第五章岩石地球化学测量解析
岩石地球化学测量在某铜多金属矿区的应用
岩石地球化学测量在某铜多金属矿区的应用通过本次工作，通过本次工作共圈定综合异常2处。
其中HY-1异常规模大（面积约2.54km2）、衬值高、各元素浓度均有明显的浓度分带、浓集中心吻合较好的异常区。
Mo、Cu、W成矿元素异常面积大，浓度分带级别高，从岩石地球化学来看，围岩及脉岩所含的成矿元素较低，成矿与岩体有关。
根据元素共生关系与异常特征，主要成矿元素为Mo、Cu，指示元素为Bi、Ag、W，推断深部有隐伏斑岩型钼、铜矿床。
查明了矿区成矿地球化学特征，圈定化探异常，揭示了本区异常的分布特征，探索了元素的水平分带规律，提供了较明确的找矿信息。
标签：异常下限变化系数R型聚类分析浓集克拉克值浓度分带1地球化学特征1.1地球化学参数特征对全区测试元素的化探特征参数进行统计，计算出数据的最大值、最小值、算术平均值、中位数、标准离差、变化系数等地球化学参数，其中参与计算的数据是对全区的数据剔除3倍均方差高值，循环剔除4次，元素含量分布有以下特征，详见表1。
1.1.1浓集克拉克值浓集克拉克值采用本次岩石测量结果平均值与全省均值（岩石）的比值。
图1显示，各元素W、Bi、Ag、Pb、Sb、Au、Mo、Zn等元素浓集系数大于1，以上元素均为富集元素，Cu、Hg、As等元素浓集系数在1-0.5之间，测区分布相对均匀，无明显富集贫化现象；Cu、Mo、B、Hg、Au、Bi元素的浓集系数小于0.5，在测区呈相对贫化分布。
1.1.2变化系数变化系数是反映元素相对富集和分散程度的变量，变化系数大的是一些后期地质改造中具有富集成矿或矿化蚀变带上的元素，所以其值越高找矿信息越强。
元素按变化系数由大到小排列为：W、Cu、Mo、Bi、Ag、B、As、Au、Sb、Zn、Pb、Hg。
从图2中看出本区各元素中W、Cu、Mo、Bi元素变化系数大于1，为强分异型元素；Ag等元素变化系数在1-0.5之间，属弱分异型元素，其它元素变化系数小于0.5，在测区分布相对均匀。
岩石地球化学计算
岩石地球化学计算1. TFe2O3=FeO+0.9Fe2O3FeOT(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+K2O8.AKI = (Na2O/62+K2O/94)/Al2O3*1029.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)*1000R2=（6Ca+2Mg+Al）*100012.(La/Sm)N对δEu的双变量斜边图解认识Eu异常。
“面型”岩石地球化学测量方法与应用实例
第３ ８卷 第 １ 期 ２０ ０ ２年 １ 月
地 质 与 勘 探 ＧＥＯ ＯｃＹ ＡＮＤ Ｐ Ｌ ＲＯＳ ＥＣ １ Ｇ Ｐ ＴＮ
Ｖ １ ３ Ｎｏ １ ０． ８ ．
Ｊｎ ａ ｙ２ Ｏ ａ ｕ ｒ ，Ｏ ２
“ 型 ＂ 石 地 球 化 学 测 量 方 法 与 应 用 实例 面 岩
难 度大 ， 工作效 率较 低 ， 使其 工作 成本提 高 ， 致 因而 ，
限制 了常规岩 石测 量方 法技术 的推 广 和应 用 。近 年
来， 我们 在岩 石测量 方法 研究 和找 矿实践 中发现 ， 采 用上述 规 范方 法布 置 化 探普 查 一 详 查 工作 ， 别是 特
大 比例 尺 的矿 区化 探 工作 ， 有某 些 可提 高 和 改进 还
酆长毅， 李应桂
（ 中国地质科 学簏地 球枷理地球 学研 究所 坊 廊 ０５ ０ ） ６ ００
［ 摘
要］“ 面型” 岩石ｌ 量方法可成倍地减 少样品 采集量和分析 工作量 ， 驯 大幅度 降低 了工作成本
增强 了样 品的代表性 ， 并且 能够消 除“ 网效应”， 速有效地 查 明区域或矿 区地球化 学特征 以及 矿化 测 快
之处 。例如 ：
尽可能 减 少样 品采 集 量 和分 析数 量 ， 充分 提 取 每 个 样品 的地 球化 学信 息 为前 提 ， 验 网格式 多 子样 组 试 合 的“ 面型” 石 ４ 岩 量方 法 技术 ， 以提 高岩 石测 量 用 方法 技术 的适 用性 和有效 性 。 多年试验 研究 结 果表 明 ， 面型 ” “ 岩石 测量 方 法技 术 不 仅 大大 地 减 少 了样
们 基 本上 是使用 这 种规范 化 的方法 布置 化探 野外采
岩石地球化学-杨学明
第一章岩石地球化学数据的控制因素和分析方法第一节引言本书主要讨论岩石地球化学数据及其如何用来获取有关地质过程和成因信息的方法。
习惯上，地球化学数据可分四类：主要元素、微量元素、放射性成因同位素和稳定同位素地球化学数据(见表1.1)。
我们将以这四类地球化学数据为主线，分别来进行介绍和编写本书的主要章节。
每一章将说明如何用特定的地球化学数据来追索一套岩石的成因，讨论数据的表达方式和评价其优缺点。
