矿物学基础范文

导语：如何才能写好一篇矿物学基础，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

一、对科学观点的了解程度

在本次调查中，对县处级公务员了解科学观点的测试，继续使用国际上普遍采用过的16个测试题目。同时，考虑到公务员职责所需的必备知识，保留了部分2004年我国地厅级公务员科学素养调查的题目，将地厅级科学素养调查时的25个题目，减为22个题目。

调查显示：

(1)8个题目的正确率很好，在80%以上；

对“地心的温度非常高”、“所有的放射性现象都是人为造成的”、“数百万年来，我们生活的大陆一直在缓慢地漂移，并将继续漂移”、“就我们目前所知，人类是从早期动物进化而来”、“光速比声速快”、“热气流上升，冷气流下降”、“吸烟会导致肺癌”、“含有放射性物质的牛奶经过煮沸后对人体无害”等8个题目的了解情况很好，判断正确的人数比例均在80%以上，最高的达到94.6%。

(2)6个题目的正确率较好，在60%～80%之间；

“激光因汇聚声波而产生”、“Email是指网络”、“最早期的人类与恐龙生活在同一个年代”、“互联网是电话网和计算机网连接形成的远程通信及信息处理网络”、“计算机软件包括磁盘和光盘”和“光伏电池是将太阳能转换为电能的一种装置”等6个题目的判断正确比例在80%以下，但均超过了60%，了解情况较好。

(3)6个题目的判断正确率在50%以上；

对“父亲的基因决定孩子的性别”、“发射火箭等空间探索活动影响气候”、“电子比原子小”、“抗生素既能杀死细菌也能杀死病毒”、“宇宙产生于大爆炸”、“地球围绕太阳转一圈的时间为一天”这6个题目有超过一半的人判断正确。

(4)2个题目的判断正确率较差，在50%以下；

判断正确人数比例在50%以下的2个题目是“我们呼吸的氧气来源于植物”和“植物在夜间的呼吸是吸进二氧化碳释放出氧气”。

二、掌握基本科学知识的状况

综合我国县处级公务员对科学术语和科学观点的了解情况，我国县处级公务员掌握基本科学知识的人数比例为63. 4%。

三、对科学方法的理解程度

本次调查中，采用了“科学研究”、“对比实验”和“概率”问题这三个测试题。

我国县处级公务员能够正确回答“科学研究”一词指的是“观察，推理，实验”的比例达到70.2%；有14.1%的人选择了“引进新技术，推广新技术，使用新技术”，12.4%选择了“观察，解释，结论”这两个错误解释；“不知道”和“未填写”的比例之和仅为3.0%。

能够对“对比实验”方法做出正确选择的县处级公务员比例为53.8%，不能做出正确选择的比例为39.7%，“不知道”和未填写的比例为6.5%。对“概率”方法能够做出正确选择的县处级公务员比例为85.0%，而做出错误判断的比例为7.7%，“不知道”和未填写的比例为7.3%。

数据显示，我国县处级公务员能够全部答对3个题目的人数比例为36.1%；能答对2个题目的人数比例最高，为41.0%；答对其中一个题目的县处级公务员比例为18.6%；对于3个科学方法测试题目均没有答对的县处级公务员比例仅为4.3%。即我国县处级公务员理解基本科学方法的人数比例为36.1%。

四、对科学与社会之间关系的理解程度

县处级公务员对科学与社会之间关系理解程度的测度，与2005年对我国公众的测度基本相同，主要通过测度他们识别迷信现象的能力来实现。

1、对迷信的相信程度

调查显示，对于“求签”，被调查者只有0.4%的人选择“很相信”，有5.6%的人选择“有些相信”，选择“不相信”的比例为84.7%。对于“相面”，有0.6%的人选择“很相信”，有27.7%的人选择“有些相信”，选择“不相信”的比例为64.0%。对于“星座预测”，有0.7%的人“很相信”，有13.0%的人“有些相信”，“不相信”的比例为73.9%。对于“周公解梦”，有0.6%的人“很相信”，有17.9%的人“有些相信”，“不相信”的比例为70.4%。

如果将测试选项中“很相信”和“有些相信”合计作为“相信”的情况来分析。县处级公务员自称相信“相面”这种迷信形式的比例最高，为28.3%；自称相信“周公解梦”的人数比例为第二，为18.5%；自称相信“星座预测”的比例为13.7%；自称相信“求签”的县处级公务员人数比例最低，为6.0%。

如果将自称“不相信”和“不知道”四种迷信现象、同时在追问中选择“不理睬”的调查对象作为不相信迷信的县处级公务员来计算，结果显示，本次调查中有47. 6%的县处级公务员不相信迷信现象，没有超过半数。

2、对人与自然关系的认识

在“您认为要想过上美好的生活，我们应该怎样对待自然？”的题目测试中，有95.7%的人认为应该“尊重自然规律，合理开发利用自然”；1.2%的人选择了“崇拜自然，服从自然的选择和安排”；0.4%的人认为应该“最大限度的向自然索取，征服自然”；还有2.6%的人不知道怎样看待这个问题，选择了“不知道”和没有填写。

综合以上分析，我国县处级公务员中不相信迷信现象，同时认为“要想过上美好的生活，我们应该尊重自然规律，合理开发利用自然”的人数比例为46.9%，即基本了解科学与社会之间关系的人数比例也没有超过半数。

五、具备基本科学素养的状况

篇2

一、选择题

1、铁、铜等金属可拉成丝或轧成薄片，是因为它们具有良好的

(

)

A

导电性

B

传热性

C

延展性

D

密度小

2、下列关于铁的叙述正确的是

(

)

A

铁是地壳中含量最多的元素

B

纯铁具有银白色的金属光泽

C

铁器可用来盛放酸性物质

D

铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气

3、下列有关铁在氧气中燃烧现象的叙述中，不正确的是

(

)

A

火星四射

B

产生大量的热

C

生成黑色固体

D

生成红色固体

4、下列四种物质中有一种在适当条件下能跟其它三种反应，这种物质是

(

)

A

氧气

B

铁

C

硫酸

D

硫酸铜

5、世界卫生组织把铝确定为仪器污染源之一，铝的下列应用必须加以控制的是(

)

A

用铝合金制门窗

B

有金属铝制装碳酸饮料的易拉罐

C

用铝合金作飞机、火箭材料

D

用金属铝制电线

6、人体中化学元素含量的多少会直接影响人体健康。下列元素中，因摄入不足容易导致人患有骨质疏松症的是

(

)

A

钠

B

铁

C

钙

D

锌

7、西汉刘安所蓍的《淮南万毕术》中有“曾青得铁则化为铜”的记载(“曾青”指的是如硫酸铜之类的化合物)，它的反应原理属于

(

)

