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总工

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成矿化学成矿化学

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引言

化学，是研究物质的组成、结构、性质和变化运动规律的科学。成矿化学，便是研究自然界关系到成矿的过程中，成矿物质的组成、结构、性质和变化运动规律的科学门类。因此，成矿化学是研究成矿的必备基础。
自从人类诞生于大自然，便从大自然中索取物质，也就必然要探讨它们的特点、形成条件、形成机理、时空分布规律等等。只是这个探讨深度与日俱增而已。
[德]歌德有言：“天才的行动在某种意义上说是无所不在的；在未有经验之前，他追求的是一般真理；在有了经验之后，他追求的是特殊真理。”（《格言和感想集》）
成矿化学亦如此，它的研究也经历了由一般到特殊、由整体到局部的发展过程。
基础教材的建设，往往滞后于科技发展的先进，因为它必须不断综合、归纳新的成熟的研究成果。但教材毕竟是科研的基础。无扎实的教材基础，是必不能为学子们奠定扎实的根基的。也就是说，教科书是攀登高层的基石。此外，高等学校的教科书，不比中小学，高等学校的教科书是具有研究性的，因此必须不断更新；读者也不要期望读一遍，就会精通，就会一劳永逸。教科书应该永远是您的“朋友”。
本书意旨在于为矿产资源的成矿研究奠定基础理论与基本方法。为此，其基本体系是：首先通论了成矿化学统观全局的前沿概念、理论、方法。然后重点各论了化学成矿研究的不同途径，包括：大量元素、微量元素、稀土元素、同位素、流体包裹体、地热流体、微生物、有机质、板块构造、变形构造、贵金属、放射性等12个部分。最后关系到宇宙化学的某些问题作了简要表述。
矿产资源，泛指经地质作用产出的有用物质资源。某种有用物质组合富集了，才被人类开发应用。包括固态、液态、气态。可以说，地球各圈层都富存有矿产资源。
为此，全书力求做到脉络清晰，内容充实，信息丰富；描述简练，解析深入，理论有据，方法得当。
本书全力为成矿研究开辟了一个“多路归一的综合思维”。即是说，途经是多种的，重要目的首先只有一个——弄清成矿的本质。然后为找矿、探查、开采、选矿、环保等，提供某些指导。
来自香港中文大学的教育理念是：“培养的人才不是某方面的专才，而是通才”（《中国新闻周刊》2006No.27）。
但，我想，“样样通，样样松”，自然难有深入成就；但对于部分人，“几专多能”，却是完全可以达到；大部分人也应该是“一专多能”，这是现代“人才”的最起码要求；如果“不专不能”，那必须找出“无专无能”的明确原因。
[俄]植物学家季米里亚夫说：“诗人的创造，哲学家的辩证，探险家的技艺——这就是组成一个伟大科学家的材料。”强调了想象、思辨、献身精神。尽管说，自然科学是“实证科学”，如果脱离了形象思维与逻辑思维，那就只能是科学匠，而不是科学家。
由于本书是初作，不完善及不恰当之处难以避免，诚望专家、读者不吝赐教。

王思源
中国地质大学
2006．9．12

目录
引言
写在《成矿化学》创作时
第一章成矿化学总论
一、开设本课的意义
（一）树立地质化学成矿的辩证思维
（二）学习成矿化学研究的基本方法
（三）奠定成矿理论实践的研究基础
（四）为发现新的矿化类型开拓思路
（五）立足地球探究宇宙
二、前沿概念
（一）矿床（化）
（二）地球化学
（三）岩石化学
（四）成矿化学
三、成矿化学研究简史
（一）萌芽期
（二）初创期
（三）成熟期
（四）扩展期

第二章成矿化学研究途径
一、成矿化学时空结构观
（一）耗散结构原理的自然观
（二）分形理论原理的普适性
（三）协同学理论的关联思考
二、科学研究的基本观念
（一）基本要求
（二）双向反映定律
三、科学研究的数字意义
（一）科技信息化
（二）必须弄清地质关系
四、主要测分数据
（一）测分数据的类型
（二）测分数据的获取
五、原始数据处理
（一）列表计算
（二）参数分析（相对比较、参数比较）
（三）作图分析
（四）综合分析
六、重视大地构造背景

第三章常量元素成矿化学
一、常量元素涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、常量元素协同研究系列
（一）常用图解值
（二）岩石化学系列指数
三、常量元素地质化学规律
（一）岩浆岩系列化学成分演化律
（二）陆壳重熔花岗岩成矿演化律
四、常量元素成矿地质研究实践
（一）判别板块构造地质环境
（二）参数判别岩浆岩成因类型
（三）图解判别花岗岩成因类型
（四）推断岩浆来源深度
（五）推断岩浆侵位深度
（六）判断岩浆岩类型的成因类型
（七）判断成矿规模
（八）恢复变质岩的原岩
（九）计算成岩时的温度与压力

