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…     

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。     

地质流体状态方程

几乎所有的地球化学过程都有地质流体参加, 定量地了解地质流体的物理化学性质是定量研究地球化学过程的基础.100多年以来, 广大化学和实验地球化学工作者做了大量的实验测定工作, 可是所有这些工作之和, 仅仅覆盖地球范围内一个不大的温压空间, 远远不能满足地球化学研究的需要.近年来, 我们试图通过分子水平上的研究, 结合热力学和统计力学方面的知识, 在重现前人实验结果的基础上, 研究实验工作者没有或不能研究的温压和成分空间, 得到了一系列能够精确预测地质流体在广阔的温压范围内的物理化学性质的状态方程.这些状态方程不仅能够重现实验数据, 而且具有良好的外延能力, 可以应用于地球化学领域诸多方面的研究.重点讨论了几个状态方程(包括纯流体状态方程含水溶液状态方程和含盐-水-气的状态方程) 在预测流体的溶解度、相平衡、化学位和PVT性质方面的应用.简要介绍了近年来笔者应用分子动力学和蒙特卡罗模拟在地质流体研究方面所取得的成果      

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)     

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。     

当代流体地质研究的若干重大进展

近十多年来,随着大陆深钻技术、地球物理探测技术、稳定与放射性同位素技术及流体包裹体技术等的不断发展,对于地球内部流体的存在形式、深度、作用与演化等方面取得了许多重要的发现和新认识,从而对传统地质理论和观念提出了挑战.现在已认识到,流体不仅在地球内部各种地质过程和动力学演化中起到重要的作用,而且还充当了矿床     

湘东北雁林寺金矿床成矿物质来源及成矿流体类型

雁林寺金矿位于雪峰弧形构造带(江南造山带湖南段)东段,是湘东北地区一个较为典型的金矿床.本文在前人研究的基础上,统计分析了矿区不同地质体Au元素含量、稀土元素地球化学、微量元素地球化学特征,对比研究了矿区含金石英的H-O同位素、Sr同位素地球化学特征及成矿流体组成特征.提出赋矿围岩冷家溪群浊积岩在沉积阶段就具有明显的金富集.矿区矿石、(矿化)蚀变围岩、未蚀变围岩稀土、微量元素地球化学特征呈现出高度相似性.含金石英的H-O同位素地球化学、Sr同位素地球化学及成矿流体成分特征表明成矿流体为变质流体.综合矿区地质特征、不同地质体金含量、稀土-微量元素地球化学特征、H-O同位素、Sr同位素及成矿流体成分特征,认为地层中的金元素为雁林寺金矿床提供了成矿物质.     

一门新兴地质学科——流体地质学

一门新兴地质学科──流体地质学徐学纯（长春地质学院地质系长春１３００６１）关键词流体地质作用，流体地质学流体是地质作用过程中不可缺少的重要因素，一直受到地质学家们的关注。但是，由于其复杂性和研究难度较大，而未象固体地球科学的岩石学、矿床学等那样受重视...     

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     

地质流体和流体包裹体研究国际会议暨第十五届全国流体包裹体会议在广州召开

由中国科学院广州地球化学研究所及成矿动力学重点实验室、中国科学院地球化学研究所及矿床地球化学国家重点实验室、广东省地质学会、广东省科协、广州市科协、中国矿物岩石地球化学学会矿物包裹体专业委员会等单位共同主办的"地质流体及流体包裹体研究国际学术会议暨全国第十五届流体及包裹体会议"于2007年11月7日～9日在广州市东山宾馆召开,这次会议成功举办得到了广东省地质学会、省市科协和东山宾馆的大力支持,会议于11月12日结束,取得了圆满的成功.     

栾川矿集区中鱼库铅锌矿床闪锌矿微量元素地球化学特征

<正>闪锌矿中的微量和稀土元素特征可代表与其平衡的成矿流体的元素组成特征,蕴含着与成岩-成矿密切相关的地球化学信息(Ye等,2011),可作为地质-地球化学过程的示踪剂,提供有关成矿物质来源、流体性质和矿床成因等许多重要的地质和地球化学信息。中鱼库(贺来福)铅锌矿床位于栾川北部Mo-W-Pb-Zn-Ag矿集区鱼库-赤土店成矿带西北     

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。     

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:     

《地质通报》(月刊)征稿简则

正《地质通报》是中国地质调查局主办的地质学综合性学术月刊,力求及时全面报道地质调查、地质科研和相关领域中基础性、前沿性、交叉性的调查研究成果,以及地学应用基础研究、技术方法应用等方面的创新性成果,要求文章能够引起读者的广泛兴趣并注重成果资料的第一手研究。本刊涵盖的主要专业领域及学科包括:基础地质、经济地质、海洋地质、能源地质、环境地质、灾害地质、城市地质、农业地质、勘査地球物理、勘查地球化学、地质调查信息,也包括若干边缘学科、综合学科,如地球系统科学、地球物质科学、生态环境地质学、地球化学生态学、全球变化地质学、流体地质学、流体成矿地球化学、大陆动力学、地球化学动力学、深部地质     

阿西金矿床流体成矿的地球化学界面探讨

本文以阿西金矿床为例,研究地球化学界面对流体成矿的控制作用。研究发现,阿西金矿床流体成矿的最佳地示化学界面主要为：成矿环境条件变异界面（区域地球物理条件变异界面、地质条件突变界面）,流体性质演介面（温度界面、压力界面、ｐＨ界面、Ｅｈ界面）,流体－环境作用界面。地球化学界面是流体演化最强烈的部位,也是地质地球化学作用集中发生的主要场所,成矿元素往往在地球化学界面附近卸载成矿。     

热液汉体泵吸上浸管流动力学模拟及其预测意义

地球流体相在各种地质过程中的行为和作用,是地球物质科学的核心课题。通过对山西义兴寨脉状金矿热液流体上侵动力学的模拟计算证明,构造泵吸驱动的矿液流动具有有压管流的性质,并探索引入柏努利方程对其流动状态进行描述。论证了地质流体因其性质和所处地质环境的不同,可划分为多孔介质中的渗流和较宽阔裂隙中的管流（流动）两种。赋 于地壳中深部或由岩浆冷却分异形成的成矿流体,在张前性断裂活动中,主要由构造泵吸机制驱使     

四道沟金矿床地质地球化学研究

本文从控矿地质条件,成矿物质来源和成矿流体等方面论述了四道沟金矿的地质地球化学特征,并建立了成矿模式.     

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     

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。