A

化合反应

B

置换反应

C

分解反应

D

无法确定

8、下列属于铁的物理性质的是

（

）

A

铁投入稀硫酸中有气泡冒出

B

铁在纯氧中能剧烈燃烧，火星四射

C

铁具有良好的导电导热性能

D

铁在潮湿的空气中能生锈

9、将铁片放入下列溶液中，过一会儿取出，溶液的质量不会发生变化的是

（

）

A

稀盐酸

B

硫酸铜

C

稀硫酸

D

硫酸亚铁溶液

10、以下不属于金属共同性质的是

（

）

A

有银白色金属光泽

B

有良好的延展性

C

导热性较好

D

导电性能好

11、联合国卫生组织经过严密的科学分析，认为我国的铁锅是最理想的炊具，并向全世界大力推广，其主要原因是

（

）

A

价格便宜

B

烹饪的食物中留有人体需要的铁元素

C

传热性能好

D

硬度高

12、铁、铝、铜三种金属的活动性顺序是

（

）

A

Fe>Al>Cu

B

Al>Fe>Cu

C

Cu>Fe>Al

D

Fe>Cu>Al

13、社会上一些不法分子以铜锌合金（金黄色，俗称黄铜）假冒黄金进行诈骗活动，为了鉴别黄铜，以下方法不可行的是

（

）

A

观察颜色

B

放在火上烧烤

C

加入硝酸银溶液中

D

放入稀硫酸溶液中

14、地壳中含量最多的金属元素与非金属元素组成的氧化物的化学式为

（

）

A

Fe2O3

B

CuO

C

Al2O3

D

FeO

15、11．2克某金属和足量的稀硫酸充分反应后，生成0.4克的氢气，该金属是

（

）

A

铁

B

铝

C

铜

D

镁

二、连线题

16、用连线表示下列金属的用途(左边)与性质(右边)的对应关系。

A

铁锅

(1)导电

B

金箔画

(2)导热

C

铜电缆

(3)耐腐蚀

D

磁铁制作磁卡电话

(4)机械强度大

E

铜镜

(5)磁性

F

金属材料

(6)金属光泽

三、填空题

17、日常生活中，用于铁栏杆外层涂料的“银粉”大多是金属

的粉末；家用热水瓶内胆壁的银色金属是

；温度计中填充的金属是

；灯泡里做灯丝的金属是

18、已知铝粉和氧化铁粉混合物在高温引燃条件下发生反应，生成铁和氧化铝，同时放出大量的热，该反应属于

反应，写出反应方程式

19、硫酸亚铁溶液中混有少量硫酸铜，为了除去其中的硫酸铜，可加入足量的

(填化学式)，反应的化学方程式是

20、把一根铜丝在酒精灯上加热，使其表面变黑，该反应的化学方程式为

，然后将其浸入稀硫酸中，充分反应后，溶液变为蓝色，试写出该反应的化学方程式

四、实验探究题

21、用两种不同的方法证明铁比铜的金属活动性强(简要写出步骤、现象、结论)

篇3

认真学习全市调查工作会议 精神努力搞好服务业调查工作

按照队党组的要求，我处及时召开处务会，组织全处同志认真学习全市统计调查工作会议精神，学队长在会上所作的题为《振奋精神，团结拼搏，锐意进去，共创西安统计调查工作的新局面》的工作报告。通过学习，使我们更加认清了统计调查工作面临的机遇与挑战，明确了年统计调查工作的思路、目标和主要任务，增强了干好统计调查事业的信心与动力。年是全面贯彻落实党的十七大战略部署的第一年，也是统计调查事业加快发展的关键一年。全面建设小康社会向前迈进，科学发展、构建和谐、关注民生等观念已深入人心，无疑使各级党委和政府以及社会各界对统计调查工作提出了更高、更新的要求。统计调查在某种意义上已成为认识形势、把握趋势、制定政策、推动经济社会发展不可缺少的参谋与助手。因此，深化制度方法改革，建立健全统计调查监测和预警体系，强化业务建设和管理，确保调查数据质量，已是今年统计调查工作的重中之重。全省调查工作会议把今年确定为“管理年”，提出树立一个意识（垂直管理意识），巩固两项成果（改革和业务工作成果），狠抓三项建设（队伍建设、制度建设和基层基础建设）的工作目标，市队在全面贯彻省总队“管理年”的基础上，又提出了狠抓五项建设（思想建设、队伍建设、业务建设、制度建设和党风廉政建设）的措施目标，为使年的各项目标任务全面完成，我们结合本专业的工作实际，认真分析服务业调查工作中存在的问题，总结经验，查找工作不足，努力使服务业调查工作有一个新突破。因此，今年从以下几个方面落实好省、市调查工作会议精神，抓好服务业调查工作，具体是：

一、更新观念，摆正位置，改变调查工作方式。立足于自身调查为主，区县队调查为辅的原则，直接开展调查工作，与企业面对面完成各项调查任务。

二、充分认识服务业统计的重要性，重视调查样本的变动情况，及时核对基础资料，加强样本库的维护工作，最大可能提高实有调查样本的数量，确保调查数据质量的准确性。

三、加强调查业务的培训工作，开展对基层队和企业的培训与业务指导，增强与企业的联系，争取他们对服务业调查工作的理解和配合。利用年报、半年报布置会的机会对基层队和调查企业开展业务培训。

四、加大宣传力度，提高服务业调查的社会认知度。通过业务培训、统计执法等形式，让社会各界对服务业统计工作有明确地认知，取得调查对象对服务业统计工作的积极支持，科学调查，依法统计，把好源头质量关，创造良好的调查环境。

五、做好服务业调查研究分析工作，在出精品上下功，撰写高质量的分析报告，为政府和社会当好参谋和助手。

六、加强本部门干部学习，提高自身综合能力水平，使其成为服务业专业的行家里手。

篇4

英文名称：Acta Petrologica Et Mineralogica

主管单位：

主办单位：中国地质学会岩石学专业委员会;中国地质科学院地质研究所

出版周期：

出版地址：

语

种：

开

本：

国际刊号：1000-6524

国内刊号：11-1966/P

邮发代号：82-52

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1982

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

联系方式

期刊简介

《岩石矿物学杂志》是由中国地质学会岩石学专业委员会、矿物学专业委员会、中国地质科学院地质研究所联合主办的学术性期刊，属地质类全国中文核心期刊，主要报道内容包括：岩石学领域的专题性或区域性岩浆岩、变质岩、沉积岩的岩类学、岩理学、实验岩石学等方面的基础理论和应用研究成果；矿物学领域的应用矿物学、宝玉石矿物学、环境矿物学、新矿物等方面的研究成果；边缘交叉学科中的构造岩石学、岩石地球化学、环境地质学、煤岩学等方面的创造性和综合性研究成果；鉴定岩石和矿物的新方法、新技术、新仪器；与岩石学和矿物学有关的最新地质科技信息、研究动态、会议简讯等。

主要栏目

专题研究

综述与进展

方法与应用

问题讨论

综合资料

篇5

关键词 找矿矿物学黄铁矿矿物标型特征找矿意义

0引言

矿物是找矿信息的载体，近年来，随着新技术、新方法在地质学领域的应用，研究矿物标型特征与矿床成因、矿化之间的关系，对地质找矿具有较大的现实意义。

1理论基础

矿物标型特征属于找矿矿物学研究的范畴。所谓找矿矿物学是指，在地质——找矿中运用矿物标型学说，应用成因矿物学理论进行找矿实践的新兴学说。

1.2矿物标型性

矿物标型性包括标型特征、标型矿物、标型组合等方面。

标型组合是指在特定形成条件下形成的矿物组合，可以标志一定温度、压力、介质条件等。在每一种地质作用中，由于具体地质介质条件差异，可以形成其特有的矿物组合。

1.2标型矿物

标型矿物是指在特定形成条件下形成的矿物，可作为一定温度、压力、介质条件的标志。

主要强调矿物的单成因性，如斯石英只产生于陨石冲击坑中，是高压冲击变质成因的标志矿物。

1.3矿物标型特征

矿物标型特征是指在不同地质时期和地质作用条件下，形成在不同地质体中的同一种矿物，其各种性质所表现出的差异，强调矿物的复成因性，大多数矿物属于贯通性矿物，可形成于多种成因条件，同一种矿物常具有几种成因类型和产状。

