成矿作用总论.ppt

1、第二章 成矿作用总论,成矿作用是一种特殊的地质作用，就是自然界发生的元素聚集和分散的作用作用，成矿作用与地球结构、元素地球化学性质、热水流体地球化学及生物作用等多种因素有关。按照成矿作用发生的地质作用类型可以划分为岩浆成矿作用、沉积成矿作用及变质成矿作用等。 一、地球结构与矿化关系 地球分地壳、地幔、地核多个层圈，而发生成矿作用的主要是在地壳与上地幔之间的地质作用。 大陆区稳定地壳厚度为 3545Km，一般分为上地壳，其平均成分接近花岗闪长岩，厚约15Km，下部地壳平均成分接近闪长岩，其处于高温高压条件下，常发生岩石变质作用和岩石重熔作用(地球层圈.ppt)。,造山带地壳厚度明显大于稳定大陆区

2、，喜马拉雅造山带地壳厚度达80Km，其下部地壳温压也明显高于稳定区，岩石处于熔融和塑性状态，因此是花岗岩浆的形成区。 大洋地壳厚度仅45Km，主要由基性岩浆岩组成。 地壳厚度的变化是由于地幔上部的重力均衡作用或重力补偿作用造成的。 大陆地壳接近花岗质，比重3， 大洋地壳接近玄武质，比重3， 大陆地壳体轻形大，所以根部要插入到较深部位才能保持稳定(地壳.ppt)。 在上地壳及表面水圈的成矿作用是不容忽视的，现代成矿作用理论尤其重视水的成矿作用研究，几乎所有的成矿作用都是在水的参与下进行的。,位于地壳下部的地幔，主要是二辉橄榄岩组成，地幔的温度高达1500，其岩石处于部分熔融状态，分离成易熔的玄武

3、岩浆与难熔的纯橄榄岩，同时元素也按地球化学性质发生分离。 在地幔与地壳之间是一个低速软流层，该层热流值高于地壳几倍，该层岩石处于半熔融状态。现代成矿作用研究非常重视来自软流层的地幔流体成矿作用，地幔流体是一种富碱金属、富挥发分的流体，具有非常明显的交代能力，并且由于地幔的不均一性，有一些地幔流体本身就是一种矿浆，喷流到地表或向地壳侵位过程中就可以形成矿床。,表212 地壳组成矿物,地壳组成矿物,二、元素的丰度值及其成矿意义 目前地球上发现的元素是103个，其含量有明显差异，其化学性质有规律变化。,地球中元素的含量是明显不同的，地球元素丰度最大的是Fe、O、Mg、Si，其总和在90%以上，其次是

4、S、Ni、Ca、Al、Na、Cr、Mn、P，其总和在8.09%，但这几种元素在地壳、地幔、地核中的分布是不同的，Fe、Mg、Cr、Ni、Mn等主要集中于地核和下地幔，而O、Si、Al、Na、Ca、K等主要集中于地壳和上地幔(地壳元素丰度.ppt)。 因此一般也把地壳称为硅铝层、地幔称为铁镁层。,（一）成矿元素丰度： 1、1%的元素，Fe（32），Mg（16），Ni（1.6） 2、0.1%的元素，Na（0.49），Cr（0.15），Mn（0.12）， Al（0.91） 3、0.01%的元素，Ti（0.084）,V（0.04）,Co（0.026）， As（0.02），Zn（0.018），Cu（0.

5、014）,K（0.083） 4、0.001%的元素，Sn（0.0022），Pb（0.0013）， 5、0.0001%的元素，Mo（4.410-4），Pt（4.210-4）， Ag（3.210-4），Pd（1.810-4），W（1.710-4）， Sb(1.410-4)， Li（1.410-4）， 6、十亿分之一的元素，Pr（310-5），Hg（910-7）， Au（810-7）。 上地幔中富集铁族、铂族元素，地壳中富集稀有Li、Be、Nb、Ta，稀土、放射性元素，挥发分S、P、F、Cl、B、Al等(地壳元素丰度.ppt)。,（二）元素聚集成矿 第一取决于元素丰度，由于我们说的矿床主要是在地壳中

