热液成矿作用地球化学





图 书 简 介



本书是作者2015年在地质出版社出版的《成矿作用地球化学》一书的姊妹篇和应用篇,是作者在40余年从事地质教学科研的学习研究基础上,参阅和借鉴了大量国内外文献,通过长期的探索思考编写而成。该书是成矿作用地球化学原理向热液成矿作用地球化学的延深,是成矿作用地球化学原理的应用篇。内容涉及热液成矿作用地球化学研究中的一些关键科学问题,书中对科学问题的阐述并非是最终结论,在今后很长一段时间仍然是成矿作用研究的基本科学问题。包括热液成矿作用地球化学,金的热液成矿作用地球化学,热液矿床的时间分布,热液矿床的原生分带,热液矿床的形成深度及其约束,花岗岩类的成矿潜力以及热液矿床勘查地球化学等篇章。

本书可作为相关专业研究生教材,也可供地学类师生和科研人员参考。

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 前  言 



《热液成矿作用地球化学》是2015年由地质出版社出版的《成矿作用地球化学》(高等院校地学研究生教学用书;张德会,2015)一书的姊妹篇,也可以说是成矿作用原理特别是成矿作用地球化学原理在热液成矿作用中的应用篇。

《成矿作用地球化学》——GOP,更多的是从地球化学原理方面理解金属的成矿作用,从元素地球化学性质及其行为视角出发,应用地球化学原理和方法研究元素的富集成矿过程,深刻揭示元素富集形成矿床的地球化学作用和机理,主要回答“为什么”,即“why”和“怎样形成”,即“how”的问题。主要内容包括元素的丰度、热液体系元素迁移的络合物形式、挥发性元素或矿化剂元素的地球化学、元素在熔体/溶液两相之间的分配、岩浆热液成矿作用地球化学、成矿元素沉淀富集机理以及花岗岩类成矿作用地球化学等方面。阐述脉络是基于元素的化学性质及其行为,重点放在元素的地球化学亲和性上,成矿元素富集的关键环节是元素的分配系数,系统总结元素在岩浆部分熔融、分离结晶、熔体液态分离(不混溶)、岩浆热液出溶以及热液等作用过程中的分异和分配规律,借此深入讨论元素富集成矿的地球化学机理。

与GOP不同,《热液成矿作用地球化学》则是从成矿作用地球化学原理向热液成矿作用地球化学的延伸,重点放在地球化学原理在热液成矿作用研究的应用方面。内容包括热液成矿作用地球化学,Au的热液成矿作用地球化学,热液矿床形成的时间分布,热液矿床的原生分带,热液矿床的形成深度及其约束,花岗岩类成矿潜力研究,热液矿床勘查地球化学等问题。由此可见,GHOP涉及的是热液成矿作用地球化学研究中的一些关键科学问题。其中的某些问题,作者在42年前进入武汉地质学院学习地质学之初就开始在脑海里萦绕,如矿床分带问题等。在其后的学习工作及其教学研究过程中,又不断增添新的问题,如成矿深度、矿床形成的时间分布、花岗岩类成矿潜力以及热液矿床勘查地球化学等问题。

自然界中热液矿床占矿床数量的绝大多数,《热液成矿作用地球化学》这一书名就是一个涵盖面广、深不可测的矿床学或矿床地球化学科学命题。针对此命题的著述,对于作者本身是一个很大的挑战。也许是无知者无畏?也许是这一命题蕴含着许多令人痴迷而欲罢不能的自然奥秘?不忘初心,方得始终,也是本论著的目的之一。作者试图基于40余年对矿床学、矿床地球化学及成矿作用地球化学的学习研究,对热液成矿作用地球化学的一些科学问题进行一定深度的思索,尽可能得出一点体悟,这里的悟在本质上就是悟“道”,或曰悟“出规律”。尽管思考或体悟可能有偏差甚至偏颇,观点和认识不一定正确,却是对自己40余年学习教学科研生涯的一个总结和交代。

