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。     

构造体制转换与流体多层循环成矿动力学

基于成矿系统动力学研究进展的综合分析, 认为构造体制转换与流体多层循环成矿动力学研究是地球科学跨世纪的重要前沿领域之一, 进而提出这一领域的研究主题和关键问题、研究思路及方法, 阐释其重要意义, 指出构造体制转换与流体多层循环成矿动力学研究以构造演化、流体活动及区域地球化学和地球物理不均一性为基础, 通过变形-流动高温高压实验及计算机数值模拟再现成矿作用过程和机理, 解析构造体制转换与流体多层循环成矿动力学特征, 揭示成矿界面时-空演化规律, 建立成矿系统物质和能量交换-反馈耦合成矿的定量模型.这是深化矿床成因认识的重要基础和实现科学找矿的有效途径, 对地球系统科学和大陆动力学的研究也具有重要意义.      

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。     

矿床地质研究的一些进展与问题

本文概述了矿床地质研究中的下列进展：①全球构造与成矿作用已成为地球科学的研究热点;②超大型矿床研究进展;③研究成矿作用的新思想;④在已知矿区（带）及其附近和深部找矿不断有新的发现和突破;⑤流体与成矿研究异军突起;⑥矿床地质研究中高新技术的应用。文中指出了矿床地质研究中存在的问题。     

非岩浆后生热液矿床构造—流体耦合成矿作用研究现状综述

构造—流体耦合成矿作用是矿床学研究的核心问题之一。本文聚焦非岩浆后生热液矿床成矿系统的构造—流体耦合成矿作用研究成果,从构造对流体作用、流体对构造作用两个方面,总结了构造活动与流体作用同步进行且相互影响的机制。通过典型实例分析,认为构造—流体耦合成矿作用研究要从时间、空间、物质方面的耦合关系阐明构造与流体成矿作用过程及其“矿源—输运—聚集”过程,揭示构造活动与流体成矿作用机理。在此基础上,提出了构造—流体耦合成矿作用研究的主要方向及发展趋势。该研究对丰富热液矿床成因理论研究和成矿规律的认识具有重要意义。     

热液成矿作用动力学研究进展

地球化学动力学 介于地球化学，化学动力学，流体力学之间的一门边缘学科。成矿作用动力学是地球化学动力学的重要分支，主要研究成矿作用的速度，机制和过程。目前在成在动力学研究过程中已出现成矿作用动力学，成矿地质地球化学动力学，构造动力成矿等方向。     

地球中的流体和穿越层圈构造

地球中的流体是当前科学研究的重点。从地球科学的角度来说,流体应包括气体、液体（水和石油）、熔体和地球中受应力作用而移动的物体。在半经为6378 km的固体地球中可分为7个层圈。目前对地球内部流体的了解很少,为探索流体在各层圈中的成分,物理化学性质和分布,以现阶段对地球层圈和流体研究程度来看,其重点应放在地球中穿越层圈的构造部分和地壳。地球中穿越层圈的构造主要有三个:板块构造的俯冲带是由上到下的穿越层圈构造,向下俯冲的大洋岩石圈可以抵达地幔过渡带;大洋中脊的扩张引起的由下而上的穿越层圈构造,使岩石圈和地幔的熔流体从下向上运移;地幔柱引起的由下而上的穿越层圈构造,使地幔的熔流体从下向上迁移。通过对三个穿越层圈构造和地壳中流体的研究,可以得出地壳、岩石圈、上地幔、过渡带、下地幔和核幔边界层流体的种类和成分、流动和演化。这是至今为至能鉴定到地球中深部流体的方法。这四个方面的研究是当前地球中流体科学研究的重点,并对开展深部找矿有实际意义。      

白云鄂博矿床流体成矿特点综述

<正>地球内部流体的活动乃是形成各种矿床的必要条件,是导致矿物聚积和金属成矿作用的前提。随着地球科学的进展,作为地球内部流休的重要组成部分,地幔流体受到越来越多的重视。众多学者就对世界首例白云郑博地幔流体交代稀土矿床的基础上,初步总结了地幔流休与成矿作用的基本问题。最新的研究资料证实,内蒙白云鄂博稀土矿是一个国内外罕见的地幔流体交代矿床;新疆尉犁县且旦布拉克超大型蛙石矿则是地幔流体交代成因的非金属矿床;出澳大利亚南部的Roxby Down(奥林     

地幔流体与成矿作用

地球内部流体的活动乃是形成各种矿床的必要条件，是导致矿物聚积和金属成矿作用的前提。随着地球科学的进展，作为地球内部流体的重要组成部分，地幔流体越来越多的重视。本文在解剖世界首例白云鄂博地幔流体交代稀土矿床的基础上，初步总结了地幔流体与成矿作用的基本问题。     

