超临界地质流体与翡翠成因

超临界地质流体是在高温高压下硅酸盐矿物(岩石)-H 2 O体系中形成的化学组成介于富水流体和岩浆熔体之间的中间状态流体。它们具有很强的溶解能力、迁移能力和反应能力,是地球内部物质循环的重要载体和介质。传统的初始翡翠(硬玉岩)的区域变质成因、岩浆成因和交代成因学说,都有相应的实验反应、岩相学或岩理学依据及矿物形成顺序、矿物组合及其空间分布等方面存在的问题。流体沉淀(Fluid precipitate)和热液交代(Metasomatic replacement)成因理论阐述了翡翠中矿物的两种形成方式。在硬玉、绿辉石等矿物颗粒及其集合体之中,普遍观察到的流体熔融包裹体等现象,揭示了早期的翡翠(硬玉岩)是从流体与熔融体混溶的系统中结晶形成的。在地球科学领域超临界地质流体研究进展的基础上,本文结合对翡翠研究的进展,提出了翡翠超临界地质流体成因的认识:俯冲板片脱水并在合适的温度压力条件下形成的超临界地质流体,携带其所溶解的成矿物质,因温度压力等条件的变化,在地幔楔裂隙或断裂中经结晶充填及之后叠加的交代作用形成了早期的翡翠。提出这一成因认识,有典型的流体熔融包裹体、强烈的溶蚀残余、早期的充填结构与中晚期的交代结构、高场强元素富集、丰富乃至复杂的矿物(或固相物质)组合、含有指示矿物的高压-超高压脉体等系列的证据链。早期翡翠形成之前的岩浆作用产物铬铁矿被溶蚀或较晚阶段被交代为翡翠的绿色提供了Cr 3+的来源;早期翡翠形成之后,还经历了超临界地质流体分溶后的熔体作用和流体作用(包括结晶作用和交代作用)、变形变质作用和外生作用等多期次地质作用。翡翠的成因理论体系的建立,有必要在重视超临界地质流体作用阶段的基础上,重新进行深入研究和梳理。

地质流体自然类型与成矿流体类型

水是地球上特征的地质流体 ,大部分矿床是在水热流体参与下形成的 ,但并不是所有流体都参与成矿。根据水的主要存在环境把水分为地质流体和成矿流体类型。各种环境广泛存在的水所构成的地质流体 ,又可细分为大气降水、盆地建造水、海水、岩浆水和变质水各种类型。研究认为成矿流体的形成主要与地质作用有关 ,是地质流体在特定环境特定演化阶段形成的特征产物。成矿流体则可划分为高温硅钾卤水、中温碳酸盐卤水及低温硫酸盐卤水。高温硅钾卤水中硅钾组分含量与温度、盐度成正相关关系 ,并且其中富含F-、B2 O3组分。这些特征与成矿作用中的高温钾化、硅化、萤石化及电气石化蚀变及热水沉积特征是一致的 ,高温成矿流体在演化过程中依次可以演变为中温或低温成矿流体。中温成矿流体以碳酸盐型流体为主 ,以富含Mn2 +,Fe2 +,Mg2 +的碳酸盐化合物为特征。低温成矿流体一般为硫酸盐型卤水 ,主要是Ba2 +,Sr2 +,Ca2 +的硫酸盐化合物 ,在海陆相各环境中广泛存在。大洋底部成矿流体是特殊环境下的地质流体类型 ,具有更广泛的温度区间 ,可以是从高温到中低温的系列流体类型 ,并且具有特殊地球化学组成。一般形成高温硅钾卤水与岩浆作用或变质作用有关 ,由于充分的水岩交代作用 ,可以获得较高的温度及足够的溶质组分 ;

成矿地质流体体系的主要类型

地壳中可划分出五大类不同的成矿地质流体体系：①与大陆地壳中—酸性岩浆热事件有关的热液流体体系；②与海底基性火山活动有关的热液喷流流体体系；③与海相沉积盆地演化有关的盆地流体体系；④与区域变质作用有关（含与大型剪切带有关）的变质流体体系；⑤与地幔排气过程有关的深部流体体系。简要讨论了每个成矿流体体系的发生、演化、特征和成矿作用。并指出，成矿地质流体体系的时间—空间演化动力学轨迹实际上就是热液矿床的相继定位以及有关的矿床系列不断被完成的过程，这也就是我们所要认识的、矿床在时间和空间上的成矿规律。