由于生成时的物理化学条件的差异，使矿物的许多性质也产生一系列有规律的变化。

1.4矿物标型特征

矿物标型特征包括颜色标型、形态标型、成分标型、结构标型、性质标型等。

1.4.1颜色标型特征

矿物颜色是矿物中直观且易于鉴别的一种性质，提供成因信息的主要原因是矿物中成分的变化以及晶体结构中的缺陷。

1.4.2形态标型特征

形态标型特征包括单体形态标型、微形貌标型、双晶标型、集合体形态标型等（图1-1，1-2，1-3）。

图1-1 三山岛金矿床黄铁矿形态特征

图1-2 三山岛金矿床富矿体中黄铁矿晶形演化

图1-3 三山岛金矿床围岩中黄铁矿晶形演化

1.4.3化学成分标型

1.4.3.1 主要成分和微量元素标型

①成因图解

②矿物组分温压标志

③变价元素氧化—还原标志

④氧逸度（fO2）

⑤氧化还原电位（Eh）值与介质pH值

1.4.3.2稳定同位素标型

1.4.3.3包裹体成分标型

变价元素的氧化—还原标志：

含Fe3+、Mn4+、Cu2+、Sn4+、SO2- 为氧化条件

含Fe2+、V3+、Cr3+、Mn2+、S2- 为还原条件

氧化系数（Fe2O3/ FeO或Fe3+/ Fe2+）：

Fe3+/ Fe2+

Fe3+/Fe2+

Fe3+/ Fe2+>1弱氧化环境

Fe3+/ Fe2+ >> 1氧化环境

1.4.4热发光标型

由于矿物中含有多种类质同象杂质和结构缺陷，将导致晶体能级结构中存在多种类型的陷阱能级，在外来能量激发下，可以造成矿物晶体具有发光性。

介质环境对矿物发光性能具有影响，矿物受热升温、遭受辐射，将矿物成分、离子价态及占位发生改变，矿物的热发光具有反映形成条件的标型意义。

1.4.5热电性标型

半导体矿物在一定的温度条件下，可以产生热电效应。导电类型和热电系数可以表示矿物的电物理性质。同种矿物的导电类型及热电系数随着介质条件的变化而改变。矿物的热电效应能够灵敏的反映其形成时的地质条件，从而具有标型意义 。

2应用实例

近年来，在研究矿物的矿物学标型特征与矿床成因、矿化之间关系时，已有不少成果，以黄铁矿矿物特征的找矿意义为例，可归纳如下：

2.1 运用黄铁矿晶形特征，预测金矿化富集部位的矿物学信息

立方体黄铁矿（Ⅱ{210}），往往是贫矿硫化物石英建造（М.В.波皮夫尼亚克，1976）。在含金石英脉中，金往往集中在晚期五角十二面体晶形的黄铁矿和小粒径的脉状黄铁矿中（Н.Г.格拉日丹采夫，1973），如泰岭五角十二面体自形晶黄铁矿含金高达461.58g/t；陕西二台子金矿细粒五角十二面体自形晶黄铁矿含金高达70.2—149.3g/t；黑龙江团结沟金矿粉末状—脉状黄铁矿含金高达248.57g/t。

前苏联Н.З.叶夫济科娃（1984）在研究远东金矿（火山岩型）金矿时，在含金脉范围内总结了如下规律：近矿交代岩（青盘岩）及其上部矿脉以平滑的粗晶黄铁矿为主。石英脉附近，立方体黄铁矿晶面平滑度降低，代之以粗大的晶面条纹，出现五角十二面体晶面，石英脉本身，上部以八面体黄铁矿为主，中部以二十面体（八面体和五角十二面体同等发育的聚晶）黄铁矿为主，下部以五角十二面体黄铁矿为主。

黄铁矿晶体大小与含金量有关，浙江八宝山金矿细粒黄铁矿含金量723g/t，中粒36 g/t，粗粒几乎不含金。

2.2 运用黄铁矿物理特性找金信息

颜色：浅黄色、黄白色黄铁矿，一般不含或含金量很低；深黄绿色、深铜黄色黄铁矿往往与金矿（化）有关，本身含金也高。

硬度：含金黄铁矿硬度偏低，一般为430—1070Kg/mm2，纯黄铁矿为192—1295Kg/mm2。

比重：含金黄铁矿比重偏低，通常为4.59—4.85，纯黄铁矿为4.95—5.20。

晶格缺陷：单位晶胞较长a0= 5.4171-5.4220A0；纯黄铁矿为5.4170 A0，a0 越大进入黄铁矿中的金越多。

导电类型：与矿化有关的蚀变带（青盘岩化和细晶岩带）或矿化带上部的黄铁矿为空穴导电型（热电动势+270—+400mv/度），矿体中部为混合型，矿体下部为电子型（В.И克拉斯尼科夫，1973）。

2.3 运用黄铁矿微量元素指导找矿评价的信息

中亚西亚金矿：矿体外带（青盘岩化带）中的黄铁矿含Cu、Bi、Co、Ni最高；近矿交代岩中的黄铁矿中这些元素的含量急剧下降。与金矿化不密切的高温黄铁矿含Mn、Sn、Bi、As、Co；与金矿化密切的低温黄铁矿（立方体、五角十二面体）中含Sb、Hg、Cu、Ba。

乌拉尔金硫化物矿床：近矿带内的黄铁矿富含Au、As（0.3—1%），Mn、Cu（0.2—1%）（L.A.洛克诺娃，1976）。

中国：与金有关的黄铁矿含Ag、Co、Ni、Cu、Pn、Zn、As、Sb、Hg、Bi、Se、Te等，矿体下部的黄铁矿含Co、Ni较高（徐光荣，1988）。

黄铁矿矿床：矿上黄铁矿：Zn/As≈0.3-3.0，矿下黄铁矿：Zn/As≈40-125（Ю.П.别利科夫，1971）。

汞矿床：矿上黄铁矿： As为28-93 g/t，As×Sb/Zn×Ga=655；矿下黄铁矿：As为0.3-3.6 g/t，As×Sb/Zn×Ga=0.26（И.В.普罗岑科，1975）。

黄铁矿矿床：Co/Ni1，Cu×Zn×Pb×Ba×Ag/As× Ni× Co× Mn×Ti

2.4 运用黄铁矿矿物晕判别矿化富集部位的信息

矿区阿尔泰塔洛夫多金属黄铁矿矿床：矿床容矿岩层中的黄铁矿矿化异常，宽200—500米。1976年，L.A.洛里亚诺娃、B.M.切卡林，在矿区进行矿物填图，总结出如下规律：从多金属矿体向上，呈多金属矿体—黄铁矿矿体—强黄铁矿矿化带—中等黄铁矿矿化带—弱黄铁矿矿化带。分散的多金属矿化，上下盘黄铁矿矿化范围窄，没有上述分带。