表1.1 津巴布韦Belingwe绿岩带科马提岩岩流的全岩地球化学数据(据Nisbet等，1987) ZV14 ZV85 ZV10 ZV14 ZV85 ZV10主要元素氧化物(wt%) 微量元素(ppm)SiO2 48.91 45.26 45.26 Ni 470 1110 1460TiO2 0.45 0.33 0.29 Cr 2080 2770 2330Al2O3 9.24 6.74 6.07 V 187 140 118Fe2O3 2.62 2.13 1.68 Y 10 6 6FeO 8.90 8.66 8.70 Zr 21 16 14MnO 0.18 0.17 0.17 Rb 3.38 1.24 1.38MgO 15.32 22.98 26.31 Sr 53.3 32.6 31.2CaO 9.01 6.94 6.41 Ba 32 12 10Na2O 1.15 0.88 0.78 Nd 2.62 1.84 2.31K2O 0.08 0.05 0.04 Sm 0.96 0.68 0.85P2O5 0.03 0.02 0.02S 0.04 0.05 0.05 放射性成因同位素比值H2O+ 3.27 3.41 2.20 εNd+2.4 +2.4 +2.5H2O- 0.72 0.57 0.28 87Sr/86Sr 0.7056 0.70511 0.70501CO2 0.46 0.84 1.04总计100.38 99.03 99.20 稳定同位素比值(‰)δ18Ο+7.3 +7.0 +6.8*注明: 主要元素和微量元素Ni，Cr，V，Y，由XRF测定；FeO由湿化学法测定；H2O和CO2由量重法测定；Rb，Sr，Sm，Nd由IDMS测定。
《岩石地球化学》PPT课件
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51
a. 硅碱图 b. AFM c. FeO*/MgO 对SiO2
~ 30岛弧和大陆弧的1946个 分析数据，主要是火山岩
Data compiled by Terry Plank (Plank
and Sci.
LLeatnt.g, m90u,i3r,4199-38780).Earthh
Planet.
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现代大洋玄武岩可以按照产出的构造环境分为5类
1 MORB (Mid-Ocean Ridge Basalts)，洋壳上部的主体，包括 熔岩和岩墙，并代表大洋辉长岩的初始岩浆。
2 BABB (Back-Arc Basin Basalts)，形成于弧后扩张脊。弧后 盆地宽度60－1000km。
3 OPB (Ocean Plateau Basalts)，发育于大洋板内环境，形成 范围巨大的、厚的海底熔岩堆积。
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大陆地壳的流变学结构
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大陆地壳的成分结构
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大陆上地壳的组成
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大陆下地壳的主元素组成
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典型地壳的稀土元素组成
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问题一
大陆下地壳的主元素、微量元素和同位素组成特征
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第三章 地壳和上地幔的主要构成岩类及其地球化学
3、上地壳主要岩类的地球化学特征
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第四章 地壳和上地幔的主要构成岩类及其地球化学
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岛弧岩浆活动
岛弧岩浆活动的时空变化
1) 岛弧火山岩存在成分极性，从俯冲带向岛弧方向，依次 出现拉斑玄武岩浆系列、钙碱性岩浆系列和碱性岩浆系列
2) 岛弧岩浆岩的岩石类型多样，主元素有较大的变化范围。
第五章 岩石地球化学测量
• 控矿元素；如K、Na、Ca、Mg等，它们组成 缓冲体系，决定了热液的pH条件，从而控制 着成矿元素的沉淀与溶解。 • 在不同类型的热液矿床中都能经常出现，能 够提示多种矿床类型的存在，因此称为贯通 元素。 • 西方的文献中，将能够作为寻找盲矿指标的 中远程指示元素称为探途元素。