第四章微量元素成矿化学
一、微量元素涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、微量元素协同研究系列
（一）亲石元素系列
（二）微量元素异常值
三、微量元素地质化学规律
（一）矿石微量元素
（二）蚀变岩微量元素
（三）矿物微量元素
四、微量元素成矿地质研究实践
（一）判断板块构造地质环境
（二）成旷古构造分析
（三）判断成矿物来源
（四）判断矿床成因类型
（五）判断成矿溶液类型
（六）煤炭微量元素分析应用
（七）成矿物化条件计算

第五章稀土元素成矿化学
一、稀土元素涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、稀土元素协同研究系列
（一）对比标准
（二）参数计算
（三）稀土作图
三、稀土元素地质化学规律
（一）稀土元素化学参数律
（二）幔浆上升过程稀土配分律
（三）δEu值对分异指数反消长律
（五）奥长花岗岩类稀土演化律

四、稀土模式成矿地质研究实践
（一）判别侵入岩板块环境
（二）判别岩浆岩成因类型
（三）判别花岗岩矿化类型
（四）判断矿化成因类型
（五）判别变质岩原岩
（六）稀土对岩浆熔体氧逸度（ƒO2）计算
第六章同位素成矿化学
一、同位涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、同位素协同演化系列
（一）硫同位素组成
（二）氧同位素组成
（三）氢同位素组成
（四）碳同位素组成
（五）硅同位素组成
（六）硼同位素组成
（七）铅同位素
（八）锶同位素
（九）钕同位素
（十）锇同位素
三、同位素地质化学规律
（一）稳定同位素温度效应
（二）同位素组成变化规律
（三）放射同位素年龄规律
四、同位素成矿地质研究实践
（一）确定板块结构位置
（二）判断盆底沉积环境
（三）判断岩浆岩成因类型
（四）判断成矿物质来源
（五）判断水流体类型
（六）判断天然气成因类型
（七）确定流体成矿年龄
第七章流体包裹体成矿化学
一、包裹体涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、包裹体协同研究系列
（一）样品野外采集
（二）包裹体样品制备
（三）包裹体物理特征显微镜观察
（四）流体包裹体成分分析
三、流体包裹体地质化学规律
（一）气体组成
（二）阴离子组成
（三）阳离子组成
（四）含盐度
四、流体包裹体成矿地质研究实践
（一）包裹体物理化学参数计算
（二）流体包裹体测年
（三）
（四）
（五）流体包裹体晕找矿

第八章地热流体成矿化学
一、地热流体涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、地热流体协同研究系列
（一）各类图件分析
（二）野外调研检查
（三）样品分析处理
（四）物理化学参数计算
（五）确定热流体成因类型
三、地热流体地质化学规律
（一）水热蚀变
（二）水热矿化
（三）地热相关平衡
四、地热流体成矿地质研究实践

第九章微生物成矿化学
一、微生物涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、微生物协同研究系列
（一）样品采集
（二）显微观察
（三）化学分析
（四）同位素质谱分析
（五）模拟实验
三、微生物地质化学规律
（一）碳循环律
（二）氮循环律
（三）硫循环律
（四）硅循环律
（五）铁循环律
（六）锰循环律
四、微生物成矿地质研究实践
（一）微生物指示矿化时代
（二）微生物反映成矿环境
（三）微生物指示成矿作用
（四）微生物反映地下热泉
（五）微生物成岩成矿作用

第十章有机质成矿化学
一、有机质涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、有机质协同研究系列
（一）成煤系列
（二）成油系列
（三）成气系列
（四）成金系列
（五）成非金属系列
三、有机质地质化学规律
（一）干酪根降解律
（二）油气演化分异律
（三）碳同位素组成与有机分子对应律
四、有机质成矿地质研究实践
（一）镜质组反射率（R。）的应用
（二）镜质组反射率（R。）δ13C值关系分析
（三）煤成气
（四）有机质成矿温度－时间演化关系
（五）有机质沉积地质盆地

第十一章板块构造成矿化学
一、板块构造涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、板块构造协同研究系列
（一）洋中脊岩浆作用模式
（二）俯冲带物质对流模式
（三）板块结构系统分析法
三、板块构造地质化学规律
（一）板块系统参数律
（二）几个具体问题
（三）板块作用估算
四、板块构造成矿地质研究实践
（一）板块构造成矿专属性
（二）解释火山地震成矿
（三）建立动力成矿化学模型
（四）指导区域找矿

第十二章变形构造成矿化学
一、变形构造涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、变形构造协同研究系列
（一）岩石化学对构造性质显示
（二）化学物质对构造参数分析
三、变形构造地质化学规律
（一）对物质迁移富集控制率
（二）对成矿流体物理化学性质控制律
（三）对成矿过程控制律
四、变形构造成矿地质研究实践
（一）构造成矿化学的某些计算
（二）成矿流体与微构造的关系