本书是作者20年来在讲授研究生课程《成矿作用地球化学》和工程硕士课程《应用地球化学》过程中不断学习和思考的积淀。学术思想受到於崇文院士成矿作用动力学、成矿作用复杂性以及矿床形成在混沌边缘学术思想的熏陶,也得到翟裕生院士区域成矿学和成矿系统学术思想的启迪。本专著得到2010年全国危机矿山接替资源找矿专项研究项目“主要类型金属矿床深度预测参数研究”的资助,以后持续得到《勘查区找矿预测理论与方法·总论》和原国土资源部“成矿地质体找矿预测理论研究与应用示范”等项目的资助。在项目实施过程和本书撰写过程中,作者始终得到原中国地质调查局首任局长、国土资源部矿产勘查技术专家组组长叶天竺教授的大力支持和热情鼓励。作为中国地质大学的校友和学弟,著者向尊敬的叶天竺先生表示衷心的感谢。作者还得到中国地质调查局总工程师、中国地质科学院副院长严光生研究员、中国地质科学院矿产资源研究所所长陈仁义研究员、中国地质调查局发展研究中心吕志成副总工程师、矿山处处长庞振山教授级高级工程师等领导和专家的大力支持,得到多位专家学者包括徐九华、郑海飞、李胜荣、刘家军、余心起、韦昌山、陈正乐、范宏瑞、秦克章、祝新友、王玉往、王登红、张继林、毛世德、王英滨等的热情帮助和大力支持,也包括指导的李建康、徐文喜、王科强、朱玉娣、赵博、刘向冲、鲍波、杨帆、吴明谦、陈贤、廖煜钟、张明记、张涛、刘鹏等多位研究生的协助。在此谨向他(她)们致以诚挚的感谢!

本书的编著和出版先后得到5个国家自然科学基金项目(编号:49773196,40173021,40573033,41373048,41773030),全国危机矿山接替资源找矿项目(编号:200636033,20109903),国土资源部公益性行业科研专项(编号:201411024)以及2个中国黄金集团公司委托的横向科研项目经费的资助。

张 德 会                           

2019年12月30日于中国地质大学(北京)







目  录



前 言

1 热液成矿作用地球化学(1)

 1.1 概述(2)

 1.2 热液流体(7)

 1.3 热液成矿流体(14)

 1.4 岩浆热液成矿流体(24)

 1.5 热液流体的流动与热液成矿作用(30)

 1.6 热液流动的流体通量(43)

 1.7 热液的聚焦流动与成矿效率(57)

 1.8 热液成矿系统的规模(68)

 本章小结(78)

 主要参考文献(79)

2 Au的热液成矿作用地球化学(91)

 2.1 Au的丰度及其与成矿关系(92)

 2.2 Au的元素地球化学(103)

 2.3 Au的地球化学活动性(112)

 2.4 Au的分配系数与热液成矿作用(119)

 2.5 Au的热液配合物化学及其约束(126)

 2.6 Au从热液中沉淀富集的机理(135)

 2.7 花岗岩类与Au的热液成矿作用(156)

 本章小结(177)

 主要参考文献(179)

3 热液矿床的时间分布(191)

 3.1 热液和热液矿床在地球历史中初现的时间(192)

 3.2 热液成矿作用持续时间(201)

 3.3 高产热花岗岩与热液成矿作用(213)

 3.4 地质历史中成矿元素和矿床的时间演化(230)

 3.5 矿床的寿命期与再循环(246)

 3.6 热液矿床的剥蚀和保存(261)

 本章小结(268)

 主要参考文献(269)

4 热液矿床原生分带(281)

 4.1 热液矿床原生分带(282)

4.2 热液矿床分带的一般规律(293)

 4.3 主要类型热液矿床的原生分带(305)

 4.4 热液矿床原生分带形成的原因(334)

 4.5 双重活动分带假说:活动相+元素活动性(355)

 4.6 热液矿床原生分带产生的动力学原因(368)

 本章小结(371)

 主要参考文献(372)

5 热液矿床的形成深度(380)

 5.1 热液矿床成矿深度研究的意义(382)

 5.2 热液矿床成矿深度研究的进展(386)

 5.3 与成矿深度有关的术语(390)

 5.4 热液矿床的成矿深度(403)

 5.5 成矿深度的主要约束(414)

 5.6 成矿深度的确定(439)

 5.7 问题讨论(451)

 本章小结(454)

 主要参考文献(455)

6 花岗岩类含矿潜力研究(464)

 6.1 岩浆热液成矿作用肇始者——热液流体(465)

 6.2 热液成矿作用的启动:岩浆挥发分出溶及其成矿效应(469)

 6.3 岩浆挥发分饱和与出溶的岩石组构证据(475)

 6.4 花岗岩类成矿潜力评价的组成标志(497)

 6.5 花岗岩类成矿潜力评价的微量元素标志(512)

 6.6 花岗岩类成矿潜力评价的稀土元素标志——四分组效应(526)

 6.7 花岗岩类岩石的成矿效率(539)

 本章小结(549)

 主要参考文献(550)

7 热液矿床勘查地球化学(563)

 7.1 元素的表生地球化学(565)

 7.2 地球化学障(571)

 7.3 热液矿床原生异常(晕)的形成机理(578)

 7.4 探途元素地球化学(588)

 7.5 Pearce元素比值分析在地球化学勘查中的应用(618)

 7.6 热液通道系统地球化学勘查(643)

 7.7 同位素地球化学勘查(649)

 本章小结(658)

 主要参考文献(659)

结  语(665)


发布于 2025-01-05 17:59:40
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