，依据同源岩系的δ值事连续且相 近的原理，说明义县旋回火山岩浆是同源的。 1.2微量元素特征该旋回火山岩各岩石过渡元素分配型式曲线基本协 调一致，呈明显的“W”型，表明为同源岩浆分异产物。岩石曲线出现 相交现象，是因为个别元素在不同岩石中富集水准不同所致，反映了 岩浆在运移和成岩过程中可能有外界物质的介入和混染。图中给类岩 石的Ba、Nb呈明显的波谷，说明其在该旋回岩浆演化分异过程中分异 较好，而Zr具有明显的波峰说明该元素在该旋回中比较富集。仅在流 纹岩中Th元素具有明显的波谷，说明其在流纹岩中分异较好。 1.3稀土元素特征该旋回火山熔岩各岩石稀土总量差别较大，∑REE 在94.6～230.17，平均值为152.4。与世界同类岩石维氏值相比，该 旋回火山岩基性-中性岩，为富稀土岩石，中酸性-酸性岩为贫稀土岩石。LREE/HREE值为9.26～15.49，（La/Yb）N值为11.8～27.33，（Ce/Yb）N值为7.98～17.35，La/Sm值为3.36～8.83之间，以上参 数值及稀土配分曲线特征反映该旋回火山岩各岩石均具轻稀土富集， 分馏较好；重稀土亏损，分馏较弱的特点，火山岩浆可能来源于壳幔 混源。 2火山岩形成环境及源区
地球化学勘查(专升本)阶段性作业1 总分：100分得分：0分 一、单选题 1. 勘查地球化学最初起源于_____(5分) (A) 美国 (B) 德国、 (C) 中国 (D) 前苏联 参考答案：D 2. 勘查地球化学研究元素在天然介质中的分布特征，其主要目的是_____(5分) (A) 发现地球化异常 (B) 找到矿产资源 (C) 元素的分布规律 (D) 治理污染 参考答案：B 3. 影响元素在矿物中分配形式的主要因素是_____(5分) (A) 元素的地球化学性质 (B) 元素的含量、 (C) 同位素组成 (D) 其它元素 参考答案：B 4. 贵金属的含量单位常用_____(5分) (A) % (B) ‰ (C) g/t (D) 10－6 参考答案：C 5. 从元素的戈尔特施密特分类来看，Au属于_____(5分) (A) 亲硫元素 (B) 亲铁元素 (C) 亲生物元素 (D) 亲气元素 参考答案：B 二、多选题 1. 影响元素表生地球化学行为的主要因素有_____(5分) (A) 元素本身的地球化学性质 (B) 元素的含量、 (C) 降雨 (D) 生物作用 参考答案：A,C,D 2. 影响物理风化的主要因素是_____(5分) (A) 植物根系 (B) 气候、 (C) 地形 (D) 温度 参考答案：B,C,D
(A) Si (B) Al、 (C) Zn (D) Cu 参考答案：C,D 4. 灰岩风化后原地留下的土壤剖面发育哪些层_____(5分) (A) A层 (B) B层、 (C) C层 (D) D层 参考答案：A,B,D 5. 灰岩风化后原地留下的土壤剖面发育哪些层_____(5分) (A) A层 (B) B层、 (C) C层 (D) D层 参考答案：A,B,D 三、判断题 1. 降水是影响元素表生地球化学行为的主要因素之一(5分)正确错误 参考答案：正确 解题思路： 2. 松散堆积物就是残坡积物_____(5分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 3. 高异常区下面就能找到矿_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 4. 土壤测量是化探中适用性最好的方法_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 5. Mg在岩石中通常是微量元素_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 6. 稀土元素是亲硫元素_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 7. LILE是亲石元素(4分) 正确错误 参考答案：正确 解题思路：
花岗斑岩 花岗斑岩的矿物成分与相应的深成岩--花岗岩相同，不同的是它具有斑状结构，标明它是浅成岩。 花岗斑岩的斑晶含量一般为15-20%，主要为石英和长石，有时也有黑云母和角闪石。石英斑晶往往呈六方双锥状。钾长石为正长石或透长石。黑云母和角闪石有时可见暗化边。斑晶通常被基质熔蚀，基质呈微花岗结构。 花岗斑岩与斑状花岗岩不同，后者具有似斑状结构，属花岗岩的一种；而花岗斑岩则具斑状结构，不是花岗岩，只是与它成分相当。 花岗斑岩通常以小岩株、岩瘤、岩盘、岩墙产出，或作为同期晚阶段的侵入体穿插于大花岗岩岩体中。 斜长片麻岩 斜长片麻岩是长石成分主要为斜长石（不含或含少量钾长石）的片麻岩。它是片麻岩中最常见的岩石类型。岩石主要由中酸性斜长石、石英、黑云母、普通角闪石、辉石等组成。斜长片麻岩是中酸性侵入岩、火山岩或硬砂岩等经中高级变质作用的产物。 角闪石岩 角闪石岩又称“普通角闪石岩”。 普通角闪石是闪石矿物中的一类，它并不是指一种矿物。如镁钙闪石、浅闪石、韭闪石等都属于普通角闪石。 普通角闪石一般多出现于变质岩和火成岩中，是分布很广的造岩矿物之一，含有大量普通角闪石的变质岩就叫做角闪岩。 角闪石岩是一种超铁镁岩(深色矿物占优势)。真正的角闪石岩中除普通角闪石外，几乎不含其他矿物，它们可能是辉石和橄榄石的蚀变产物。变质的角闪岩是通过变质作用形成而分布相当广泛和变化很大的一组岩石。典型的角闪岩是中粒到粗粒，由普通角闪石和斜长石组成。角闪岩是角闪岩相的特征岩石，它们可能由变质前的各种类型的岩石形成的。镁铁质火成岩(例如玄武岩和辉长岩)和沉积白云岩可能是角闪岩的原岩
