Question

火成岩中过渡金属元素的聚集

Answer 1

过渡金属从火成岩中活化出来进入地层流体，与有机酸根离子结合形成络合物，大大提高了其运移能力。这些金属络合物在浓度差等作用下发生迁移，最终在适当的地方沉淀下来。据研究，沉淀场所包括不同固体介质的界面、富膏盐层位、富有机质和硫化铁的层位等^［18］。由于接触面物理化学性质(如岩石裂隙发育程度、水的pH、Eh、温度条件等)不尽相同，导致地下流体中过渡金属元素进入后因介质性质突然改变而沉淀下来。所以，附近烃源岩是这些过渡金属很好的沉淀场所。另外，烃源岩由于硫酸盐还原菌也能够生成较多的硫化氢，当与过渡金属相遇时，则产生金属硫化物沉淀。再者，烃源岩中富含有机质和粘土矿物，它们对过渡金属也具有很强的吸附作用，也导致过渡金属的沉淀、聚集。总之，当含过渡金属元素的流体进入烃源岩时，由于压力、温度以及流体性质等发生明显的变化，原流体化学平衡被破坏，造成过渡金属在附近的源岩中沉淀。

此外，火山流体中一般也含有丰富的Fe、Cu、Ni、V、Co、Mo、Ti等金属元素^［19］。在压力作用下，这些金属进入烃源岩，并最终沉淀，也造成火山流体活动区附近烃源岩中过渡金属的聚集。

从成因或形成时间来看，火成岩附近烃源岩中的过渡金属可分为原生和次生两种。原生的主要来源于母岩的风化和动植物体，次生的来源于火成岩、火山热液活动。研究表明，原生过渡金属主要以有机化合物形式存在于烃源岩中(如卟啉等)，而来自附近火成岩或火山流体的过渡金属主要呈微细浸染状的金属硫化物形式存在^［20］。

综上所述，有机酸对火成岩具有强烈的溶蚀改造作用，导致火成岩形成大量溶孔，同时一些金属被活化并进入附近的烃源岩之中。

有机酸形成及其对火成岩的溶蚀改造作用机理和过程见图6-5。

图6-5 有机酸形成及其对有成岩溶蚀作用机理