矿田地质学、地球化学

1、矿田构造的主要特点
矿田构造的主要特点有：（1）矿田构造中的主体——控矿构造是含矿的，或是曾有含矿流体通过的。

它们都接受过矿质及成矿流体的利用或改造，是“物化”了的构造；（2）在含矿流体的作用下，可诱导出一部分新的构造型式，如气化流体的沸腾、隐蔽爆发等产生新的角砾岩和水力破裂构造；（3）矿田构造活动的多期次性突出；（4）矿田构造是整个矿田地质作用的一。

2、影响矿液在岩石空隙中流动方向的主要因素？
影响矿液在岩石孔隙中流动方向的主要因素：含矿流体沿岩石的孔隙运移，经常有两个主要因素在相互作用：一是矿液的运移趋势，另一个是岩层对流体的屏蔽作用。

矿液运移趋势主要是向上流动，但局部也可向下流动，如流体向上运移时遇到阻挡，而其侧下方又有低压带时，则流体局部向下运动。

矿液总是沿孔隙较大、渗透性较好的岩层流动，而孔隙很小、渗透性差的岩石不利于矿液流动。

并对矿液的上升起着屏蔽作用。

3.羽状裂隙及其控矿意义
在弯曲断裂错动过程中，不同部位发生的羽状裂隙性质不同。

在主断裂摩擦部位发生张裂隙，主断裂张性地段发生剪裂隙；在羽状裂隙与主断面交汇处可形成富矿柱；有时羽状裂隙中的矿体比主断裂中的还多。

4. 简述构造等距性的控矿意
地壳中某些构造形迹在空间上展布具有等距离分布的特征。

既不同尺度的构造带或构造形迹在空间分布上以大致相等的距离有规律的产出。

等距离在不同级别、不同序次、不同性质的构造形迹中均可出现，并表现为不同的组合类型。

因而存在各种等距离控矿现象，即矿田之间、矿床之间及矿体之间在空间分布上呈有规律的等距分布。

5. 试述构造与成矿的关系
一个矿床的形成需要多方面的有利地质因素的耦合，构造是其中的重要因素之一。

在具有成矿物质和含矿流体的前提下，构造对矿化的富集起着主导的作用。

从成矿的全过程看，构造与成矿的关系可归纳为：构造是成矿的重要地质环境；构造活动过程中释放的热能和动能为成矿作用提供能量；构造空间是含矿流体运移的通道；构造作用形成的各种开放空间提供了成矿物质聚集的场所；构造应力应变状况影响成矿的物理化学；不同的构造条件可引起不同的成矿方式；构造多期次活动是成矿多期多阶段的重要原因；构造是矿化分带的重要控制因素；构造对矿床形成后起改造和保存作用等。

6.论述次火山岩体构造的主要类型及其控矿作用
次火山岩是与火山岩在时间、空间和成因上有密切联系的浅成-超浅成的侵入体。

岩体内部的原生裂隙及角砾岩体十分发育。

在次火山岩发育过程中（侵入—冷凝过程中）形成的一套构造要素，称为次火山岩构造。

剥蚀较浅的火山岩区，常作为火山岩构造的控矿单元之一；强烈剥蚀区，常成群成带分布，构成次火山岩田。

次火山岩构造是斑岩型、玢岩型等矿床的重要构造。

次火山岩体的接触带构造、原生裂隙构造、各种成因的角砾岩体构造及叠加的构造裂隙等直接控制矿床和矿体的产出位置、形态、产状及矿床的规模。

2、决定类质同像代换的基本条件
答：决定元素类质同象代换的内部因素包括：（1）元素的原子或离子半径，一般离子电价和离子类型相同的离子键化合物，原子或离子半径相近时，易于发生类质同象。

（2）化学键类型相同或相似的元素易于发生代换。

（3）类质同象代换要求代换前后化合物的总电价要保持平衡，否则将会引起晶格的破坏。

（4）被代换的矿物晶体构造特征会影响代换的程度，表现为，被代换的矿物晶体构造愈复杂、松弛(偏离最紧密堆积愈远)，类质同象的可能性愈大。

（5）从代换的能量角度来讲，发生类质同象的元素之间，其形成晶体的生成热应相近。

就外部因素而言，主要受到代换体系下元素的浓度和氧化-还原电位来控制。

例如，一种熔体或溶液中如果缺乏某种组份，当需要从中结晶出包含此种组份的矿物时，熔体或溶液中性质与之相似的其他元素就可以类质同象代换的方式加以补充。

在还原内生条件下，Fe2+（0.83Å）和Mn2+（0.91Å）可以亲密共生，而在氧化表生条件下，Fe3+（0.87Å）和Mn4+（0.52Å）则彼此分离。

3. 稀土元素配分图和微量元素蛛网图的具体做法。

答：稀土元素配分图的做法：（1）将样品的稀土元素含量（ppm）分别除以某个标准物质的相应元素值（一般是Sun and Mcdonald，1989发表的球粒陨石或者其他数据，如MORB），得到标准化后的数据。