3 结论

随着新技术、新方法在地质勘查领域的应用，矿物标型特征在找矿工作中的应用会越来越广泛和普遍，发挥其重要作用。

但在运用上述成果时，要注意的问题是：这些特点往往与特定的地质成矿环境有关，是否能作为一种普遍可用的规律，要在实践中检验。同时，要结合地质条件、矿床类型及其他地质信息来综合分析。

参考文献

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[2] 陈光远，孙岱生，殷辉安，成因矿物学与找矿矿物学，重庆出版社，1987；650-815；

[3] ГинзбургА.И.，Минерцогиче-скии Журнап，1984，Ио.3，98-109；

[4] КупрняноваГА.，СидоренкоА.В .，Советская Геологпя，Ио.20，59-66；

[5] томсоп И.Н .，Поляква О.П.，1985，Советская Геология，Ио.3，38-42；

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[9] 张守范，矿物学，商务印书馆，1956；56-62；

[10] 高福裕，刘贤儒，矿物学，地质出版社，1984；65-76，119-120；

[11] 南京大学地质系岩矿教研室，结晶学与矿物学，地质出版社，1979；89-102；

[12] 王璞，潘兆橹，翁玲宝，系统矿物学，地质出版社，1982；102-109；

篇6

关键词：地质学；实践教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）27-0099-02

地质类专业的主干课程有“结晶学与矿物学”、“构造地质学”、“岩石学”、“矿床学”、“地球化学”等，理论性和实践性并重。进行课程实践教学改革，有利于提高学生鉴定矿物岩石和编绘地质图件的基本技能，并为学生以后从事地质方面的工作提供必要的基础。现今，能源行业面临巨大的压力和挑战，因此高校地质教学改革的重点是如何培养出具有良好专业基础和较强创新能力的复合型人才，其中实践教学改革是其重要组成部分[1]。

以“结晶学与矿物学”课程为例，结晶学这部分要求学生掌握晶体的对称操作，如描述几何单形的特征，如晶面的形状、个数、晶面与对称要素的相互关系等；矿物学要求掌握常见几十种矿物的物理性质，并能进行鉴定[2]。课程比较抽象、难学，许多高校加重了实习课所占的比例。然而，传统的教学方式一直效果不佳。本文尝试从实践教学手段、教学模式、教学考核机制等方面进行改革探索，以期获得良好的教学效果。

一、改革实践教学手段、教学方法

由于结晶学需要学生有较强的空间想象力，因此在实践课堂教学中，采用交互式教学多媒体与板书相结合的方式。交互式多媒体能将文字、图形、声音、三维动画和视频等汇集在一起，激发学生的学习兴趣，他们可通过操作电脑键盘或鼠标回答或抢答，教师则根据回馈结果查漏补缺，实现师生间的良好互动。例如，晶体47种几何单形在教科书是平面黑白图，学生较难分析出这些单形有多少个对称面和对称轴，有无对称中心。使用交互式多媒体，可以根据学生反馈控制三维动画中单形旋转、对称、反伸操作的速度，便于学生理解。以立方体为例，从各个角度展示，学生能更直观地看出立方体有3个四次对称轴、4个三次对称轴、6个二次对称轴、9个对称面和一个对称中心。结合单形立体结构模型，学生自己可分析判断，回答其他几何单形的对称轴和对称面的数目，教学内容清晰体现。

在大学一、二年级的野外实习中，教师应注重野外现场教学，指导学生观察地质现象，认识身边的矿物或岩石，加深他们对基本理论和基本概念的理解，熟悉野外工作程序和资料收集方式，掌握野外工作的基本技能。在传统的野外实习中，教师只是对野外工作流程和地质工具的使用进行讲解示范，如罗盘、测绳等，但由于学生人数众多，教学效果不好，无法确保每个学生都能够掌握。怎样才能充分调动学生的积极性呢？我们必须对野外实践教学方式进行改革，注重提高学生地质基本技能及独立完成野外工作的能力。

一是运用“互动式”教学法。例如，每天教师在进行野外实践前，简要介绍实习路线内容，提出问题，让学生回忆并复习课堂学到的理论知识。然后，实习时分成各个小组，每到一个观察点，让第一组学生描述观察到的地质现象，第二组学生针对这些地质现象提出问题，第三组学生根据这些现象和问题相互讨论，对这些现象形成机制进行解释。到下一个实习点处，三组学生的任务互相调换。实习过程中，无论是对地质现象的描述，还是对形成机制的解释，教师要给予鼓励，待学生表述完后再进行纠正、补充和总结，并对学生提出的问题进行深化，大家充分讨论。这种互动式教学方式，能够充分调动学生自主学习的积极性，在野外实践中取得良好的教学效果，而且有助于培养学生的地质思维方式。

二是运用“启发式”教学法，促进学生积极思考。启发式教学方式不仅广泛应用于室内教学，还在野外实践中扮演重要的角色。通过一系列层层深入的发问，启发式教学方式可促使学生根据已有理论知识分析原因，找到答案，将理论应用于实践。例如，野外常见到的砂泥岩互层，泥岩层风化强烈，破碎形成凹槽，而砂岩层仍致密坚硬。教师可以先让学生对2种岩性进行充分观察描述，然后逐步提出问题：砂岩和泥岩的种类有哪些？各自的矿物组成是什么？在学生回答后，教师再指出它们的物源和形成环境，使学生受到启发会进一步思考：为什么会出现这种差异风化，是否和它的主要矿物的硬度、抗风化能力有关。在实习过程中，教师指导学生发现问题，一步步地找寻答案，让学生能充分调动积极性，在愉快的氛围中完成野外教学。

二、改革“先理论后实践”的教学模式

打破原有的先讲理论后实践的教学模式，可有效改善实验课的滞后性问题。将实验教学与理论教学穿行，可在实验教学时先引入一些后续课程的理论教学内容。例如，讲授矿物的物理性质这节课时，可先让学生进行矿物标本观察实验，自己描述矿物的特征，如形状、颜色、光泽、硬度等，在此基础上，讲授理论课，讲解矿物颜色、条痕、光泽、透明度及相互关系，让学生的理解和记忆更为深刻，也易于掌握鉴定矿物的方法。这种把一些实验项目放在理论课内容讲授之前进行的方式，有助于提高学生的实践操作能力，能更积极主动地观察和思考。教师也可针对实践教学中的薄弱处，如矿物解理、裂理及断口的差异，根据矿物标本指导大家仔细观察，进行比较分析，使学生掌握理论教学中的难点和重点。

三、完善实验教学内容体系

目前，地质学类专业课的实验教学体系以基本型实验类型为主，提高型与创新型实验类型较少，难以调动学生的学习积极性，也不利于学生实践操作能力和创新能力的提高。因此，教师应根据教学大纲合理设计实验项目，完善实验项目类型，增加提高型与创新型实验类型的比重，让学生主动参与，成为实验主导。例如，在实验教学中，把学生分为几个实验小组，每组挑选一个课题，如一种矿物作为研究对象，课堂上由学生观察总结出矿物的鉴定特征，课后小组成员广泛收集资料，进一步查明矿物的化学组成、晶体结构、单体和集合体形态、成因和产状等。然后，根据分组情况，学生走上讲台，汇报所研究的结果。每组汇报完毕后，由其他同学进行提问，汇报的学生做出回答，最后该小组的同学根据大家的建议，查阅相关文献资料，获得小组最终研究成果报告。另外，可根据教学内容增加一些创新型实验项目，鼓励学生自主选择感兴趣的小课题，自己设计实验流程、方法，提高创新能力。