6、形成的，因此地壳中元素丰度值大的元素也易于形成矿床，且规模巨大，有用矿物元素含量高，也是世界上用量最大的矿床。如铁、铝、石灰岩、石盐、粘土矿床等。这些元素只要富集几十倍就可以形成大型高品位的矿床。 而地壳丰度值小的元素其成矿就困难，难于形成大矿和高品位矿床，好在人们对这类矿产用量不大，可以降低规模标准，如铜、铅、锌、金，稀土等矿床的大矿床储量标准远小于铁、铝、石盐等。有些分散元素甚至难于形成独立矿床，只能作为伴生矿开采，如Ga、Li等。,其次形成矿床还取决于元素的聚集亲合能力，聚集能力强的元素易于成矿，如Au、Pb、Sb等易于成矿，Li、Be、Nb、Ta等稀有分散元素难于形成独立矿床。 第三地

7、壳、地幔成矿元素的分布不均一性，一个地区的成矿作用有明显的继承性，如我国西南的铜矿从元古代直到现代都有连续的矿化。,三、元素的共生规律及地球化学分类 研究元素的共生规律及地球化学性质对找矿是很重要的，地球上丰度值高的元素是Si、O、Al、Ca、Na、K、Mg、Fe、Ti，它们组成了地球岩石的组要成分，一般以它们的氧化物分析岩石化学组成（SiO2、Al2O3、TiO2、FeO、Fe2O3、MnO、CaO、Na2O、K2O、MgO、P2O5、H2O、CO2）。 l中酸性岩：、 、； l基性超基性岩：、 、； l碎屑岩：、 、； l碳酸盐岩：、。,根据云南中生代沉积岩的研究，沉积岩中微量元素的分类：

8、 碎屑岩中、Rb、B、Be； 碳酸盐岩中Ca、Mg、Mn、Sr、Ba； 蒸发岩中Br、Rb、Sr、B、K、Li、Mg； 深部来源元素Ni、Cr、V、Co。,根据戈尔德施密特的分类，元素分为五类： 1、亲铁元素 这些元素与铁共生，主要存在于基性、超基性岩中（包括Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及铂族元素等等），其相当于我们前面介绍的黑色合金元素及铂族元素。 2、亲硫元素 这些元素常形成硫化物，主要与中酸性岩浆岩及热液有关,族、；族、；非变价亲硫元素，、，因为这些元素常与铜共生，也称亲铜元素。,3、亲石元素 这类元素常形成氧化物、硅氧酸岩或各类含氧酸岩，主要富集于地壳及酸碱性岩中，也称为造岩

9、元素（如O、Si、Al、K、Na、Ca、Mg、Li、Rb、Be、Sr、Ba等）。 碱土金属与碱金属元素都属于亲石元素，主要为成岩元素，Li、Be产于伟晶岩中；Na、Mg、Al、Si、K、Ca一般岩石矿物的主要组成元素；Rb、Cs、Sr、Ba、稀有金属可以形成独立矿物。一些放射性元素U、Th、Ra也主要与亲石元素共生，尤其是与碱性岩元素共生。 一些稀有元素，Sc、Y、Zr、Hf、Nb、Ta、W、Mo、REE，一般形成氧化物，可以形成独立矿物或作为伴生微量元素出现。,4、亲气元素 以气态为主要存在状态的元素，常易于形成易溶、易挥发的化合物，由于其较大的流动性，是有利于成矿元素的迁移富集的。 亲气元

10、素是岩浆射气的主要成分，如、，包括主要的卤素元素，常与金属元素形成络合物或络阴离子： FeOH2+、FeCl2+、FeCl31-、FeSO41+、 Fe（SO4）21-、CuCl2-、CuCl32-、 CuCl1+、Cu（S2O3）23-、AgCl2-、 Ag（NH2）22+、Ag（S2O3）23-、PbCl3-、ZnCl3-、ZnCl42-、PbCl1+、ZnCl1+； 络阴离子可以增加金属元素的溶解度，因此也称为矿化剂或挥发性元素。 实验表明，成矿元素在盐水溶液中的溶解度明显增加，主要与形成络合物或络阴离子有关。,5、有机元素 也叫生命元素，他们是构成生命有机体的主要元素，因此与生命活动有