• 因此，矿体、蚀变带和原生晕是统一的成矿 作用的产物。热液带来的成矿物质，只有一 部分聚积为矿体，大部分则分散在围岩中形 成原生晕。 • 热液迁移、运动的动力学因素，主要是渗滤 作用和扩散作用。
A、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矿液活动的 痕迹 ——矿体和原生晕。 • 渗滤是热液迁移的主要方式。晕的规模较 大，主要发育在裂隙构造发育的地段。
第五章 岩石地球化学测量
• • • • 一、热液矿床原生晕的形成及影响因素 二、热液矿床原生晕的组分特征 三、热液矿床原生晕的形态特征与内部结构 四、热液矿床原生晕的分带特征
岩石地球化学测量
• 在我国的地球化学找矿文献中，各类矿床的 岩石地球化学异常，是原生地球化学异常或 原生晕的同义语。 • 岩石地球化学异常占有特殊的地位： • 1）各类矿床的岩石地球化学异常最全面的 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，各类次生地 球化学异常，都是原生矿体及其岩石地球化 学异常的派生产物。
（4）围岩性质
• 主要表现为岩石的化学性质和物理性质对 元素迁移、沉淀的影响。 • 一般情况下，化学性质活动的岩石，比较 容易与矿液发生强烈的化学反应，成晕物 质迅速沉淀，限制了原生晕的规模。 • 常见岩石化学活泼性的顺序（由强到弱） 大致为：石灰岩→白云岩→炭质页岩→超 基性岩和基性岩→粘土页岩→泥质板岩→ 片岩→花岗岩→砂岩→石英岩。
勘查地球化学智慧树知到答案章节测试2023年中国地质大学(武汉)
绪论单元测试1.勘查地球化学的测量主要以（）为主。
（）A:元素的同位素性质B:元素所在的矿物C:元素所在的晶格D:元素的含量答案:D2.Geochemical landscape是指（）A:地球化学景观B:地球化学背景C:地球化学事件D:地球化学异常答案:A3.下列可能被用于勘查地球化学采样的地表介质是：（）A:植物或气体B:岩石C:冰积物D:铁帽答案:ABCD4.勘查地球化学除了用于找矿，还可以用在（）等方面。
（）A:畜牧业B:农业问题C:解决环境污染问题D:地方病答案:ABCD5.地球化学勘查也包括：（）A:陆地地球化学勘查B:深部地球物理勘查C:海洋地球化学勘查D:航空地球化学勘查答案:ACD6.下列哪些属于水系沉积物样品的前处理过程？（）A:混合与缩分B:干燥C:粉碎与过筛D:加碱答案:ABC7.勘查地球化学也叫地球化学勘查，地球化学勘探，地球化学找矿，地球化学测量，地球化学调查，也简称化探。
（）A:对B:错答案:A第一章测试1.地球化学元素分布具有非均一性体现在：（）A:不均一性主要是岩浆演化的不均一造成的。
B:元素的时间尺度上的分布具有非均一性C:元素的内禀地球化学特征决定了元素的分布非均一D:元素在空间尺度上的分布具有非均一性答案:BCD2.如何全面深入地进行异常评价,更快更准确的发现有利成矿靶区，需考虑：（）A:地球化学异常本身的特征B:成矿地球化学环境C:成矿地质条件D:成矿物质来源答案:ABCD3.地球化学异常的形成主要是由于元素的集中与分散的结果，究其原因有以下各点：（）A:成矿作用B:非矿化的其他地质作用C:其他地球化学研究中造成的（如采样、样品加工及分析等）D:非地质作用，如人为的干扰与污染等答案:ABCD4.下列说法正确的是：（）A:根据地球化学异常在数值上是高于或低于背景分为：大异常和小异常B:根据地球化学异常在数值上是高于或低于背景分为：正异常和负异常C:岩石地球化学异常、土壤地球化学异常、水文地球化学异常都属于不同赋存在不同介质中的地球化学异常D:根据异常与其赋存介质形成的相对时间关系可以分为同生异常和后生异常。
地球化学 岩石地球化学 年代地球化学
地球化学岩石地球化学年代地球化学地球化学岩石地球化学年代地球化学，这可是个大家伙啊！咱们今天就来聊聊这个神秘的话题，看看它到底是个啥东西，又是如何影响咱们的生活呢？咱们得了解什么是地球化学。
简单来说，地球化学就是研究地球内部的物质成分、结构和变化规律的科学。
而岩石地球化学则是研究岩石这种固体地球物质的地球化学性质。
至于年代地球化学嘛，它就是研究地球上不同时期的岩石中所含有的各种元素和化合物的种类和含量，从而推断出那个时期的地质历史。
这些地球化学知识对我们的生活有什么影响呢？其实可大了去了！比如说，咱们吃的水果蔬菜、喝的水、呼吸的空气，都是由地球上的岩石经过漫长的岁月形成的。
所以说，地球化学知识可以帮助咱们更好地了解咱们所生活的这个星球，从而更好地保护它。
咱们来看看地球化学岩石地球化学年代地球化学的一些有趣的例子。
