物质来源研究方法

判别成矿物质来源的方法

确定成矿物质来源，主要是矿石矿物中的金属元 素来源是研究矿床成因、成矿模式及确定找矿方 向，指导找矿的一个重要研究方面，一般从如下 方面进行。
一

区域地质分析
一个地区特定的岩石建造组合、构造演化、岩浆 活动历史决定了特定的成矿作用及矿床组合。 一个地区的岩石建造都可能成为提供成矿物质来 源的母岩，包括沉积岩、岩浆岩、变质岩等各种 岩石，地质判别标志是：

–花岗岩浆源磁铁矿富TiO2。
–基性岩浆源磁铁矿中MgO、V2O5、Cr2O3、Ni、Co较高；

因此磁铁矿中微量元素种类、含量可以反映成因 及物质来源。
2、铅锌矿中的微量元素 铅锌矿中Bi、Sn是高温成因标志，一般产在接触 交代矿床中；而Hg、Sb、Ag是低温成因标志，可 以产于层控矿床中。 层控矿床一般多是中低温成因，因此微量元素含 量都较低。

–个旧、老厂锡矿区，方铅矿中Cu（450—950×10-6）、
Sn（300—1000×10-6）含量高，Zn（10—160×10-6） 低； –独立铅锌矿床方铅矿中Cu＜400×10-6）、Sn＜ 200×10-6，Zn＞300×10-6。

共生方铅矿、闪锌矿中CdS可以作为地质温度计，尤其 是方铅矿中高温时，相关斜率增加。
8、金属矿物标型组合
矿 物 组 合 磁黄铁矿＋镍黄铁矿＋黄铜矿＋磁铁矿 磁铁矿＋钛铁矿＋尖晶石 锡石＋黑钨矿＋辉钼矿 毒砂＋黄铁矿＋金＋金碲化物＋铅铋硫矿 含铋 Co－Ni－Ag 矿物＋沥青铀矿 富银菱锰矿、硫锰矿 假象赤铁矿＋镜铁矿＋假板钛矿 辉锑矿＋Sb2S3 凝胶＋辰砂 黄铜矿＋斑铜矿＋铜蓝 钴青矿＋方黄铜矿＋磁黄铁矿＋黄铁矿 板状变晶镜铁矿＋磁铁矿 成 因 类 型 岩浆伟晶岩气成 岩浆伟晶岩气成 伟晶岩气成热液 伟晶岩浅成热液 浅成热液 浅成热液 温泉喷气 温泉喷气 胶结带 动力变质岩 动力变质岩
3、碎屑岩中的元素组合
–S、B、C、Hg、Sn、Mo、Pb、W、Cu、Zn;
4、碳酸盐中的元素组合
–Sr、Ba、Li、Ca、Mg；
5、热水沉积岩元素组合
–K、Na、Si、B、Be、Sr、Ba、F、Mn、Cu、Ni、Co、
S。
一般以上述元素组合的富集程度或把成矿元素与上述组 合元素进行相关分析或聚类分析，是分析成矿物质来源 的重要方法，如果成矿元素与某组元素相关程度高，则 说明有某种物质基础(元素相关分析.ppt)，相关分析应 该考虑元素在岩石中的赋存状态，否则会分析错误。 某些元素的相对值如Ca／Mg，Sr／Ba等及B的含量，可 用于海陆源环境分析。


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稀土元素分配图解法
以稀土元素排列顺序La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu为横座标，以稀土元素分 析值分别被球粒陨石相应元素含量值相除得到标准化值， 并取其对数值作图，称为稀土配分图解。 一般有三种稀土分配型式，即正常型、轻稀土富集型与 轻稀土亏损型，再以Eu、Ce处曲线形状划分出Eu亏损型、 Eu富集型，Ce亏损型与Ce富集型（图11.4—1）。







