必威体育精装版西北大学地球化学课件第六章.ppt

风化标志矿物 氧化还原标志矿物 太平洋Mn结核分布图 不同深度Mn结核元素含量 沉积岩元素特征 洋脊裂谷热泉成分 成矿元素迁移型式 不稳定常数 矽卡岩形成机理图 海底“黑烟囱” 海底热泉和陆地上的热泉它们都有很多共同的特点: 1. 温度高 2. 含有大量的还原性气体，除了二氧化碳以外，还有一氧化碳、氢气、氨气还有硫化氢。 3. 都含有大量的生物，比如说蓝藻、光合细菌、硫细菌，特别是一类古细菌，在高温下异常地繁盛，它在超过一百度的时候大量繁盛，而离开了这样的环境，比如温度一降下来，它马上就进行休眠，而且并不能正常的生活. 那么这些生物是不是就代表了最早的，最原始的，地球生命起源的时候，这种原始的生命形式呢？ 对“热泉”说有利的证据 (1)早期地球温度较高,产生的最早生命形式应该是一些能适应高温的生物,而热泉中的生物恰恰就是嗜热微生物; (2)热泉的环境与早期的地球环境有很多类似之处:如,都是高温并含有还原性气体CO 、H2、CH4和H2S等; (3) 热泉口附近形成的FeS和其它硫化物,在它的表面有利于有机分子的合成;可产生乙酸甚至硫化脂。 (4)热泉口向外层海水之间形成了一个温度和水化学渐变的梯度,也有利于各种化学的连续反应; (5)现代热泉中的生物是“生物演化树”中的最根部的类型. 对“热泉”说的质疑 (1)现代生物的20种氨基酸和嘌呤嘧啶，戊核糖骨架在高温下是不稳定的，在这样的极端环境条件下，它们的生命也就几秒种。 (2) 高温起源的嗜热生物是如何进化到现存生物的。 云南腾冲现代热泉通道的沉积 古代“热泉通道”的沉积 热泉口和海底“黑烟囱”可能是地球最早期微生物变异和多样性的最佳发源地 以原核生物为主体的热泉微生物群落代表了生命起源之后第一个完美的地表微生物生态系统 黑烟囱白烟囱 地幔柱---洋岛链 6 水—岩体系地球化学 6.2 水的深循环和热液水的性质 6.2.2 深源水(大气水、海底热泉水、岩桨水)化学成分和性质 6.2.2.3 热液性质 1)温度: 50---550 C0 : 证据： A. 热液中只有a-石英, 相变温度573 C0; B.水的临界温度为373C0; C.包体气液均一温度为200---550 C0; D.热液中有金属硫化物和自然金属, 其熔点温度一般600 C0 ; 例如: 1976年测得密西西比Pb---Zn矿包体温度: 200 C0 ; 江西德兴铜矿----成矿温度(包体)380---550 C0; 2)压力: 一般压力 (2000—100 )× 105 Pa; 最高压力(8---9) × 108 Pa; 证据: A 地热增温率计算,600 C0 处的深度20km,压力相当于2000大气压. B.地壳 20km处,岩石塑性流动,裂隙闭合. C.水---岩压力不光由深度决定,断裂破碎带压力减小.例如:大洋 底的黑烟囱和白烟囱；江西德兴铜矿--成矿压力为(90---200) × 105 Pa; 1962年肯尼迪实验: NaCl浓度为0.6%时,水的临界压力为234× 105 Pa; NaCl浓度为26%时,水的临界压力为1237× 105 Pa. 6.2.2 深源水(大气水、海底热泉水、岩桨水)化学成分和性质 6.2.2.3 热液性质 3）热液的pH=3---9 A.证据: 实测热泉水pH=6----8; 实测包体水pH=6----8; 但热液pH变化大:石英岩化、明矾石化 、高岭石化 pH7; 矽卡岩化、碳酸盐化 、蛇文石化 pH=9---10. B.计算法:用含H+的包体或蚀变岩石的反应,求出成矿热液的pH. 例如: CO2(溶解态) + H2O = H+ + HCO-3 (溶解态) 反应平衡常数 K1 = αH+ . αHCO3 ÷ αCO2 1 /αH+= αHCO3 ÷ α CO2.K1 取对数: pH= lg 〔HCO-3〕.r HCO3 ÷ 〔CO2〕- lg K1 令K2= lg K1 , 则有pH= lg 〔HCO-3〕.r HCO3 ÷ 〔CO2〕- K2 6.2.2.3 4)热液的Eh---弱还原: A.证据:热液中Fe2+ Fe3+, 有