花岗岩 花岗岩一种深成酸性火成岩。俗称花岗石。二氧化硅含量多在70％以上。颜色较浅，以灰白色、肉红色者较常见。主要由石英、长石和少量黑云母等暗色矿物组成。石英含量为20％～40％，碱性长石多于斜长石，约占长石总量的2／3以上。碱性长石为各种钾长石和钠长石，斜长石主要为钠更长石或更长石。暗色矿物以黑云母为主，含少量角闪石。具花岗结构或似斑状结构。按所含矿物种类，可分为黑云母花岗岩、白云母花岗岩、角闪花岗岩、二云母花岗岩等；按结构构造，可分为细粒花岗岩、中粒花岗岩、粗粒花岗岩、斑状花岗岩、似斑状花岗岩、晶洞花岗岩及片麻状花岗岩等；按所含副矿物，可分为含锡石花岗岩、含铌铁矿花岗岩、含铍花岗岩、锂云母花岗岩、电气石花岗岩等。常见长石化、云英岩化、电气石化等自变质作用。花岗岩是一种分布广泛的岩石，各个地质时代都有产出。形态多为岩基、岩株、岩钟等。在成因方面，有人认为花岗岩是地壳深处的花岗岩浆经冷凝结晶或由玄武岩浆结晶分异而成，也有人认为是深度变质和交代作用所引起的花岗岩化作用的结果。许多有色金属矿产如铜、铅、锌、钨、锡、铋、钼等，贵金属如金、银等，稀有金属如铌、钽、铍等，放射性元素如铀、钍等，都与花岗岩有关。花岗岩结构均匀，质地坚硬，颜色美观，是优质建筑石料。 花岗石是一种深成酸性火成岩。二氧化硅含量多在70%以上。颜色较浅，以灰白、肉红色者常见。主要由石英、长石和少量黑云母等暗色矿物组成。石英含量为20%-40%，碱性长石约占长石总量的2/3以上。碱性长石为各种钾长石和钠长石，斜长石主要为钠更长石或更长石。暗色矿物以黑云母为主，含少量角闪石。具典型的花岗结构或似斑状结构。按所含矿物种类可分为黑云母花岗岩、白云母花岗岩、角闪花岗岩、二云母花岗岩等；按结构构造可分为细粒花岗岩、中粒花岗岩、粗粒花岗岩、斑状花岗岩、似斑状花岗岩、晶洞花岗岩等；按所含副矿物可分为含锡石花岗岩、含铌铁花岗岩、含铍花岗岩、锂云母花岗岩、电气石花岗岩等。花岗岩是一种分布广泛的岩石，各个地质时代都有产出。形态多为岩基、岩株、岩钟等。在成因方面，有人认为花岗岩是地壳深处的花岗岩浆经冷凝结晶或由玄武岩浆结晶分异而成。也有人认为是区域变质和交代作用所引起的花岗岩化作用的结果。许多有色金属矿产如铜、铅、锌、钨、锡、铋、钼等，贵金属如金、银等，稀有金属如铌、钽、铍等，放射性元素如铀、钍等都与花岗岩有关。花岗岩结构均匀，质地坚硬。抗压强度根据石材品种和产地不同而异，约为1000-3000公斤／厘米。花岗岩不易风化，颜色美观，外观色泽可保持百年以上，由于其硬度高、耐磨损，除了用作高级建筑装饰工程、大厅地面外，还是露天雕刻的首选之材。 资源状况 花岗岩岩体在我国约占国土面积的9％，达80多万平方公里，尤其是东南地区，大面积裸露各类花岗岩体，可见其储量之大。据不完全统计，花岗岩石约有300多种。其中花色比较好的列举如下： ● 红系列有：四川的四川红、中国红；广西的岑溪红；山西灵邱的贵妃红、桔红；山东的乳山红、将军红等。 在成因方面，有人认为花岗岩是地壳深处的花岗岩浆经冷凝结晶或由玄武岩浆结晶分异而成，也有人认为是深度变质和交代作用所引起的花岗岩化作用的结果。许多有色金属矿产如铜、铅、锌、钨、锡、铋、钼等，贵金属如金、银等，稀有金属如铌、钽、铍等，放射性元素如铀、钍等，都与花岗岩有关。花岗岩结构均匀，质地坚硬，颜色美观，是优质建筑石料。
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 地球化学课程作业1（共 3 次作业） 学习层次：专升本涉及章节：绪论——第一章 一．名词解释 1．克拉克值：指元素在地壳中的平均含量。 2．地球化学体系：把所要研究的对象看作是一个地球化学体系，每个地球化学体系都有一定的空间，都处于特定的物理化学状态（T、P等），并且有一定的时间连续。根据研究需要，这个体系可大可小。 3．元素丰度：将元素在地球化学体系中的平均含量称之为丰度，它是对这个体系里元素真实含量的一种估计，即元素在一个体系中分布的一种集中（平均）倾向。 4．大陆地壳：地表向下到莫霍面，厚度变化在5-80km，分为上部由沉积岩和花岗岩组成的硅铝层，下部由相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩等组成的硅镁层两部分组成。 二．填空题 1. 