4、热液成因标型矿物 高温：辉砷钴矿、辉钼矿、辉铋矿、石英； 中温：闪锌矿、硫锰矿、自然铋、铜矿物、方解石、白 云石； 低温：辰砂、辉锑矿、雄磺、雌磺、石膏、天青石、重 晶石。 5、区域变质标型矿物 深绿辉石（榴辉岩）、蓝闪石（高压低温）、硬绿泥石 （低级变质）、硬玉（高级富钠铝岩）、十字石、红柱 石、石榴石等。 6、海源卤水矿物 石膏－石盐－光卤石－杂卤石－泻利盐－钾石盐； 7、陆源卤水矿物 石膏－石盐－溢晶石－芒硝－钙芒硝－天然碱 （Na2CO3.NaHCO3.2H2O）。
3、黄铁矿微量元素 黄铁矿中的Co／Ni与S／Se比值可以判别黄铁矿成因或 成矿元素来源。 沉积成因黄铁矿S/Se＞2×105，Co／Ni＝0.6； 热液成因黄铁矿 S/Se ＝１ —2 × 10 4 ， Co ／ Ni ＝ 1.17 。


五 稀土元素地球化学分析
稀土元素是第三副族57—71号元素（La、Ce、Pr、Nd、 Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu），也 叫镧系元素，包括39号元素Ｙ，代号REE，TR，Ln。 稀土元素的电子层结构极为相近，因此化学性质相近， 多呈三价，在自然界中总是作为一个整体产出。 他们间的分配系数可以反映一定的地质作用和物理化学 条件(稀土元素.ppt)。



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稀土总量分析
稀土总量在判别母岩特征时有参考意义，一般稀土（特别是轻稀 土）是不相容元素，在岩浆体系中，只有少量稀土进入晶格，大 部分保留在熔浆中，这样导致残余熔体或重熔岩浆中稀土总量高 于原始岩浆或残留体中的稀土含量。 因此花岗岩浆的稀土总量高于基性岩浆，变质岩中长英质脉体稀 土总量高于基体。如果固相中有榍石、褐帘石等富稀土矿物则稀 土总量会增加。 根据这一原理可以利用不同相中稀土总量的关系求得结晶分异量 或熔融量。 部分熔融方程：C1/Co=1/F，C1熔融体，Co源区，F部分熔 融量。如，某岩体稀土总量100ｐｐｍ，源区２０ｐｐｍ， 则Ｆ＝20％，表明原岩经过20％部分熔融形成岩体。 结晶分异方程C1/（C1-Co）＝1/F,在上述情况下，Ｆ＝ 0.80，表示母岩浆经８０％的分离结晶后形成的残余熔体 岩体。

金伯利岩中另外还含有富镁钛铁矿、富铬镁铝石、 铬透辉石，多数矿物富含Cr、Mg。
2、花岗岩中的标型矿物 除主要造岩矿物外，特征的稀有矿物有锂辉石、 锂云母、磷锂矿、锂蓝铁矿、金绿宝石、黑稀金 矿、晶质铀矿、褐钇铌矿、钛铌铀矿、铌钇矿等， 以富含稀有、稀土成分为主。 3、碱性岩浆岩中的标型矿物 主要造岩矿物霞石、方钠石、霓石、钠铁闪石等。 特征矿物有： K6(Fe,Ni,Ca)24S26Cl； KFe2S3；K3Fe10S14； NaFeS2.2H2O等钾钠硫化物。
与陨石原始物质相比，地球物质分异过程中，重稀土进 入地幔，轻稀土进入地壳，最近研究发现，热水流体中 有富集中稀土现象。 稀土元素.ppt



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轻重稀土比值
轻稀土Ｌａ－Ｅｕ含量和表示为ＬＲＥ，重稀土Ｇｄ－ Ｌｕ含量和表示为ＨＲＥ。 ＬＲＥ／ＨＲＥ值，反映稀土的分异程度，值越大反映 分异越好，为轻稀土富集，重稀土亏损，表明岩石形成 过程中有富集稀土的相，如部分熔融中，有石榴石存在 于残留相或结晶相中，因此该参数是判别残留相（结晶 相）矿物组合的重要依据。 如白云鄂博稀土矿床∑Ｃｅ／∑Ｙ＝30，有强烈分异作 用存在，是导致稀土富集成矿的重要因素。 轻重稀土比值也可以用端元元素比较，如La/Lu等。

