趙勝利，黃波，楊濤，曹其琛，孫芳芳

低密度元素與高密度元素劃分及富集規(guī)律分析

趙勝利1，黃波2、3，楊濤2，曹其琛4，孫芳芳4

（1.山東黃金集團(tuán)國際礦業(yè)開發(fā)有限公司，濟(jì)南 250000；2.貴州理工學(xué)院資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽 550003；3.貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì)，都勻 558000； 4.中國冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院，濟(jì)南 250101）

本文根據(jù)元素在地球中的分配極不均勻性進(jìn)行低密度和高密度元素劃分，低密度元素廣泛分布于地球淺部，密度多在2.0～3.0（g/cm3）之間的礦物組合，其遷移、分散和富集過程多在外生環(huán)境中完成；部分因構(gòu)造作用，在地球深部形成外生內(nèi)成礦床，二者均為淺源性低密度元素；部分高密度元素在外生環(huán)境的富集與沉積型鋁土礦的形成相似（地表巖石接受風(fēng)化剝蝕形成紅土化風(fēng)化殼，經(jīng)流水搬運(yùn)集中于有利環(huán)境進(jìn)行“移硅沉鐵富鋁”后沉積形成），在形成紅土化風(fēng)化殼過程中富集了數(shù)十倍至近千倍，但品位大多不高，形成伴生有用元素，在中大型礦床中具綜合利用價(jià)值。高密度元素多大于4.0，多富集于下地殼—上地幔之下，其遷移與富集過程多在內(nèi)生環(huán)境形成礦床；部分因構(gòu)造作用進(jìn)入外生環(huán)境形成內(nèi)生外成礦床，二者均為高密度深源性礦物組合。而3.0～4.0為低密度和高密度之間的過渡元素，從地球淺部到深部地核均有分布。以上形成了低密度淺源性與高密度元素深源性礦物組合不同的富集規(guī)律，對地球化學(xué)元素的遷移與富集規(guī)律研究具重要意義。

高密度元素與低密度元素；劃分；富集規(guī)律；分析

礦產(chǎn)資源在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮了重要作用，是經(jīng)過特定地質(zhì)成礦作用，賦存于地殼內(nèi)部或地表，形成具有開發(fā)利用價(jià)值的礦物或集合，成為礦床學(xué)家重點(diǎn)研究對象。按特征與用途，一般分為能源礦產(chǎn)、金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)及水汽礦產(chǎn)4大類。其中水汽礦產(chǎn)密度在1.0（g/cm3）±，能源礦產(chǎn)從氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)均有，變化較大，大多小于3.0以下（鈾、釷除外）；非金屬礦產(chǎn)的礦物組合密度常在2.0～3.0之間，來源多位于地殼淺部，三者多屬低密度淺源性礦產(chǎn)。金屬礦產(chǎn)多數(shù)密度較大，形成的礦物組合密度多在4.0以上，物質(zhì)來源較深，多來自于下地殼—上地幔，并在構(gòu)造作用下運(yùn)移到地表或近地表環(huán)境富集成礦。在高密度與低密度過渡的元素，礦物組合密度一般多在3.0～4.0之間，如鐵元素等，從地殼到地核均有分布。由此對低高元素密度的劃分及其富集規(guī)律分析，在地質(zhì)找礦中具重要意義。

1 前人對化學(xué)元素的經(jīng)典總結(jié)

前人對化學(xué)元素經(jīng)典性總結(jié)，主要為19世紀(jì)中期俄國科學(xué)家門捷列夫(Dmitri Mendeleev)首創(chuàng)的元素周期表和20紀(jì)初挪威科學(xué)家戈?duì)柕率┟芴兀╒.M.Victor Moritz Goldschmidt）對化學(xué)元素分類；戈?duì)柕率┟芴剡€在元素豐度、原子和離子半徑、離子間距、半徑比對晶體配位數(shù)的影響、鑭系收縮等方面的成果，為晶體化學(xué)奠定了基礎(chǔ)，直到現(xiàn)在仍被地球化學(xué)領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用（陳道公等，2009；張清建，2016）。

元素周期表：最早的化學(xué)元素周期性規(guī)律由1869年門捷列夫提出，對當(dāng)時(shí)已知的60多種元素相對原子質(zhì)量大小和原有化學(xué)性質(zhì)的元素以表的形式排列，制成了元素周期表的雛形。經(jīng)后來學(xué)者的多次修訂完善，按照元素的原子序數(shù)的周期性排列和進(jìn)行多級分區(qū)，如S區(qū)、P區(qū)、d區(qū)及f區(qū)等，成為當(dāng)代廣泛運(yùn)用的元素周期表。