陨石的主要类型有石陨石、铁陨石和石铁陨石三类。 2. 元素的丰度主要是针对相对较大的体系而言，例如太阳系、地球和大陆地壳。而元素的含量主要针对相对较小的体系而言，例如研究对象是某矿物、某流体包裹体或某块岩石。 3. 就结构分层而言，地球自地表向下可依次分为地核、地幔和地壳三个主要圈层。 4. 地球化学主要研究和解决（1）地球系统中元素及同位素的组成，（2）地球系统中元素的共生组合和元素的赋存形式，（3）元素的迁移和循环，（4）元素在自然界所发生的各种地质作用中的行为，（5）元素的地球化学演化和（6）地球的历史及其演化等六个方面的主要问题。 三．简答题 1. 简要介绍太阳系元素丰度的基本特点。 答：（1）、H和He是丰度最高的两元素，几乎占了太阳中全部原子数目的98%；（2）、原子序数较低的元素，丰度随原子序数增大呈指数递减，而原子序数较大的（Z＞45）各元素丰度值很相近；（3）、原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素。具有偶数质子数（A）或偶数中子数（N）的核素丰度总是高于具有奇数A或N的核素。这一规律即奇偶规律；（4）、质量数为4的倍数的核素或同位素具有较高丰度。原子序数（Z）或中子数（N）为“幻数”（2、8、20、50、82和126等）的核素或同位素丰度最大。如，4He （Z=2，N＝2）、16O（Z=8，N=8）、40Ca（Z=20，N=20）和140Ce(Z=58，N=82)等都具有较高的丰度；（5）、Li、Be和B具有很低的丰度，属于强亏损的元素，而O和Fe呈现明显的峰，它们是过剩元素。 2. 说明地球的圈层结构和对应物质组成。 答：答：地球大体上分地壳、地幔和地核三个大的圈层。其中地壳为地表向下到莫霍面，厚度变化在5-80km，包括大陆地壳（上部硅铝层，由沉积岩层和花岗岩、片麻岩等组成，富Si、K、Rb、Th、U等元素下部硅镁层，相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩相岩石。）和大洋地壳（上部2km为未固结的海相沉积物下部为硅镁层（玄武质岩层））。地幔为莫霍面以下到~2900km，分上地幔（~410km，主要由致密、刚性的Fe-Mg硅酸盐岩组成，即斜长石相-石榴石相橄榄岩）、过渡带（是一个温度相当于岩石熔点的可流动塑性层，又称软流层）和
第一章斑岩型矿床 1．斑岩矿床和玢岩铁矿的概念、地质特征、矿床特征。 斑岩矿床：指在空间上和成因上与中酸性斑状岩浆侵入体有密切的关系、产于侵入体及其内外接触带的矿床，叫斑岩型矿床。 地质特征：（1). 矿床产出的地质构造条件：斑岩型矿床绝大多数分布于地槽褶皱区，受区域性深大断裂－构造带控制，常呈带分布。据统计，世界上中－新生代以来的斑岩铜矿，90%以上分布在大陆边缘或地台活化区中。 （2）含矿岩体：岩石系列：钙碱性为主；岩性：中性－中酸性－酸性；岩石类型：酸性：二长花岗斑岩为主，次为花岗斑岩；中酸性：花岗闪长斑岩，少量斜长花岗斑岩；中性：石英闪长斑岩，次为闪长玢岩。 （3）含矿构造存在断裂、裂隙和角砾岩体； （4）矿体围岩：①围岩的构造：构造发育对成矿有利，但不发育时，阻塞作用亦可成矿。②围岩的岩性：岩性不同，矿化不同，岩石化学性质对成矿具两方面影响。 (5）围岩蚀变: ①出现面型蚀变，范围几百－几千米。②蚀变分布具规律性，呈带分布、主要有五带。 (6）矿体特征: A. 矿体产出部位，有3种：①产于围岩中：沿围岩层间及裂隙充填、交代而成，有时进入围岩的角砾岩中。形态：脉状、板状、似层状。②产于岩体中：岩体全部或大部分矿化，主要产于角砾岩筒－原生裂隙中。形态：等轴状、柱状、脉状等。③既产于岩体内中又产于围岩中：呈带状、环状，最常见。B．矿化的明显分带性：矿物组合（元素）分带：自中心向外：Mt + Py + Cp →、Cp + Py +斑铜矿→、Cp +MoS →Py →、Au、Ag、Pb、Zn 多金属； 矿床基本特点：（1）矿床规模大，斑岩Cu占探明Cu储量的一半; （2）埋藏浅，易于开采; （3）矿床呈带分布，与斑岩体一同复构造控制; （4）矿石品位低，但矿化均匀分布; （5）矿石成分简单、易选;
岩石地球化学计算 1. TFe2O3=FeO+0.9Fe2O3 FeOT(wt.%)=FeO(wt.%)+Fe2O3(wt.%)*0.8998 =FeO(wt.%)+Fe2O3(wt.%)*(71.844/(159.6882/2)) 2. LOI 烧失量 3. Mg#=100*(MgO/40.3044)/(MgO/40.3044+FeOT/71.844) FeOm71.85 ；MgOm40.31 上述是分别测试分析了FeO和Fe2O3的计算方法，如果是测试的全铁，也可以近似计算。 通常说的高Mg，是指岩石具有较高的MgO含量，如火山岩中的高镁安山岩（通常情况下，异常高的MgO含量指示着可能有地幔物质参与，如俯冲带地幔楔或者软流圈熔体上涌等等）。Mg#（镁指数）也可以定量的表示岩石中的Mg含量高低。