第三章成礦作用總論主要內(nèi)容：一、元素的分布與成礦的關(guān)系二、元素遷移富集與成礦三、成礦作用分類與礦床成因分類四、思考題3.1元素的分布與成礦的關(guān)系礦床是地殼的一個組成部分，雖然近期的一些研究認為，部分成礦物質(zhì)可能來自下地幔及核-幔邊界附近的地幔流體，但是主要成礦物質(zhì)還是來自地殼和上地幔。成礦元素在地殼、地幔以及地殼內(nèi)不同巖石中的豐度是不同的，了解元素的分布規(guī)律及其與成礦的基本關(guān)系對研究成礦地質(zhì)背景條件和礦床分布規(guī)律具有重要意義。元素的豐度是指某元素在某地質(zhì)體中的平均含量。克拉克值：是指某元素在地殼中的豐度，即某元素在地殼中的平均含量。（一）元素在地殼和上地幔中的分布特征元素在地殼和地幔中分布有如下三個最基本的特征：1、不同元素在地殼和上地幔中的豐度差異很大。如O、Si、Al、Fe、Ca、Na、Mg七種元素占地殼的99.4%，在上地幔中占99.11%，其余85種元素在地殼和上地幔中豐度的總和均低于1%。在上述7種元素中O在地殼和地幔中的豐度分別約為K的27倍和186倍（據(jù)李彤，1976）。2、一些成礦元素在地殼和上地幔中的豐度差異很大。如鐵族元素（Fe、Cr、Co、Ni）、鉑族元素（Pt、Ru、Rh、Pd、Os、Ir）和Mg在上地幔中的豐度約為相應(yīng)元素克拉克值的幾倍至十幾倍。相反，地殼中稀有元素（Li、Be、Nb、Ta）、稀土元素及放射性元素（U、Th、Ra）的克拉克值是在上地幔豐度的幾倍至十幾倍；揮發(fā)組分（S、P、F、Cl、B）的克拉克值是其上地幔豐度的2-4倍。3、同種成礦元素在不同類型巖石中的豐度差異很大一些元素在一些巖石中豐度較大，而另一些巖石中則可能很小。如Cr、Ni、Mg、Fe、Co、PGE等元素在超基性巖中的豐度最大；V、Ti、Cu、Zn、Sb、Mo等元素在基性巖中的豐度最大；U、Th、Li、Be、Nb、Ta、W、Sn、Pb等元素在酸性巖中的豐度最大；S、B、C、Hg、Sn、Mo、Pb、W、Cu、Zn等元素在沉積巖中的豐度也很大。（二）元素豐度與成礦的關(guān)系地質(zhì)體中元素的豐度與成礦的關(guān)系大致表現(xiàn)如下：1、地質(zhì)體中元素的豐度與成礦往往有密切的相關(guān)性，即元素豐度高的地質(zhì)體具有這些高豐度元素成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)，易于成礦。從地殼、地幔等最大地質(zhì)單元到局部地質(zhì)體中這一規(guī)律均有體現(xiàn)，例如，地殼中克拉克值大的元素易成礦、易成規(guī)模大的礦床。以Fe為例，F(xiàn)e的克拉克值很大，所以鐵的礦床類型很多，而且儲量?？蛇_數(shù)億噸至百億噸以上；Au的克拉克值很低（4ｘ10-7），雖然也可形成礦床，大儲量達百噸以上者極為少見。如前所述，Cr、Ni、Co、PGE等元素在超基性巖中的豐度最大，所以這些元素最易在幔源的基性-超基性巖中成礦；Li、Be、Nb、Ta、W、Sn等元素在酸性巖中的豐度最大，因而上述元素礦床的形成常與花崗巖有關(guān)。相反，Li、Be、Nb、Ta、W、Sn等元素的礦床一般不會產(chǎn)于豐度很低的基性、超基性巖中，而原生鉻鐵礦礦床一般僅產(chǎn)于豐度高的超基性巖中。2、地質(zhì)體與成礦的關(guān)系并不完全取決于其中元素的豐度，還與其他因素有關(guān)。例如，Sb的克拉克值為0.00006可形成10萬噸以上的大礦床；相反，Ga的克拉克值為0.0018卻很少形成獨立的礦床，這是由元素的地球化學(xué)特性決定的，一些元素易于富集成礦（如Au、Sb等），而（如Ga等）分散元素則不易富集成礦。另外還與元素在地質(zhì)體中的賦存狀態(tài)有關(guān)，如果某種元素在地質(zhì)體中不易活化遷移和再富集，則該元素雖有較高的豐度但還是不易成礦。3.2元素遷移富集與成礦濃度克拉克值：是指一個地質(zhì)體中某元素的平均含量與其在地殼中平均含量的比值，即地質(zhì)體中某元素的豐度與其克拉克值的比值（豐度/克拉克值）。某地質(zhì)體中該值＞1表示相應(yīng)元素在該地質(zhì)體內(nèi)集中，＜1則表示分散。濃度系數(shù)：為元素的工業(yè)品位與該元素克拉克值的比值。顯然，濃度系數(shù)表示地殼中元素成礦時必須達到的最低富集程度。例如，Cr的濃度系數(shù)為274，即要形成鉻的礦床就必須富集到其克拉克值的274倍以上，Cr在豐度最高的超基性巖中濃度克拉克值達20已顯示強烈集中，然而距構(gòu)成礦體還相差甚遠。由此可見，元素遷移是新礦床的形成和老礦床破壞的前提，礦床的形成是元素富集的結(jié)果。影響元素遷移富集的因素可分為內(nèi)因和外因，內(nèi)因取決于元素的地球化學(xué)性質(zhì)；外因即環(huán)境溫度、壓力、PH、Eh及流體成分和動力等條件的變化。（一）元素遷移方式元素遷移的方式是多種多樣的，可大致歸納如下4種：1、以熔融狀態(tài)遷移，如幔源巖漿中的Cr、Ni、Cu、Co、PGE等元素。2、以溶液狀態(tài)遷移，如地下熱液中的Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo等元素。地表水中的K、Na、Ca、Mg等元素。3、以礦物碎屑形式遷移，如地表流水?dāng)y帶的自然金、金剛石、錫石等重礦物碎屑。4、以氣態(tài)遷移，如S及Fe、Au等元素的氯化物等元素及化合物。（二）元素富集與成礦作用的方式1、冷凝結(jié)晶作用：包括巖漿中的結(jié)晶、溶液中的結(jié)晶及凝華結(jié)晶。2、無機化學(xué)作用：包括：a、氣體間的反應(yīng)，如火山噴氣中2H2S+O2=2S↓+2H2Ob、氣體與固體間的反應(yīng)，如高溫條件下長石與水蒸氣反應(yīng)形成白云母。c、液體與固體間的反應(yīng)，如風(fēng)化作用中下滲地表水與巖石的反應(yīng)和熱液與巖石發(fā)生的交代作用。交代作用：指氣液流體與其所流經(jīng)的礦物及巖石之間的物質(zhì)交換作用。d、液體間的反應(yīng)，如含不同化學(xué)成分的流體混合時往往產(chǎn)生難溶化合物。3、膠體化學(xué)作用：因溫度變化、電解質(zhì)加入等因素引起的凝膠作用。4、生物及生物化學(xué)作用：如生物對C、H、P等元素的吸收富集作用。3.3