第十三章系统信息成矿化学
一、系统信息涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、系统信息协同研究系列
（一）判别板块环境
（二）花岗岩类成因类型综合判别参数
（三）系统图解
（四）成矿物理化学条件综合厘定方法
三、系统信息地质化学规律
四、系统信息成矿地质研究实践
（一）编制构造-地质-矿产图类
（二）编制统计表类
（三）综合图解类
（四）建立系列模式
（五）板块综合图表

第十四章贵金属成矿化学
一、贵金属涵义与原理
（一）基本概念
（二）基本原理
二、贵金属协同研究系列
三、贵金属地质化学规律
四、贵金属成矿地质研究实践

第十五章放射元素成矿化学
一、昂设元素涵义与原理
二、放射元素协同研究系列
三、放射元素地质化学规律
四、放射元素成矿地质研究实践

第十六章关系宇宙成矿化学
一、白垩纪 / 第三纪生物演化问题
（一）条件变化演变说
（二）行星碰撞生物灾变说
二、陨石——宇宙来客
（一）陨石类型
（二）陨石有机质

第十七章成矿化学附录
一、有关计算单位
（一）压力单位
（二）浓度单位
二、岩浆岩元素平均丰度
三、含铁矿物

参考文献

写在《成矿化学》创作时

这是一个积约20年的创作悸动，是胎生中的一个难产儿，这个难产儿便在长期的教学、科研的积累中诞生于而今，应2006年鄂东教学之所需。
20世纪70年代，是全球地质学大革命的年代，其标志，一是以板块学说为主体的地球动力学的建立；二是以同位素为代表的各种测试手段及理论的深入；三是成矿研究逐渐走向定量化。
作者在整个80年代的十年中，为完成国家“六五”、“七五”国家攻关项目——南岭成矿带桂北成矿区的成矿研究，便开始了地球化学成矿的探索与实践。
[法]巴斯德说得好：“科学，是国家的最高的人格化”。唯有科学，才能使一个国家注入灵魂，生机勃勃。科技落后，必定贫穷，必定挨打。
回顾人类开发矿产的历程，品种愈益翻新，用量直线上升。
矿产开发已有5千年历史，但大批量的开发只是近千年的事，而近百年来的，尤其是二战后的半个多世纪，工业化的普遍迅猛发展，矿产资源的消耗呈几何级数地增升。就共和国成立以来，便经历了50～70年代以钢铁为主的“大打矿山之仗”，80年代的“有色金属找矿预测”，90年代的“黄金找矿开发”，进入21世纪的今日，危机矿山不乏其多，找矿预测任务之重，与日俱增。
20世纪50至60年代主要是填图找矿，70年代便已结合理论找矿，80年代是地质、物探、地化、地数、遥感等理论、技术、手段的投入，即所谓“综合找矿”。然而，许多技术、手段只能解决战略问题。结论：找矿预测的的战术，首推“成矿理论”，并推及的“找矿理论”。尤其是“定位预测”，脱此，而不能生效。
本《成矿化学》是长期教学、科研、生产三结合的产物。原是一本专题讲稿的汇集，首篇“同位素组成分析在成矿研究中的应用”写于1986年7月11日的广西芒场大山。2001年9月作者在黑龙江老柞山金矿的成矿预测的研究中，应生产技术科鲍明学科长、邵玉峰工程师的不弃，将其复制，初步成册，以为参考。
但，那是个雏形，以此为基础，又收集和参考了近年国内外的新文献，予以补充，形成了本书的体系。
作者本意：此作只是脚踏实地之想，而无装饰哗众之思。根基扎深，生长则不难。可供教学、科研、生产参考。
赤日炎炎，热浪腾腾。在这六月的夏天，百木葱茏，繁花盛开。饱蘸着汗水，以《成矿化学》命名，编打着这个本子，仅是为这门科学开了个头。
作者不能忘怀已过世的朱上庆教授、池三川教授的忘我教诲，诚心帮助，热情支持，使我获益匪浅。
自老柞山至本今，魏俊浩教授对本书的督促作用是积极向上的。中国地质大学图书馆给与了热情帮助，提供了大量的参考文献。兹此，对上述同仁的贡献，本人钦敬、致谢。
[俄] 历史学家科尔莫戈罗夫说：“科学是人类的共同财富，而真正的科学家的任务就是丰富这个全人类都能够受益的知识宝库。”
由于作者才疏学浅，编撰、打字时间紧迫，难免挂一漏万，对有问题之处。敬请专家、读者不吝指正。

王思源
2006．6．30N10:00
中国地质大学西壁居