Mg#通常用于镁铁质岩石，可以粗略指示地幔岩石的部分熔融程度，高Mg#的地幔橄榄岩可能经历了更高程度的部分熔融，常在92-93左右，而原始地幔会相对富集，Mg#较低，在88-89左右。 4. 里特曼组合指数δ或里特曼指数δ=（K2O+Na2O）2/（SiO2-43）（wt%）δ<3.3 者称为钙碱性岩，δ=3.3-9 者为碱性岩，δ>9 者为过碱性岩。 5.A/NK = Al2O3/102/(Na2O/62+K2O/94) 6.A/CNK = Al2O3/102/(CaO/56+Na2O/62+K2O/94) 7.全碱ALK = Na2O+K2O 8.AKI = (Na2O/62+K2O/94)/Al2O3*102 9.AR = (Al2O3+CaO+Na2O+K2O)/(Al2O3+CaO-Na2O-K2O) 10.固结指数(SI) =MgO×100/(MgO+FeO+F2O3+Na2O+K2O) (Wt%) 11.阳离子R1-R2图（岩石氧化物wt%总量不用换算成100%） R1=（4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti)*1000 R2=（6Ca+2Mg+Al）*1000
地球化学找矿习题集 一、填空题 1．地球化学找矿具有对象的微观化，分析测试技术是基础，擅于寻找隐伏矿体和准确率高、速度快、成本低。的特点。 2．地球化学找矿的研究物质主要是岩石、土壤、水系沉积物、水、气体和生物。 3．地球化学找矿的研究对象是地球化学指标（或物质组成）。 4.应用地球化学解决地球表层系统物质与人类生存关系。 5.应用地球化学研究方法可以分为现场采样调查评价研究与实验研究。 6.元素在地壳的分布是不均匀的，不均匀性主要表现在空间和时间两方面。 7.克拉克值在0.1％以下的元素称为微量元素，其单位通常是ppm（或10-6）。 8.微量元素的含量不影响地壳各部分基本物理、化学性质，但是在特定的条件下，可以富集而形成矿床。 9.戈尔德施密特根据元素的地球化学亲和性，将元素分为亲铁元素、亲硫（亲铜）元素、亲氧（亲石）元素、亲气元素和亲生物元素。 10.元素迁移的方式主要有化学-物理化学迁移、机械迁移和生物-生物化学迁移。 11.热液矿床成矿过程中，成晕元素主要呈液相迁移，迁移方式主要有渗透迁移和扩散迁移两种。 12．影响元素沉淀的原因主要有PH变化、Eh变化、胶体吸附、温度变化和压力变化。 13.地壳中天然矿物按阴离子分类，常见有含氧化合物、硫化物、卤化物和自然元素。 14.地球化学异常包括异常现象、异常范围、异常值三层含义。 15.地球化学省实质是以全球地壳为背景的规模巨大的一级地球化学异常。 16.地壳元素的丰度是指地壳中化学元素的平均含量，又称为克拉克值。 17.地壳中元素的非矿物赋存形式包括超显微非结构混入物、类质同象结构混入物、胶体或离子吸附和与有机质结合。
地球化学赵伦山张本仁 韩吟文马振东等 P 1：地球化学基本问题) P 5：克拉克值，地球化学发展简史（几个发展阶段） P31：元素丰度，表示单位元素在地壳平均化学丰度―――确定方法，克拉克值， P37：元素克拉克值的地球化学意义 P68：类质同象和固溶作用 P81：元素的赋存状态――1，5种 P88: 元素迁移 P 123: 相律 P169: 衰变定律 P181：痕量元素地球化学，稀土元素的研究方法和意义（痕量元素=微量元素） 复习内容及答案汇总 一、地球化学研究的基本问题、学科特点及其在地球科学中的地位（P1－） 地球化学是研究地球及相关宇宙体的化学组成、化学作用和化学演化的科学，在地球化学发展历史中曾经历了较长时间的资料积累过程，随后基于克拉克、戈尔施密特、维尔纳茨基、费尔斯曼等科学家的出色工作，地球化学由分散的资料描述逐渐发展为有系统理论和独立研究方法的学科。目前地球化学已发展成为地球科学领域的重要分支学科之一，与岩石学、构造地质学等相邻学科相互渗透与补充，极大地丰富了地球科学研究内容，在地质作用过程定量化研究中已不可或缺。 地球化学的研究思路和学科特点是：（1）通过分析常量、微量元素和同位素组成的变化，元素相互组合和赋存状态变化等追索地球演化历史；（2）利用热力学等现代科学理论解释自然体系化学变化的原因和条件，探讨自然作用的机制；（3）将地球化学问题置于地球和其子系统（岩石圈、地壳、地幔、地核等）中进行分析，以个系统的组成和状态约束作用过程的特征和元素的行为。 围绕原子在自然环境中的变化及其意义，地球化学研究主要涉及四个基本问题：（1）研究地球和动质体中元素和同位素的组成；（2）研究元素的共生组合和赋存形式；（3）研究元素的迁移和循环；（4）研究元素和同位素迁移历史和地球的组成、演化历史、地球化学作用过程。 二、简述痕量元素地球化学研究解决的主要问题 痕量元素地球化学理论使许多地质难题迎刃而解，其可解决的主要问题有：
