第三章地表地球化學(xué)作用與元素遷移

1、第三章 地表地球化學(xué)作用與元素遷移 內(nèi)容提要n 化學(xué)作用與化學(xué)遷移n 水-巖化學(xué)作用p物理化學(xué)條件特征p作用的基本類型p天然水的類型p遷移形式n 水-巖化學(xué)作用影響因素p內(nèi)因體系組成p外因物理化學(xué)環(huán)境n 實例分析與討論p風(fēng)化作用p硫化物礦床風(fēng)化p沉積過程n 元素遷移過程中的熱力學(xué)規(guī)律和動力學(xué)控制元素遷移過程中的熱力學(xué)規(guī)律和動力學(xué)控制不同圈層化學(xué)組成是時間的函數(shù)不同圈層化學(xué)組成是時間的函數(shù)不均一性是驅(qū)使化學(xué)作用發(fā)生的原因不均一性是驅(qū)使化學(xué)作用發(fā)生的原因圈層邊界是化學(xué)作用發(fā)生的活躍地帶圈層邊界是化學(xué)作用發(fā)生的活躍地帶地球的層圈界面、巖石界面和礦物相界面等地球的層圈界面、巖石界面和礦物相界面等地帶，

2、若兩者間的物理化學(xué)性質(zhì)差異很大，地帶，若兩者間的物理化學(xué)性質(zhì)差異很大，其中有一相為流體相、或者有流體作為介質(zhì)其中有一相為流體相、或者有流體作為介質(zhì)，該處將成為化學(xué)作用十分活躍的地帶。，該處將成為化學(xué)作用十分活躍的地帶。 地殼表層是地殼與水圈和生物圈接觸的邊界，是元素發(fā)生重新分配的重要場所，也是人類生產(chǎn)和生活的環(huán)境。認(rèn)識地表條件下元素的地球化學(xué)行為，對了解地球的化學(xué)作用過程、物質(zhì)循環(huán)及其影響，具有重要的理論和應(yīng)用意義。 生命與風(fēng)化作用風(fēng)化剖面地球關(guān)鍵帶（地球關(guān)鍵帶（Critical Zone）從樹冠頂部到地下水的底部。從樹冠頂部到地下水的底部。氣生水土巖關(guān)鍵帶 土壤形成、水和生命活動的關(guān)鍵地帶

3、人類活動最頻繁、人與自然相互作用最強(qiáng)烈的區(qū)域 生態(tài)文明建設(shè)的主要對象1地球系統(tǒng)的化學(xué)作用與化學(xué)遷移 1. 地球系統(tǒng)的化學(xué)作用類型-按發(fā)生作用和生成物質(zhì)的相、態(tài)進(jìn)行分類 水-巖反應(yīng)和水介質(zhì)中的化學(xué)作用 熔體-巖石反應(yīng)和熔漿化學(xué)作用 水-氣化學(xué)作用（如地表水與大氣、火山噴氣對大氣和大洋水成分的改造） 巖-巖化學(xué)作用(如隕石轟擊地殼、構(gòu)造斷裂帶巖石相互擠壓) 有機(jī)化學(xué)作用（石油、天然氣的形成）2. 物質(zhì)遷移的類型l化學(xué)遷移以熔體、溶液或氣態(tài)形式發(fā)生的物質(zhì)遷移。如碳酸鹽的溶解。l物理遷移以巖石和礦物碎屑形式發(fā)生的物質(zhì)遷移。如河流的機(jī)械搬運(yùn)。l生物遷移以有機(jī)物形式發(fā)生的物質(zhì)遷移。如植物從土壤吸取元素而生

4、長。 上述作用類型通常相互伴隨，如河流上游搬運(yùn)的河砂到了大海沉積物中可能僅剩下石英砂了，化學(xué)沉淀的碳酸鹽在濁積巖中變成的角礫狀，土壤中生物生長導(dǎo)致了化學(xué)風(fēng)化的加速等。 3. 元素地球化學(xué)遷移的概念從地質(zhì)歷史某個時段看，元素是相對穩(wěn)定、靜止的。隨從地質(zhì)歷史某個時段看，元素是相對穩(wěn)定、靜止的。隨著地殼物質(zhì)的不斷運(yùn)動和物理化學(xué)環(huán)境的改變，這種相著地殼物質(zhì)的不斷運(yùn)動和物理化學(xué)環(huán)境的改變，這種相對穩(wěn)定性將遭到破壞，元素將以各種方式發(fā)生活化轉(zhuǎn)移對穩(wěn)定性將遭到破壞，元素將以各種方式發(fā)生活化轉(zhuǎn)移，并以一種新的形式再相對穩(wěn)定下來。，并以一種新的形式再相對穩(wěn)定下來。環(huán)境發(fā)生物理化學(xué)條件變化時，元素原來的存在形式變

5、得不穩(wěn)定，為了與環(huán)境達(dá)到新的平衡，元素從一種賦存狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N賦存狀態(tài)，并伴隨著元素組合和分布上的變化及空間上的位移，該過程稱為元素的地球化學(xué)遷移。該過程稱為元素的地球化學(xué)遷移。4. 元素遷移的標(biāo)志l宏觀觀察- 巖石中不同礦物組合對應(yīng)的元素組成不同, 通過礦物組合的變化可以確定相應(yīng)元素的變化-元素的遷入、遷出。 如中酸性火成巖外圍的碳酸鹽巖石發(fā)生矽卡巖化： 碳酸鹽礦物（方解石、白云石） 硅酸鹽礦物（石榴石、輝石）（Mg，Ca減少，Si，Al原子數(shù)增加） l橄欖巖因交代作用發(fā)生的蛇紋石化。在蛇紋石化過程中橄欖石多變?yōu)樯呒y石，斜方輝石多變?yōu)榻伿?具斜方輝石假象的蛇紋石 )。菱鎂礦滑石蛇紋石蛇紋石

6、橄欖石 OHMgCOOHOSiMgCOOHOSiMgOHOSiMgSiOOHSiOMg2321043245234523224233)(3)(2)(243新鮮橄欖巖新鮮橄欖巖蛇紋石化橄欖巖蛇紋石化橄欖巖 對研究的體系(對象)進(jìn)行元素含量對比分析，可定量地了解元素在體系中發(fā)生遷移的特征，即帶入或帶出的元素及其程度。 由于元素遷移將引起樣品密度、體積的變化，不能簡單地將遷移前后的樣品直接進(jìn)行元素含量的比較，需要建立可比較的參照指標(biāo)。目前采用的方法主要有三種：微觀定量測量-系統(tǒng)測定巖石中元素含量系統(tǒng)測定巖石中元素含量的變化的變化: 元素含量的變化指示了元素的遷元素含量的變化指示了元素的遷移移(1)等體