咱们知道地球上有很多种不同的岩石吗？比如说花岗岩、玄武岩、石灰岩等等。
这些岩石的成分和性质都各不相同，它们都是在不同的地质时期形成的。
比如说，花岗岩主要是由石英、长石和云母等矿物质组成，形成于地壳的结晶作用时期；而玄武岩则是由火山喷发时喷出的熔融岩浆冷却凝固而成的，形成于地壳的深成作用时期。
再比如说，咱们知道地球上有很多古老的岩石吗？这些岩石中的元素和化合物可以告诉我们很多关于地球历史的信息。
比如说，通过分析古代岩石中的同位素比例，科学家们可以推测出当时的气候、环境和生物演化情况。
这对于研究地球的演化历程和生命的起源都有着重要的意义。
咱们来说说年代地球化学的一些有趣的现象。
你知道吗？地球上有很多非常古老的岩石，它们的年龄甚至比太阳系还要古老！这些古老的岩石中往往含有一些非常稀有的元素和化合物，比如铱、钌等等。
这些元素在地球上是非常罕见的，因为它们通常只存在于极端条件下。
所以说，通过研究这些古老的岩石中的元素和化合物，科学家们可以更好地了解地球上的元素循环和物质迁移规律。
地球化学岩石地球化学年代地球化学是一个非常有趣且充满挑战性的领域。
岩石地球化学计算
岩石地球化学计算1. TFe2O3=FeO+0.9Fe2O3FeOT(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+K2O8.AKI = (Na2O/62+K2O/94)/Al2O3*1029.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)*1000R2=（6Ca+2Mg+Al）*100012.(La/Sm)N对δEu的双变量斜边图解认识Eu异常。
第五章 岩石地球化学测量
• 邵跃等人在狮子山地区开展矽卡岩型铜矿床 原生晕的研究工作。通过对狮子山矿床四条 勘探线剖面钻孔中原生晕的研究发现（图）， 铜、银、钼三个元素在剖面上具有垂直分带 现象。 • 银异常主要分布在沿矿带轴向的前上方（前 缘），矿带尾部异常收敛； • 钼异常主要分布在沿矿带轴向的后下方（尾 部），矿带前缘无异常出现； • 铜异常虽然在矿带前后均有异常出现，但在 矿带前缘比矿带尾部异常强。
B．成因分带
• 原生晕的垂直分带性和水平分带性，都是针对 现代空间方位说的，不涉及矿体和原生晕形成 时的产生状态。 • 实际上，矿体或原生晕的产状，陡倾斜矿体和 缓倾斜矿体，对于分带规律是有一定影响的。 • C.B.格里戈良认为晕的分带性是一个矢量的概 念，热液运移有方向性，总是向压力降低方向 运移，他的分带性成果，能反映热液流动方向 性，具有成因意义，故称为成因分带。他结合 矿体的产状将原生晕的分带性划分成轴向分带、 横向分带、纵向分带三种类型。
（4）围岩性质
• 主要表现为岩石的化学性质和物理性质对 元素迁移、沉淀的影响。 • 一般情况下，化学性质活动的岩石，比较 容易与矿液发生强烈的化学反应，成晕物 质迅速沉淀，限制了原生晕的规模。 • 常见岩石化学活泼性的顺序（由强到弱） 大致为：石灰岩→白云岩→炭质页岩→超 基性岩和基性岩→粘土页岩→泥质板岩→ 片岩→花岗岩→砂岩→石英岩。
• 在金矿石中，黄铁矿富含金，铜矿石中的 黄铁矿富含铜，铅锌矿石中的黄铁矿则贫 铜富铅锌江西贵溪冷水坑斑岩型铅锌矿区 不同矿石类型中黄铁矿的微量元素含量（%） • （据江西912大队、长春地质学院，1982）
4．卤族元素的作用
• 卤族元素在成矿成晕中的特殊作用近来逐渐被 发现。 • 在亚美尼亚某多金属矿床原生晕研究中，坑道 岩石采样中，Cu、Pb、Zn均未显示异常，但碘 具有明显清晰的异常，后在深122米之下，致密 岩石中打到了水平产出的块状多金属矿体。
第5章第3节钐-钕(Sm-Nd)测年及示踪地球化学
BCR-1:143Nd/144Nd=0.512650±0.000040;
J&M 321: 143Nd/144Nd=0.511137±0.000008 (N=12);
文献中的统计： LaJolla Nd: 143Nd/144Nd=0.511848±0.00005; BCR-1: 143Nd/144Nd=0.512642±0.000006; 第五章第3节Sm-
Sm,Nd同位素组成
第五章第3节SmNd 同位素
一、REE的行为
1. REE 的离子半径（Radii) 随着原子数的增加而减小；
La: Z=57, R=1.15 Å
Lu: Z=71, R=0.93Å
2. REEs 在不同矿物中的行为是不同的；
例如：长石(feldspar)，黑云母(biotite)和磷灰石(apatite) 富 集轻稀土；而辉石(pyroxenes)，角闪石(amphiboles)和石榴 石（garnet)富集重稀土；
Nd 同位素
二、Sm-Nd定年学原理
