金属元素的形成

尽管地球演化过程是由不同时间段构成的，但是地球各演化阶段金属元素总含量是不变的。一般来讲，除铀或钍可衰变成铅外，其他金属元素在地球中均已生存了46亿年之久(聂凤军等，2001)。尽管这些金属元素大都经历过多次搬运与再分配，多次分散与富集，但是它们本身并未遭受过任何破坏作用。地球内外地质圈层间或内部所发生的复杂物理和化学反应是造成金属元素分散与富集的主要地质营力。

大量研究结果表明，地球中的各种金属元素主要赋存在地球的内外部地质圈层内，外部圈层包括大气圈、生物圈和岩石圈，内部圈层主要由地核和地幔组成，其中以外部圈层内生物与地质作用最为活跃，各种金属元素的分散与富集作用也最为明显。

美国华盛顿国家自然历史博物馆的布朗·玛森博士和澳大利亚国立大学阿尔费雷德·林伍德教授认为，地球的原始物质组分与陨石相似，在地球形成与演化的早期阶段，体积大小不等的陨石块可通过缓慢的拼贴作用形成地球胚，随着地球胚体积的不断增大和重力的增加，陨石块体增生与拼贴的速率也将会大幅度增高。受上述拼贴作用的影响，地球在演化过程中将会分异形成若干不连续的同心壳层。研究结果表明，地球各圈层金属元素丰度互不相同，各具特征。一般来讲，从地幔分离出的铁、镍、钴、金和铂族元素硫化物乳滴沉淀在地球中心部位，形成金属元素核。相比之下，镁、铝、钙等金属元素大都以硅酸盐矿物方式在地壳中产出。另外，最常见的成矿元素为铜和锌，最常见的与成矿作用有关的挥发性组分为硫和氯。从地球元素总体丰度来看，亲铁、亲硫和亲石元素之间并无明显差别。

众所皆知，成矿元素在地球中业已存在了几十亿年，它们无时无刻不在运动，并且可借助深源岩浆或幔源流体到达地壳浅部。成矿元素运移方式和卸载过程主要取决于成矿流体的物质组成以及所处的构造环境和围岩特性，它们要么发生富集作用并且成为可供开采的金属矿石，要么发生分散作用并且成为不具任何工业价值的含矿岩石。如若亲铜元素在上移过程中遇到硫，那么，这些成矿元素将会与硫结合，进而形成硫化物，并且发生沉淀与富集作用。就某种元素单个硫化物来讲，它与普通造岩矿物或副矿物在成矿元素浓度方面并无明显差别，但是它们的堆积体则与普通岩石具有极不相同的物理特性(如密度、磁力和放射性等)。地球物理学家可根据矿石与围岩的这种物性差异进行找矿勘查活动(聂凤军等，2001)。