7、積法：假設(shè)遷移前后巖石的體積未變，通過對比元素遷移前后體系密度的變化，計算出體積校正因子，再對元素含量進(jìn)行修正；(2)等陰離子法：假設(shè)元素遷移前后體系中氧離子的數(shù)量沒有變化，分別計算出元素遷移前后與其結(jié)合的陽離子的數(shù)量，以判斷發(fā)生遷移的元素及變化量；(3)穩(wěn)定元素法：穩(wěn)定元素法：假設(shè)元素遷移過程中，某(些)元素沒有發(fā)生明顯的變化，即該元素的絕對含量保持了相對穩(wěn)定。通過對比在體系變化前后該元素相對含量的變化，確定出校正因子，進(jìn)而對其它元素的含量進(jìn)行校正。這類元素有Ti(或其它HFSE)、V等。 第第(3)種方法在實際應(yīng)用中可操作性較強(qiáng)。種方法在實際應(yīng)用中可操作性較強(qiáng)。2 元素在水溶液中的遷移形式

8、元素在水溶液中的遷移形式H2O H2O在各地球化學(xué)體系，尤其是地表環(huán)境中普遍存在，為過剩組份； H2O的存在對環(huán)境的性質(zhì)起著明顯的控制作用(如干旱與潮濕環(huán)境)； 不同的元素與H2O反應(yīng)表現(xiàn)出復(fù)雜的行為，影響著元素的遷移和沉淀、富集與分散。 地表條件以地殼與水圈直接接觸為特征。流體相對自然界元素的遷移具有重要影響，其特點(diǎn)表現(xiàn)為：水溶液中元素的存在形式 根據(jù)水中分散質(zhì)點(diǎn)的大小，可將含水流體分為以下類型： 溶液：以單分子或離子狀態(tài)存在（D10-6mm） 膠體：分子或微粒子（D：10-310-6mm） 懸浮液：D10-3mm1. 離子或分子 離子化合物：在水中電離為離子 分子晶體化合物：受極性分子的吸

9、引，分解為極性分子 原子晶體化合物：具共價性鍵，只能分解為分子 離子電位與水溶液中的離子離子電位() 定義為： = 離子電價 / 離子半徑離子電位的意義：對離子表面正電荷的度量。通常通過與H+離子電位的比較，以衡量其相對于H+ ，該陽離子爭奪與氧(O2-)結(jié)合的能力（離子吸引價電子的能力）。 根據(jù)不同元素離子電位的大小，元素在水溶液中以不同的形式存在：u 電價低半徑大的離子，其離子電位小(2.5) ，如堿金屬、堿土金屬元素，它們同H+爭奪O2-的能力弱，在水溶液中常呈離子或水合離子形式存在（如Ca），稱為堿性離子；u 電價高半徑小的離子，其離子電位大(8)，如B3+、C4+、Si4+、N5+、

10、P5+、S6+等，它們爭奪O2-的能力較H+強(qiáng)，因此經(jīng)常從(OH)根中奪出O2-，并與之結(jié)合成含氧酸形成BO33-、CO32-、PO43-、SO42-等，由于使H+游離，溶液顯酸性，稱為酸性離子。u 電價偏高而半徑中等的陽離子(Be2+、Ti3+、Cr3+、Al3+、Fe3+、V3+等) ，其電位居中（：2.58），往往表現(xiàn)出雙重性，稱為兩性離子。在水中的存在形式受到溶液中酸堿度的影響： 在堿性溶液中，由于(OH)濃度大和H+濃度小，陽離子與O2 結(jié)合成為含氧酸BeO46 ； 在酸性溶液中由于H+濃度高于(OH) 濃度，陽離子以氫氧化物分子Mex+(OH)x或自由離子Mex+形式存在。圖圖 3

11、-4 離子電位圖解離子電位圖解不同離子電位(電價/離子半徑)元素在水溶液中的存在形式2. 絡(luò)合離子實驗觀察：a. 在含Cl 的水溶液中，Ag+極不穩(wěn)定，會很快形成難溶的AgCl白色沉淀： Ag+ + Cl AgCl b. 當(dāng)溶液中再加入少量的NaCl時，白色沉淀立即消失。其原因是： AgCl + Cl AgCl2 AgCl2- + Na+NaAgCl2 NaAgCl2的溶解度大，從而大大增強(qiáng)了Ag在溶液中的遷移能力。 自然界水溶液中，部分金屬元素在水中的溶解能力較弱(如REE、U、Ag等)，但當(dāng)其與水中的陰離子形成絡(luò)合離子后，其溶解能力大為提高，使得其可以以穩(wěn)定絡(luò)合物的形式進(jìn)行遷移。 膠體的質(zhì)

12、點(diǎn)大小介于10-310-6mm(即1m-1nm)之間，它有兩個基本特點(diǎn)： 膠體是一種多相體系，質(zhì)點(diǎn)很細(xì)，因此具有較高的比表面積(單位體積所具有的表面積)。由此形成的高表面能，使得它們具有很強(qiáng)的吸附能力； 膠體質(zhì)點(diǎn)帶有一定電荷。相同膠體質(zhì)點(diǎn)，由于帶有同種電荷而互相排斥，使其保持懸浮狀態(tài)。為平衡膠粒的電荷，膠體對水中的離子產(chǎn)生吸附和離子交換作用。3. 膠體膠核膠核-同型帶電離子同型帶電離子-反離子（固反離子（固定吸附）定吸附）-反離子反離子(擴(kuò)散層擴(kuò)散層) 負(fù)膠體吸附溶液中的正離子，如：MnO2膠體吸附Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Li、K、Ba、Tl等多種陽離子（沉積錳礦石中元素組合特征）； 正