现今球粒陨石质均一储库(Chrondritic uniform reservoir) (CHUR):指用球粒陨石的Sm/Nd和143Nd/144Nd比值代表未经化学 分异的原始地幔的初始比值;
1) 目前国际上采用的CHUR参考值为：143Nd/144Nd=0.512638; 147Sm/144Nd=0.1967
6. 钾长石(K-feldspar)，黑云母(biotite)， 角闪石(amphibole)， 单斜辉石(clinophyroxene)具有较低Sm/Nd比值0.32，其含量 较高；
岩体力学05-地应力及其测量
2、原岩应力是涉及地壳问题各个学科领域最基础性的原始资 料。 • 1）在地球物理领域，科学家们汇集了全球陆地与海底大量 的地应力测量资料，编制了地壳应力分布图，并用于建立地 壳构造模型和研究地壳运动规律，这项工程促进了地球动力 学，包括地震机制研究的发展。 • 2）在采矿工程领域，原岩应力的大小和方向是井巷断面形 状优化设计、方位的合理选择以及井巷支护、采场矿山压力 控制的最主要依据之一。 • 3）在其它领域，如水利水电坝基选择和大坝稳定性，石油 钻孔孔壁稳定性和增加采油率的裂井工程，核废料处理中防 止泄露和污染、地热利用工程以及地质灾害防治工程等等， 都要用到地应力这个基本参数。
2、构造应力起源： •地幔热对流——板块运动 •地球自转速度变化——地质力学
中国板块处在四大板块环绕中，它们碰撞挤 压，形成了中国大陆岩体中的天然应力。
•西南：印度板块向NNE挤 压（5mm/a） •东：太平洋板块向W俯冲 （1cm/a） •南：菲律宾板块向N俯冲 •北：西伯利亚板块阻挡 •1迹线：N-NE-SSE
+
+
+
+
+
+ + + + + +
++++++
天然应力
→ ← ↓ ↑
∧
→ ← ↓ ↑
∧
重分布应力
相对于第2洞 室的天然应力
二、地应力的研究意义 1、天然应力是引起岩土工程变形和破坏的根本作用 力，其地位相当于工程习惯中所理解的外部荷载， 但又与材料力学、弹性力学中泛指的外荷载又有不 同。地下工程是在原岩应力作用下开挖的，即地下 工程是先受力、后开挖，并且地应力从开挖前到最 终一直对围岩起作用。
岩石地球化学测量
岩石测量的研究在俄罗斯则是相当活跃的，格 里戈良等：分带及分带指数、与次生异常对应 关系。《固体矿产化探规范》。多元场法。
与此同时，岩浆熔融体的巨大热力，对周围岩石的强
烈烘烤，使围岩中的易挥发组分转化为气体，从固相
中分离出来。这些从液相和固相中分离出来的组分，
呈气相存在，它们的活动能力大为增强，在侵入岩体 周围形成喷气分散晕（图3-2）。喷气分散晕具有下列 恃征：1）喷气分散晕在空间上，基本围绕侵入岩体呈 环状分布（图3-2〉。2〉喷气分散晕中有大量的含水 矿物和易挥发组分，而在邻近岩体部位，存在着无水 矿物带，这表明了它们之间的成因联系。
局部岩石测量:是在各类找矿靶区内或异常 区内，按中、大比例尺进行系统的岩石测量， 研究测区内潜在矿田（矿床）的原生分散晕， 用于缩小靶区，追索隐伏矿床，指导工程的布 置．
钻孔测量:用较密的网度，研究矿体的原生 晕。主要是利用矿体原生晕的分带特征，借以 发现钻孔之间或已知矿体下部的盲矿体。样品 主要从钻孔岩心中或井下坑道中采集，采样点 距一般为1～5m.
与深大断裂的关系密切。
受控矿构造的控制明显，与深大断 裂的关系不如喷气分散晕那样密切。
喷气分散晕则是以岩体为中心
浓度分带和组分分带是以矿床（矿 体）为中心
在隐伏矿床的预测中，准确区分喷气
分散晕和矿床分散晕具有重要的实际意义。 矿床原生晕的另外一些特征，虽然表现也 相当明显，但还需进一步研究证明，如矿 床原生分散晕中，元素的浓度分带具有指 数变化的特征。组分分带明显，浓度梯度 变小可以作为矿化规模较大的指示标志等 等。
地球化学测量法
地球化学测量法(1)地球化学测量法的基本原理:地球化学测量主要是通过发现异常、解释评价异常的过程来进行找矿的，而地球化学异常又是相对于地球化学背景而言的。
所以说研究地球化学异常是化学探矿的最基本问题。
1）地球化学背景与背景含量：在无矿或未受矿化影响的地区，区内的地质体和天然物质没有特殊的地球化学特征，且元素含量正常，这种现象称为地球化学背景，简称背景。
正常含量也叫背景含量。
元素呈正常含量的地区称背景区。
背景区内，元素的分布是不均匀的，故背景含量不是一个确定的值，而是在一定范围内变动的值。
背景含量的平均值为背景值。
背景含量的最高值称为背景上限值，或称背景上限。
高于背景上限值的含量就属于异常含量。
因此，也可以称背景上限值为异常下限。
2）地球化学异常与异常值:在广大背景区中，往往有一部分天然物质及地球化学特征与背景区有显著不同，这就是地球化学异常。
如果用数值来表达异常的特征，则该值叫地球化学异常值。
其对应的地区称为地球化学异常区，简称异常区。