11、关，主要是C、H、O、N、P、S、Cl、Ca、Mg、K、Na等。,四、元素富集成矿作用,地球中元素的平均含量称为克拉克值，地质作用导致元素分散或集中，使元素低于或高于元素克拉克值。 浓度克拉克值 是某一地质体中一种元素平均含量与其克拉克值比值，也叫富集系数。富集系数大于1说明有利于成矿，如云南中生代沉积岩中铜的富集系数从下三叠统到白垩系依次是：1（1.7）；2（1.33）；3（7.35）；（10.46）；（6.51），含矿主要在侏罗系、白垩系。 浓度系数 矿床工业品位与克拉克值的比值，例如铜的浓度系数是80，锑的浓度系数是25000，铋的浓度系数是125万。一般浓度系数小，富集系数大有利于成矿

12、。,自然界中，元素的聚集形成矿石矿物的方式是多种多样的，主要有结晶作用、化学作用、交代作用、离子交换作用及类质同象置换作用等，造成物质分异富集。 成矿物质分异.ppt 1、结晶作用： (1)岩浆结晶作用 岩浆是一种高温高压状态下的硅酸盐熔融体，随着岩浆温度、压力的降低达到某种矿物的饱合结晶点，矿物就结晶出来，如基性岩浆岩中的金刚石、钒钛磁铁矿、铬铁矿、磷灰石等。 (2)凝华结晶作用 与升华作用相反，一些易挥发的物质，随着温度的降低，由气态直接凝结为固态矿物，最常见的是自然硫磺。,(3)蒸发结晶作用 盐类和天然碱矿物，即Na2SO4.2H2O、NaCl、KCl、Na2CO3.NaHCO3.2H2

13、O，等都是由于海水或卤水浓缩到盐矿物的饱和点从卤水中结晶出来的。 一般卤水中的成分是复杂的，所以其浓缩结晶过程中，不同矿物的饱和点和结晶是有先后顺序的，一般是硫酸盐-氯化物石盐-钾盐的顺序。 2、化学作用 即不同化合物的化学反应，可以分为： (1)化合作用 自然界中各种固相、液相、气相物质的长期作用都可以形成一些新的矿物。而不同固液相间的化学作用是一种非常重要的元素聚集成矿作用。,一般在热液矿床中成矿金属元素都是以Cl、S或有机络合物形式存在，当含不同络合物的两种溶液混合时，各种络合物或化合物间就会发生化学反应，沉淀出固相硫化物或氧化物矿物。 火山口：222； 32236 不同溶液的混合、气液

14、反应、气固或液固间都可能发生反应，自然铜是化合作用的结果： 242542-8+； 22+42-1/22 42-+； 22+42,(2）胶体化学作用 胶体溶液是自然界广泛存在的一种溶液，尤其是地壳表层水中都有一定量的胶体物质存在。 胶体是一种物质的微粒(大小为1l010-6mm)分散于另种物质中形成的不均匀细分散系，前者称分散相，后者称分散媒。 在分散系统中，当分散媒远多千分散相时，称胶溶体；反之，当分散相远多于分散媒时称胶凝体。分散相和分散媒都可以是固体、液体或气体。 在地壳中分布最广的是水胶溶体(即一种分散相物质分散于水分散媒中)和水胶凝体(和前者相同，但因脱水作用，作为分散媒的水少于分散相

