地球化学课件9、10第3章水-岩化学作用和水介质中元素的迁移三四-谢财富.pptVIP

三氧化二铝在弱酸弱碱条件下沉淀（书中错误） 红土型风化剖面共性： 水溶液自下向上酸度递增 硅的溶解度递增 氧化作用强度递增 反映了风化的不同阶段 （一）风化过程中水-岩化学作用 6. 硫化物矿床的表生氧化作用 1） 硫化物矿床氧化带的分带性 以地下水面为界，硫化物氧化带从上到下分三个亚带：①地下水面以上为氧化亚带；②其下靠近地下水面处为氧化-还原亚带；③再下为原生硫化物矿石带。 2） 硫化物在氧化带中的氧化方式 (1)黄铁矿的氧化： ① FeS2+7/2O2+H2O=FeSO4+H2SO4 2FeSO4+H2SO4+7/2O2=Fe2(SO4)3+H2O ② FeS2+ Fe2(SO4)3= 3FeSO4+2S (2)黄铜矿的氧化： CuFeSO4+2Fe2(SO4)3= CuSO4+5FeSO4+2S (3)闪锌矿的氧化：ZnS+4Fe2(SO4)3+4H2O=ZnSO4+8FeSO4+4H2SO4 (4)方铅矿的氧化： PbS+Fe2(SO4)3+H2O+ 3/2O2=PbSO4+2FeSO4+H2SO4 (5)银的氧化： Ag+ Fe2(SO4)3= AgSO4+2FeSO4 （一）风化过程中水-岩作用 3） 次生硫化物富集亚带的形成 溶于水的硫酸盐类被潜水从氧化带渗透下来，渗透水溶液中的金属与原生硫化物的金属间可相互置换，置换的顺序按亲硫性减小的顺序进行：Hg-Ag-Cu-Bi-Cd-Pb-Zn-Ni-Co-Fe-Mn。排在前面的元素将排在其后的元素从硫化物中置换出来，使之生成硫酸盐，同时原来溶解的金属硫酸盐被还原成硫化物。如硫酸铜置换黄铁矿，而不能置换辉银矿。 （二）沉积地球化学作用 1.河水流向海洋过程中元素组分的变化 海92%沉淀在海域边缘和河口附近，只有7.8%能到达深海区。 河水中绝大部分分散元素集中于悬浮物中，海洋中主要存在于溶解态中 海洋中可溶性物质主要从河流中带入 富集系数：物质i海洋中含量/物质i河流中平均含量。 保守元素：富集系数1,保留在海洋。Na、K、Ca、Mg、Cl、SO42-、H3BO3 非保守元素：富集系数1，NO3-、HCO3-、PO43-、SiO44- 2.分散元素从海水中迁出的过程 3.海洋沉积速率与金属元素迁移的关系 （三）高温水-岩化学作用 1.深源水溶液的类型及其化学组成 地下热水成因类型（据化学成分、同位素组成、水中气体成分） ①大气降水；②深循环海水；③经过演变的同生水；④变质水；⑤岩浆水；⑥初生水。通常多成因 2.高温下元素迁移和成矿化学作用机制研究实例 3.交代变质作用 1）热液蚀变：钠长石化、云英岩化、绢英岩化、碳酸盐化、绿泥石化等 2）矽卡岩化：单交代、双交代 3）交代过程反应的类型和控制条件 反应类型：离子交换反应、脱水反应、水解反应、碳酸盐化和脱碳酸盐化（如外带矽卡岩化） 动因：浓度差 控制条件：T、P、pH、Eh 各位专家，领导，你们好！ 我谨代表南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室 溶液pH值对元素迁移和分异的控制： 水溶液中强电离元素（如溶解度很大的盐类NaCl等）的溶解一般不受pH的影响， pH 主要影响弱电离元素的溶解，具如下规律： ① 溶液pH值降低，具碱性元素的化合物溶解度增高。 如氢氧化物，碱金属或碱土金属氧化物CaO等。 CaO+H2O=Ca2++2OH-(pH降，H+增，可消耗OH-） ②溶液pH值增高，具有酸性元素的化合物溶解度增高。 如SiO2+2H2O=H4SiO4=H++H3SiO4- ③大部分金属元素在水体中以氢氧化物形式存在，但不同元素或同种元素不同价态氢氧化物发生沉淀的pH值不同，导致不同元素氢氧化物在水介质中迁移能力不同。 ④pH值影响两性元素迁移形式：酸性时以简单离子或氢氧化物迁移；碱性以酸根络合物迁移。如Al、Be、V、Zr等 为什么CaCO3（强碱弱酸式盐）在pH升高时溶解度减小？ CaCO3+2H2O=Ca(OH)2+H2CO3，Ca(OH)2和H2CO3进一步电离，前者属强碱，后者属弱酸，所成水溶液是碱性的，即有OH-过剩。所以pH升高或者说增加OH-使反应向逆方向进行（降低溶解） 另一种解释：溶解反应最终可表达为CaCO3=Ca2++CO32-（而pH值高时CO32-浓度高（右图），相应Ca2+的浓度就低，所以溶解度小） 碱性物质（包括酸性环境下的两性物质）pH值 升高溶解度降低，而酸性物质则相反 pH值对氢氧化物溶解与沉淀的影响 pH值与-1/n㏒[Mn+]相关，当已知金属离子浓度[Mn+]时 可求能发生沉淀的最小pH值；已知pH值，可求发生沉淀 的最小金属离子浓度 常