流体作用在地球动力学演化过程中的意义

从地球内部流体存在的若干事实、流体总量的估计、地球内部流体作用和研究现状等几个方面阐述了地球内部流体研究的意义,指出把流体作用作为地球动力学演化系统中一个重要端员去研究岩石圈的动力学演化,抓住流体与运动这根主线,着重研究解决流体作用与板块运动之间的关系,提出和建立较完善的地球
岩石圈动力学演化模型,这应是今后若干年内我国固体地球科学研究的重要领域,并提出了应重视的8个方面的研究内容。     

试论地球内部流体与地质作用——现代地质科学研究思考

把以地球固体部分作为主要研究对象所建立起来的地质科学称为传统地质科学,它只在该学科研究的起点——沉积地质学和学科研究的最终目的——成矿地质学两个领域不自觉地将地球内部流体放到了重要地位,而在其间的绝大多数研究则忽略了对地球内部流体的讨论,在其原有的知识体系范围内已找不到关于地球内部物质和能量转移、转换等方面所存在的大量问题的解决途径和完整答案。现代地质科学的发展已经开始将地球内部流体作为主要研究对象,并将其贯穿到了所有地质学研究的领域当中。其基本出发点应是：地球内部流体广泛存在,并永不停息地运动着,它与固体地球部分同样重要,是现代地质科学研究的主要对象。它不仅在各种地质作用中起着极其重要的作用, 而且, 它基本上可以认为是一切地质作用的最初根源, 也就是说, 流体作用贯穿于一切地质作用( 包括构造活动、岩浆作用、变质作用、沉积作用、成矿作用、地质自然灾害等) 过程的始终。地球内部一切地质作用又通过地球内部流体有机地统一在一起。可将地球内部流体按其与特定地质作用的关系划分为具包含循环性质的初始流体、过程流体和终结流体三类。针对目前的研究大量地集中在过程流体和终结流体方面的现状, 在体现现代地质科学和传统地质科学本质区别的地质作用初始流体方面进行了系统整理和论述, 并提出了可能成为现代地质科学基础性学科的(地球内部) 流体统一地质学。     

全国流体包裹体及地质流体学术研讨会记要

遍布于地球各圈层中的地质流体的性状与作用是 2 0世纪 80年代以来国际地球科学研究的重要前沿领域 ,并日益受到各国地学工作者的强烈关注。近年来有关地质流体的学术会议频频召开 ,关于地质流体的论著、文集也在不断地出版。可以说 ,地质流体给长期以固体地球物质为主要研究对象的地球科学提供了新的学科生长点。地质流体对地球内部发生的一切地质作用过程、各圈层地球物理结构与力学性质、地球化学演化都扮演着极其重要的角色。由于地质流体又担当了地球各圈层能量和质量传输的主要介质 ,因而也决定了壳 -幔物质与能量的再分配。大量的研…     

地球内部流体运动与全球构造

把地球的形成和演化分成天文演化和地质演化两个阶段，地球表面温度达极大值为两个时段转换的标志。在天文演化阶段，地球从一个胚胎通过引力归并增长成行星地球，在此过程中形成了地球内部固核和核外岩浆流体，表层流体温度最高时为天文演化阶段的结束。在地质演化阶段，地球冷却形成了岩浆流体圈层外的地壳岩石圈。无论是在天文演化阶段的固核与岩浆圈层的动力系统，还是在地质演化阶段中固核、岩浆圈层和地壳组成的动力系统，由于系统内部热（动）力的耦合，始终发生着不同圈层间的角动量交换。借助年际时间尺度内对固体地球与大气角动量交换机制的认识，研究了地球不同演化时期内部圈层的角动量交换和作用过程，从而得到：天文演化结束时形成了两极的高位势面（古大陆）；地质演化初期，岩浆流体圈层与固核的角动量交换形成了流体相对固核的加快旋转，这一运动驱动了流体外地壳的分裂和漂移，北半球分裂的板块向东南漂移，南半球分裂的板块向东北漂移，这就是全球大陆漂移的方向性。随着大陆板块的漂移，岩浆流体辐合带的位置发生了变化。历史上这一辐合带曾位于地中海、青藏高原南边缘、斐济、加勒比海和地中海一线，沿这一辐合带现今两半球大陆面积相等。后来分裂的板块随岩浆流体又多次往复     

超临界地质流体的物性

超临界态流体具有接近液体的密度、高于液体的扩散系数和低于液体的粘度等不寻常特性。在地球内部,伴随板块俯冲带入的水等流体进入超临界态,并与壳幔物质混合及相互作用会形成对地球内部结构演化、元素和能量运移有重要影响的流体,即超临界地质流体。然而,目前对于超临界地质流体的性质、作用的认识还极其有限,准确测定超临界流体的物理性质更是严峻挑战。金刚石对顶砧装置(DAC)的优势就是适合极端条件下原位物性探测,这对于超临界地质流体研究是不可或缺的。本文基于金刚石对顶砧装置原位加温的技术特点,对超临界地质流体物性测量的有关问题进行了讨论,并扼要回顾了超临界流体物性研究的进展。     