斑岩和玢岩的区别 斑岩porphyry 以钾长石、副长石或石英为斑晶的喷出岩、浅成岩和超浅成岩侵入岩的统称。 斑岩一词源于希腊语porphyry，即紫红色之意，原指具斑晶的任何火成岩。最早用于一种从埃及采到的紫红色的具有碱性长石斑晶的岩石。有人以为与玢岩为同义语。通常指以碱性长石为斑晶、基质为细粒或隐晶质的喷出岩和浅成岩。 一般指以碱性长石或石英为斑晶的喷出岩和浅成岩，基质为细粒或隐晶—玻璃质。喷出岩可分为流纹斑岩、粗面斑岩、白榴斑岩等；浅成岩可分为石英斑岩、花岗斑岩、正长斑岩等。斑岩一词原指具有斑晶或具有斑状结构的火成岩；按基质成分可描述为花岗斑岩、闪长斑岩等。 斑状结构指岩石中可明显分出粗粒的斑晶矿物和细粒或隐晶质的基质两部分；以石英和碱性长石为斑晶的中，酸性岩石为主，如石英斑岩、花岗斑岩等；以暗色矿物，如黑云母、角闪石等为斑晶的基性或超基性脉岩称为煌斑岩(1amprophyre)；以斜长石为斑晶的中、基性浅成岩称为玢岩(porphyrite)。斑岩和玢岩是岩浆分两个阶段结晶的产物；斑晶为岩浆早阶段在地下较深部位结晶形成，基质为晚阶段地壳浅部结晶的产物。因此，斑岩和玢岩属浅成侵入岩；多以岩脉、岩墙或岩株状产出。与斑岩和玢岩有成因关系的矿产有铜、钼、钨、铁等矿床。 斑岩与玢岩、XX斑岩与斑状XX岩怎么区分？ 斑岩与玢岩、斑状结构与似斑状结构、XX斑岩与斑状XX岩等概念经常让一些地质工作者头晕眼花不知所措。这里简单给出答案仅供参考。斑状结构是斑岩和玢岩的共有特点，因此首先要弄清斑状结构的概念。 1、斑状结构：是指岩石中的矿物颗粒可以分为明显的两群，一群结晶较为粗大肉眼可以识别矿物颗粒，而另一群则颗粒细小以至于肉眼无法辨认（如玻璃质和隐晶质），这粗大的一群矿物颗粒就是所谓“斑晶”，而细小到肉眼无法辨识的一大群矿物集合体就叫做“基质”。一般要求斑晶粒度大于基质颗粒的5倍，斑晶含量应达到5%以上。 斑状结构的形成：斑晶由早阶段岩浆结晶产生，形成于地下较深部位；而细粒或隐晶质基质为浅部晚阶段岩浆结晶产物，岩浆裹挟着早期结晶的矿物（即斑晶）上升到浅部冷凝结晶，可能使斑晶受到熔蚀，如六方双锥状石英斑晶呈港湾状轮廓、斜长石形成很亮的钠化边等。 2、玢岩：这个词是中国地质学家提出的，也只在中国使用。是指具斑状结构的基性、中基性（偶尔也有弱酸性者，如花岗闪长玢岩）浅成岩和超浅成岩（以岩墙、岩脉或中基性侵入体的边缘相出现），有时候专指安山玢岩。常见者如： 1）辉石玢岩：几乎全由辉石单矿物组成，但具有斑状结构（即斑晶和基质都是辉石）。如果辉石颗粒均匀（等粒结构）则叫辉石岩。 2）辉绿玢岩：从结构上看是既有灰绿结构又有斑状结构的岩石，其实就是具有斑状结构的辉绿岩，斑晶为基性斜长石和辉石。 3）安山玢岩：超浅成或次火山相的斑状安山岩（喷出相即便有斑状结构也不叫安山玢岩，而是忽略斑状结构直接叫安山岩或叫辉斑安山岩之类）。 4）闪长玢岩：具斑状结构且斑晶为中性斜长石、角闪石、黑云母等的浅成侵入岩。
《勘查地球化学》复习题 一、名词对解释与异同比较 1、变异系数与衬度系数 变异系数：地球化学指标的均方差相对于均值的变化程度，即C V=S/X*100%。 衬度系数：异常清晰度的度量，目前有多种表示方法：异常均值相对异常下限或背景值的百分比、异常峰值与异常下限的比值等三种。 前者反映了数据的相对离散程度，该值较大时也可表现出较大的衬度系数。 2、表生环境与内生环境 表生环境指氧、二氧化碳、水等充分且能自由参与、常温恒压、开放的体系，并有生物作用参与的地表或近地表环境，包括岩石圈表层、土壤圈、水圈、大气圈、生物圈等环境。 内生环境则与之相反，是一种高温、高压、还原、流体活动受限的环境。 3、同生碎屑异常与后生异常 同生碎屑异常：岩石在地表以物理风化为主时，其风化后形成的土壤中碎屑矿物与岩石的化学组成并没有发生明显改变所形成的异常。 后生异常可以发育在任何介质中。形成异常的物质通常已经在活动相（水溶液、气体、植物体及大气搬运的质点）中迁移了或远或近的距离，而在异常地点沉积下来。 4、上移水成异常与侧移水成异常 上移水成异常：土壤中的呈溶解态的离子在毛细管作用下，由深部向地表迁移，在土壤中形成的次生异常。 金属元素被地下水溶解并随着迁移很远的距离，在某种沉淀障上析出，这就形成了侧移的水成异常。 5、地球化学背景与异常 地球化学背景指未受矿化影响或无明显的人为污染的地区为背景区，在背景区内某个地球化学指标的数值特征即为背景值。与背景相对存在就是异常区，空间上如矿化地区及受到明显人为污染地区，我们常把高于背景上限的或低于背景上限的范围称为异常。 6、机械分散流与盐分散流 前者以物理风化作用形成的碎屑流为主；后者为岩屑在水介质搬运过程中溶解形成的可溶性的离子或分子为盐分散流。 7、原生晕与次生晕 前者的赋存介质主要为岩石，而后者的赋存介质为岩石的次生产物，如土壤、水系沉积物、水中可溶性物质及生物地球化学异常等。 8、非屏障植物与屏障植物 非屏障植物指植物中某元素的含量与下伏土壤中该元素的含量（可溶解吸收部分）呈线性相关，具有该元素的极大的富集能力（大于300倍）的植物。其对矿产勘查来说是最优选择的种属。 9、空间分带与成因分带 这是原生晕的两种分类方式，前者以现代方位来观察原生晕的形态，分垂直分带和水平分带；后者考虑热液成矿过程及地质体产状等，具有成因意义，分轴向、纵向及横向分带等三种。 10、相容元素与不相容元素 总分配系数大于1的元素为相容元素，而其小于1为不相容元素，即元素在固液两相间倾向于后期流