13、膠體吸附溶液中的陰離子。如Fe2O3n+膠體則主要吸附呈酸根陰離子存在元素，如HVO42 、H2VO4 、CrO42 、PO43 、AsO43、GeO44等。正 膠 體負(fù) 膠 體Al、Fe等氫氧化物TiO2、ZrO2ThO2碳酸鹽硫化物SiO2、粘土礦物MnO2、SnO2自然S、As、Au、Pb腐殖酸表層水中元素的搬運(yùn)形式分為四種1、易溶鹽類-氯化物和硫酸鹽。主要包括NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、MgSO4等。它們在水體中只呈離子真溶液形式搬運(yùn)，任何時候都不形成膠體溶液和機(jī)械懸浮物狀態(tài)。2、堿土金屬的碳酸鹽（CaCO3、MgCO3等）和硅酸鹽等。碳酸鹽主要呈溶解的重碳酸鹽形式搬運(yùn)，

14、硅酸鹽既可以呈真溶液形式搬運(yùn)，又可以呈懸浮物形式被搬運(yùn)。3、Fe、Mn、P的化合物以及V、Cr、Ni、Co、Cu等元素，它們的化合物一般溶解度較小，因此它們除部分形成真溶液外，還形成膠體溶液。如大部分被溶解的Fe是呈Fe（OH）3正溶膠形式被遷移的。4、石英、硅酸鹽和鋁硅酸鹽類礦物。這些化合物在水中的溶解度極小，它們主要呈細(xì)粒懸浮物和沿底部拖拽的粗粒物這兩種方式被搬運(yùn)。表層水中元素的搬運(yùn)形式分為四種3 水-巖化學(xué)作用1.水-巖化學(xué)作用 地殼表層與水圈直接接觸，于兩者之間發(fā)生的化學(xué)作用可統(tǒng)稱為水-巖化學(xué)作用。水-巖化學(xué)作用是地表條件下范圍廣泛和極為活躍的化學(xué)作用，對地表系統(tǒng)元素的組成、演化及循環(huán)

15、具有重要影響。2.水-巖化學(xué)作用的物理化學(xué)條件l根據(jù)水-巖化學(xué)作用溫度范圍的差異，將其分為低溫和高溫兩類水-巖化學(xué)作用。它們的物理化學(xué)條件分別具有如下特點(diǎn)：低溫水低溫水-巖化學(xué)反應(yīng)巖化學(xué)反應(yīng)高溫水高溫水-巖化學(xué)反應(yīng)巖化學(xué)反應(yīng)體系中水過量(水圈直接作用)體系中水的量有限活性強(qiáng)(水富含作用劑、具有流動性)活性強(qiáng)(水富含作用劑、具有流動性)有生物和有機(jī)質(zhì)的參加生物或有機(jī)作用參與程度較低富氧和富二氧化碳相對缺氧，富集CO2和/或SO2溫度(200C)和壓力相對較低溫度(200-400C)和壓力范圍相對較高3. 水-巖化學(xué)作用的基本類型 地表條件下的水-巖化學(xué)作用有以下主要類型：氧化-還原反應(yīng)脫水和水解

16、反應(yīng)水合作用碳酸鹽化和脫碳酸鹽化反應(yīng)陽離子交換反應(yīng)(1)氧化-還原反應(yīng)l鐵橄欖石的氧化作用，形成赤鐵礦：44322242222SiOHOFeOHOSiOFeFayaliteHematite黃鐵礦氧化成磁鐵礦424322266123SOHOFeOHOFeSPyriteMagnetite 還原作用是氧化作用的逆過程。如三價鐵還原還原作用是氧化作用的逆過程。如三價鐵還原為亞鐵，硫酸鹽的高價硫被還原為負(fù)二價硫等：為亞鐵，硫酸鹽的高價硫被還原為負(fù)二價硫等： 2Fe2O33H2O+C=4FeO+ CO2+3H2O 細(xì)菌常參與氧化和還原反應(yīng)：細(xì)菌常參與氧化和還原反應(yīng)： 喜氧細(xì)菌喜氧細(xì)菌起氧化作用，其中一種嗜

17、鐵桿菌能將起氧化作用，其中一種嗜鐵桿菌能將Fe2+ 氧化成氧化成Fe3+，另一類嗜硫桿菌能將硫化物的硫，另一類嗜硫桿菌能將硫化物的硫氧化成硫酸鹽。氧化成硫酸鹽。 厭氧細(xì)菌厭氧細(xì)菌起還原作用，能把起還原作用，能把SO42-還原為還原為H2S。(2)水解和脫水反應(yīng)鉀長石水解形成高嶺石KOHSiOOHOSiAlOHOAlSiK4864281044283K-FeldsparKaolinite水解作用（ 水電解形成的H+和OH進(jìn)入礦物晶格，取代其中的陽離子或陰離子，使礦物解體形成新礦物。）脫水作用角閃石脫水反應(yīng)：Hornblende + qtz cpx + opx + plag + H2O 鎂鐵閃石紫蘇

18、輝石Granulite Facies Metamorphism !(3)水合作用l地表赤鐵礦經(jīng)水合作用變成水針鐵礦(水分子整體進(jìn)入礦物晶格)OnHOFeOnHOFe232232HematiteGoethite(4)碳酸鹽化和脫碳酸鹽化反應(yīng)l鐵橄欖石的碳酸鹽化(碳酸根和重碳酸根離子、發(fā)生溶解)44233242)(24SiOHHCOFeCOHSiOFe鐵橄欖石Fayalitel熱接觸帶方解石、白云石脫碳酸鹽化，形成硅灰石、透輝石2323COCaSiOSiOCaCODiopsideCalcite2622232)(2)(COOSiCaMgSiOCOCaMg硅灰石透輝石(5)陽離子交換反應(yīng)常見粘土礦物的

19、陽離子交換容量粘土礦物 陽離子交換容量(m mol/g)粘土礦物 陽離子交換容量(m mol/g)4. 地球表層水的主要類型l地學(xué)研究中的流體包括熔體和溶液；l以水為主要成份的流體主要類型有：l巖石學(xué)中的三大巖類在其形成過程中，均不同程度地釋放出富水流體，分別來自沉積巖的壓實作用、變質(zhì)巖的脫水作用及巖漿演化晚期的巖漿熱液。1. 海水4. 巖漿水2. 地表水5. 變質(zhì)水3. 地?zé)崴?. 鹵水 4 活度積原則活度積原則 對于難溶化合物，其固態(tài)物質(zhì)與飽和溶液中離子含量之間存在多相平衡。例，CaF2(螢石)是難溶化合物 根據(jù)質(zhì)量作用定律，其平衡常數(shù)定義為：由于式中 CaF2是固體螢石的濃度，為一常數(shù)。