3）地球化学异常的分类：地球化学异常可分为在基岩中形成的异常-原生地球化学异常（原生异常）和由岩石、矿石遭表生风化破坏后，在现代疏松沉积物、水及生物中形成的异常-次生地球化学异常（次生异常）。
根据规模大小，又可将地球化学异常分为三类：地球化学省、区域地球化学异常（区域异常）和局部地球化学异常（局部异常）。
4）地球化学测量方法分类:根据地球化学找矿取样介质的不同可以分为下列五类：岩石地球化学测量、土壤地球化学测量、水系沉积物地球化学测量（即分散流测量）、水化学测量、气体地球化学测量。
上述各类地球化学找矿方法中，以前三种最常用，比较成熟且找矿效果也较好。
(2）地球化学测量法的工作方法1）定点及编号:将采样点的位置准确地标定在相应的图件上称为定点。
测区用规则测网采样时，将测量结果换算成坐标落在图件上就行了。
采样点的误差最好不超过点线距的1/20-1/10。
若用不规则测网采样时，定点的误差要大些，一般要求定点的误差在相应图中不超过1mm。
5-岩石地球化学
此为进行放 射性同位素 测定的VG－ 54质谱仪
D
数据分析、解释
岩石类型、岩浆来源
岩浆演化趋势，岩石系列划分
岩石类型划分
岩浆结晶分离趋势
E高温高压技术－模
拟地球内部的温度压 力条件
实验岩石学和 实验地球化学
此为日本筑波材料科学 研究所3万吨高压仪器
岩石地球化学常用元素的分类 （按照含量和放射性特征）
3. 放射性同位素 (radiogenic isotopes)
4. 稳定同位素（stable isotopes） (凡是原子可以稳定存在时间大于1017年的就称为稳定同位素， 反之就是放射性同位素)
关于同位素的基本知识（1）
A. 原子（atom）＝原子核＋核外电子 例如：Fe原子、O原子等 B. 核素(Nuclide)——是由一定数量的质子（Z, Proton, atomic number）和中子（N, Neutron）构成的原子核。
岩石地球化学
1、是地球化学的一个分支 2、是以地球和地外天体中广泛存在的岩石作 为研究对象， 3、以地球化学中元素和同位素的基本理论为 依据 4、以现代分析测试技术为依托， 5、揭示岩石在岩浆、沉积、变质、成矿等作 用过程中的地球化学性质、成因、演化及 其反映的地球动力学过程。
参考材料
1.英文版原著：Rollison, HR. 1993. Geochemical data: evaluation, presentation and interpretation. 中文翻译版：杨学明等，岩石地球化学，合肥：中 国科学技术大学出版社，2000 2、Wilson M. Igneous Petrogenesis. Kluwer Academic Publishers,London. 2001
专家讲解—岩石地球化学5-微量处理
（模拟计算反演源岩和过程）
（3）鉴别岩石形成的构造环境
重要元素对岩石成因的指示意义
（After Green 1980）
元素 特征解释
高度相容元素，N i 和C o 赋存在Ol 中，C r在Sp和C px中，这些元素的高度富集（例如N i ＝250-300 ppm, C r=500Ni, Co, Cr 600 ppm）暗示着岩石母岩为地幔橄榄岩，如果岩石系列显示N i 的逐渐降低 （C o 也可以显示同样规律） 则预示着 Ol 的分离结晶作用。C r的逐渐降低代表尖晶石或者C px的分离结晶作用。 它们在部分熔融和分离结晶过程中显示相似的特征。都倾向于进入Fe-T i 氧化物（钛铁矿和钛磁铁矿)， 是钛铁矿和 钛磁铁矿结晶分异的示踪剂。如果V和T i 显示差异性质， 则T i 可以类质同象进入一些副矿 物相，例如榍石和金红石。 极不相容元素，基本不进入主要的地幔矿物相，有时可以与T i 类质同象进入副矿物相，例如榍石和金红石。 不相容元素，在钾长石。云母或者角闪石中可以替换K。Rb在角闪石中类质同象替换能力弱于在钾长石和云母中，因 此K/Ba比值可以用来鉴别这些矿物相。 在Pl 中容易类质同象替换C a（但是在Py中不取代C a），在钾长石中替换K，在浅部低压条件下当Pl 作为早期结晶相 的时候，显示相容元素特征，因此Sr或者C a/Sr比值是鉴别Pl 参与的有力指示剂。但是Sr在高压的地幔条件下，当Pl 不 稳定的时候，显示不相容元素特征。 石榴石(Opx和角闪石稍弱)容纳重稀土元素，因此会导致轻稀土的分异。榍石和Pl 倾向于吸纳轻稀土元素。C px仅导 致REE轻度分异。Eu强烈倾向进入Pl 中，因此Eu异常可以鉴别是否有Pl 的参与。 常类似于HREE，显示不相容元素特征。强烈倾向进入石榴石和角闪石中，辉石次之。榍石和磷灰石也富集Y，因此如 果岩石中存在这些副矿物，将明显影响Y的分异。
岩石地球化学