地幔流体及其成矿作用

地幔流体是一种存在于地球内部的重要介质,它的在成矿作用中的重要性越来越被人们所重视,流体作为各种矿床形成的重要条件,也是各种成矿作用的前提。通过研究地幔流体的来源及其交代作用,分析地幔流体的成矿作用,增强对成矿作用的了解,提高对矿床地质研究的理解,旨在为进一步的找矿提供便利。     

地幔流体及其成矿作用

地幔流体及其成矿作用的研究是当前地学界倍受关注的前沿课题。地幔流体是一种以CO2和H2 O为主、同时含有一定量的溶质成分、相对富集大离子等不相容元素的超临界流体 ,具有独特的溶解和输运能力 ,主要来源于俯冲板块的脱水、脱气作用和地核及地幔脱气作用。地幔流体在许多大型—超大型金属、非金属、油气矿床和矿集区形成过程中具有重要意义。地幔流体成矿作用主要表现为本身成矿、提供成矿物质、成矿流体和成矿热动力。地质构造背景、岩浆活动、矿床地质、矿床地球化学等方面的研究均可提供地幔流体成矿作用的证据。地幔流体成矿作用的主要特征是矿床具有深大断裂构造背景、伴随幔源岩浆活动、成矿物质和成矿流体具有幔源性、往往形成大型—超大型矿床和矿集区     

独山锑矿稳定同位素地球化学研究

通过氧、硫、氢、碳、铅等稳定同位素和矿物包裹体地球化学的研究;指出独山锑矿成矿温度低(1OO～200℃).成矿流体主要为大气降水,成矿物质主要来自地层;成矿作用以构造裂隙充填型为主;系大气降水低温热液型矿床.该类矿化是地洼区构造活化成矿的一种典型成因类型.     

成矿流体研究的内容及其进展

成矿流体的研究主要包括流体的广域穿层效应，地幔流体成矿作用，成矿流体热力学，动力学等几个方面。高温高压成矿流体，气－液相分离，成矿流体专属性等成为流体学研究的关键。成矿流体传输动力学，构造动力学成矿作用，化学反应耦合动力学成为成矿流体动力学研究的焦 点。     

松辽盆地钱家店铀矿床成矿作用特征及成矿模式

笔者通过对钱家店铀矿床地质特征、成矿作用地球化学特征的研究,认为钱家店铀矿床为典型的同生沉积后生叠造复成因可地浸砂岩型铀矿床。矿床定位受晚白垩世姚家期辫状河道洼地、晚白垩世嫩江期末至古近纪构造反转隆升剥蚀构造窗及浅层含氧含铀水与深部油田还原性流体交替混合地球化学障等地质因素控制。矿床成矿作用历经了同生沉积成矿、油田流体叠加成矿和含氧含铀流体叠加成矿3个阶段。矿床形成年龄为96±14 Ma、67±5 Ma和40±3 Ma。在总结矿床成矿地质特征、成矿作用地球化学特征的基础上,建立了钱家店铀矿床成矿模式。     

成矿流体系统的形成与演化

成矿流体可以划分为地表流体与内部流体,后者又可进一步细分为原生流体和再生流体两类.原生流体、再生流体与地表流体三者起因不一,成矿作用各异,输运方式、活动范围、化学性质也有差异.重大地质事件(板块俯冲或地幔柱上涌等)引发的盆-山转换、地壳变形、岩浆侵入等系列事件,促使了原生流体与再生流体的产生,为大规模成矿流体系统提供了能量支持与活动空间.在大型成矿流体系统中,原生流体、再生流体与地表流体相互间不同程度地混合,共同参与成矿作用,形成了超大型矿床或成矿区带.流体系统演化过程中的构造-流体耦合作用、成矿流体超临界、不混溶、流体混合等独特的物理化学作用是成矿元素聚集与沉淀的重要基础.由于成矿流体系统的形成与演化是一个物理-化学作用耦合的复杂过程,所以其研究亦是复杂性科学与地球科学多学科交叉、定性概括和定量模拟及物理模拟多手段并用的综合探索.     