20、因此，定義：為活度積。FCaCaF222 固222CaFFCaK 22FCaKSP螢石Fluorite當(dāng)溫度一定時當(dāng)溫度一定時, 難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶液中離子活度的乘積為一常數(shù)難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶液中離子活度的乘積為一常數(shù), 稱為稱為活度積。活度積。硫硫 酸酸 鹽鹽BaSO41.110-10SrSO42.810-7HgSO4510-7PbSO4210-8Ag2SO47.710-5CaSO46.110-5碳碳 酸酸 鹽鹽Hg2CO3910-17CuCO31.410-10ZnCO3610-11PbCO31.510-13SrCO3110-9FeCO3*2.510-11CdCO32.510-14CaCO34.81

21、0-9MnCO3110-10Ag2CO36.210-12BaCO3810-9MgCO3110-5CoCO3110-12NiCO31.410-7Li2CO31.710-3磷磷 酸酸 鹽、鹽、 砷砷 酸酸 鹽鹽Pb3(PO4)28.210-43PbHPO4110-11Ag3PO41.310-20Zn3(PO4)29.110-33FeHPO4410-10FePO41.310-22Ca3(PO4)23.510-33CaHPO4510-6Ag2AsO4110-22Ba3(PO4)21.310-29AlPO4110-6硫硫 化化 物物Bi2S31.610-72Sb2S5110-30Ag2S110-51Hg

22、S410-58NiS*1.410-24PbS110-29CuS810-37CdS110-29FeS410-19Cu2S2.510-50CoS*210-27MnS*1.410-15部分化合物的活度積表（25oC） (別列爾曼，1968)從表可見，各種化合物的理論活度積相差懸殊，可達(dá)幾十個級次；各類活度積：S2 PO43 CO32 Fe3+, V3+V5+等。 原子半徑和離子半徑對元素溶解的影響主要是通過半徑對元素間的類質(zhì)同像置換的控制而體現(xiàn)出來的。當(dāng)?shù)V物分解其中的主要元素轉(zhuǎn)入溶液時，半徑與該主要元素相近，并在晶格中類質(zhì)同像該主要元素的微量元素，就失去保持在晶格中的前提，因而，也隨之轉(zhuǎn)入到溶液。

23、例 熱液作用于花崗巖，使花崗巖發(fā)生鉀長石化。這一過程使斜長石晶格破壞，在斜長石中Sr與Ca呈類質(zhì)同像，而Rb、Ba在鉀長石中與K發(fā)生類質(zhì)同像。因此，斜長石晶格的破壞，使Sr失去了在斜長石中與Ca發(fā)生類質(zhì)同像的前提，因而Sr轉(zhuǎn)移到溶液中；而新形成的鉀長石，可以從溶液中吸取Rb和Ba，使Rb和Ba從溶液中析出。 離子半徑也在一定程度上影響著化合物的溶解度。一般情況下，離子鍵礦物的溶解度隨著離子半徑的增大和電價的減小而增高離子鍵礦物的溶解度隨著離子半徑的增大和電價的減小而增高。 3） 晶體場效應(yīng) 過渡族元素Ni，Cr，Co，V等受晶體場的影響，它們在八面體配位中形成較高的晶體場穩(wěn)定能，不易被淋濾，因

24、而也就不易被溶解。 影響元素地球化學(xué)遷移的內(nèi)部因素影響元素地球化學(xué)遷移的內(nèi)部因素二、影響水溶液中元素發(fā)生遷移的外部因素二、影響水溶液中元素發(fā)生遷移的外部因素 地殼巖石中元素進(jìn)入溶液或從溶液中析出包括兩種形式： 直接溶解與飽和沉淀：存在于易溶化合物中的元素，通過化合物的溶解，呈溶解分子和自由離子形式被搬運(yùn)，當(dāng)(溫度等)環(huán)境條件改變時因達(dá)到飽和，元素從溶液中析出(如海灘曬鹽)，這種過程不伴隨有化學(xué)反應(yīng) 。 化學(xué)反應(yīng)溶解與形成沉淀：多數(shù)情況下，巖石中的元素進(jìn)入溶液發(fā)生遷移或從中析出，均伴隨化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，元素通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)入溶液并通過化學(xué)反應(yīng)從溶液中析出。 唯一的原始人工曬鹽工序鑿石造鹽槽(海南洋浦

25、) 千年古鹽田 復(fù)分解反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng) 酸堿反應(yīng)酸堿反應(yīng) 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) 絡(luò)合反應(yīng)絡(luò)合反應(yīng) 膠體作用膠體作用 1、 元素遷移過程中的復(fù)分解反應(yīng) 由于反應(yīng)物之間的離子相互交換而形成新產(chǎn)物的反應(yīng)稱為復(fù)分解反應(yīng)。 AB+CD=AD+BC 例如，含Na2WO4的熱液遇到石灰?guī)r時，就可發(fā)生下列復(fù)分解反應(yīng)，使呈溶解狀態(tài)被遷移的元素W發(fā)生沉淀： Na2WO4+CaCO3 CaWO4 (白鎢礦) + Na2CO3 白鎢礦Scheelite地質(zhì)過程中常見的復(fù)分解反應(yīng)有中和反應(yīng)和水解反應(yīng): 1） 中和反應(yīng) 堿+酸=鹽+水 例：含HF的氣成高溫?zé)嵋鹤饔糜趲r石中的鉀長石，可使后者發(fā)生黃玉化，結(jié)果F自溶液中析出

26、，同時K轉(zhuǎn)入溶液，并形成一定量的水。 2KAlSi3O8 + 4HF Al2SiO4F2（黃玉）+ 2KF + 2H2O + 5SiO2 黃玉Topaz 2） 水解反應(yīng) 例1-低溫水解反應(yīng)：硫化物礦床氧化帶中，溶解于水的Fe2(SO4)3常常通過水解而呈Fe(OH)3膠體形式析出： Fe2(SO4)3 + 6H2O 2Fe(OH)3 + 2H2SO4例2-高溫水解反應(yīng)，接觸交代矽卡巖型鐵礦床中赤鐵礦的形成：2Na3FeCl6 + 3H2O Fe2O3 + 6HCl + 6NaCl2. 酸堿反應(yīng)及介質(zhì)的pH值 溶液的酸堿度用氫離子濃度H+表示，其以10為底的對數(shù)的負(fù)值稱為pH值(Potentia