（2）将各稀土元素按照原子序数排列作为横坐标。

（3）以标准化后的值作为纵坐标，作图，之后，纵坐标改为对数形式。

微量元素蛛网图的做法：（1）将样品的微量元素含量（ppm）分别除以某个标准物质的相应元素值（一般采用Sun and Mcdonald，1989发表的原始地幔数据），得到标准化后的数据。

（2）将微量元素按元素不相容性降低的顺序（即岩浆作用过程中总分配系数增加）排列作为横坐标。

（3）以标准化后的值作为纵坐标，作图，之后，纵坐标改为对数形式。

4、稳定同位素的地球化学应用领域
稳定同位素的地球化学应用领域。

答：基本可以概括为三点应用，包括（1）同位素地质温度计：如矿物对氧同位素测温；（2）同位素地球化学示踪：如应用氧同位素组成确定岩石的成因（壳源/幔源）或构造背景，大气圈、水圈和生物圈循环和环境科学等；（3）物理化学过程识别：如对动物化石进行C同位素分析，确定其是否属于C4(木本或C3(草本)类植物的食用动物。

5. 简述大陆地壳的基本元素地球化学特征
答：基本包括五点：（1）大陆上地壳SiO2在66%左右，类似偏酸性的花岗岩，并具有明显的Eu负异常。

（2）大陆中地壳SiO2在61%左右，类似英云闪长岩的成分。

（3）大陆下地壳在全球大多数地区以SiO2在~52%的基性属性为主，一些特殊地区大陆下地壳具有更为演化的化学组成。

（4）大陆地壳具有十分典型的Pb正异常和Nb亏损，这一特征类似许多岛弧岩石。

（5）大陆地壳整体具有安山质/花岗闪长质的特点，SiO2在59%-62%。

大陆地壳储存了全硅酸盐地球的大部分不相容元素（33%-35%的Rb, Ba, K, Pb, Th, U）。

6. 结合所学，谈谈地球化学研究的基本问题
答：概括而言，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。

其中：
（1）对地球系统中元素及同位素的组成的研究，可概括为对“量”的研究，这是地球化学的第一根本任务，是地球化学研究的第一出发点和基础资料，对探讨地质体中元素的地球化学作用和演化、地质找矿具有实际的指导意义。

（2）地球系统中元素的共生组合和元素的赋存形式，是地质过程中物理化学条件和变动历史的指示剂，对分析和解释元素共生的机理、揭示有利成矿、环境评价等都有实际意义。

也可以成为“质”的研究。

（3）元素的迁移和循环，是对元素“动”的研究，也就是元素在自然作用体系中的含量和赋存形式在时间、空间上的变化。

比如，恢复成矿元素迁移过程，建立地球各个圈层的物质交换和元素迁移等等。

（4）研究元素在自然界所发生的各种地质作用中的行为，可以揭示地质体的成因。

（5）由于元素和同位素的迁移活动寓于地质作用之中，因此，地质事件对微量元素及核数的影响有可能跨越后期作用而被保留，使得某些微量元素和同位素能记录早期地球演化的重要事件。

因此，通过对元素的地球化学演化的研究，可以恢复复杂的地质历史时期的地质事件。

例如，人们基于地球化学综合研究，提出恐龙大灭绝的小行星撞击说。

（6）基于地球化学的上述研究和深入，将有助于人们更科学地认识宇宙和天体是如何形成、演化的？地球是如何形成和发展的？生命是如何起源的？由C、O、H等元素构成的人类是如何产生的？自然体系的元素又是如何合成的？对这些问题的逐渐明晰，有助于人类与地球的持续和谐发展。

7. 高温水岩化学作用的主要特征
高温水-岩化学作用的特点可概括为：（1）相对少量水的体系：地壳岩石中平均含水量约为4%（相当于上地幔含水量0.35%的11倍），地壳总质量为2.6×1019吨，因此地壳总水量为1018吨，相当于水圈质量的0.7倍。

（2）水体系中含大量的作用剂和各类电解质盐类，深源水中常含丰富的成矿物质。

但高温水组成变化大。

高温水-岩化学作用过程中，水仍然既是作用介质，又常作为溶剂和搬运剂。

（3）氧逸度较低且变化范围较宽，是相对富CO2和富SO2-SO3的环境。

（4）温度范围宽，为50 ~700 ( 200 ~400 )℃。

压力变化范围也较宽，为100~2000×105Pa。

高温水-岩化学作用的压力不仅取决于深度，也与岩石的结构和地质构造环境有关。

（5）pH值主要在3~9之间变化：水溶液中H+和OH-的活度积与溶液温度有关，230℃时活度积最高，[H+]×[OH-]为10-12.3，高温热液的pH值和中性点可据热液活度积计算。

在200~400℃温度下热液pH值的中性点值为5.7~6.2。

（6）生物和有机质的作用不如低温条件下活跃。