第三章 表生地球化学环境与元素 地球化学勘探 培训讲解.pptVIP

第三章 表生地球化学环境与元素的表生分布 ;第一节 表生地球化学作用的一般概念 ; 表生环境是一个在太阳能和重力能的驱使下，以内生过程提供的岩石、矿石为物质原料，固相、液相、气相共同存在，物理、化学、生物作用综合进行的多组分的巨大动力学体系。表生作用的结果导致致密的岩石物质松懈瓦解直至被分解，抗风化的一些原生矿物残留下来，同时形成大量适应新环境的新矿物（次生矿物），残留原生矿物与新生矿物一起形成了覆盖于岩石上的疏松层，称为土被（Vegolith）。在物理、化学、生物的继续作用下，形成具有垂直层位序列的土壤，这就是成壤作用。 ;不同景观条件下，元素在表生地球化学环境中的存在形式也明显不同，能被植物吸收和影响人体健康的活动性元素的量因景观不同而异。因此，地球化学景观不仅对地球化学勘查有重要意义，对环境地球化学、农业、土壤地球化学也同样具有重要意义。 地球化学景观：所有影响表生作用的外部因素的总和。 景观地球化学：研究化学元素在各种景观条件下迁移沉淀的规律。;第二节 风化与剥蚀 ;2.氧化还原作用 氧化还原作用的实质是电子的授受。从应用地化角度来看，氧化还原作用是很有意义的。因为铁帽、铁锰的氧化物以及硫化物矿床的次生晕异常都是在氧化还原过程中形成的。 现以铜的硫化物的氧化还原为例，说明氧化还原反应过程。铜的硫化物较多，其中最常见是黄铜矿（CuFeS2)，它的氧化还原过程如下： CuFeS2＋H2O＋O2→CuSO4＋FeSO4＋H2SO4 CuSO4是可溶性的，它的溶解度172 g/L ，要比辉铜矿3.1μg/L高上亿倍。;铜以Cu2+离子迁移远离矿体和原生晕。在碱性溶液中或遇碳酸盐溶液，形成稳定的碳酸铜——孔雀石和蓝铜矿。 CuSO4＋CaCO3＋H2O→Cu(OH)2CuCO3＋CaSO4＋CO2 孔雀石 CuSO4渗透到地下水面以下，形成铜的次生硫化物矿物。如辉铜矿（Cu2S）、斑铜矿(Cu5FeS4)、铜兰(CuS)等，使铜矿物进一步富集。 CuSO4＋3CuFeS2→2Cu2S＋FeSO4;我国有一个地质队钻孔打到了巨厚层的菱铁矿。开始没鉴定出来，但岩心放在露天发现了铁锈，后作鉴定后才确认，获得可??的储量。其化学反应式为： 4FeCO3＋O2＋4H2O→2Fe2O3＋4H2CO3 氧化还原的结果： ①将不溶的硫化物氧化成可溶的硫酸盐； ②将金属元素从化合物中析离出来，成为金属离子转入溶液或成为新的不溶化合物（如PbSO4、PbCO3、AgCl等）； ③促使较酸的溶液形成。由于氧化作用的加剧，而促使络合物矿床金属元素迁移和分离。;3.碳酸化作用 天然水中最常见的碳酸根（CO2-3）和重碳酸根（HCO3-）离子，与矿物或岩石相互作用后引起碳酸盐化。结果使矿物部分或全部溶解，如灰岩的溶解过程为： CaCO3十H2CO3→Ca(HCO3)2 重碳酸盐比碳酸盐的溶解度高几十倍，从而使灰岩溶解了。 铁橄榄石的碳酸化过程为： Fe2SiO4十4H2CO3→2Fe(HCO3)2十H4SiO4;三、生物风化 生物风化是指由于生物作用而引起的物理和化学风化。它在地表的作用，比以往人们认识要广泛得多。 生物风化主要表现在以下几方面： ①植物根系沿岩石的裂隙、节理生长产生的动力，使暴露在地表（或一定深度）的岩石崩裂破碎； ②植物根系和植物残体产生的有机酸参加了矿物表面的氧化作用，对岩石矿物产生腐蚀作用。 ③植物呼吸O2和CO2，而O2和CO2是化学风化的重要反应剂。 ④细菌和霉菌在氧化带中参与有机氧化反应有重要意义。;;总之，上述三类风化作用不是孤立的，而是相互促进、同时发生的。但在极干旱的沙漠和气温很低的两极地区以及许多高山地区应以物理风化占主要地位，化学风化较弱；而在温暖潮湿的地区（包括热带和温带）显然化学风化占优势。;四、影响风化作用的因素 ;（1）地形 地形特点由两个参数来描述，即绝对高程和相对高差。 高原隆升区以物理风化为主，中低山区，化学风化、生物风化起主导作用。 平坦地区侵蚀作用不活跃，地下水位高，运动迟缓，高水位处通常处于还原的潜育沼泽条件。在这类地区，低速率的侵蚀使岩石分解减缓下来，直至达到平衡，这时风化过程实际上趋于停顿。 ;地形等级划分;（2）气候 对风化有影响的气候因素有雨量和温度，其中雨量占主导地位。因为没有水，不但失去了水的机械搬运能力，也因无水，化学反应难以进行，温度影响化学反应的速率，特别是有机物质分解的速率，进而影响化学分解的速率。 ;（3）植被 雨量和