成礦作用分類與礦床成因分類（一）成礦作用及其分類：成礦作用就是使地殼及地幔中分散的元素在特定的環(huán)境中富集形成礦床的地質(zhì)作用。因此，與地質(zhì)作用分類相同，首先按照成礦作用的性質(zhì)和能量來源可將其分為內(nèi)生成礦作用、外生成礦作用、變質(zhì)成礦作用和疊生成礦作用。疊生成礦作用是指在不同地質(zhì)時期以不同地質(zhì)作用使有用組分多次疊加富集形成礦床的復(fù)合成礦作用。例如“層控礦床”一般是地層沉積期一些成礦物質(zhì)由沉積作用得到先期富集，在后期熱液的作用下又使有用組分進一步集中、富集形成的。

以上個各一級成礦作用再進一步分為二級、三級成礦作用，大致分類如上：(二)礦床類型

1、礦床成因類型

按照礦床成因劃分的礦床類型稱為礦床成因類型。礦床成因涉及面較寬，分類依據(jù)不同則產(chǎn)生不同的分類系統(tǒng)，如依據(jù)成礦作用劃分的礦床成因類型和依據(jù)成礦物質(zhì)來源劃分的礦床成因類型。我們采用以成礦作用為主要依據(jù)、適當(dāng)考慮成礦地質(zhì)環(huán)境和盡量能反映成礦物質(zhì)來源的原則，劃分的礦床成因類型如下：這些類型中，接觸交代礦床按成礦作用應(yīng)屬熱液礦床，考慮到成礦地質(zhì)環(huán)境和礦床特征而劃分為獨立的內(nèi)生礦床類型。同樣，可燃有機礦床按成礦作用應(yīng)屬生物沉積礦床，考慮其特殊性劃分為一個獨立的沉積礦床類型。

2、礦床工業(yè)類型

礦床工業(yè)類型是在礦床成因類