（一）利用常量元素开展岩石的分类 岩石的分类通常是基于主量元素成分，单它 们的具体命名要根据矿物组成。但是对火山岩而 言，岩石的具体命名也主要依据化学成分。 图1是Le Maitre et al (1989)提出的全碱 （Na2O+K2O）—SiO2的TAS分类图。 Wilson (1989)利用Cox et al (1979)的TAS图解 对侵入岩也进行了分区和命名（图2）。
如果岩石中含有较多的含水矿物，如黑云母，角闪石
或白云母，特别是蚀变强烈的岩石（含大量粘土矿物和
碳酸盐矿物），则岩石的总量将会低于99%，这时往往 用烧失量(LOI)或直接分析H2O+、H2Oˉ、F和CO2的含 量来补充。
在运用已有的常量元素时，应注意下列 几点：
测试样品必须是未蚀变的新鲜岩石，其 检验的标准是岩石中H2O＋＜2％，CO2＜
0.5％；否则不能使用，只有高镁火山熔 岩（苦橄岩、科马提岩、麦美奇岩、玻古 安山岩）例外；
使用原始数据进行各种分类图表和化学 参数计算前，必须先去除H2O或烧失量， 重新计算为干成分的100%标准化时的主元 素质量百分数后，才能使用；
在计算CIPW标准矿物含量时，如果是全 铁含量，应找一个有效的方法将全铁分成 FeO和Fe2O3；一般采用：
1、用Muller等方法时，计算镁值（耐火度） （Mg# =MgO*100/ (MgO+FeO＊)(摩尔比)， FeO＊＝FeO+0.899Fe2O3。
地球化学与岩石学揭示岩石成因与演化的化学指示物
地球化学与岩石学揭示岩石成因与演化的化学指示物地球化学和岩石学是研究岩石成因和演化的重要学科领域。
通过分析岩石中的化学指示物，我们可以了解岩石形成的过程以及地球内部的物质循环。
本文将介绍地球化学和岩石学在揭示岩石成因和演化方面的应用，并重点讨论一些常见的化学指示物。
一、地球化学与岩石学的概念和意义地球化学是研究地球化学元素及其同位素在地球上的分布、循环和演化规律的学科，而岩石学则是研究岩石的形成、组成和变化过程的学科。
这两个学科紧密联系，相互促进，对于理解地球的演化历史和地质过程具有重要意义。
地球化学和岩石学的研究对象主要是地壳中的岩石和矿物。
通过分析岩石和矿物中的各种元素和同位素的含量和组成特征，地球化学家和岩石学家可以揭示岩石的成因和演化历史。
同时，地球化学和岩石学还可以为寻找矿产资源、勘探矿床和预测地震活动等提供重要依据。
二、常见的化学指示物及其应用1. 同位素组成同位素是指具有相同原子序数但质量数不同的元素。
不同同位素之间的分布和比例可以反映物质地质过程中的各种变化。
以铅同位素为例，不同来源的铅具有不同的同位素组成，因此可以通过测定样品中的铅同位素比例来判断岩石的起源。
2. 微量元素微量元素通常在岩石中的含量非常低，但它们在岩石成因和演化中起着重要作用。
例如，锶同位素在岩石中的分布可以用来追踪地壳演化和岩浆活动。
镁和铁的含量和比例可以揭示岩石的成因和变质程度。
3. 稀土元素稀土元素是指化学元素周期表中镧系元素的15个元素。
岩石中稀土元素的含量和分布可以提供关于岩石成因和熔融作用的重要信息。
通过分析样品中稀土元素的含量和配分特征，可以判断岩石的来源和形成环境。
4. 放射性同位素放射性同位素是天然界中存在的具有放射性衰变性质的同位素。
例如，钾-钕和铀-铅同位素的测定可以用来确定岩石的年龄。
通过测定样品中放射性同位素的含量和比例，可以计算出岩石的形成时间，从而揭示地质历史。
三、地球化学与岩石学的应用领域地球化学和岩石学的研究方法和成果在多个领域得到广泛应用。
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B、扩散作用
• 是在体系里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。 • 只要体系内存在浓度差，无论溶液和气体是处于流动状 态还是静止状态，都将发生元素的迁移，质点扩散的方 向与溶液流动的方向无关 • 扩散作用的速度较慢。据C.B.格里戈良等的实验资料计 算，在热液条件下形成10m规模的铅的扩散晕，需要一 万年以上的时间。因而扩散晕的规模一般较小，但晕中 元素含量的变化较规则，扩散晕中元素的含量自矿体边 缘向外随距离增大，呈对数曲线下降（见下图）。
• 3）当前陆地上的找矿工作的发展趋势是寻 找厚覆盖地区隐伏矿和浅覆盖区及开采矿山 深部的盲矿。对于深部盲矿的寻找，岩石地 球化学找矿是必不可少的方法。 • 在不同成因类型矿床的岩石地球化学异常中， 仍以热液矿床的应用和研究最为深入。本章 以热液矿床岩石地球化学异常作为重点，对 于其它类型矿床的岩石地球化学异常，只做 简要介绍。
一、热液矿床原生晕的形成及影响因素