元素周期表的創(chuàng)建意義重大，后來科學(xué)家正是用此來尋找到多種新型元素及化合物。

地球化學(xué)元素分類：戈?duì)柕率┟芴赜?0世紀(jì)初根據(jù)元素在隕石各相和冶金過程產(chǎn)物的分布，結(jié)合提出的地球模型和元素的物理化學(xué)特征，歸納為親鐵、親銅、親石、親氣和親生物元素5大類（陳道公等，2009；張清建，2016）。

元素的地球化學(xué)基本特征分別為：①親鐵元素離子最外層具有8～18個(gè)電子的過渡型結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的氧化物生成熱最小，易溶于含鐵熔體中，或呈自然狀態(tài)，主要集中于具鐵鎳相地核中，如Fe、Co、Ni及Mo等；②親銅元素離子最外層電子具有18個(gè)電子的銅型結(jié)構(gòu)（s2p6d10），氧化物生成熱小于FeO的生成熱，與硫的親合力強(qiáng)，又稱親硫元素，主要分布于硫化物相中，如Cu、Pb、Ag及Cd等；③親石元素離子最外電子層具有8個(gè)電子惰性氣體型穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（s2p6），氧化物生成熱大于FeO的生成熱，與氧親合力強(qiáng)，又稱親氧元素，主要分布于硅酸鹽相的地幔和地殼，如K、Ca、Na、Mg及Al等；④親氣元素原子最外層具有8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，原子容積最大，具揮發(fā)性或易形成揮發(fā)性化合物，主要集中于大氣圈，表現(xiàn)為H2、N2及惰性氣體；⑤親生物元素多分布于生物圈內(nèi)，主要為C、N、H、O、P、B等。

此后雖有多種劃分方案，如維爾納茨基、費(fèi)爾斯曼及施奈德洪等的多種分類方案（劉清泉，歐陽宗圻，1983），大多不及戈氏的劃分及其存在的缺陷和不適用性，沒有得到廣泛的運(yùn)用。

2 地球化學(xué)元素分布的基本規(guī)律

化學(xué)元素在地球中的分布極不均勻，豐度變化幅度高達(dá)1013（張德會(huì)，2020），相對而言，具有穩(wěn)定核結(jié)構(gòu)的低密度元素礦物主要集中于淺部地殼，高密度元素則有向深部的地核富集趨勢。

（1）地球經(jīng)歷了數(shù)十億年的演化，形成了大致的三個(gè)圈層分配和元素的密度分異現(xiàn)象（也稱重力分異，在重力作用下，密度大元素因相對體積小而往下部匯集，密度小的元素上浮的趨勢，產(chǎn)生了自上而下密度逐步增加的分異分布現(xiàn)象。該現(xiàn)象在巖漿中發(fā)育比較普遍，即重礦物下沉到熔體底部，輕礦物常在結(jié)晶后向上移動(dòng)）（密度分異，2020；夏昭德等，2011），劃分為最外圈的地殼、中部的地幔及中心部位的地核結(jié)構(gòu)（表1）（陳道公等，2009；張清建，2016）。其中地殼平均密度為2.8（g/cm3），形成了地殼主要為淺源性低密度的硅酸鹽組合（表2）；地幔平均4.5，地核11，為深源性高密度元素的礦物組合（陳道汞等，2009；陳宏飛和高山，2012；Rudnic R et al.，2004；劉軍等，2019）。