15、)。 结晶胶溶体(即一种分散相物质分散于固体的结晶物质中)在矿物中也很普遍。胶体质点的最大特点是常常带有正或负电荷，带正电荷的胶体有氢氧化物Fe（OH）3、Al（OH）3；带负电荷的胶体有SiO2、硫化物。,胶体是在溶液中介于悬浮与溶解之间的一种物质，因此胶体溶液是介于悬浮液与真溶液之间的溶液。他可以通过机械作用和化学作用产生。 带同种电荷的胶体质点互相排斥，因此能在溶液中呈悬浮状态；带不同电荷的胶体质点互相吸引而中和，就会凝聚在一起结合成大的质点沉淀下来。如各种胶体褐铁矿、赤铁矿、铝土矿、黄铁矿、软锰矿等。 带电核的胶体质点具有较强的吸附能力，它们可以吸附不带电荷的化合物或带电荷的金属离子，

16、达到凝聚成矿的作用。 当胶体溶液失去部分水而成胶凝体，称为非晶质的胶体矿物，如SiO2的胶体溶液，失去部分水(胶凝作用)可形成蛋白石(胶体矿物)。 又如褐铁矿Fe2O3.H2O也多是这种方式形成的。 当胶体矿物失水、老化、结晶时，可以转变成晶体矿物，如 SiO2.nH2O（蛋白石）=SiO2（玉髓）+H2O,胶体矿物在形态上一般呈缅状、肾状、葡萄状、结核状、钟乳状和皮壳状等等，表面常有裂纹和皱纹，这是由胶体失水引起的。 在结构上，可以是非晶质的，也可以是隐晶质的或显晶质的，这决定干胶体的晶化程度。 在化学成分上往往含有较多的水，并且成分不固定，其原因是由于胶体的吸附作用和离子交换所引起的。 主

17、要胶体沉积分带。 3)生物作用、生物化学作用 可以通过生物作用于环境改变环境的物理化学条件间接聚集某些元素达到成矿作用。 如许多硫化物矿床中，硫同位素研究都揭示了微生物活动的重要，生物活动使环境中富集轻同位素，一般34S可达-30以下。 生物遗体或生物排泻物堆积一起可以直接形成大型矿床，如煤、石油、硅藻土、生物灰岩及磷块岩等。,3、交代作用， 交代作用是一种重要的元素聚集成矿作用，在各种地质条件下都可以发生，当溶液与岩石矿物接触时，就会发生物质成分的带入带出，溶液中的矿化元素置换了岩石矿物中的某些元素而发生矿化元素的聚集。在溶液矿床、变质矿床中交代作用是一种重要的成矿作用。 交代作用的特征：原

18、有矿物假晶；矿物残留体； 热液活动空间； 交代特征.ppt 玉石照片.ppt 离子交换或类质同象置换也是一种交代作用，具有类似化学性质和电价的阳离子可以互相取代进入矿物晶格，其取代作用是有限的。这对于稀有分散元素是一种重要的聚集成矿形式。 交代作用强弱与岩石类型、结构构造有关（交代作用.ppt）。,类质同相置换规律： 1）微量元素置换主元素 离子置换有一定限度的，即两种组分必须在一定限度内进行离子置换，称为不完全类质同象，如闪锌矿ZnS中的Zn2+可以被Fe2+所置换，但一般不能超过20%。 2）完全类质同象置换 即两种组分可以以任何比例进行离子置换形成一个连续的混合系列，称为完全类质同象。如

19、斜长石就是由NaAlSi308(钠长石)和CaAl2Si208钙长石)形成的完全类质同象混溶体。,类质同象是化学成分不同但互相类似的两种(或两种以上)组分，可以在同一结晶体中以各种比例互相置换，但不破坏其结晶格架。如黑钨矿(钨锰铁矿)的成分是(Fe，Mn)W04，就是由FeWO4和MnWO4两种化学成分混合组成的。 它们之所以能够混合，是因为两种化学组成的某些离子(如Fe2+和Mn2+)电荷符号相同，电价相同，离子半径大小相似，从而可以互相置换而共居于同一结晶格架中的缘故。,为了表示这样化合物的化学式，把互相置换的两种离子用圆括弧括起来，中间加一逗点，并把含量较多的一种写在前边。如黑钨矿化学式