热水成矿作用

本文从热水成矿作用的基本概念、成矿流体地球化学、物理化学与矿床地质等方面对热水成矿作用进行了系统总结，提出热水成矿流体以同生盆地水、表生水包括大洋水为主，在深循环过程中与高温地质体发生作用而获得热量和成矿元素，最后演化为成矿流体；矿化作用主要发生在热水喷流孔附近的物理化学梯度带；对于发生在沉积岩中同生盆地水成因的热水成矿作用具有类似油气藏的生成储集模式，在开放型构造中形成渗透浸染状矿化；在封闭构造中，含矿流体首先集中在构造圈闭中，在构造活动期水爆成矿。热水沉积建造及沉积相带划分是热水成矿作用研究的重要方面，横向上一般划分为硅质岩沉积带、碳酸盐沉积带、硫酸盐沉积带，同时伴随着矿化分带；纵向上分为脉状充填带与喷流沉积带。     

烃类流体在MVT型铅锌矿成矿中角色与作用:研究进展与展望

MVT型铅锌矿床是最重要的铅锌矿类型之一,近百年来人们在此类矿床地质和地球化学特征、成矿物质来源、成矿物质活化、运移和沉淀机制、成矿时代和成矿动力学等方面取得了许多重要成果,其中最重要的认识就是与油气相关的烃类流体在Pb-Zn等金属元素活化、迁移和沉淀成矿中起着非常重要的作用.在综合分析前陆盆地烃类流体与MVT型铅锌矿二者之间的成因关系的基础上,系统总结了世界范围内前陆盆地MVT型Pb-Zn矿床共同特征,总结了近年来前陆盆地MVT型铅锌矿烃类流体研究成果和进展,分析表明烃类流体以什么角色、如何参与MVT型铅锌矿成矿作用是目前研究的热点问题,有关烃类流体携带Pb-Zn等金属元素能力及其参与Pb-Zn沉淀成矿机制、前陆盆地构造演化背景下流体汇聚动力学,以及油气藏破坏与Pb-Zn成矿耦合关系等是未来有待深入探讨的重要科学问题.在矿床学和矿床地球化学研究基础上,应该发挥交叉学科特色优势和研究手段,从石油地质学角度出发,研究前陆盆地构造演化过程中烃类流体形成、演化与MVT型铅锌矿成矿过程之间的耦合关系,从有机流体角度切入,探讨MVT型铅锌矿成矿物质来源、成矿作用过程和成矿机制是新的研究趋势.     

地球内部流体系统科学统一理论

从当前人类面临的重大而紧迫的全球性资源、环境、减灾问题的挑战出发，论述了地球内部流体研究在三大领域中的地位和作用。地球内部流体系统科学统一理论从科学系统观出发，在研究思路上坚持多门学科间大跨度交叉，立足于层次性、全球性和统一性的整体观，并以地球系统科学为理论基础，从而具有在更高层次上进行综合学科研究的特点和时空有序多层结构的研究领域。最后，阐述了从定性到定量的系统学、非线性科学的方法学和方法论。同时，地球内部流体与成矿作用，与环境、灾害及全球变化，地球内部流体的实验研究和动力学研究以及地球内部流体的探测，是统一理论研究的主题。     

稀有气体同位素测试技术及其在矿床学研究中的应用

稀有气体包含He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn六种元素,由于其化学性质十分的稳定,一般不参与各种化学反应过程。其在地球不同圈层及地外物质中的丰度和同位素组成差别巨大,是地球科学研究的重要示踪剂。稀有气体同位素组成的测试方法主要有分阶段加热熔融、真空压碎、激光微区熔蚀等气体采集方式,获得的气体经多级纯化后在静态稀有气体同位素质谱中进行测试。在矿床学研究中,作为灵敏示踪剂的稀有气体同位素大多用于判别成矿物质、成矿流体的来源,特别是幔源物质的贡献大小及壳幔相互作用与成矿的关系,用于揭示矿床在成矿各阶段(期)中的物质和流体源区差异,用以追踪和揭示成矿流体的演化、反演成矿过程并在一定程度上指示成矿流体在成矿过程中的行为。稀有气体同位素为精细成矿作用研究、不同矿种成矿作用差异分析、探寻大规模成矿作用提供了重要的科研手段。     

成矿作用的空间分布不均匀性及其控制因素探讨

全球矿产资源时空分布的不均匀性及其形成机制,已成为地球科学关注的热点和前沿领域。本文在对全球矿产资源的空间分布规律及其不均匀性分布特点的研究进展进行全面阐述的基础上,重点分析了控制成矿作用空间分布不均匀性的主要因素,如地壳组成与演化的差异、地壳/地幔化学组成的不均一性、成矿构造环境的差异、重大地质构造事件的影响、构造转换或转折和叠加、矿床形成与保存能力等。研究认为,深刻理解全球矿产资源空间分布的不均匀性特征及其形成的根本原因,应加强以下五个方面的研究:①大陆成矿作用的空间分布不均匀性的机制;②从全球构造角度,揭示成矿作用的时空分布规律;③强调深部成矿过程,以阐明成矿作用不均匀性原因;④加强成矿系统、成矿系列研究;⑤加强矿产资源时空分布不均匀性的形成机制研究。