地壳中的成矿地质流体体系

本文论述了地质流体研究的学科前缘性．认为地壳中可划分出六大类不同的成矿地质流体体系：（1）与大陆地壳中─酸性岩浆热事件有关的热液流体体系（2）与海底基性火山活动有关的热浪喷流派体体系（3）与海相沉积盆地演化有关的盆地流体体系（4）与区域变质作用有关的变质流体体系（5）与地幔排气过程有关的深部流体体系（6）与大型剪切带的发生演化有关的流体体系并简要讨论了每个成矿流体体系的发生、演化、特征和成矿作用．

地质流体研究进展──1993年国际地质流体会议剖析

主要根据从１９９３年国际地质流体会议上获取的有关资料，对流体的起源、性质、迁移、聚集等研究进行了总结，并对现有的研究方法进行了归纳分类。这对我国地质流体研究具有参考价值。

泌阳凹陷地质流体对砂岩储集层中黏土矿物形成和分布的控制作用

运用扫描电镜观察和X射线衍射分析等技术,在对泌阳凹陷核桃园组砂岩储集层中黏土矿物分布特征研究的基础上,从黏土矿物的形成条件和形成过程入手,详细分析了地质流体的性质、组成、流动方式、迁移速度等对砂岩储集层中黏土矿物形成和分布的影响,指出砂岩储集层中参与成岩反应的碎屑活性组分和地质流体对砂岩储集层中黏土矿物的形成和分布具有控制作用,并讨论了它们的形成机理。研究表明,黏土矿物的形成和分布能够不同程度地影响砂岩储集层的孔渗性和含油气性;高岭石发育层段与次生孔隙的发育和渗透率的增加以及油气的富集层段具有良好的对应关系。

地质流体对砂岩储层黏土矿物的影响——以渤海海域古近系为例

根据偏光显微镜、扫描电镜和X-衍射等分析手段获取的数据和资料,分析对比了早期沉积水介质、幔源CO2流体、大气水、超压流体和充注烃类等对储层黏土矿物的控制作用。研究表明,早期沉积水介质是储层黏土矿物的决定性因素,微咸水-半咸水湖盆储层黏土矿物以伊利石为主,淡水湖盆储层黏土矿物以高岭石为主;幔源CO2流体侵位后带来明显的储层改造和热波动效应,储层中I/S中S%含量低于同深度泥岩,储层中高岭石含量明显偏高。欠压实超压储层中黏土演化明显滞后,表现在I/S中S%含量低于同深度泥岩和常压储层。油气层高岭石含量往往远高于相近深度的水层,可能与充注烃类携带的有机酸的溶蚀作用有关,另外,烃类充注后形成的惰性成岩环境也有利于高岭石的保存,高岭石的高含量带常与油层及高渗层相对应;受大气水淋滤的储层,以长石大量溶蚀,富含高岭石为特征,储层孔隙度一般较高。

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。

地质流体与流体地质填图

地质流体是地质作用过程不可缺少的介质,以不同产状和表现形式广泛发育在造山带和沉积盆地的不同演化阶段,是油气和成矿物质形成、运移和定位成矿(藏)的直接载体。流体地质填图作为一种专题地质填图,是在基础地质研究程度较高的地区,为解决与流体形成、运移、聚集过程有关的地质和成矿(藏)问题而进行的地质调查和填图工作。通过对流体地质特征和表现形式的论述,认为流体填图单位应以流体活动类型(同源)和期次(同期)为划分依据,以流体野外宏观地质要素和流体地球化学要素为主要调查内容,填图范围和比例尺灵活多样,成果图应为以反映流体宏观分布特征、流体地球化学性质变化、流体动力学、流体成矿(藏)作用及其分布规律等为内容的一系列图件。流体地质填图为地质科学研究和找矿提供了创新性的地质工作方法和思路。

初论矿床地质流体构造

本文从连续介质物理问题的角度初步总结了地质流体构造的特征,分析了地质流体与其围限地质体的力学性质,探讨了矿床地质流体构造形成的力学机理。通过3个典型隐爆角砾岩型金矿实例,介绍了地质流体构造研究在找矿预测中的重要作用。