微量元素:将各种地质体系中呈微量或痕量(<0.1wt%)的元素称为痕量或微量元素。 严格定义：只要元素在所研究的客体(地质体，岩石，矿物等)中的含量低到可以近似地用稀溶液定律描述其行为， 即可称为微量元素。 Major elements （主量或常量元素）：大多数地质物质中含量大于0.1%的元素： O ，Si ，Al ，Fe ，Ca ， Na ， K ， Mg 。造岩矿物的基本组成。 用氧化物质量百分比表示。 Minor elements （少量元素）：不太丰富的主量元素: Ti ， Mn ， P 等。 常量元素：SiO 2、TiO 2、Al 2O 3、TFe 2O 3、FeO 、MnO 、MgO 、 CaO 、Na 2O 、K 2O 、P 2O 5、烧失量； Trace elements （微量或微迹元素）: 大多数地质作用中含量小于0.1%的元素。 除主量和少量(总重量丰度占99%左右)以外呈微量或痕量(<0.1wt%)的元素。 相容元素(Compatible elements): 岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱矿物相的微量元素； 不相容元素(Incompatible elements): 岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱熔体或溶液相的微量元素。 也称为亲岩浆元素(hygromagmatophile) 高场强元素(high field strength elements-HFSE): 离子半径小的高电荷阳离子 (离子电位>3.0)。 Zr ， Hf ， Nb ， Ta ， Th ， U ， Ti ， REE 。 低场强元素(low field strength elements-LHSE): 离子半径大的低电荷阳离子(离子电位<3.0)。 又称大离子亲石元素(large ion lithophile elements-LILE)。如K ， Rb ， Cs ， Sr ， Ba 。 此组元素更活泼， 特别在涉及流体相的体系中。 场强:微量元素离子电荷/离子半径比值称为场强(field strength)。指阳离子每单位表面积的静电荷，也称为离子电位， 即离子在化学反应中吸引价电子的能力 能斯特分配定律：在给定溶质、溶剂及温度和压力下， 微量元素i 在两相间的浓度比值为常数K D ，它与温度和压力有关， 与i 的浓度无关(在一定浓度范围内)。 两相中的浓度比值就是能斯特分配系数。 只适用于稀溶液或微量元素的分配。 总分配系数 D ＝ n 为含元素i 的矿物数， W i 为每种矿物在集合体中所占的重量百分数， K Di 为元素在每种矿物与熔体间的简单分配系数。 某体系i 元素的总分配系数D 为元素i 在所有矿物中的简单分配系数加权和。 复合分配系数：亦称变换分配系数，或亨德森分配系数，它既考虑微量元素在两相中的比例，也考虑与微量元素置换的常量元素在两相中的浓度比例，能较真实的反映两者之间类质同像交换对微量元素分配的影响。表达式为： 晶体-熔体分异： 晶出矿物和残余熔浆两相。 不混溶熔体的物理分离(Physical separation of immiscible melts):岩浆或流体分异成两种以上互不相溶的液相，通常可能是硫化物＋硅酸盐两相，或富硅+富铁的两种硅酸盐熔体相等。如果分离出的两相都为熔体，称为岩浆熔离作用。 熔体-流体分离(Melt-fluid separation):岩浆活动过程中挥发分的逸出。由于压力突然降低或温度下降到流体饱和以下。 REE 两分法或三分法 两分法: (1)轻稀土(LREE )或铈族稀土，La 到Eu:原子序数小，质量小； (2)重稀土(HREE )，Gd 到Lu ：原子序数大，质量大，有时把钇(Y)也列入HREE 。Gd 到Lu+Y 为钇族稀土； 三分法: 轻稀土(LREE:La-Nd )，中稀土(MREE: Sm-Ho )和重稀土(HREE:Er-Lu )； 原始地幔标准化蛛网图：原始地幔指大陆地壳形成之前的地幔。Wood et al.(1979)估计了原i D n i i K W ?∑=1