20、中，说明铁、锰二者可以互相置换，而铁多于锰。闪锌矿中常含有一定量的Fe，方铅矿中常含有一定量的Ag也是由类质同象所引起的。离子置换又有两种情况: 相同化合价的元素互相置换： 即互相置换的离子电价相等，例如Mg2+，Fe2+，Ni2+，Zn2+，Mn2+等，或者Fe3+，Cr3+，Al3+ ,V3+等可以互相置换。 铁白云石，Ca(Mg,Fe)CO32；钒磁铁矿Fe(Fe,V)2O4；铬铁矿(Mg,Fe)Cr2O4，界于铁铬铁矿与镁铬铁矿之间；铬尖晶石，Fe(Cr,Al)2O4；,异价类质同象，保持电价平衡，即互相置换的离子电价不同，但置换后的总电价必须相等。最常见的是两种组分内的几种离子同时置

21、换，如钠长石NaAlSi308和钙长石CaAI2Si208所成的斜长石类质同象系列，是最重要的代表。它的置换方式是一方面Na1+Ca2+，一方面Si4+Al3+，置换结果是Na1+十Si4+Ca2+ + Al3+，总电价相等。烧绿石中CaNaNb2O6F中的Nb可以被Ta3+、REE3+、U3+、(Ti、Zr)4置换。 类质同象是形成矿物中杂质的主要原因之一;许多稀有分散元素多是以这种杂质的形式混入其他矿物中，如果达到一定的量，其“杂质”便成为有用的物质了。,五、区域成矿地球化学.ppt 六、元素聚集成矿的物理化学条件 自然界中矿物质的状态是在一定物理化学条件下才稳定的，如果物理化学条件发生了

22、变化则矿物质的状态也要变化。物理化学条件包括四个方面，即T、P、Ph、Eh值等。 矿物质的稳定都是在一定的温度、压力与Ph值区间内，超出这个区间就要发生变化，最直接可见的就是水的三种状态。 影响物理化学条件变化的有很多因素，各种地质作用都可以造成物理化学条件的变化。 概括说，成矿作用就是在一定物理化学条件下元素的分散与聚集作用、就是矿物质状态的变化。因此研究物理化学条件是成矿研究中的一个重要方面。,一般亲铁元素在碱性还原条件下溶解，在酸性氧化条件下沉淀；亲铜元素则相反。在高温高压条件下，化合物溶解度一般增大。 溶液中亲气元素或矿化剂的浓度变化对溶液物理化学条件的影响最重要，因为它是活动性最大的

23、组分，所以对环境变化的反映最敏感，因此最容易改变溶液的物理化学条件。 所有成矿作用都是与水溶液的几个温度压力点变化有关的，水溶液有以下几个突变的临界点。 1、水溶液的物理化学临界点： 水是地球上广泛存在的物质，但又有其特殊的物理化学性质，地球上的一切成矿作用几乎都与水溶液有关，因此水溶液研究就成为矿床学研究的重要内容。,水溶液作用是地球上特征的地质作用，在成因来源上水溶液的循环作用导致的岩浆水、变质水、建造水、天水、大洋水等各种来源及其地球化学就成为矿床成因研究的重要内容。 水溶液在成矿作用中表现的重要性质是它在几个临界点的成矿作用。 1）水岩浆混溶点 1080、7.5108Pa是水与岩浆混溶

24、临界点，在此临界点之上水溶液无限混溶于硅酸岩浆中，而在临界点之下，水溶液则从硅酸岩熔浆中分熔出来成为富水的流体相。 这也是岩浆的一次分异过程，因此成为初期富集矿物质的超临界流体相。 成矿物理化学.ppt,2）超临界点 水溶液的超临界点（374.15、2.21107Pa），含矿物质的溶液临界点将升高。 在此临界点之上，蒸汽体的密度与水体密度一致，成为超临界的气水混溶流体，由于此临界点随着盐度即碱金属离子的浓度而升高，因此溶液呈现碱性状态。 在此临界点之下，蒸汽的密度明显低于流体密度，而从流体相中分离出来，形成独立的液相和蒸汽相，碱金属离子减少，溶液变为酸性。 在这个临界点气水溶液的分离也伴随了水