表1 地球圈層基本特征

注：①大氣圈、水圈及生物圈數(shù)據(jù)相對地球太遠(yuǎn)，忽略不計(jì)；②據(jù)陳道公等(2009)[1]修編

表2 地殼主要氧化物成分估值（陳道公等，2009；Rudnic R et al.，2004）

（2）地殼中特有的淺源性低密度元素，形成了廣泛分布的12種主要的造巖元素組合，即O、Si、Ti、Al、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、H、P等，約占地殼中元素總量的99.4%，是地殼中各類巖石的基本成份，也是造巖硅酸鹽的主要組分（造巖元素，2019；桑隆康等，2012）；在巖石化學(xué)成分中多以相關(guān)的氧化物，主要有SiO2、TiO2、Al2O3、TFeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5和H2O等，巖漿巖化學(xué)成分通常也用這些元素的氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示，相關(guān)礦物組合密度多集中于2.0～3.0（g/cm3）；部分在3.0～4.0（g/cm3）之間，少數(shù)在4.0（g/cm3）以上，相關(guān)的礦物常見有黃鐵礦（FeS）5.0（g/cm3）、赤鐵礦（Fe2O3）5.2（g/cm3）、褐鐵礦（Fe2O3·nH2O）3.5（g/cm3）、磁鐵礦（Fe3O4）5.0（g/cm3）、菱鐵礦（FeCO3）3.8（g/cm3）、菱錳礦（MnCO3）3.7及鈦鐵礦（FeTiO3）4.7（g/cm3）等，屬于低密度與高密度元素之間過渡的元素，不論是淺部地殼，還是深部的地?！睾耍际侵饕慕M成元素。

在水圈和生物圈中的水與有機(jī)質(zhì)類，大多密度為1.0±（g/cm3），相對而言，水圈和生物圈較地球質(zhì)量相差太遠(yuǎn)，一般忽略不計(jì)（表1）；因此，地殼密度大多數(shù)集中在2.0～3.0（g/cm3），主要由淺源性低密度硅酸鹽類礦物組合和碳酸鹽-碎屑巖礦物組合，常見礦物大致有30多種，如：正（斜）長石、黑（白）云母、絹云母、輝石、角閃石、橄欖石、蒙脫石、綠泥石、沸石、綠簾石、蛇紋石、葉臘石、石榴石、硅灰石、霞石、滑石、高嶺石、粘土礦物、石英、石鹽、石墨、海綠石、蛭石、硅藻土、硝石、紋石、紅柱石、方解石、一水硬（軟）鋁石、三水鋁石、明礬石、白云石、雄（雌）黃、堇青石、石膏、自然硫、火山玻璃、金紅石、螢石及磷灰石等。

（3）與高密度相關(guān)的有色金屬、黑色金屬、貴金屬、稀有稀土分散等元素大多來源于地殼以下，相關(guān)礦物密度多數(shù)大于4.0（g/cm3），形成深源性高密度礦物組合，如常見的方鉛礦7.5（PbS）、閃鋅礦4.1（ZnS）、灰銻礦4.6（SbS）、黃銅礦4.2（CuFeS2）、輝銅礦5.7（Cu2S）、辰砂8.1（HgS）、輝鉬礦5.0(MoS2)、自然金17.0（Au）、自然銀10.5（Ag）、自然銅8.9（Cu）及紅鉈礦5.5（TlAsS2）等。

（4）元素周期表中元素排列規(guī)律：

第一周期：H（氫）、He（氦）；

第二周期：Li（鋰）、Be（鈹）、B（硼）、C（碳）、N（氮）、O(氧)、F（氟）、Ne（氖）；

第三周期：Na（鈉）、Mg（鎂）、Al（鋁）、Si（硅）、P（磷）、S（硫）、Cl（氯）、Ar（氬）；

第四周期：K（鉀）、Ca（鈣）、Sc（鈧）、Ti（鈦）、V（釩）、Cr（鉻）、Mn（錳）、Fe（鐵）……

總的來說，淺源性低密度與深源性高密度元素的劃分，第四周期Ca（鈣）元素前面的為低密度元素，廣泛分布于地球淺部，形成了中上地殼中多種淺源性低密度礦物組合和造巖元素；第四周期部分元素介于低密度元素與高密度元素密度之間過渡的元素，以Fe元素較為典型，成為地殼、地幔及地核中主要元素，而深源性高密度元素主要在第四周中部之后，多來源于淺部地殼之下。

3 地質(zhì)作用下的元素富集規(guī)律

按王登紅等（2003）的統(tǒng)計(jì)（王登紅等，2006），在地球上的主要成礦作用有：內(nèi)生、外生、變質(zhì)和疊生成礦作用等，按成礦環(huán)境大致可分為外生和內(nèi)生成礦作用，一般來說，外生即指地表或近地表環(huán)境中完成；內(nèi)生則處于地球深部進(jìn)行，二者沒有嚴(yán)格的界線，在構(gòu)造作用下可形成外生內(nèi)成或內(nèi)生外成等成礦作用。