地质流体与构造运动

运用大量的研究成果，综述了地质流体与岩石应变、微观裂隙开合，宏观（中等规模）褶皱、断裂的相互关系。并指出今后尚须加强中型构造运动过程中流体动力学基础理论、差异应力作用下水岩地球化学及其模拟实验、流体与灾害构造（泥石流、滑坡等）的关系等方面的研究。

地质流体及成矿作用研究综述

地质流体是一定地质作用的产物,而矿床的形成过程与特定地质构造背景下地质流体的产生、运移和聚集有着密切联系。不同成矿流体的成矿机制各有差异。岩浆热液因温度降低、压力减小等因素使热液中成矿物质达到过饱和,从而产生矿质沉淀;沉积盆地含矿热卤水流体在热对流、沉积压实等作用下运移、充填、聚集;与海底基性火山活动有关的现代大洋海底热液形成硫化物矿床;地幔流体的碱交代作用形成大型—超大型中高温热液矿床。在具体的成矿过程中,各种构造环境又对流体中的成矿元素的分配、集中起到至关重要的控制作用。

地质流体的输运-化学反应与成矿作用微观机制研究——以安徽冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床为例

以冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床的基本地质特征为基础建立了成矿作用的地质模型,运用成矿作用动力学理论将其转化成动力学模型,然后对动力学模型求解得到刻划矿质在断裂—多孔介质体系中输运-化学反应演化规律的解析解。研究揭示冬瓜山矿床的成矿微观机制为:成矿流体受外力的驱动在断裂-多孔隙复杂介质的输运过程中,由平流、动力弥散、扩散作用与交代反应、溶解-沉淀反应相互耦合作用而成矿。介质的有效孔隙度和渗透率等动力学参数是矿体的空间分布及规模大小的主要控制因素。模拟结果合理地解释了矿体的空间展布、矿石品位及矿石结构构造的空间变化特征等矿床的基本地质特征。本研究显示,一旦成矿过程的基本动力学参数能确定,可预测成矿的位置、矿体长度、厚度及贫富变化的规律,显示动力学研究具有潜在的重要应用价值。本文为研究复杂介质中矿床形成的微观机制提供了一种新的思路。

地质流体与成矿作用综述

地质流体（Geofluid）指储存于地壳和地幔中的各种成因的液体（H2O）、气体（CO2、CO、CH4、N2、H2和H2S等）、超临界流体以及熔体等。流体对地壳的演化及其地质过程起着及其重要的作用,包括热量的传递、组分的迁移、对围岩性质的影响、热液蚀变和热液矿床的形成、岩石的形变、构造作用、诱发地震等。与成矿作用有关的地质流体称成矿流体（Ore-forming fluid）,包括热液矿床的含矿热液。

地质流体:多学科技术和概念的相互渗透——第二届国际沉积盆地和造山带流体演化、运移和相互作用大会简介

地质流体：多学科技术和概念的相互渗透——第二届国际沉积盆地和造山带流体演化、运移和相互作用大会简介陈红汉（中国地质大学武汉４３００７４）关键词地质流体流体演化、运移和相互作用定年和定时分类号Ｐ５１１会议概况“第二届国际沉积盆地和造山带流体演化、运移...

沉积盆地中地质流体运动与油气成藏

沉积盆地内地质流体运动的驱动力主要有压实作用、地下水重力作用、构造作用和进入盆地中的热流。在不同的驱动力作用下,地质流体可有离心流、向心流、穿越流以及幕式和集中式等不同的运动特征,对油气成藏的影响亦存在差异。在压实作用驱动下,油气藏围绕盆地生油中心成环状分布。在重力作用驱动下,油气主要聚集在地下水的低势区,如盆地的斜坡和中心,或地下水中下游的靠盆地一侧。构造作用驱动下的油气运移比较复杂,油气主要聚集在冲断层一侧,但也可以长距离运移到斜坡带聚集。

地质流体活动的形变场响应研究进展

地球内部流体储层的体积变化可以直接导致地球介质的变形 .通过地表形变场的研究可以实现对地球内部储集体的动态监测 ,同时 ,还可以获取储层的有关性质 .本文综述了当前利用地表形变测量研究石油开采诱发地震响应、地热开采导致陆地下沉、岩浆的侵入引起地表抬升等地质现象的几种方法 .油田开发过程的系列研究成果说明 ,地面形变测量研究是研究地球内部流体储层体变化过程的有效手段之一 .