27、l Hydrogen )，即： 例如，在硫化物礦床氧化帶形成初期，由于硫化物的迅速氧化，形成硫酸溶液的強(qiáng)酸性環(huán)境： FeS2 + O2 + H2O FeSO4 + H2SO4 強(qiáng)酸環(huán)境將進(jìn)一步加劇水溶液與其它金屬硫化物之間的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致多種硫化物中的金屬元素進(jìn)入溶液而發(fā)生遷移： MeS + H2SO4 H2S + MeSO4 (Me=Cu, Fe, Zn, Pb) 自然界中酸堿反應(yīng)引起的溶液pH值變化將直接影響礦物中元素的溶解與沉淀。lgHpH宜昌北崆嶺地區(qū)硫化物礦床開采引起的硫化物氧化分解及其對河流的污染Oxide and sulfate deposits in the bed of th

28、e Dee River, Mt Morgan, QLD，Australia1）pH值對元素沉淀的影響氫氧化物氫氧化物 pH 氫氧化物氫氧化物 pHSn(OH)4 2Zr(OH)4 2.05-2.07Fe(OH)3 2.48-2.7Ga(OH)3 3.5In(OH) 3.7Al(OH)3 4.1-4.3Pb(OH)2 6.05Fe(OH)2 6.49Ni(OH)2 6.7Zn(OH)2 6.8Co(OH)2 7.3Mn(OH)2 8.5-8.8Mg(OH)2 10.5不同元素的氫氧化物發(fā)生沉淀的pH值的臨界值 (大多金屬元素在水體中以該形式存在)2）pH值對元素及其化合物溶解度的影響 自然界有兩

29、種Fe帽類型：純鐵帽和鐵錳帽。兩種鐵帽形成的水溶液條件存在差異： Mn(OH)2 沉淀pH值約為9, 屬堿性條件。 當(dāng)在表生條件下水介質(zhì)為偏酸性時, Mn大部分淋失, 而Fe(OH)2和 Fe(OH)3是穩(wěn)定的，形成較純鐵帽； 當(dāng)水介質(zhì)呈弱堿性時, Fe和Mn的氫氧化物均發(fā)生沉淀，進(jìn)而形成Fe-Mn帽。 1）概念 反應(yīng)物之間發(fā)生元素電子得失和價態(tài)變化的化學(xué)反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)中，原子或離子失去電子則稱被氧化，得到電子則稱被還原。例： Fe2+ + V5+ Fe3+ + V4+ Fe2+ Fe3+ + e Eh0=0.77 V V4+ V5+ + e Eh0=1.00 V Eh0稱氧化還原

30、標(biāo)準(zhǔn)電極電位。上式反應(yīng)是因為當(dāng)和相遇時，它們之間產(chǎn)生了電位差，使電子從自動向轉(zhuǎn)移。由于V的電極電位高于Fe的電極電位，使得反應(yīng)中V離子還原為低價態(tài)，而Fe氧化成高價態(tài)。 化學(xué)反應(yīng)的電位差決定了氧化還原反應(yīng)的方向，而氧化還原反應(yīng)的電位差，取決于離子的氧化還原電位-首先必須確定每首先必須確定每一種離子的氧化還原電位。一種離子的氧化還原電位。 3、氧化還原反應(yīng)氧化還原電位氧化還原電位 一種離子氧化態(tài)時的電位可以表示為（）：式中： Eh為研究條件下的氧化電位；Eh0為在標(biāo)準(zhǔn)條件下的氧化電位；R為氣體常數(shù)（8.314 J/mol. K）；T為絕對溫度； F為法拉弟常數(shù)（ 96500 J/V）；n為參加反

31、應(yīng)的電子數(shù)；COXD和CRED分別為氧化態(tài)離子(如Fe3+)和還原態(tài)離子(如Fe2+)的濃度。REDOXDCCnFRTEhEhln0例如：例如：Fe2+ Fe3+ + e Eh0=0.77 VP114 表中列出了在標(biāo)準(zhǔn)條件下（表中列出了在標(biāo)準(zhǔn)條件下（25, 1atm）酸性溶液和堿性溶液中的）酸性溶液和堿性溶液中的Eh0l電極電位低的元素的還原態(tài)可與位于該元素的后面、電極電位較高的元素的氧化態(tài)相互作用，本身失去電子，前者被氧化，而后者被還原。l電極電位低的元素的還原態(tài)不與其前面元素的的氧化態(tài)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。（電子向電位高處流）Fe0 Fe2+ + 2e Eh0=-0.41 VPb0 Pb2+

32、+ 2e Eh0=-0.126 VAg0 Ag+ + e Eh0=+0.79 V Fe0 + Pb2+ =Fe2+ + Pb0Fe0 + 2Ag+ =Fe2+ + 2Ag0Pb0 + 2Ag+ =Pb2+ + 2Ag0 結(jié)果在自然界中，Pb2+與 Ag0共生，而不存在 Pb0 與Ag+共生；存在 Fe2+ 與Pb0 共生，不存在Pb2+ 與Fe0共生。 2）氧化還原電位）氧化還原電位Eh0數(shù)據(jù)的應(yīng)用數(shù)據(jù)的應(yīng)用 Eh0可用來判斷反應(yīng)順序。l兩個半反應(yīng)間的氧化電位差值越大，反應(yīng)越易進(jìn)行，而且進(jìn)行得較為徹底，如果差值小，反應(yīng)不易進(jìn)行，常導(dǎo)致多種價態(tài)的離子共存。例： Sn Sn2+ + 2e Eh0=

33、-0.136 V Pb0 Pb2+ + 2e Eh0=-0.126 V 由于兩半反應(yīng)的Eh0值較小，僅為0.01，因此在自然界中可見到 Sn、Sn2+、 Pb、 Pb2+同時存在。 多數(shù)情況下自然界發(fā)生氧化還原反應(yīng)的條件與標(biāo)準(zhǔn)條件不同，因此，判斷反應(yīng)發(fā)生的方向應(yīng)計算所處環(huán)境條件下各半反應(yīng)的Eh值（用氧化還原電位的能斯特方程）。 3）介質(zhì)的氧化還原電位）介質(zhì)的氧化還原電位 同屬于大洋環(huán)境，當(dāng)體系位于開闊的淺海時，S呈SO42-的形式存在，指示了氧化環(huán)境，而位于封閉的盆地底部，S以H2S、HS-等狀態(tài)存在，指示處于還原環(huán)境。 因此，S的不同氧化還原狀態(tài)受到了介質(zhì)氧化還原電位的影響。 自然環(huán)境中元素