教师在学生进行大学四年级的毕业野外实践之前，应有意识地指导学生在大学一至三年级的野外实习中进行研究性学习，充分调动他们的学习主动性，对野外感兴趣、需要解决和深入认识的地质现象和问题，积极思考，有针对性地设计专题性实验，实现由学生自主选择毕业论文方向和题目，然后再进行野外样品采集、室内测试分析，最后完成毕业论文。这一完整的自我设计和主动研究的学习过程，有利于培养学生观察事物、思考问题及研究解决问题的能力和素质。

四、改善实践教学考核机制

以往的专业课程实验成绩主要通过期末考试得出，考核机制单一，其应包括学生的平时实验成绩（可占总成绩10%～20%）、随堂测试成绩（占总成绩20%～30%）和实验期末考试成绩（占总成绩50%～70%）。平时成绩是学生每次实验课做思考题和写鉴定报告的成绩，教师能及时地发现学生学习中的难点进行辅导和强化练习；实验随堂测试是课堂实验中选择一些标本去掉标签说明，考查学生对矿物鉴定程序的掌握情况。在最后的一次实习课上进行实验期末考试，将五大类的矿物标本挑选常见的几十种摆在桌子上，随机选择几种，让学生进行鉴定，测试他们对课程知识的掌握情况。通过建立完善的考核机制，能有效地督促学生学习。

野外实践考核内容包括：（1）学习风气和学习态度，是否自觉积极主动地参与。（2）野外工作中是否认真整理、总结野外记录本，是否养成勤动脑、动手、动口的习惯，是否具有吃苦耐劳、坚持不懈的作风。（3）考查总结报告，基本素材收集是否齐全，基础知识应用是否准确性，地质图件绘制是否规范性，是否具有综合分析问题的能力，有无个人的独特思考。

五、拓宽实验教学空间

自然界中的矿物种类繁多，而进行实验教学时，受课时和标本的限制，只能选择各类代表性矿物让学生进行实验。为了使学生更好地掌握鉴定多种矿物的能力，开阔视野，应充分发挥学校地质博物馆丰富岩矿标本的重要作用，指导学生多看、多比较，并通过野外实习采集和购买，逐步丰富矿物标本。

在此基础上，建设院系开放性实验室，为学生下课后自主学习提供条件。搭建综合性实验教学平台，可为培养学生自学能力和创新精神提供基础。指导学生充分利用网络资源学习，如矿物相关数据库、网上杂志等资料，以及网络教程如中国地质大学、北京大学等高校“结晶学与矿物学”精品课程。

另外，我们也可以采用“请进来”的教学方针，多邀请校外野外实践经验丰富的专家开设讲座，给学生系统地讲述常见矿物的类型、特征、共生特点及野外矿物鉴定方法。而且，也要鼓励学生积极“走出去”，在大学三年级之前参与教师的科研项目，完成从野外岩石、矿物的样品采集、鉴定及数字化统计、分析等工作，锻炼学生的实践操作能力。鼓励学生积极参加各种技能竞赛[3]，如全国大学生地质技能竞赛，激发学生的学习兴趣。

参考文献：

[1]丁晓非，许英，武立波，等.普通高校提高人才培养质量初探[J].教育教学论坛，2014，（37）：1-2

篇7

关键词： 云南； 中甸岛弧带； 烂泥塘； 铜矿； 岩体岩相学； 成矿作用

中甸岛弧是西南“三江”构造成矿带中的重要组成部分，位于扬子地台西缘义敦岛弧带的南端，其东部及南部为甘孜―理塘板块结合带（图1.a）。有学者在造格架上将中甸岛弧分为东西两个斑岩带[1]。东斑岩带以普朗超大型斑岩铜矿床为代表，西斑岩带以烂泥塘、春都、雪鸡坪铜矿床为代表（图1.b）。近年来，国内外不少学者对东斑岩带的普朗以及西斑岩带的雪鸡坪、春都等矿床都进行了大量的研究及报道[1-14]。然而，对西斑岩带的烂泥塘铜矿的关注度却不高。对含矿岩体地球化学特征的系统总结，及其与斑岩铜矿之间的关系等方面的研究比较缺乏。因此，本文在结合区域地质资料和前人研究成果的基础上，通过对烂泥塘含矿岩体进行详细的岩石学和岩石地球化学研究，探讨该岩体的岩石成因及其与斑岩铜矿的成矿关系，以期为该地区构造-火成岩带多金属成矿作用的研究提供基础资料。

1. 矿床地质概况

烂泥塘铜矿位于云南香格里拉县城北北东方向，平距约20公里，属于中甸岛弧带的西斑岩带中部。矿区出露地层主要为上三叠统曲嘎寺组二三段，岩性为砂板岩夹碳酸盐岩；上三叠统图姆沟组一二段，岩性为砂板岩夹中酸性火山岩。矿区构造发育程度较简单。主要出露烂泥塘断裂以及一些密集发育于岩体及围岩中的劈理和次生的节理及裂隙。其中含矿岩性及围岩主要为石英二长斑岩和石英闪长玢岩。

2. 岩体岩相学特征

石英闪长玢岩为矿区的主要赋矿复式岩体，呈北西宽南东逐渐变窄的楔形展布在矿区的中西部，岩石呈灰色，灰黑色，斑状结构，基质具有细粒微粒结构，粒径平均0.1mm左右，块状构造，片理化强烈。斑晶主要为斜长石、少量黑云母和石英，粒径平均为12mm～2mm，最大20mm，结构比较均一。基质中有斜长石、黑云母、石英以及少量它形钾长石。岩石后期蚀变以绢英岩化和青磐岩化为主。蚀变矿物有绢云母、石英、白云母，绿泥石和方解石等。

a.绿泥石化绢云母化石英二长斑岩（+）；b.绢云母化闪长玢岩（+）；c.碳酸盐化绢云母化石英二长斑岩（+）；d.绢云母化碳酸盐化石英闪长玢岩（+）；e.绢云母化石英闪长玢岩（+）；f.绢云母化石英闪长玢岩（+）

3. 成矿作用

中甸岛弧成矿系统由晚三叠世地层（含火山岩）、中酸入岩和构造3大要素组成，三者密不可分，是构造演化的具体表现或产物，其共同制约了斑（玢）岩成矿作用系统，在不同条件、不同部位形成了不同类型矿床，构成了本区特有的斑（玢）岩成矿系列。二叠纪末期甘孜―理塘洋盆打开， 早三叠世开始强烈扩张。晚三叠世晚期洋壳沿甘孜―理塘海沟向西俯冲消减于中咱―中甸微陆块之下，源自俯冲板片的脱水流体对地幔源区的交代作用，诱发幔岩的熔融，也引发了岛弧地壳的耦合变形，形成岛弧断裂，这为后期岩浆和成矿物质的上涌提供了良好的通道。幔源物质底辟上升和岩浆分凝形成钙碱性岩浆，岩浆分异上涌或侵位形成钙碱性岛弧火山岩―浅成―超浅成中酸性斑（玢）岩系，即岛弧岩浆岩。通过研究前人研究资料，总结烂泥塘斑岩铜矿成矿模式为：深断裂―岩浆同源演化―岩浆+构造+围岩蚀变―围岩的封闭条。

参考文献：

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[4] 黄肖潇， 许继峰， 陈建林，等. 中甸岛弧红山地区两期中酸入岩的年代学、地球化学特征及其成因[J]. 岩石学报， 2012， 28（5）：1493-1506.