（1）外生作用及低密度元素的富集

外動(dòng)力（或表生）地質(zhì)作用是作用于地殼表層，動(dòng)力源主要來自地球以外的地質(zhì)作用；大多由太陽的輻射、太陽及月球引力等引起；使地表形態(tài)發(fā)生變化和表層化學(xué)元素發(fā)生遷移、分散和富集；主要的方式有：風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積及固結(jié)成巖等作用形成的各類礦床，包括大多數(shù)沉積礦床；成礦物質(zhì)來源以淺源性為主，如灰?guī)r、白云巖、砂頁巖及鋁土礦等，以及能源礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)與水汽礦產(chǎn)等為主的礦產(chǎn)，部分因構(gòu)造作用和內(nèi)生成礦作用，形成內(nèi)生外成或外生內(nèi)成礦床等低密度礦物組合。

在沉積型礦產(chǎn)中的鋁土礦為較典型的外生成礦過程，地表巖石因風(fēng)化剝蝕遷移出物理化學(xué)性質(zhì)活潑的元素，殘留了以鋁硅鐵氧化物含量80%±的紅土化風(fēng)化殼（表3）（楊濤等，2020a；楊濤等，2020b），是鋁土礦形成的前提；經(jīng)流水搬運(yùn)集中于富含生物的瀉湖海盆（灣）進(jìn)行“移硅沉鐵富鋁”的元素遷移與富集作用，促進(jìn)硅質(zhì)移出和鐵質(zhì)下沉于底部，使礦層中硅鐵氧化物含量下降到10%±，Al2O3富集到60%±，經(jīng)沉積形成鋁土礦（楊濤等，2020a；楊濤等，2020b）。

表3 紅土化風(fēng)化殼的化學(xué)成份（楊濤等，2020b）

以貴州較典型晚古生代中晚期的大規(guī)模鋁土礦為例，廣西運(yùn)動(dòng)末期—海西運(yùn)動(dòng)的緩慢抬升而進(jìn)入較穩(wěn)定以陸相為主的地質(zhì)背景，濕熱低緯度環(huán)境，加快了地表巖石風(fēng)化剝蝕，遷移出易遷元素，殘留了以鋁硅鐵氧化物為主的紅土化風(fēng)化殼；經(jīng)流水搬運(yùn)集中于瀉湖（海）盆（灣）等弱酸-還原性沉積背景，經(jīng)過“移硅沉鐵富鋁”的元素遷移與富集過程，使鋁質(zhì)進(jìn)一步富集于下石炭統(tǒng)九架爐組-中下二疊統(tǒng)大竹園組、梁山組地層中沉積形成黔中與黔北地區(qū)大型-超大型鋁土礦礦集區(qū)（楊濤等，2020a；楊濤等，2020b；劉幼平等，2016）。

鋁土礦的形成有一個(gè)漫長風(fēng)化剝蝕的紅土化過程，也富集了不易遷移的鎵、鈧、鉿、鈮、鋰、鉭、鎢及少量稀有稀散等元素（王登紅等，2006；楊濤等，2020a；楊濤等，2020b；劉幼平等，2016；王登紅等，2013；張佳莉等，2016），如鎵0.01%±，LiO2最高0.58%（邊界品位0.5%），W2O3最高0.33%（邊界品位0.12%）；在桂西新圩鋁土礦中Nb2O5含量226×10-6，超過了風(fēng)化殼礦床中鈮鉭的最低工業(yè)品位（張佳莉等，2016），成為有用伴生元素；雖然高密度元素在淺表地層中含量偏低，在風(fēng)化剝蝕過程中，部分元素因物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，隨鋁硅鐵氧化物的殘留而富集數(shù)十倍至近千倍，達(dá)到可供綜合利用的品位。

1.夜郎組；2.大隆組；3.長興組；4.龍?zhí)督M；5.峨眉山玄武巖；6.茅口組；7.構(gòu)造蝕變體；8.深大斷裂；9.斷層；10.含金流體運(yùn)移方向；11.金-銻礦體；12.花崗巖

（2）內(nèi)生作用與高密度元素富集

內(nèi)生成礦作用是在地球深部完成的各種礦床，常見的有巖漿礦床、熱液礦床、接觸交代礦床、偉晶巖礦床及變質(zhì)礦床等，成礦物質(zhì)的遷移與富集過程發(fā)生在地球內(nèi)部，并在封閉的環(huán)境中形成礦床；如玉龍斑巖銅礦、貴州黔西南地區(qū)金銻礦及膠東地區(qū)金礦等（劉建中等，2015；宋明春等，2020），成礦物質(zhì)來源主要來自于深源性的下地殼—上地幔（圖1、圖2）；同時(shí)也有部分低密度成礦質(zhì)因構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入地球深部或經(jīng)過了內(nèi)生成礦作用，形成低密度礦物組合的外生內(nèi)成礦床；如：煤、石油、油頁巖、天然氣及石墨等礦床。

