生物化学沉积

（二）生物及生物化学在成矿过程中 的作用
在生物—化学沉积矿床的形成过程中，生物 具有多种生物化学机能。这些机能对于矿床 的形成起着重大的影响。主要包括：
生物机体对有用组分的富集作用 微生物化学作用
1、生物机体对有用组分的富集作用
各种生物在生长过程中 ，由于生物机体的需要，能从 周围的环境中（水体、空气、岩石土壤等）不断地吸 收某些元素或物质，使这些元素在生物机体中得到高 度富集。
例如在爱沙尼亚早志留世的磷块岩矿床中，有三层磷块岩几 乎全由矿化的圆货贝的贝壳组成；我国昆南磷块岩矿床中则 有矿化软舌螺层。
南非的好望角，在赤 道暖流与南极寒流的 汇合处，生物大量死 亡，其遗体在海底堆 积起来形成磷酸盐结 核。
（2）生物-化学沉积成因
这种观点认为磷块岩矿床不是由生物的遗体直接堆积 而成的，而是与生物在海底淤泥中化学分解有关。
在气候炎热干旱的浅海地带，浮游生物大量繁殖（吸 收磷）。当这些生物死亡后下沉到海底淤泥中，通过 细菌化学分解，形成富含磷的淤泥水。由于富磷的淤 泥水发生扩散作用，磷围绕碎屑进行聚集，形成磷结 核。
从现代浅海淤泥中化验可知，淤泥中的含磷量比海底 水高出数十倍~150倍。而在深海淤泥中仅高出海底水 2~3倍。在成岩过程中磷酸盐溶液围绕小的砂粒、生 物碎屑进行聚集形成磷酸盐结核，鲕粒或胶结物。
各种生物对于元素的这种有选择性的吸收、浓集作用， 是许多生物化学沉积矿床的物质基础。
2、微生物化学作用
藻类和细菌作用对成矿具有相当大的意义。其作用主要有：
聚集某些成矿元素；例如硫酸盐还原细菌及硫磺细菌可以分解硫 酸盐吸收硫形成自然硫矿床。有些细菌活动过程中具胶体属性， 能吸附Cu,Pb,Zn,Fe,Mn,Mo,I,B多种成矿元素。
改变介质的物理化学条件，促使成矿物质的沉淀；由于微生物分 解有机质而形成CO2、CO、CH4、H2S、H2、H2O等，可使周 围的水体介质的pH和Eh值发生变化，引起硫化物、碳酸盐及铀、 钒等元素的沉淀成矿；
产生有机物质；微生物可将所吸收的元素合成形成各种有机化合 物，如碳水化合物、蛋白质、有机酸、酶、维生素等。还可使生 物机体中富集的有用元素释放、活化-富集成矿，如磷块岩矿床。
6）矿床规模很大，分布广；有重要工业意义的生物-化学沉积矿 床有磷块岩矿床、硫铁矿矿床、自然硫矿床、硅藻土矿床、石 灰石矿床、与黑色页岩有关的沉积型Mo、Ni、Cu、 V、U、等 矿床。
（四） 沉积磷块岩矿床
磷在地壳中的含量为0.13%，被认为是一种典型的生物 元素。动物在其生命循环中都要吸取磷以组成其躯体， 如骨骼、牙齿、甲壳等。例如：脊椎动物的骨骼含P2O5 达53.31%，许多低等生物贝壳中含P2O5达36.5%，虾类 含Ca3(PO4)2达26%，等等。
以生物的代谢作用把元素从一个状态转化为另一个状态。某些微 生物(microbe)还可以使许多的变价元素如S, Fe, Mn, V, U等由 高价还原成低价态，从而导致元素沉积形式的变化和固相化合物 的重新溶解、迁移和再沉积。
（三）生物化学沉积矿床的特征
1）地理和气候：主要产于陆棚浅海盆地的边缘地带，炎热气候 条件提供了生物生长繁殖的环境；
沉积磷矿床中磷的来源，主要来自是来自大陆含磷岩 石风化后所产生的磷酸盐溶液，例如：有人统计伏尔 加河每年带入黑海的呈溶解状态的磷多达6000多吨之 巨。当然，海底火山喷发带出的磷也是重要的来源。
对于磷是如何通过生物化学作用而富集起来形成矿床 的，目前对其机制认识尚不一致，除了鸟粪磷矿床和 贝壳等生物遗体磷矿床与动物有直接关系外，世界上 磷矿床主要为海相沉积的层状或结核状磷块岩矿床。
1、沉积磷块岩矿床的成因
关于磷块岩的成因，比较一致地认为是海洋 沉积的，但有三种成因观点： ➢ 生物成因说 ➢ 生物-化学成因说 ➢ 化学成因说（上升洋流说）
（1）生物成因说
认为磷块岩是在海洋中生物大量死亡后直接堆积形成的。主 要依据是有的矿床中有大量生物化石，现代海底生物遗体可 转化为胶状物质。主要成矿因素是海水温度、盐度和流速变 化。
2）环境：它们多赋存于海百度文库地层中；
3）含矿岩系：为富含有机质的页岩、砂岩－碳酸盐岩。矿层内 常含有化石或有机质；常具旋回性，出现几个矿层；
4）矿体形状：主要为层状、透镜状、扁豆状；沿走向可以延长 很远、但沿倾向延长比较小。受海水进退的影响，在倾向上常 呈雁行式分布；
5）矿石组构：胶状、隐晶质、细粒状以及生物碎屑结构；以致 密块状、条带状和浸染状构造为主；矿石有用矿物多为磷酸盐、 硫化物、碳酸盐、氧化物 等。
生物—化学沉积矿床
（一）概述
定义：指由沉积作用堆积起来的生物遗体，或 经过生物有机体的分解而导致有用组分（矿物） 沉淀所形成的矿床，也包括在沉积过程中由于 细菌的生命活动而使某些元素聚集而形成的矿 床。
这类矿床的成矿过程中，生物作用占有很大 的意义。因此，根据上述的定义我们可以将这 类矿床理解为：由生物或生物化学作用促使有 机的或无机的成矿物质在各种水盆地中聚集， 经沉积作用而形成的矿床。
例如一些海洋生物中某些元素的含量比海水高出几十 倍至几十万倍：F、B、K、S、Si、P一般高出几十倍， Br、Sr、Fe、As、Ag高出几百倍，Cu、I高出几万倍， Zn、Mn高出几十万倍。有的生物对某些元素特别集 中。生物的蛋白质、脂肪及血液中集中C、H、O、N、 S、P、K、Fe等元素，骨骼中集中Ca、P、Si等元素。
生物在成矿过程中有直接或间接的作用.
直接参与成矿作用：是指成矿物质直接来自生物有 机体本身，沉积的生物遗迹、生物残骸而成的矿床； 例如磷块岩矿床、硅藻土矿床、沉积硫矿床、白垩 矿床、生物灰岩以及煤、石油、天然气等。
间接参与成矿作用：是指生物（细菌）活动促使成 矿物质沉淀富集形成的矿床。生物遗体经过腐烂、 分解、或者生物在其生命的延续活动过程中所形成 的产物、酶、有机酸、腐殖质等组分的影响下，改 变了成矿的物理-化学环境、促使金属元素聚集成 矿，如Fe，Mn，Al，U，V，Cu，Zn，Co，Ni， Ge，黄铁矿…..等矿床的形成。