34、發(fā)生氧化或還原作用的能力可用介質(zhì)的氧化還原電位來度量，它是代表天然復(fù)雜的介質(zhì)中，各個氧化還原反應(yīng)的總和。 若已知環(huán)境的Eh值，可根據(jù)各種離子氧化反應(yīng)的Eh0值，判斷在該環(huán)境中各離子所處的離子價態(tài)。 REDOXDCCnFRTEhEhln0在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，測得酸性介質(zhì)的在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，測得酸性介質(zhì)的Eh=0.5 V, 若需了解該水溶若需了解該水溶液中液中Fe離子存在價態(tài)及其濃度比例，可通過以下判斷和計離子存在價態(tài)及其濃度比例，可通過以下判斷和計算獲得答案算獲得答案在酸性溶液中，鐵的半反應(yīng)為在酸性溶液中，鐵的半反應(yīng)為: Fe2+ Fe3+ + e Eh0=0.77 VEhEh0 ( Eh Ag(S2O3

35、)23- Ag(NH3)2+ 絡(luò)離子絡(luò)離子K穩(wěn)穩(wěn)絡(luò)離子絡(luò)離子K穩(wěn)穩(wěn)Ag(CN)2-5.0E+20Fe(CN)64-2.5E+35Ag(NH3)2+1.6E+07Fe(SCN)6+1.0E+03Ag(S2O3)23-4.7E+13HgCl4=1.3E+15Al(OH)4-1.0E+33Hg(CN)4=8.3E+38Ca(EDTA)=1.0E+11Hg(SCN)4=5.0E+20Cd(CN)4=8.3E+17HgI4=6.3E+29Cd(NH3)4+5.5E+06Mg(EDTA)=1.3E+09Co(NH3)63+2.0E+35Ni(NH3)4+4.7E+07Cr(OH)4-4.0E+28Pb(O

36、H)3-7.9E+13Cu(CN)43-1.0E+23Zn(CN)4=4.2E+16Cu(NH3)4+1.2E+11Zn(NH3)4+7.8E+08Fe(CN)63-4.0E+43Zn(OH)4=6.3E+14部分常見絡(luò)離子的穩(wěn)定常數(shù)表（3） 自然界絡(luò)合物形成的環(huán)境l由于絡(luò)合物需在有高濃度配位體的環(huán)境中才能形成（如一個Sn與六個F），因此在地殼中發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的主要環(huán)境有巖漿期后富含揮發(fā)份的熱液、熱鹵水溶液等。l富含高電負(fù)性的配位體環(huán)境有利于絡(luò)合物的形成，如F、Cl、SO42、CO32等。高電負(fù)性配位體的化學(xué)性質(zhì)活潑，可以取代化合物中弱電負(fù)性的陰離子或弱配位體，形成較穩(wěn)定的絡(luò)離子。l高濃度堿性陽

37、離子的存在（Na+、K+、Ca2+等）有利于絡(luò)合作用的發(fā)生。堿性陽離子具有雙重作用： 使介質(zhì)呈堿性：使具兩性特征的成礦元素形成絡(luò)陰離子，如(BeO4)6絡(luò)離子； 作為陽離子，與絡(luò)陰離子結(jié)合，組成溶解度大的絡(luò)合物，如：K2WO2F4。（4） 研究絡(luò)合物穩(wěn)定性的意義 確定元素的沉淀分離和空間上的分帶性。 天然水中存在各種元素的絡(luò)合物, 由于其穩(wěn)定性不同，其遷移能力就有差異，導(dǎo)致元素遷移時被搬運(yùn)的距離和沉淀先后不同，從而造成元素在沉淀分離和空間上的分帶性 Fe Co Zn Pb Cd Cu NbF7 2其K不穩(wěn)常數(shù)關(guān)系為： HfF7 2 ZrF7 2 Ce (CO3)3 2 Y (CO3)3 2 這

38、就使得Nb較Ta，Zr較Hf和Ce較Y的遷移能力大，從而造成了性質(zhì)相似的Nb與Ta、Zr與Hf、Ce與Y之間的分離（意味著有流體的作用）。導(dǎo)致地殼中地球化學(xué)性質(zhì)相似元素(element twins)的分離應(yīng)用應(yīng)用實例實例: 江西修水香爐山鎢礦江西修水香爐山鎢礦礦床基本特征：石英黑鎢礦脈產(chǎn)在花崗巖裂隙帶中；工程揭露表明，石英脈下部密集硫化物(PbS、FeS2等)，而在石英脈上部鎢礦(Fe,Mn)WO4 明顯富集；黑鎢礦富集處兩側(cè)圍巖中具螢石化和含氟電氣石化。 研究目標(biāo)：W元素可能的遷移形式；為什么會形成下部硫化物和上部黑鎢礦空間分帶？在與灰?guī)r的接觸帶還可能形成什么巖石和礦化？從黑鎢礦從黑鎢礦體體

39、兩側(cè)圍巖兩側(cè)圍巖發(fā)生的富氟礦物蝕變發(fā)生的富氟礦物蝕變(CaF2、含氟電氣石、含氟電氣石)現(xiàn)象判斷，成礦熱液現(xiàn)象判斷，成礦熱液中富含鹵素元素陰離中富含鹵素元素陰離子。因此子。因此 W在熱液在熱液中遷移的最可能形式中遷移的最可能形式應(yīng)為：應(yīng)為：(K,Na)2WO3F2或或(K,Na)2WO3Cl2，其中其中W呈呈+6價。由于價。由于黑鎢礦發(fā)生沉淀的前黑鎢礦發(fā)生沉淀的前提是存在富氧環(huán)境導(dǎo)提是存在富氧環(huán)境導(dǎo)致致 WO42- 化合物的化合物的沉淀，因此需要了解沉淀，因此需要了解成礦環(huán)境發(fā)生氧化的成礦環(huán)境發(fā)生氧化的原因原因在巖漿熱液作用的在巖漿熱液作用的早期階段，深部裂早期階段，深部裂隙系統(tǒng)內(nèi)含礦熱液隙系