第29卷第5期一一一一一一一一一一一一一一一Vol.29,No.5 2015年10月MINERAL RESOURCES AND GEOLOGY Oct.,2015??????????????????????????????????????????????????? 值得关注的中侏罗世花岗斑岩岩体 程培起,陈佩佩 (辽宁省地质勘查院,辽宁大连一116100) 摘一要:分布于辽东地区的侏罗纪花岗斑岩体,多为岩株产出三通过SHRIMP(U-Pb)锆石同位素测年, 确立其166.2?2Ma U-Pb锆石的地质年齡,与新元古界二古生界为侵入接触,在接触带附近形成一系列 的矽卡岩矿化带,带内黄铁矿二黄铜矿二银矿二金矿二辉钼矿等发育,所形成的矽卡岩矿体与该期的岩体有 密不可分的关系,为区域性的找矿提供了标志三 关键词:侏罗世;花岗斑岩;SHRIMP(U-Pb);矽卡岩矿化带;辽东 中图分类号:P588.121一一文献标识码:A一一文章编号:1001-5663(2015)05-0634-06 1一地质概况 分布于辽东地区的侏罗纪花岗斑岩岩体[1],多数为岩株产出,出露面积不大,多为卵形分布,其与围岩多为侵入接触关系;具有代表性的岩体出露于本溪地区,主要分布于本溪市思山岭乡柳树底下一带,侵入钓鱼台组二康家组二碱厂组二馒头组二张夏组二马家沟组,岩体被NNE向断裂切割三岩体与围岩接触边界形成宽大二分带明显的热接触矿化蚀变带三外接触带,碳酸盐岩普遍发生热接触交代作用,形成宽几米至几十米的矽卡岩或矽卡岩化带,砂质二粉砂质二泥质岩石发生角岩化,矽卡岩和矽卡岩化带中具铜二钼矿化;岩体的内接触带,岩体边部花岗斑岩强烈蚀变,形成宽数十米的内蚀变带,具碎裂二硅化,伴有铜矿化三由此来看,中侏罗世岩浆浅成侵入活动与成矿作用关系密切三 2一同位素年齡 辽东本溪地区的花岗斑岩中锆石大部分呈长柱状,少数为短柱状,晶形较完整,锆石多数具有岩浆结晶振荡环带,有的环带较密集,个别锆石具有核幔边结构,对锆石的多成因类型分别做了同位素测年,在锆石的阴极发光图像中(图1)三花岗斑岩锆石的SHRIMP (U-Pb)分析结果见表1,共测定了8个锆石颗粒8个测点,同位素年龄谐和值为166?2Ma(图2)三 图1一样品QP37TW岩石锆石阴极发光图像 Fi g.1一Zircon CL(cathode luminescence)ima g es of sam p le QP37TW 图2一样品QP37TW锆石U-Pb年龄谐和图 Fi g.2一U-Pb concordanc y dia g ram of zircon a g e of sam p le QP37TW 收稿日期:2014-07-23 基金项目:中国地质调查局项目 辽宁1?5万桥头镇二本溪市二南芬二铁山街等四幅区域地质调查 (1212011120734)资助三作者简介:程培起(1971-)男,高级工程师,主要从事区域地质矿产调查工作三E-mail:xi g umiaosi@https://www.doczj.com/doc/0215623870.html, 引文格式:程培起,陈佩佩.值得关注的中侏罗世花岗斑岩岩体[J].矿产与地质,2015,29(5):634-639.
主要标准矿物组合： Or ：正长石 Ab ：钠长石 An ：钙长石 Q ：石英 En ：辉石 Hy ：紫苏辉石 C ：刚玉 Mt ：磁铁矿 A/CNK=Al 2O 3/CaO+Na 2O+K 2O A/CNK 数值： ＞1.1，S 型花岗岩，过铝的 ＜1.1，I 型花岗岩 里特曼指数σ： σ＜1.8，钙性的 1.8＜σ＜3.3，钙碱性的 3.3＜σ＜9，碱钙性的 Σ＞9，碱性的 钙碱率A.R ，（适用于42%＜SiO 2＜70%的岩石），SiO2相同时，数值越大越碱性 NK/A=Na 2O+K 2O/Al 2O 3 NK/A 数值： NK/A ＜0.9，钙碱性 0.9＜NK/A ＜1，偏碱性 1≤NK/A ，偏碱性 分异指数DI ：数值越大表明岩浆分异演化越彻底，酸性程度越高 数值越小表明岩浆分异演化程度低，基性程度相对高 一般数值： 固结指数SI ：岩浆分异程度高，SI 就越小，岩石酸性程度高 岩浆分异程度差，SI 就越大，岩石基性程度高 一般数值： 长英指数FL 与镁铁指数MF ：岩浆分离结晶作用程度高，镁铁指数就大，长英指数也大 岩浆分离结晶作用程度低，镁铁指数就小，长英指数也小 一般长英指数和镁铁指数的数值在50—100，绝对小于100 碱性花岗岩 93 花岗岩 80 花岗闪长岩 67 闪长岩 48 辉长岩 30 橄榄辉长岩 27 橄榄岩 6 岩类 玄武岩 玄武安山岩 安山岩 安山英安岩 SI 30-40 20-30 10-20 0-10
稀土重量ΣREE：一般几百都是偏低，上千就高。 轻重稀土比值ΣCe/ΣY：一次热事件的早期单元，比值较大，轻稀土越富集 随着岩浆演化到晚期单元，比值减小， (La/Yb)N： (Ce/Yb)N： 反映轻稀土的分馏程度，比值越大，轻稀土分馏越明显，富集程度越高。 数值一般和1比较 (Sm/Eu)N： 反映重稀土的分馏程度，比值越小，重稀土分馏越明显，富集程度越高。 数值一般和1比较 元素铕值δEu：： δEu＞0.7，基性岩浆分异的花岗岩，成因与板块有关 0.3＜δEu＜0.7，分布最广泛，地壳经不同程度的部分熔融形成 δEu＜0.3，岩浆演化晚期的偏碱性花岗岩， 一个超单元的最后一、二个单元，由完全的分异结晶作用形成 δEu一般都是亏损 微量元素数据解释 元素含量数值对比，和地壳丰度值 特征参数： Nb*，Sr*，P*，Ti*，Zr*，数值小于1就亏损，大于1，就富集，与投图一致。 形成的构造环境解释 Tr，同熔型花岗岩，Gr，改造型花岗岩 R1-R2图解： 1，地幔分离 2，板块碰撞前 3，碰撞后抬升 4，造山晚期 5，非造山的 6，同碰撞期 7，造山后期 CRG：洋脊花岗岩，WPG：版内花岗岩，V AG：火山弧花岗岩，COLG：同碰撞花岗岩