• 1．形成作用 • 根据矿床学的一般概念，富含成矿元素及其伴生元素 （包括挥发组分）的气水热液，在内营力的作用下， 沿一定的构造裂隙迁移、运动。气水热液中的成矿元 素及其伴生元素呈简单离子、简单络离子、复杂络离 子以及气体分子形式存在。 • 当外界条件在短距离内发生比较剧烈的变化，或者说 含矿热液在遇到各种地球化学障的情况下，迁移的平 衡条件遭受破坏，各元素便在一定的空间部位沉淀、 析出。在沉淀条件最充分具备的局部地区，可能成为 沉淀中心，由此向外，依次形成矿体、蚀变带和范围 更为宽广的原生晕。
• 控矿元素；如K、Na、Ca、Mg等，它们组成 缓冲体系，决定了热液的pH条件，从而控制 着成矿元素的沉淀与溶解。 • 在不同类型的热液矿床中都能经常出现，能 够提示多种矿床类型的存在，因此称为贯通 元素。 • 西方的文献中，将能够作为寻找盲矿指标的 中远程指示元素称为探途元素。
• 岩石的物理性质主要表现在岩石的机械性质 和渗透性质等方面，岩石的机械性质主要是 指脆性和塑性。 • 脆性岩石经过构造变动易于破碎，有利于热 液的迁移、渗透，有利于形成较大规模的晕。 • 塑性岩石经过构造作用，挤压得更为致密， 不利于热液渗透，常常构成阻碍原生晕发育 的隔挡层。 • 岩石的渗透性取决于岩石孔隙度和孔隙之间 的联通情况。
2．影响因素
• （1）元素自身的地球化学性质 • 热液中金属元素主要呈络合物形式迁移，因此元 素络合物的稳定性是前述多种地球化学性质的综 合反映。 • 可用络合物的电离平衡常数来衡量络合物的稳定 性。象W、Sn、Mo、Bi、V等元素，不稳定常数 大，常在很高温度下就不稳定而离解沉淀。因此， 它们的异常距热中心很近。而Hg、As、Ba、Sb 等元素不稳定常数小 ，络合物在低温条件下仍 相当稳定，它们往往迁移较远 ，异常远离热中 心。
• 因此，矿体、蚀变带和原生晕是统一的成矿 作用的产物。热液带来的成矿物质，只有一 部分聚积为矿体，大部分则分散在围岩中形 成原生晕。 • 热液迁移、运动的动力学因素，主要是渗滤 作用和压力梯度的作用下，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矿液活动的 痕迹 ——矿体和原生晕。 • 渗滤是热液迁移的主要方式。晕的规模较 大，主要发育在裂隙构造发育的地段。
（4）围岩性质
• 主要表现为岩石的化学性质和物理性质对 元素迁移、沉淀的影响。 • 一般情况下，化学性质活动的岩石，比较 容易与矿液发生强烈的化学反应，成晕物 质迅速沉淀，限制了原生晕的规模。 • 常见岩石化学活泼性的顺序（由强到弱） 大致为：石灰岩→白云岩→炭质页岩→超 基性岩和基性岩→粘土页岩→泥质板岩→ 片岩→花岗岩→砂岩→石英岩。
第五章 岩石地球化学测量
• • • • 一、热液矿床原生晕的形成及影响因素 二、热液矿床原生晕的组分特征 三、热液矿床原生晕的形态特征与内部结构 四、热液矿床原生晕的分带特征
岩石地球化学测量
• 在我国的地球化学找矿文献中，各类矿床的 岩石地球化学异常，是原生地球化学异常或 原生晕的同义语。 • 岩石地球化学异常占有特殊的地位： • 1）各类矿床的岩石地球化学异常最全面的 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，各类次生地 球化学异常，都是原生矿体及其岩石地球化 学异常的派生产物。
• 分类： • 成矿元素：如Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo等； • 伴生元素：如Ag、As、Hg、In、Cd、Ga、 Ce、Co、Bi等。 成矿元素和伴生元素的划 分是相对的，在一定条件下的成矿元素，在 另一条件下则是伴生元素。同样，在一定条 件下的伴生元素，在另一条件下则为成矿元 素。 运矿元素：如F、CI、S、B等，这些元 素往往和主要成矿元素形成易溶的络合物， 对成矿元素的迁移起重要作用。
• 应该指出，岩性对原生晕发育的影响是复杂 的。 • 在一个具体的成矿环境里，某些岩性因素有 利于晕的发育，另一些因素则不利于晕的发 育。 • 一般说来 ，对交代型成晕作用，围岩化学性 质起主导控制作用，在充填型的成晕作用中， 岩石渗透性的控制更为明显。
二、热液矿床原生晕的组分特征
• 1．指示元素概念 • 那些能够形成清晰异常的，能够比较直接指示 矿体存在空间位置的，能分辨矿石类型的，以 及能反映异常形成机理的这样一类元素称为指 示元素。 • 所谓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。
（2）含矿热液本身的性质
• 热液中元素的浓度 • 元素的迁移形式 • 热液体系的温度、压力
（3）构造裂隙
• 断裂、破碎带、接触带、地层层理、岩石的 节理、片理及气孔构造等构造空间，不仅是 热液活动的通道，而且是矿石沉积的主要场 所。 • 因此，也是热液矿床原生晕发育的主要空间 部位。 • 构造系统原生晕