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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（一）（二）（三）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（一）（二）（三）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（一）（二）三、贵金属地质化学规律（一）（二）（三）四、贵金属成矿地质研究实践（一）（二）第十五章放射元素成矿化学一、昂设元素涵义与原理（一）基本概念（二）基本原理二、放射元素协同研究系列（一）（二）三、放射元素地质化学规律（一）（二）（三）四、放射元素成矿地质研究实践（一）（二）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 2006．6．30N1000 中国地质大学西壁居 18