由于地殼對地球深部的封閉性，深源性高密度礦物要進(jìn)入地表或近地表部位，必須要有足夠的構(gòu)造空間和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，將深部成礦物質(zhì)以巖漿或流體形式進(jìn)入地表或近地表位置，如貴州黔西南地區(qū)的STB金銻礦（圖1）（劉建中等，2015）和山東膠東金礦等礦床為較典型的深源性高密度礦床（圖2）（宋明春等，2020）。

根據(jù)毛德寶等（毛德寶等，2001）與李文淵（李文淵，2012）的研究，地球經(jīng)歷了多期次構(gòu)造旋回，產(chǎn)生了多期次超（泛）大陸的裂陷、離散、會(huì)聚和拼合作用等構(gòu)造旋回的演化過程；最近的三期構(gòu)造旋回分別為1000～540Ma、540～230Ma及230～0Ma，也分別對應(yīng)的成礦旋回，早期構(gòu)造旋回由于后期沉積建造的覆蓋和構(gòu)造疊加，形成變質(zhì)和疊生內(nèi)生作用等礦床，并可能形成多期次成礦作用或?qū)υ械V床的破壞。

圖2 膠東金礦成礦背景示意圖

此外，也有深源性高密度成礦物質(zhì)在構(gòu)造作用下，運(yùn)移到海相環(huán)境中沉積形成的內(nèi)生外成礦床；如貴州的黔北-黔東-黔南（含黔中）地區(qū)重要Rodinia超大陸在新元古代-早古生代構(gòu)造旋回的演化過程，產(chǎn)生的三種噴流沉積模式的“內(nèi)生外成”成礦系統(tǒng)（圖3）（馬力克等，2020；楊順文等，2020）。其中普定五指山鉛鋅礦（⑦）、松桃地區(qū)錳礦（①）及天柱大河邊重晶石礦（④）屬于直接成礦，即深源性成礦物質(zhì)溢出后，直接在噴溢口附近沉積成為礦床；黔中地區(qū)磷礦（②和③）和黔西北-黔北-黔東北地區(qū)的鎳鉬釩礦則為明顯的遷移富集成礦，即深源性成礦物質(zhì)溢出后，具明顯的距離遷移，并與生物作用下完成一系列物理化學(xué)作用沉積形成的礦床；而黔北-黔東北的萬山汞礦（⑤）、務(wù)川汞礦（⑥）和黔東南的金礦（⑧）即深源性成礦物質(zhì)溢出后，達(dá)不到具工業(yè)品位的礦床，形成初始富集的礦源層，經(jīng)后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、變質(zhì)作用及巖漿（或熱液）作用下活化、運(yùn)移，在有利成礦部位疊加改造，并富集形成礦床（圖4）（馬力克等，2020；楊順文等，2020；陳國勇等，2015；劉路等，2019；劉軍等，2019；貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，2017）。

總的來說，高密度深源性元素主要來源于下地殼—上地幔，進(jìn)入地球淺部并富集成礦主要有沉積改造型（內(nèi)生內(nèi)成）和噴流沉積型（內(nèi)生外成）二種成礦模式。

因此，內(nèi)生成礦作用是深源性高密度元素進(jìn)入地表或近地表的重要方式，其主要表現(xiàn)于提供了巖漿活動(dòng)和成礦流體運(yùn)移、沉淀空間，以及將深部形成的礦床推入地表或近地表位置。

圖3 貴州省噴流沉積型的三種成礦模式（“內(nèi)生外成”成礦系統(tǒng)）（由馬力克等修編，2020[21]）

4 結(jié)語

（1）19世紀(jì)中晚期俄國科學(xué)家門捷列夫元素周期表的創(chuàng)建意義主要表現(xiàn)尋找到多種新型元素及化合物，20紀(jì)初挪威科學(xué)家戈?duì)柕率┟芴貙Φ厍蚧瘜W(xué)元素分類，主要表現(xiàn)地球化學(xué)領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用。淺源性低密度元素與深源性高密度元素劃分，以及其富集規(guī)律總結(jié)，以便利于對尋找各類礦床提供線索。

（2）低密度元素主要集中于地表，形成的礦物組合密度多在2.0～3.0之間，在元素周期表上主要位于第四周期Ca元素之前，成礦物源多來自于地表，主要的成礦作用多在外生環(huán)境中進(jìn)行。