25、溶液PH、Eh、盐度等物理化学性质的变化。气水溶液的这次临界分离作用是一次重要的高温成矿作用，由于气水分离交代导致物质的结晶沉淀。 岩浆热液成矿作用及大洋裂谷热水烟囱成矿作用都是处于气水热液临界点的成矿作用，这种临界点成矿作用成为现代矿床学的重要研究方向。,3）沸腾温度 地表或近地表条件下，水溶液的沸点是一个随压力而变化的温度点，当水的蒸汽压大于围压时将发生沸腾。 在这个临界点沸腾蒸发作用可以引起水溶液一系列物理化学条件的变化，从而导致矿物质结晶沉淀。 这个沸点温度到气水溶液的超临界点温度是一个连续变化的温度，因此两者有许多类似的性质。不同之处在于超临界点是一个溶液PH、Eh的突变点，超临界点

26、之上的水溶液只存在中性分子状态物质，而超临界点之下才出现极性的离子物质，故而导致PH、Eh的突变。 而沸点是一个渐变点，如果有一个压力的突然变化导致沸点也成为一个突变点，则成为中低温溶液矿床最有利的成矿条件，如角砾状、脉状充填带或大陆热泉沉积成矿等是典型的沸点突变形成的成矿作用，而导致沸点突变的只能是构造条件，一般把这种作用叫做减压沸腾。,喷流地表的热水沸腾常导致强烈的水热爆炸，形成热水沉积角砾岩，并伴随明显的矿化，浅源热液沸腾也常引起爆炸，形成爆炸角砾岩脉导致矿化。 自然界成矿流体是含NaCl或CO2的水溶液，因此其超临界温度是变化的，含NaCl的水溶液超临界温度要高于374.15、2.21

27、107Pa，而含CO2的水溶液低于374.15、2.21107Pa。 NaCl流体.ppt 水溶液的冰点是另一个重要的临界点，由于水由液态到固态的变化，从而导致物质性质及溶解物浓度的变化。 水的结冰作用可以明显浓缩溶液中溶解物的浓度，因此导致成矿。 近年来冻土带胶状金矿床成因研究揭示了这一成矿规律，有人把这种成矿作用归结为冻结状态下的成矿作用，值得商榷，应该主要表现为冰点处的成矿作用（成矿物理化学.ppt）。,二、混溶温度压力 许多成矿流体中富含CO2、CH4等挥发分，其成矿物理化学已为一些研究者所注意。 CO2、CH4等挥发分在成矿中有两种作用。 1、碳酸络合物搬运金属的作用，根据S.A.W

28、ood (1987)在H2O-NaCl-CO2溶液中作的黄铁矿、方铅矿、闪锌矿溶解实验： 在CO2 压力较高时，Fe、Pb、Zn等金属可以作为碳酸络合物 FeHCO3+ 、PbCO3 、ZnHCO3+ 溶解于溶液。铀在热液中以UO2(CO3)22- 、 UO2(CO3)34- 存在。 因此，含CO2 、CH4 流体在金属元素的搬运、沉积成矿作用中是起到一定作用的。,在沉积盆地中有机酸络合物对金属的搬运也是重要的，而其分解成CO2、CH4时可能造成卸载沉淀成矿。 2、含CO2、CH4 溶液的不混溶作用， CO2-H2O的混溶温度是266 ，1500bar，在混溶温度压力以上，CO2溶解于H2O中

29、：CO2+H2O=H2CO3=H+十HCO3 -=2H+十CO32-，溶液呈现酸性。 在含CO2、CH4 流体中当围压低于不混溶压力时，就可以出现不混溶，并造成大量CO2、CH4 等溢出。 CO2、CH4 的流失可以使成矿溶液浓缩、盐度升高、PH值升高、温度与Eh值降低等，从而导致矿质结晶沉淀。 由净岩压力到净水压力的变化可以导致流体的不混溶，一般出现在4km左右（CO2流体.ppt）。 由于含CO2、CH4 挥发份流体多是在高温高压条件下形成的，当这种流体喷发到地表时常导致强烈的水热爆炸，并伴随着明显的成矿作用，如新西兰现代地热系统中的爆炸成矿作用，以及我国云南滕冲地热区的矿化特征。,三、水