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篇8

1934年出生的崔文元,现为北京大学地空学院教授,博士生导师,北大宝石鉴定中心技术总监;亚太国际珠宝玉石首饰行业协会会长,澳门国际天然矿物晶体研究学会会长;上海大世界基尼斯总部申报中心宝石鉴定顾问,中国珠宝玉石首饰行业协会宝石鉴定师考试委员会主任。

1958年毕业于长春地质学院后,崔文元分配到北京大学地质系任教至今。在1987年起的北京大学地质系副主任八年任期内,他为北大地质系的发展做出了杰出的贡献。其间,他先后两次作为访问教授分别赴加拿大多伦多大学地质系及德国美因茨大学地质系进行科研工作。从1984年起他先后主持三项国际合作项目,多次参加国际学术会议,并在会上提交和宣读论文。

崔文元长期致力于变质地质学、成因矿物学、结晶矿物学和珠宝玉石学的教学与科研工作。培养了硕士生20名、博士生8名。合著专著六部,在国内外的重要刊物上发表了50多篇论文。1982年首次提出了内蒙集宁群上部相当于孔兹岩系;在我国首次研究了河北遵迁滦地区变质岩及变质矿物的氧同位素组成特征及其地质意义,他带着博士生王晓燕在河南团麻断裂以西首次发现了含柯石英榴辉岩,引起国内外的重视。2006年,崔文元、吴国忠主编,由我国资深宝玉石专家编著的80多万字的《珠宝玉石学GAC教程》已在地质出版社出版发行。

他于1998年按矿物组成对翡翠进行分类,得到了国内外学者的认可。他领导科研组于2000年在缅甸硬玉岩中首次发现了流体包裹体,发表在《科学通报》上;在大量室内外工作基础上提出了《翡翠新的岩浆成因说》新观点,在2000年国际珠宝会上,引起了专家和学者的注目。关于缅甸翡翠中六种闪石组合矿物研究的突破性新成果,在2003年发表于世界著名刊物《Contributions to Mineralogy and Petrology》上。对我国的寿山石、巴林石、昌化石和青田石进行了系统的研究,部分成果发表在有关刊物上。

崔文元不仅科研成绩斐然,他还积极将科研与实践应用相结合。他与同仁共同领导组建了《北大宝石鉴定中心》,于1994年成为我国宝石界双认证单位,首家取得国家技术监督局认证实验室国家认证书和首批取得国家技术监督局计量认证合格证书的国家级珠宝鉴定单位。

篇9

关键词：数值岩石学；岩浆成矿系统；火成岩地球化学；透岩浆流体；铁钛氧化物矿床；四川

中图分类号：P588.1文献标志码：A

Abstract： Many contributions to the numerical or chemical petrology of igneous rocks are published in recent years. However， the volume of scientific issues is not decreased， but more and more problems are emerged. The major causes inducing such difficult condition are that many investigations are insufficient to be constrained by the geological， petrological and mineralogical evidences， and that many researchers do not concern to the developments in igneous theory. A typical example is the origin of magmatic deposit. Accordingly， the factors causing diversity of the geochemical interpretations were analyzed； the general features of magma systems were introduced； taking Baima FeTi oxide deposit in Panxi area of Sichuan as an example， the methodology to constrain geochemical data by the geological， petrological and mineralogical evidences was discussed. The results show that ①the numerical petrology has real geological implications only then when it is constrained by geological， petrological and mineralogical evidences， because the bulk composition essentially do not include the genetic information about igneous rocks， but the compatible elements may present the potential phase proportion， and the incompatible elements may present the fluid processes undergone in rocks； ②the formation of giant ore deposit also needs a huge volume of the orebearing fluid， and hence， the transmagmatic fluid model can more reasonably explain the origin of Baima FeTi oxide deposit.

Key words： numerical petrology； magmatic mineral system； geochemistry of igneous rock； transmagmatic fluid； FeTi oxide deposit； Sichuan

0引言

地球化学理论和测试技术的飞速发展使得定量描述火成岩成因与演化成为可能，由此产生了一门新学科――数值岩石学（Numerical Petrology）或化学岩石学（Chemical Petrology）。数值岩石学以热力学或统计学理论为基础，以样本子集的测试数据分布规律为依据，反演火成岩的形成过程及其地质意义。由于样本子集的时空位置、矿物组合和晶体生长条件强烈影响测试数据的性质，理论上从数值岩石学途径得出的认识应当得到地质学、岩石学和矿物学证据的s束。但是，近年来有关火成岩成因及其地质意义的讨论经常缺乏这样的约束，有些论文甚至缺乏显微照片或对岩相学证据的理解不正确。特别是Rollinson的专著《Using Geochemical Data： Evaluation， Presentation， Interpretation》[1]出版以后，许多研究人员产生了利用地球化学数据可以独立解决地质问题的错觉，导致所得出的认识往往不完整，或缺乏明确的地质意义。因此，数值岩石学经常遭到非议，被戏称为“粉末地质学”。导致这种困境的另一种原因是许多研究人员仅关注地球化学方法的学习，对火成岩理论的研究进展缺乏了解。岩浆型矿床的成因可以作为一个典型实例。尽管这类矿床中早就识别出整合型、不整合型和伟晶岩型矿体[24]，近年来大多数学者仅聚焦于整合型矿体成因及其与寄主侵入体演化的关系，且主要局限于数值岩石学方法。目前，大部分研究人员都认为成矿作用与岩浆过程有关，区别仅在于：①成矿机制是分离结晶作用还是液体不混溶；②成矿作用发生在岩浆演化早期还是晚期。然而，无论是哪一种成矿机制，如果成矿作用发生在岩浆演化早期，都将要求母岩浆具有不现实的高成矿金属含量；如果发生在晚期，则难以解释成矿金属聚集的机制，因为这时岩浆的高黏度足以阻止金属矿物或熔体的聚集。因此，岩浆型矿床的成因研究已经走到了一个三岔路口，处于进退两难的境地[5]。基于此，本文分析了地球化学数据多解性的原因，介绍了岩浆系统的一般性质，并以四川攀西地区白马铁钛氧化物矿床为例讨论了利用地质学、岩石学和矿物学证据约束地球化学数据的方法。

1数值岩石学

数值岩石学的基本工作方法是根据野外地质特征采集一系列具有某种内在联系的样品。例如，在一个喷出岩剖面中，从下到上依次采集的样品之间必然存在某种成因联系。对这些样品进行测试之后，可以将这种成因联系变换成数值关系，如氧化物变异趋势。在这个基础上，可以通过两种途径解释这种数值关系代表的地质意义：①结合岩石学和矿物学特征揭示样品之间的成因联系，甄别产生所采集样本子集的地质过程（成因岩石学）；②与前人发表的数据进行比较，阐明火成岩成因及其形成构造环境（区域岩石学）。本文则主要聚焦于成因岩石学问题。