5、沉积作用 在沉积期间，成矿物质多来源混合，主要黏土吸 附。 6、控矿构造 各种级别、各种类型的控矿构造在成矿中的作用 是不同的，一些大型深部贯通性构造可以提供深 部成矿物质来源，而中小型薄皮构造只能为含矿 围岩中的成矿物质提供活动空间。 7、矿化特征 层状或似层状矿体一般是围岩周缘或源自围岩的 矿化，而脉状强蚀变矿化体多是外源矿化。
自然矿物都是在一定地质条件下形成，在一定物理化学区间内存在 的，因此某些矿物的存在与出现具有指示意义，可以作为矿床成因 或成矿物质来源研究的标型。
三

组合元素
1、中酸性岩中元素组合
–K、Na、U、Th、Li、Be、Nb、Ta、W、Sn、Pb;


2、基性超基性岩中元素组合
–Fe、Cr、Co、Ni、Pt、V、Ti、Cu、Zn、Sb、Mo;

二

矿物学分析
热水沉积矿石矿物与脉石矿物一般具有同源特征， 因此矿石矿物、脉石矿物及其组合研究就成为成 矿物质来源研究的一个重要方面。 1、上地幔标型矿物： 地幔岩矿物有40多种，其中主要是：



镁橄榄石（Mg,Fe）2SiO4，57%； 斜方辉石（Mg,Fe）SiO3，17％； 透辉石-硬玉（CaMgSi2O6-NaAlSi2O6），12％； 铬镁铝榴石（Mg,Fe,Ca)3(Al,Cr)2Si3O12，14％。 其次是顽火辉石、钾质硬锰闪石、金刚石、碳硅石， 钾铁镍硫化物（K9.3Cu0.7Fe19.3Ni7.2S28）。


表11.2—2Βιβλιοθήκη 海陆相沉积岩中元素特征判别值
元素值 Ｓｒ／Ｂａ（灰岩） Ｃａ／Ｍｇ（灰岩） Ｂ（泥岩） Ｖ／Ｃｒ（页岩） Ｖ／Ｎｉ（页岩）
海相 ＞0.8—1 0.2 ＞60ppm ＞２ 1.4—6.9
陆相 ＜0.8 2.2 ＜60ｐｐｍ ＜2 ＜0.13—0.70
四 微量元素 1、磁铁矿中的微量元素 磁铁矿中类质同象现象非常普遍，高温形成的磁 铁矿中类质同象杂质元素较高，通常有TiO2、 Al2O3、MgO、V2O5、Cr2O3、MnO、CaO、Ni、Co。 不同成因的磁铁矿微量元素种类含量不同：
– 闪锌矿中FeS（分子％）＝72.26695-
15900.5/t+0.01448logfs2-0.38918×(108/T2)(7205.5/T)logfS2-0.34486(logfS2)

如辽东地区
– 高温闪锌矿（400－500℃）FeS分子含量12.24—15.90％； – 中温闪锌矿（200—300℃）FeS分子含量4.63—7.74％； – 低温闪锌矿（100—200℃）FeS分子含量1.07—1.52％。
4 Ｅｕ、Ｃｅ异常值 Eu一般成三价，与其它稀土元素一样是共生的， 但成二价时，可以与其它稀土分离，出现负Eu异 常，如果出现Eu正异常，表明Eu与轻稀土共生； 如果出现Eu负异常，表明Eu与重稀土共生，因此 δ Eu值是划分岩石亚类的重要参数。

–壳型花岗岩δ Ｅｕ值0.46； –壳幔型花岗岩δ Ｅｕ值0.84； –碱性花岗岩＜0.30。