30、溶液的动力学转变点 流体力学转变点是成矿作用中要考虑的另一个极端因素，流体径流过程中对碎屑物质的搬运有两个力学转变点，即跳跃总体与滚动总体的转变点、悬浮总体与跳跃总体的转变点，这也是导致搬运物质大量沉积的转变点，从而具有明显的成矿作用。 如果这一动力学转变点持续长期稳定在一定范围内，就可以形成分选良好的沉积矿床，否则将形成混杂堆积物。流体混合作用是矿物质沉淀的另一种形式，这方面研究还有待深入。,有机物临界热解点是浅源热液有机成矿研究的一个重要转变点，除了油气成因研究之外，对金属矿床形成也有重要意义。 实验模拟最大有机热解温度一般是430450，在这个温度区间内有机质急速分解形成烃类等油气组分，

31、粘土矿物结晶水脱出形成热液。 因此这个临界温度可以表示有机质参与成矿的情况，可以预测这个温度是盆地流体形成的温度，对中低温热液矿床的成矿物质渗透、淋滤、搬运成矿有重要意义。 四、物理化学变化的边界条件 有意义的成矿作用都是在界层（面）或临界条件下发生的，可以总结归纳如下几类：,1、地球层圈间的界层间的物理化学条件及成矿 （地壳.ppt） 地球层圈间界层的成矿作用主要表现在地壳与地幔之间的软流层、岩石圈与水圈之间、上下地壳之间流变层的成矿作用等等。 大陆表生风化沉积矿床是一类很重要的矿床类型，暴露于地壳表层的岩石、矿石在大气、水、生物作用下，发生了物理化学条件变化，而导致岩石矿物分解、再组合形成

32、的矿床。 地表条件下最重要的物理化学变化是PH、fO2的变化。在地壳深部环境是高PH、低fO2的还原环境，而大陆地表水或大气中则是富含O2、CO2等的低PH、高fO2的氧化环境，因此在大陆或地球表层就形成了水岩作用的氧化还原的界层。,水溶液中一些溶解物质将在界面上结晶沉淀，岩石圈表层的矿物岩石将风化分解形成新的矿物质。 根据地下水的分带可以划分出渗透带、流动带与滞流带，其中溶解氧化能力最强的是靠近地表潜水面之上的渗透带，向下则逐渐过渡为新鲜岩石带。 在这一氧化还原型界层中形成的矿床有风化残积砂矿床、风化残余粘土、残余铁矿、铝土矿、次生富集矿床、胶体化学沉积、淋积矿床等，都是非常重要的矿床类型。

33、 大洋底部蚀变玄武岩、大洋铁锰结核是水与岩石圈相互作用成矿的又一个实例。 如果我们把热水成矿作用、生物成矿作用也加入到这一层圈界层中，那么这一成矿范围就限定在了水圈与岩石圈的交互带或生物圈中。,上地幔软流层是地壳岩石圈下部与地幔之间的一个过渡层圈，近年来矿床学研究认为，有一些矿床的成矿物质直接来自这个层圈。 这也是地球内部物理化学条件的转变带，表现为物质密度、温度、压力的突变带，软流层之下是高温（1500）、高压（67109Pa）、高密度的超铁镁质地幔岩。 软流层之上是温度、压力、密度相对低的硅铝质地壳岩。在这一界层中，由于温压的突然降低导致地幔岩密度降低而发生分熔作用，实质上是一次地幔分异作

34、用。 这次分异作用可以生成某些成矿物质高度富矿熔浆或液态矿源层。当在一定构造带侵入地壳浅部或被推覆于地表，就直接形成了幔源矿床。 金川铜镍矿床、攀枝花钒钛磁铁矿床、白云鄂博富稀土磁铁矿床就可能是幔源矿浆形成的矿床。,在地球最初发生分异形成地核、地壳时期应是地幔岩分异成矿的最主要时期，也是地球内最广泛的成矿期。 在地球发育的早期阶段，原始地壳较薄，地幔成矿物质很容易侵入地壳或喷出地表，世界上太古界、元古界中分布的一系列大型、超大型矿床正是在这一时期形成的。而在后期的成矿作用，除非沿深源构造带，幔源矿浆很难穿透巨厚的地壳到达地表。 上下地壳之间的孔拉德面也是一个重要的物质分异面，是壳源花岗岩的形成