1.1数值几何学

单个样品的地球化学数据本质上不包含任何成因信息，仅仅表达了岩石的可能相组成。这一点可以清楚地从变质岩理论看出。但是，一样品子集的数据分布型式则与火成岩过程密切相关。因此，数值岩石学研究通常对化学分析结果进行投图，并根据样品投点的分布趋势直观地提取火成岩成因信息，这种方法可以称为几何学方法。众所周知，可以导致岩浆化学成分发生改变的岩浆过程主要包括部分熔融、分离结晶、气体搬运、液体不混溶、岩浆混合等。同化混染作用包括部分熔融和岩浆混合两个部分，其本身不是一种基本岩浆过程[6]。长期以来，分离结晶作用被认为是最主要的岩浆过程，20世纪80年代初以来，岩浆混合作用也得到了研究人员的高度重视。

岩浆混合作用涉及任意两种或两种以上母岩浆的混合。假定两种母岩浆P1和P2发生混合，参与混合的母岩浆P1数量为x，母岩浆P2为y，且x+y=1，则混合岩浆D=xP1+yP2，其中，P1、P2、D分别表示两种母岩浆和混合岩浆特征（如元素含量（质量分数，下同））。显然，D=xP1+yP2是一个直线方程。无论x、y的数值如何变化，混合岩浆D的投点都应当落在母岩浆P1和P2的连线上。因此，如果样品投点构成直线分布趋势[图1（a）]，就可以直观地认为这些样品（D1～D4）形成于两种母岩浆（P1和P2）的混合，进而可以估算参与混合的两种岩浆的比例。但是，如果两种以上的母岩浆参与混合，投点的分布趋势将复杂化，可以呈直线、折线或曲线，与混合作用的性质（如母岩浆P3的加入）有关。

S为分离相，S1、S2为固溶体的两个端元；P为母岩浆，P1、P2为两种母岩浆；D为子岩浆，D1～D4为4种子岩浆

分离结晶作用涉及分离相（S）的性质及其晶/液分配系数。如果分离相为纯组成矿物（如石英）且其晶/液分配系数为常数，则分离相的分离结晶将导致子岩浆（D）分布在分离相（S）与母岩浆（P）连线的延长线上[图1（b）]，D与P的距离取决于分离结晶程度。即使分离相（S）为固溶体矿物，如果组分Y对于分离相（S）为不相容元素，其分离结晶作用也必然导致子岩浆的线性演化趋势[图1（b）]。例如，由于橄榄石的SiO2含量低于玄武质岩浆且不含K2O，当母岩浆发生橄榄石分离结晶作用时，子岩浆的K2O含量将随SiO2含量的增加而直线增加。然而，由于造岩矿物往往是固溶体，且其晶/液分配系数随着温度、压力、流体条件和液相化学组成的变化而改变，子岩浆的实际投点位置会不断偏离预期的液体血统线（Liquid Line of Descent）。从母岩浆（P）中初始晶出的相为S1，导致子岩浆成分沿着S1与P连线（虚线）的延长线（点划线）向着远离P的方向变化。随着温度下降，晶出相的成分不断接近于S2，子岩浆的演化方向将偏离先前的预期，最终产生如实线所示的液体血统线[图1（c）]。此外，当多个相依次发生分离结晶或分离相比例随时间变化时，液体血统线也必然是曲线。

类似地，在部分熔融或液体不混溶过程中，晶/液分配系数和液/液分配系数也随系统的温度、压力、流体条件和液相化学组成的变化而改变，因而样品投点在XY简化变异图解中也往往呈曲线分布趋势。气体搬运作用比较复杂，因为流体泡（Fluid Bubble）既可以搬运固体[7]，也可以搬运熔体[8]，更常见的形式则是搬运溶质[910]。在后一种情况下，流体过程通常造成不相容元素的丰度出现异常变化。但是，绝大多数研究人员依然囿于教科书中介绍的概念，认为岩浆通常为流体不饱和系统，因而流体过程的化学效应迄今所知甚少。

由此可见，相同的岩浆过程可以产生不同的投点分布趋势，而不同的岩浆过程也可以产生相同的投点分布趋势。换句话说，理论上不能证明某种投点分布趋势与特定的岩浆过程相关。因此，地球化学图解的解释过程中往往需要引入其他约束条件。由于全岩地球化学主要反映了可能的相组合，矿物学证据通常是地球化学图解的首要约束条件。

1.2相容元素

数值岩石学通常将元素划分成相容元素（趋于进入共生晶体的元素，D晶体/熔体值大于1或D晶体/流体值大于1）和不相容元素（趋于进入共生熔体或流体的元素，D值小于1）。主量元素是最重要的相容元素，其地球化学行为也容易用岩石学和矿物学证据检验，因而在火成岩成因讨论中具有重要意义。利用主量元素进行成因分析时，对于表1所示的一组假定成因上相关的火山岩化学分析结果，可以制作SiO2含量或Mg#值对其他氧化物的变异图解，并利用目测或回归分析方法阐明投点的分布趋势（图2）。从图2可以看出，样品投点展现了3种分布趋势：①TiO2、Fe2OT3、MgO和CaO含量都随SiO2含量的增加而减少，投点呈曲线趋势；②Al2O3和Na2O含量先随着SiO2含量的增加而增加，然后随SiO2含量的增加而减少，投点也呈曲线趋势；③K2O含量随SiO2含量的增加而增加，但投点呈直线趋势。据此，可以假定这些样品之间以分离结晶作用相联系；如果这种假定可信，就可以进一步认为K是一种不相容元素，意味着分离相为无K2O矿物（如橄榄石、辉石、磁铁矿）。按照这种逻辑，TiO2、Fe2OT3、MgO和CaO似乎初始为强相容元素，在安山岩之后变为弱相容元素；而Al2O3和Na2O则先为不相容元素，在安山岩之后变为强相容元素。据此可以推断，玄武质岩浆可能先经历了橄榄石+单斜辉石+铁钛氧化物组合的分离结晶，然后是斜长石的分离结晶。

如果这种推测可信，进一步可以外推母岩浆的成分。由于初始分离相不含K、Na、Al，且样品投点在K2OSiO2图解[图2（g）]中呈线性趋势，可以假定母岩浆中的K2O含量为无穷小。连接玄武安山岩（BA）与玄武岩（B），其连线的延长线（虚线）与横坐标的交点可以近似代表母岩浆的SiO2含量（475%）。通过该点作一条平行于纵坐标轴的直线（虚线），则各氧化物投点趋势与该直线的交点对应纵坐标值就可以认为是它们在母岩浆中的丰度（表1中再造的母岩浆）。因此，数值分析似乎证实了关于分离结晶作用的推测。

但是，这种“证实”不是真正的证实，因为缺乏交叉证据的约束。如前所述，部分熔融、分离结晶和液体不混溶都可以产生曲线型分布趋势，仅根据分布趋势难以对它们进行区分。为了检验上述认识，可以通过岩相学观察寻找橄榄石等矿物发生分离结晶作用的证据（如先晶出矿物成为后晶出矿物的包裹体），也可以通过数值模拟检验分离结晶作用的可能性。例如，根据斯托克（Stocks）定律（v=2r2g（ρc-ρm）/9h），