第一章绪论 该地区地形复杂，以高山为主，沿希力格特河为地势较低的第四系，以希力格特河为干流，其他支流汇聚于此，整体呈树枝状。最高峰海拔1355.4米。图区出露的地层主要有元古界河中林场变质杂岩、古生界奥陶统裸河组砂岩和粉砂质板岩、中生界侏罗系一些火山岩，另外图区岩浆岩侵入比较普遍。构造比较复杂。 工作区面积约350平方公里，左下角起点坐标为 E 121°00′N 47°40′。野外地质调查路线共十条，地质点共135个。 第二章区域地层概况 据原始地质资料，该区地层出露良好，自下而上对元古界、古生界、中生界及新生界地层做详细描述如下：
第一节元古界 该地区元古界地层出露的主要为河中林场变质杂岩，出露面积不大，40平方公里左右。地层较老，岩石风华破碎、覆盖较为严重。 河中林场变质杂岩（Pt3Hgn） 岩性为变质杂岩，角闪黑云片麻岩，风化面浅褐色，新鲜面灰黑色、深灰色，鳞片粒状结构，片麻状构造。角闪石，呈柱状变晶，定向排列，大小0.2-1mm，含量35%；黑云母，灰黑色，鳞片变晶，定向排列，大小0.2-1mm，含量40%。石英粒状变晶，大小0.2-0.8mm，含量25%。石英闪长岩，风化面褐灰色，新鲜面浅灰-青灰色，中粒结构，块状构造，矿物组成为：斜长石，白色，粒度2-5mm，含量45-50%；角闪石，黑色，粒度2-4mm，含量40-45%；石英，无色，粒度1-3mm，含量5-10%。 第二节古生界
该地区古生界地层主要出露有上奥陶统地层，出露面积较大。岩性主要为一些轻微变质的细砂岩和板岩。有裸河组下段变质细砂岩和裸河组上段粉砂质板岩。 一、裸河组下段(O3lh1) 主要分布在，岩性主要为裸河组下段变质细砂岩，风化面褐色、灰白色，新鲜面灰色，变余碎屑结构。难以用肉眼区分矿物，粒度小于0.2mm，里面夹杂有粗砂粒，为暗黑色小斑点，含量小于5%。 二、裸河组上段(O3lh2) 主要分布在，岩性主要为裸河组泥质板岩，风化面浅褐色、浅灰色，新鲜面灰色、灰黑色，变余泥质结构，板状构造。见少量绢云母、黑云母细小鳞片，杂乱分布，偶见细小石英砂屑。 第三节中生界 该地区中生界地层出露广泛，面积较大。主要有中侏罗系塔木兰沟组安山岩、上侏罗系白音高老组流纹质晶屑凝灰岩和满克头鄂博组流纹质晶屑凝灰岩。主要是一些中酸性喷出岩，岩石未经过变质。 一、塔木兰沟组（J2tm） 岩石主要出露在。岩性主要为玄武质安山岩，风化面紫灰色，新鲜面灰色，斑状结构，基质为交织结构，块状构造。斑晶为长石，大小1mm左右，并见有少量气孔。层理产状71°∠22°。 局部地区岩石发生轻微变形，片理和劈理发育。
勘查地球化学复习题 一、概念 1、勘查地球化学与地球化学 2、地球化学指标 3、地球化学背景与异常 4、地球化学障 5、表生环境与内生环境 6、原生晕、次生晕与分散流 7、采样单元 8、检出限、灵敏度、精确度、准确度 9、地球化学标样 10、随机误差与系统误差 11、地球化学省与地球化学场 12、异常下限 13、异常强度、衬度、线金属量 14、指示元素 15、扩散作用与渗滤作用 16、前缘晕、后尾晕 17、轴、横、纵向分带 18、多建造晕 19、同生碎屑异常与后生异常 20、土壤分层
21、上移水成异常与侧移水成异常 22、一级水系 23、丰度(克拉克值) 24、类质同象与同质多象 25、主量与微量元素 26、相容元素、不相容元素 27、元素地球化学亲合性 28、分配系数 二、简答与论述 1.简述克拉克值及其地质意义 2.类质同象及其地质意义 3.地壳中元素的主要赋存形式 4.地壳中元素的基本分布和结合规律 5.元素含量在地质体中分布型式的规律 6.地球化学找矿有何特点？ 7.简述地球化学找矿方法分类 8.地球化学异常分类（根据赋存介质）？ 9.阐述岩石地球化学找矿的野外工作方法。 10.阐述土壤地球化学找矿的野外工作方法。 11.阐述水系沉积物地球化学找矿的野外工作方法。 12.地球化学样品分析的特点与要求 13.简述背景值在勘查地球化学中的研究意义及常用计算方法。
14.影响岩石地球化学形成的主要因素 15.轴向分带及其意义 16.次生晕与分散流的形成特点？ 17.地球化学异常评价中，如何区分矿致异常和非矿致异常? 18.简述勘查地球化学中找矿思路（或依据）及工作程序。 19.结合所学知识试述岩石、土壤及水系沉积物采样特点与注意事项 20.运用所学知识，论述金属硫化物矿床的常规化探方法，并简要说 明各自的运用条件。 三、计算与作图 1.异常下限计算方法：直方图解法与计算法 2.分带指数法与浓集系数法确定原生晕轴向分带