35、区。 地壳物质在这一带发生塑性流动变形、部分熔融，而导致成矿物质富集，甚至形成再生矿浆。 此带之下的下地壳是深变质杂岩区，此带之上则是浅变质的脆性岩层区。因此这一带也是硅铝物质状态变化的温压界层。,根据成矿实验研究这一临界面的温度应在8001000，压力8108Pa。值得注意的是这一界层的物理化学状态常与硅酸盐熔浆中水溶解度的临界点（1080，9.7108Pa）吻合。 在临界点之上，水无限混溶于硅酸盐熔浆中，在临界点之下，则出现不混溶的流体相。因此这一温压状态正是花岗岩浆源成矿流体形成的条件。 根据华北地台的研究，其下地壳由下元古界与太古界深变质岩组成，中上元古界处于韧性变形区与重熔花岗岩浆生

36、成区，是成矿元素活化迁移的界层，产生了重熔分异岩浆叠加在早期的矿层上，起到了再富集作用，并形成大量的韧性剪切型金矿床。 2、地质体边界 侵入岩体边缘交代蚀变成矿 （岩体边界.ppt）,3、构造单元间界面间物理化学变化与成矿作用 构造单元分宏观大地构造域与微观矿区构造、矿床构造或矿体构造，甚至与更微观的小构造。不同构造单元间是活动强度、渗透强度或开放与封闭的界面。 大地构造单元是地球岩石圈的宏观地质现象，它在许多方面起到控制作用。 在矿床形成方面的控制也是十分明显的。矿床学研究表明，不同构造单元之间的界面是最有利的成矿带，尤以海陆、板块边界或槽台交互带之间是主要的成矿构造带。 在被动大陆边缘这个

37、界面表现为PH、Eh、盐度等物理化学条件的变化及水流动力学的变化，大陆来源水是氧化型、低盐度的酸性水体，大洋水是还原型、高盐度碱性水体。 在酸性水或碱性水中溶解及搬运稳定的物质，在两种水体的混合带都达到极限，导致搬运及溶解物质的大量沉积，同时形成矿层或赋矿层，大陆湖泊边缘具有类似的沉积条件。,因此滨海、滨湖三角洲、潮汐沉积带就成为各种矿产最有利的成矿带。 陆棚斜坡是大陆与洋盆的水动力学界面，也可以发生一系列沉积作用，形成有价值的矿产。 活动大陆边缘构造环境，其界面条件变化要复杂得多，除了水体介质的酸碱性等物理化学条件变化之外，更主要的是构造动力作用、温压变化及壳幔物质的交换，从而导致成矿作用。

38、 现代矿床学尤其重视活动大陆边缘成矿作用研究。 这是由于活动大陆边缘处于几个界面条件的复合部位，一是大陆板块与大洋板块的构造界面，二是大陆淡水与大洋咸水的水文界面，三是岩石重熔的温压界面，四是热水流体的几个临界点都可以在此处出现。 这种多界面条件与水溶液临界点的复合导致活动大陆边缘成为地球上一个最有利的成矿带（陆缘边界.ppt）。,微观构造界面成矿作用，以不同构造形态变化之处表现明显，如： 韧脆性变形转换带的金矿床； 褶皱断裂交汇处的热液矿床； 甚至于不同级别的构造交汇处； 盆地基底隆起带都是可以成为有利的成矿地带等，这也是矿床矿体研究中常见的构造样式。 这是由于这些部位构造应力性质的转化导致物性的极性变化，从而成为一个界面。 不同岩性的变化界面，如： 砂页岩界面、碎屑岩碳酸盐岩的界面也可以成为水流条件变化的界面