（3）高密度元素主要來源于下地殼-上地幔，形成的礦物組合密度多在4.0以上，在元素周期表上主要位于第四周期的后部分，通過構(gòu)造運(yùn)動(dòng)提供了巖漿活動(dòng)和成礦流體運(yùn)移、沉淀空間，并在有利地質(zhì)背景富集成礦，主要有沉積改造型（內(nèi)生內(nèi)成）和噴流沉積型（內(nèi)生外成）二種成礦模式。

（4）部分高密度元素雖來自于地球淺部，富集方式與鋁土礦形成相似，由于物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在紅土化風(fēng)化殼過程中富集了數(shù)十倍至近千倍，但品位大多不高，多形成低品位伴生的有用元素，在中大型以上的礦床中值得綜合評價(jià)，以提高礦床的利用價(jià)值。

1.推測斷層（編號）；2.主要斷層；3.正斷層；4.逆斷層；5.平移斷層；6.主要礦集區(qū)及編號(①松桃錳礦礦集區(qū)；②息烽—開陽磷礦礦集區(qū)；③甕安—福泉磷礦礦集區(qū)；④天柱重晶石礦礦集區(qū)；⑤萬山汞礦礦集區(qū)；⑥務(wù)川汞礦礦集區(qū)；⑦五指山鉛鋅礦礦集區(qū)；⑧黔東南金礦礦集區(qū))

（5）位于低密度元素與高密度元素之間的過渡元素，形成的礦物組合密度多在3.0～4.0之間，在元素周期表上主要位于第四周期中部，以Fe為代表，從地殼到地核均有分布。

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Division and Enrichment Regularity of Low-Density and High-Density Elements

ZHAO Sheng-li1HUANG Bo2,3YANG Tao2CAO Qi-chen4SUN Fang-fang4

(1-International Mining Development Co. Ltd., Shandong Gold Group, Jinan 250000; 2-College of Resource and Environmental Engineering, Guizhou Institute of Technology, Guiyang 550003; 3-Geophysical and Geochemical Exploration General Party, Guizhou Bureau of Nonferrous Metal and Uranium Geological Exploration, Duyun, Guizhou 558000; 4-Shandong Zhengyuan Geological Exploration Institute, China Metallurgical Geology Bureau, Jinan 250101)

This article divides chemical elements into low-density and high-density elements according to the extremely uneven distribution of elements in the earth. The low-density elements are widely distributed in the shallow part of the earth. The density of their mineral assemblages is mostly between 2.0 g/cm3and 3.0 g/cm3. Their migration, dispersion and enrichment processes are mostly completed in the exogenous environment. A part of the low-density elements form exogenetic and endogenic deposits in the deep part of the earth due to tectonics. Both of them are shallow-source low-density elements. The enrichment of some high-density elements in the exogenous environment is similar to the formation of sedimentary bauxite (Surface rocks undergo weathering and denudation, forming a laterite weathering crust, which is transported by flowing water and concentrated in a favorable environment for "moving silicon, sinking iron and rich aluminum" and then depositing). In the process of forming laterite weathering crust, they aretens to thousands of times richer, but only as associated useful elements in some medium and large deposits. The density of mineral assemblages of high-density elements are mostly greater than 4.0 g/cm3, and they are mostly concentrated under the lower crust-upper mantle. Their migration and enrichment processes are mostly in the endogenous environment, forming deposits; some of them enter the exogenous environment due to tectonic processes to form endogenous and exogenous deposits. Both of them are high-density deep-source mineral associations. 3.0-4.0 g/cm3is density of mineral assemblages of the transition elements between low-density and high-density which are distributed from the shallow part of the earth to the deep core. The above has formed the different enrichment regularity of low-density shallow-source minerals and high-density deep-source minerals, which is of great significance to the study of the migration and enrichment regularity of geochemical elements.

low-density and high-density elements; division; enrichment regularity; analysis

P595

A

1006-0995（2021）04-0656-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.04.022

2020-12-30

貴州省科技計(jì)劃項(xiàng)目“推進(jìn)貴州地質(zhì)資料大數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化研究”(黔科合[2016]支撐2809）和貴州理工學(xué)院高層次人才科研啟動(dòng)項(xiàng)目(XJGC20161101)共同資助

趙勝利（1985— ），男，碩士，工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及相關(guān)研究工作

黃波（1970— ），男，碩士，副教授、高級工程師，主要從事中國大陸螺旋構(gòu)造與成礦預(yù)測研究