地球内部流体研究的若干关键问题

流体在地球演化历程中扮演着十分重要的角色，地球流体控制着地球系统的质量和能量的再分配。对流体地质作用的研究涉及地球的各个圈层，各具特征，又相互联系、制约，构成了一个完整的地球流体学科研究体系。对地质流体的研究，最引人注目的一个重要领域莫过于对地球气体的研究。“固体”地球含有丰富的气体。近年来，对各类地球气体进行了大量的研究，涉及众多的研究领域，包括：大气和水圈的成因和演化、地球内部状态及动力学过程、地震机理和预报、火山喷气作用、油气和其它矿产资源勘探及全球环境演变等。本文所涉及的主要研究成果包括：（１）稀有气体同位素地球化学研究；（２）岩浆活动与火山活动的气体地球化学研究；（３）现代构造活动与地震的气体地球化学研究；（４）幔源岩包体及玄武岩的气体地球化学研究。     

地质作用中的流体形成演化及成矿作用

许多事实已证明地壳和地球深部存在大量的流体，它在所有地质过程中都扮演了重要角色。文章围绕岩浆、伟晶岩、变质作用及沉积盆地流体的形成机制、地质过程中流体作用以及流体研究中存在的问题等方面展开了讨论，提出地壳构造、岩浆作用与流体有着密切的关系。流体研究不但可以揭示地壳乃至地球深部的各种作用，系统剖析流体形成演化与成矿关系，而且对研究地幔对流、地球不同圈层流体的交换方式等均具有重要的理论和实际意义。     

地质流体状态方程

在地球演化、地球物质循环、矿产资源形成和气候演化过程中,地质流体发挥至关重要的作用.可以说,如果没有地质流体的参与,这些过程很难发生.因此,揭示地质流体的物理化学性质是研究与流体有关的地球化学过程的关键.     

拉曼光谱高压在线定量观测矿物-流体相互作用

<正>地球内部所含的挥发分流体广泛参与了各种成岩、成矿、成藏过程。确定参与各种地质作用的古流体的组成、研究复杂含多挥发分组分流体的热力学性质与演化规律、探究流体-岩石相互作用过程与机理,是深入理解流体参与的各种成岩、成矿、成藏过程的重要途径之一。我们近十年来努力发展流体-岩石相互作用的高压在线定量观测技术,在高压模拟设备的研发运用、高压在线定量观测技术、地质流体的物理化学性质以及成岩、成矿背景下流体-矿物反应动力学过程等方面取得了一些进展:     

编后语

“地质流体”是指存在并活跃于岩石圈中的由H_2O、CO_2、烃类以及卤素、S、N等挥发组分及其中的溶解组分一同构成的复杂流体相,它是地质作用过程中最活跃、最主要的因素之一,并在地球内部发生的一切地质作用过程、各圈层地球物理结构与力学性质、地球化学演化中扮演着极其重要的角色。地球内部流体已成为当前地学研究领域的前沿课题,并将是建立地质科学新理论体系的生长点和突破口。 由中国岩石矿物地球化学学会矿物包裹体专业委员会、南京大学内生矿床成矿机制国家开放实验室、中国科学院贵阳地球化学研究所矿床地球化学重点实验室主办,国际矿物协会包裹体专业委员会、中国石油勘探开发研究院廊坊分院天然气成藏重点实验室协办的“第13届地质流体及流体包裹体学术研讨会”于2002年10月14至17日在南京大学举行。会议共收到论文摘要71篇,来自国内各主要地球科学研究机构、高等院校地质院系、中国三大石油公司的120余位代表出席了会议。在地质流体及流体包裹体研究方面卓有建树的海外华裔学者周义明博士(美国地质调查局)、卢焕章教授(加拿大Quebec大学)     

流体地质作用的构造效应

许多事实证明，在地壳及地球深部存在着大量的流体，它们以气体、液体、熔融体等形式存在于地球内部不同深度处。这些流体的活动在地壳及岩石圈运动演化过程中扮演着十分重要的角色，其作用贯穿于地壳与岩石圈运动演化的全过程，地球表面形成的各种构造与流体作用的参与有着密切的联系。     

实验岩石学发展现状与趋势

实验岩石学通过高温高压实验来模拟地球内部状态,正演研究矿物、岩石及其组分的物理化学行为,与天然矿物和岩石样品反演研究相互补充. 从20世纪初美国卡内基研究所建立地球物理实验室算起,实验岩石学已经历了100多年的发展,在认识地球内部状态和过程以及矿物和岩石成因方面发挥了重要作用. 我国实验岩石学研究开展约50年,进入21世纪以来在实验平台和创新性研究成果方面取得了显著进步. 在学科发展趋势方面,实验岩石学表现出以下6方面的特点:（1）新的高温高压实验技术不断涌现;（2）实验与分析测试技术高度融合;（3）实验模拟与计算模拟相结合;（4）从热力学平衡扩展到动力学研究;（5）从干体系扩展到对挥发分和流体的深入研究;（6）应用场景从固体地球扩展到类地行星. 通过进一步开发或改进高温高压实验技术,加强与分析测试技术以及计算技术的结合,实验岩石学有望在破解地球内部流体的性质和作用、地幔演化和岩浆分异、变质反应速率和机制、类地行星形成与演化等重要科学问题方面作出关键贡献.      