40、統(tǒng)內(nèi)含礦熱液中相對富集中相對富集S2-(H2S，HS-)，而，而O2-相對相對不足。由于硫化物不足。由于硫化物礦物的溶度積很低礦物的溶度積很低，熱，熱液中較低水平液中較低水平的的Pb2+、Zn2+和和Cu2+濃度已足濃度已足形成形成硫化物礦物的沉淀硫化物礦物的沉淀，而在相對還原的而在相對還原的環(huán)境下，鎢仍呈絡(luò)環(huán)境下，鎢仍呈絡(luò)合物形式在溶液中合物形式在溶液中遷移。遷移。巖漿熱液作用晚期階巖漿熱液作用晚期階段段，當(dāng)成礦熱液運(yùn)移，當(dāng)成礦熱液運(yùn)移到淺部裂隙帶，游離到淺部裂隙帶，游離氧濃度大大增氧濃度大大增加，促加，促使絡(luò)合物離解，使絡(luò)合物離解，將將其其F-、 Cl- 離子配位體全部離子配位體全部撤換成

41、撤換成 O2-，形成鎢酸，形成鎢酸根根WO4 2-，與溶液中，與溶液中Fe2+、Mn2+ （ Ca2+ ）結(jié)合而發(fā)生沉淀，形結(jié)合而發(fā)生沉淀，形成黑鎢礦（和白鎢礦成黑鎢礦（和白鎢礦）；釋放出的配位體）；釋放出的配位體F-與溶液中的與溶液中的Ca2+結(jié)合結(jié)合，從熱液中析出，形，從熱液中析出，形成螢石（和含氟電氣成螢石（和含氟電氣石）石）)( 2)(),(22242422242223螢石黑鎢礦CaFCaFWOMnFeWOMnFeFWOOFWOFluorite WolframiteFluorite Fluorite WolframiteWolframite5、膠體化學(xué)作用對元素遷移的意義1）膠體的形成

42、可增強(qiáng)元素的遷移能力 例如Si、Al、Fe和Mn等元素在真溶液中的溶解度較小（地表條件下含量高），其遷移能力有限，但當(dāng)它們形成膠體后，遷移能力顯著提高，可進(jìn)行較長時間和長距離的遷移。2）膠體的吸附和解吸可以導(dǎo)致部分元素發(fā)生沉淀與富集。 例如在河流的入海口，由于海洋中有NaCl等電解質(zhì)，導(dǎo)致Fe、Mn膠體的解吸，從而發(fā)生沉淀和富集。 鋁土礦，如沒有膠體搬運(yùn)（從巖石中含量10%-15%，富集到達(dá)到50%以上），就沒有這種礦的形成。不同元素在真溶液和膠體溶液中的溶解度對比圖6 典型水-巖化學(xué)作用實例l風(fēng)化過程是發(fā)生最為普遍的水-巖化學(xué)作用，也是地球元素發(fā)生地球化學(xué)分配和再循環(huán)（殼、幔尺度的大循環(huán)，三

43、大巖類的轉(zhuǎn)換）的重要方式；l風(fēng)化過程發(fā)生于地殼表層，其所處的地表環(huán)境具有以下特點(diǎn)：相對于地殼深部，地表環(huán)境壓力小且變化小、溫度較低但變化迅速；富含氧和二氧化碳，水可呈固、氣、液態(tài)廣泛分布；生物作用明顯，元素行為受到有機(jī)地球化學(xué)的影響（人類）；水圈、大氣圈和生物圈的共同作用，使得大多數(shù)出露于地表的巖石處于化學(xué)上的不穩(wěn)定狀態(tài)。一、風(fēng)化過程水一、風(fēng)化過程水- -巖化學(xué)作用巖化學(xué)作用l地表巖石發(fā)生風(fēng)化作用的實質(zhì)表現(xiàn)為造巖礦物與所處的地表環(huán)境處于化學(xué)上的不平衡，但不同礦物的不穩(wěn)定性程度存在區(qū)別；l地表條件下，巖漿作用過程中結(jié)晶較早的礦物穩(wěn)定性差，造巖礦物穩(wěn)定性增強(qiáng)的序次與鮑文序列相同(右圖)；Goldi

44、ch(1938)提出的硅酸鹽礦物穩(wěn)定性順序 抗風(fēng)化能力抗風(fēng)化能力 強(qiáng)強(qiáng) 弱弱造巖礦物造巖礦物金屬礦物金屬礦物 氧化物氧化物 硫化物硫化物 元素價態(tài)元素價態(tài) 高電價高電價 低電價低電價巖石類型巖石類型 沉積巖沉積巖 巖漿巖、變質(zhì)巖巖漿巖、變質(zhì)巖巖石顆粒巖石顆粒 細(xì)粒巖石細(xì)粒巖石 粗粒巖石粗粒巖石 巖石結(jié)構(gòu)巖石結(jié)構(gòu) 等粒結(jié)構(gòu)等粒結(jié)構(gòu) 不等粒、斑狀結(jié)構(gòu)不等粒、斑狀結(jié)構(gòu)石英石英白云母白云母鉀長石鉀長石黑云母黑云母鈣質(zhì)的鈣質(zhì)的斜長石斜長石角閃石角閃石輝石輝石橄欖石橄欖石堿堿-鈣鈣斜長石斜長石堿堿-鈣鈣斜長石斜長石鈣斜鈣斜長石長石 地表巖石發(fā)生風(fēng)化的結(jié)果總體上表現(xiàn)出以下趨勢： 巖石形態(tài)上趨向圓形(球形風(fēng)化

45、) 體積減小 形成地表條件下穩(wěn)定的礦物 形成土壤不同氣候條件下的風(fēng)化剖面Pedalfer鐵鋁土剖面鐵鋁土剖面Pedocal鈣層土剖面鈣層土剖面Laterite紅土剖面紅土剖面TropicsShort-grass Evergreen forests鐵鋁土剖面腐殖質(zhì)紅土剖面鈣層土剖面不同類型土壤特征對比l鐵鋁土壤剖面：B層富集鐵的氧化物和富鋁粘土礦物，呈褐色，多發(fā)育于溫帶森林區(qū)；l鈣結(jié)層土壤剖面：B層富質(zhì)碳酸鹽而呈白色，多發(fā)育于干旱草原和灌木植被區(qū)；l紅土層土壤剖面：化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)烈，A、B層均富集紅色的鐵氧化物，土壤層發(fā)育深但營養(yǎng)物質(zhì)主要集中于表層。多發(fā)育于熱-濕的熱帶氣候環(huán)境。二、硫化物礦床的表生