一维地球动力系统温度模拟

概述了模拟地球内部温度结构对研究地球动力系统的重要意义,提出一个切实可行的一维热演化模型。根据该模型计算出地表幕式能量释放及其随时间的演化和地球内部温度梯度随时间的变化规律,据此探讨了地球内部能量传输机理与地质演化节律的关系,地球内部温度梯度变化和圈层分异的情况。     

变质流体作用的元素地球化学研究

变质流体作用是变质岩－流体体系的重要地质作用过程，可以通过有效的地质地球化学方法揭示，综述了变质流体作用的地球化学研究进展，主要包括：流体包裹体，同位素和元素地球化学等方面，强调了元素地球化学研究对于示踪变质流体作用过程的重要性。     

特约主题:超临界地质流体的性质和效应

正编者按语:超临界地质流体在地球深部高温高压条件下形成,成分介于硅酸盐熔体和富水流体之间,具有特殊的微观结构和超常规的物理化学性质,能够在促成俯冲带物质循环、迁移富集元素成矿、引发中深源地震、影响地表宜居性演化等方面发挥关键作用。超临界地质流体研究已经成为国际地球科学研究的重要前沿方向。国家重点研发计划变革性技术专项"超临界地质流体的性质和效应"项目已于2019年9月启动实施,执行期5年。本专辑旨在系统总结和梳理超临界地质流体的研究现状,并     

韧性剪切作用与深源流体演化和金矿化的耦合关系

流体形成演化是当前地球科学的前沿领域，但构造－流体－成矿作用的研究有很薄弱。文章通过对流 性质的分析，探讨了地质作用过程中流体演化，韧性剪切带中流体演化与矿化的关系。成矿作用发生于深源流体与上地壳流体的“混合”阶段及流体围岩交代反应阶段。     

本期文章导读

正117高温高压下元素配分的原位实验与计算模拟研究进展作者:黄圣轩,巫翔*,秦善导读撰文:本刊编辑部高温高压下元素配分行为研究揭示了地球内部物质迁移、富集、分异的动力学过程,有助于解决元素成矿、超临界流体性质、地球及行星演化等基础地质问题,近年来成为地球化学研究热点之一。同步辐射微聚焦X射线荧光光谱结合金刚石压腔技术原位测试方法逐渐取     

湘中区域古流体的地球化学特征

成矿流体是区域流体场与矿源层或含矿建造相互作用的地球化学演化产物。区域古流体的研究对于认识和了解成矿流体以及矿床成因具有重要意义,应用地球化学方法对湘中区域古流的系统研究结果表明：湘中区域古流体是一种来源于大气降水的低温,低盐度、偏碱性的还原性地质流体,这种区域古流体与湘中成矿期（中生代）的成矿流体极为相似,成矿流体是由区域古流体演化而来。     

拉曼光谱在矿物溶解实验中的应用——以方解石为例

地球内部地壳乃至上地幔中,流体在地质作用的发生、发展的整个过程中起着非常重要的作用。例如,地球内部不同深度发生着矿物和岩石熔融、溶解作用等,以及在金属成矿过程中元素的活化、迁移和沉淀作用。因此,矿物在溶液中的溶解与沉淀对于成矿作用具有重要的意义。其中高温高压下矿物在水中或者其它自然界常见溶液中的溶解性质则是研究成岩成矿作用最     

大民屯凹陷高蜡油成藏机理研究

综合利用地质、地球物理、油气(油藏)地球化学及盆地模拟领域中先进的技术与研究方法,以盆地演化和流体输导格架为成藏背景,从有效烃源岩出发,以能量场演化及其控制的化学动力学、流体动力学和运动学过程为核心,探讨了大民屯凹陷高蜡油的成藏机制与分布规律。精细油源对比表明,大民屯凹陷高蜡油主要来自沙四下段的油页岩,且其成因受沉积母质和沉积环境的双重控制。凹陷沉积-沉降演化史与温度场、压力场演化史三者良好的耦合匹配关系,对高蜡油的生成、保存、运聚成藏等地质因素与地质作用都有着重要的意义。高蜡油以近源充注为主,主充注期为37～33Ma。有效源岩分布、能量场演化和流体输导系统及其决定的流体流动样式共同控制了本区高蜡油的富集与分布。