46、氧化作用l硫化物礦床形成于相對還原的地質(zhì)環(huán)境，當(dāng)?shù)貧み\(yùn)動抬升至與水圈和大氣圈接觸時，硫化物礦床將發(fā)生氧化作用；l控制硫化物礦床風(fēng)化作用的主要化學(xué)作用為氧化-還原作用，表現(xiàn)為以潛水面為界線，界線以上的強(qiáng)氧化帶，硫化物礦床發(fā)生氧化反應(yīng)，不同硫化物礦物氧化后形成溶解度不同的硫酸鹽類，而在潛水面以下環(huán)境相對還原，溶解的硫酸鹽類發(fā)生不同程度的還原作用而形成次生的硫化物；l沿風(fēng)化剖面氧化還原環(huán)境的連續(xù)變化以及元素發(fā)生遷移-沉淀條件的差異，導(dǎo)致了元素組合在空間上呈現(xiàn)分帶特征；l 硫化物礦物經(jīng)地表風(fēng)化過程中的氧化還原作用，發(fā)生的元素再分配可使部分成礦元素高度富集，形成特殊的次生氧化或(和)還原礦床（可節(jié)省大量

47、冶煉成本） 。氧化礦石帶(鐵帽)淋濾礦石帶氧化礦石富集帶潛水面次生硫化物富集帶原生硫化物礦石帶硫化物礦床典型風(fēng)化剖面主要硫化物的氧化反應(yīng)(3) 33(2) 2141(1)2227)(3232322242222 H (s) Fe(OH)O H FeOH/ Fe H O/ Fe H SO FeO H O/ FeSPyrite-黃鐵礦xH SO -x)Fe (O xH )O-x/ (S Fe-x)(2122)Pyrrhotite(242221磁黃鐵礦H SO Fe(OH) Cu O H O/ CuFeS SO Fe Cu O CuFeS-442252172242ite)(Chalcopyr24322

48、22242222黃銅礦H AsO H SO Fe(OH)O H O/ FeAsS H AsOH SO Fe O H O FeAsS -362744446134ite)(Arsenopyr42243224224222毒砂毒砂毒砂螢石螢石毒砂毒砂 -24222422SO Pb 2O PbS(Galena)2e)(Sphalerit方鉛礦閃鋅礦 SO Zn OZnS -閃鋅礦閃鋅礦方鉛礦閃鋅礦l硫化物礦床氧化帶的發(fā)育強(qiáng)度與發(fā)育速度主要決定于硫化物的數(shù)量。硫化物礦床經(jīng)常存在數(shù)量不等的黃鐵礦、白鐵礦和磁黃鐵礦，它們在氧化過程中，不僅產(chǎn)生硫酸亞鐵如水綠礬、鐵明礬等，而且產(chǎn)生游離的硫酸。這不僅使淺表水的pH

49、值降低，而且促使礦床氧化速度加快。水綠礬Melanterite FeSO4 . 7H2O 白鐵礦MarcasiteFeS2 磁黃鐵礦PyrrhotiteFe1-xS ( x = 0 to 0.17) 由于二價鐵在氧化條件下很易氧化為三價鐵，后者易發(fā)生水解作用形成氫氧化鐵(即針鐵礦及水針鐵礦)沉淀下來，部分并轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦。這些鐵的氫氧化物和氧化物在地表很穩(wěn)定，又不溶于水，因此，殘留在原地，形成了所謂鐵帽，即蓋在硫化物礦脈頂部的富含鐵的氧化物的頂蓋。當(dāng)原生礦床硫化鐵的礦物含量低時，它的氧化產(chǎn)物可以使周圍巖石染成鐵銹色，俗稱為“火燒皮”。 由于各種金屬元素地球化學(xué)性質(zhì)的差異及其硫酸鹽在水中溶解度的不

50、同，導(dǎo)致了元素間發(fā)生分離。例如方鉛礦氧化成的鉛礬，溶解度小，可在原地殘留，并可進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}（白鉛礦）和磷酸鹽（磷酸氯鉛礦）等，形成了含鉛鐵帽；而經(jīng)常與方鉛礦密切共生的閃鋅礦，當(dāng)其氧化成硫酸鋅時，由于其在水中溶解度大，很快被水帶走，如遇石灰?guī)r就與之作用形成菱鋅礦，并最后轉(zhuǎn)變成異極礦（鋅的含水硅酸鹽）。Cerussite白鉛礦，白鉛礦，PbCO3Hemimorphite，異極礦，異極礦 Zn4Si2O7(OH)2 . H2O Smithsonite 菱鋅礦，菱鋅礦，ZnCO3同生異常次生異常礦化土壤滲出帶1000100100010金屬量ppmPbZn 銅的硫化物礦床的表生變化較為復(fù)雜。原生銅

51、的硫化物，如黃銅礦、輝銅礦和斑銅礦等，在表生氧化過程中所形成的硫酸銅常因溶解度大而被淋失。但在干旱氣候條件下，可形成多種硫酸鹽礦物，如膽礬、水膽礬、銅綠礬等礬類礦物堆積。輝銅礦Cu2SChalcocite 黃銅礦CuFeS2chalcopyrite膽礬Chalcanthite ，CuSO4 . 5H2Ol硫酸銅溶液遇到碳酸鹽礦物或巖石時，則起化學(xué)作用，形成地表條件下常見的孔雀石和藍(lán)銅礦；此外，在較還原環(huán)境下，還可形成自然銅和赤銅礦。當(dāng)硫酸銅溶液進(jìn)入地下水面附近，遇到原生硫化物時，發(fā)生交代作用可產(chǎn)生輝銅礦、銅藍(lán)等次生硫化物?？兹甘兹甘痬alachiteCu2(CO3)(OH)2 赤銅礦Cu2OCuprite 驅(qū)龍銅礦區(qū)向北的河流中發(fā)育長達(dá)驅(qū)龍銅礦區(qū)向北的河流中發(fā)育長達(dá)6km6km的銅染帶，的銅染帶，其規(guī)模之大為國內(nèi)斑巖銅礦中罕見。其規(guī)模之大為國內(nèi)斑巖銅礦中罕見。 這種次生富集作用不僅可使低品位銅礦石變富，從而擴(kuò)大礦石儲量，提高礦床的經(jīng)濟(jì)價值。在具有伴生金的硫化物礦床中，隨著氧化帶的發(fā)育，金在鐵帽亞帶的中下部富集。正確評價金屬礦床的氧化露頭