晶w半径（r）和熔体黏度（h）对晶体沉降速度（v）起着重要的控制作用，而晶体和熔体的密度差（ρc-ρm）主要决定了晶体运动的方向。假定玄武岩、玄武安山岩、安山岩、英安岩、流纹英安岩、流纹岩的温度分别为1 200 ℃、1 100 ℃、1 000 ℃、900 ℃、800 ℃、700 ℃，利用Giordano等的计算程序[12]，可以得到它们的熔体黏度分别为25、8.2、32.0、1734、942.7、5 8828 Pa・s。至少到英安岩时，子熔体黏度已经比初始玄武质熔体黏度增加了约68倍。因此，即使不考虑晶体分数对岩浆总黏度的影响，熔体黏度的大幅升高也可能足以终止分离结晶过程。此外，晶体沉降速度与晶体半径的平方成正比，意味着晶体只有生长到足够大时才具有较快的沉降速度，否则晶体将主要呈悬浮态分散在熔体中。悬浮晶体的存在将进一步升高岩浆的总黏度。当悬浮晶体体积分数为20%～25%时，分离结晶作用实际上不可能发生[13]。据此可以认为，岩浆的流变学性质不支持高度分离结晶模型，对于长英质岩浆系统尤其如此。

鉴于主量元素图解的多解性，微量元素被广泛用于探讨火成岩成因。这种方法的理论基础是微量元素服从稀溶液定律，因而有利于投点分布趋势的外推。此外，微量元素的丰度变化幅度要比主量元素大得多，可以提高图解的分辨率。但是，微量元素的图解同样存在多解性。例如，对于斜长石来说，Eu在还原条件下具有相容元素的属性，可以置换斜长石晶格中的Ca，而在氧化条件下则具有不相容元素的属性。因此，Eu异常的存在与否既不能直接证明斜长石的分离结晶作用，也不能独立说明斜长石在源区的稳定性。

1.3不相容元素

不相容元素在岩浆过程中倾向于进入熔体相和流体相，这种性质使得它们被认为更合适用来模拟封闭系统的岩浆过程。

例如，稀土元素由一组地球化学行为非常相近的元素组成，然而每一种元素都比其后面的元素具有略强的不相容性，因而它们的地球化学行为将有所区别[14]。据此可以用相容性相对弱和相对强的元素对制作图解，以判断样本子集经历过的潜在岩浆过程。例如，常用w（Ce）N和w（Ce）N/w（Yb）N作图，以区分部分熔融和分离结晶过程（图3）。

A为封闭系统的低压分离结晶作用的投点分布趋势；B为开放系统的低压分离结晶作用的投点分布趋势；C为开放系统的高压分离结晶作用的投点分布趋势；D为石榴石二辉橄榄岩的平衡批式部分熔融的投点分布趋势，数字表示熔融程度（%）；F为假象的

富集型玄武岩浆分离结晶作用的投点分布趋势；w（・）N[KG-30x]为元素含量球粒陨石标准化后的值；底图引自文献[14]

Ce不相容性较强，在初始熔体（P）中具有最高的丰度；相应地，初始熔体也具有最大的w（Ce）/w（Yb）值。随着部分熔融程度的增加，进入熔体的Ce越来越少，而Yb则相对增多。因此，熔体中w（Ce）和w（Ce）/w（Yb）值同步减少，样品投点在CeN（Ce/Yb）N图解中构成一条具有正斜率的直线。相反地，在分离结晶过程中，由于稀土元素均为不相容元素，样品投点在CeN（Ce/Yb）N图解中构成一条与坐标横轴近于平行的直线（A、B、F）。因此，根据样品投点分布趋势似乎很容易区分部分熔融和分离结晶过程。但是，开放系统的高压分离结晶作用同样可以产生倾斜的投点分布趋势（C）。即使部分熔融形成的样品，当部分熔融程度足够高时，样品投点也表现为水平分布趋势（线段OD）。此外，该图解中没有涉及岩浆混合作用及其他岩浆过程。如果样品是岩浆混合作用的产物，其投点趋势既可以构成倾斜直线（母岩浆具有不同的w（Ce）值含量和w（Ce）/w（Yb）值时），也可以构成水平直线（母岩浆具有不同的w（Ce）值含量和相同的w（Ce）N/w（Yb）N值时）。由此可见，不相容元素数据同样存在多解性。例如，将四川攀西地区白马镁铁质层状岩体的样品投于图3，大多数投点分布于虚线Ⅰ和Ⅱ所夹持的区域。按照上述判别原理，应当认为这些样品具有更多的部分熔融印记。但是，层状岩体中往往存在堆晶岩，分离结晶作用具有明显重要的意义。例如，根据Zhang等提出的模型[15]，白马辉长岩可能是苦橄质岩浆经历61%分离结晶之后进化岩浆固结的产物。

特别需要注意流体过程对不相容元素丰度的影响。由于流体的高度活动性，流体过程可以造成基于理想系统难以理解的不相容元素地球化学行为。在传统火成岩理论中，通常假定岩浆为自然熔体，含有很少的挥发分（如含水量（质量比）不大于4%）。在这种前提条件下，可以认为流体过程不会对不相容元素的地球化学行为造成重要影响。但是，近年来的研究表明，熔体和流体在高压条件下可以完全互溶[1617]，弧玄武质岩浆含水量约4%实际上是岩浆上升过程中或侵位后遭受了调整的结果[18]。流体的逃逸将带走某些不相容元素，而流体的输入则带入不相容元素。据此，在开放系统条件下可以用不相容元素测试数据阐明岩浆系统的流体过程（如气体搬运），而不能用来揭示其他岩浆过程。

1.4区域岩石学

与成因岩石学不同，区域岩石学不要求精确的岩石学和矿物学约束，但要求严格的地质学或地球动力学约束。换句话说，区域岩石学谈论的不是一个岩浆体的成因与演化，而是一个构造旋回中岩浆系统的特征、成因与演化。因此，不可能对每一个分析样品都进行准确理解，更为有效的方法是揭示地球化学分析数据展示的时空分布规律。由此可见，在区域岩石学研究中，地质统计学是有效途径。

区域岩石学的基本依据是：①同类构造区具有类似的地质结构和地球动力学条件，因而参与部分熔融形成岩浆的源区组合相似，所形成的火成岩组合也类似；②同一构造区不同部位经历同样动力学过程的时间和强度有所不同，因而火成岩组合具有时空迁移的特征。根据第一个依据，同类构造区应当产生相似的数据集。将研究区的数据集与经过详细研究地区的数据集进行对比，可以阐明研究区的构造属性；将研究区数据集与产有大型矿床地区的数据集进行对比，可以阐明研究区的成矿潜力。根据第二个依据，同一构造区不同部位的数据集应当有所差异，这种差异与动力学系统触及的构造圈层性质和作用强度有关。据此，将数据集的特征与岩浆起源条件联系在一起，有利于揭示区域地球动力学过程。因此，区域岩石学研究经常采用类比的方法。但是已经识别的构造区类型并不是全部，同类构造区的不同部分存在地质结构的差异，因此，区域岩石学研究需要更多的地质学约束。例如，太行山地区发育中生代岩浆活动，前人一般称之为构造岩浆带。罗照华等基于火成岩组合分析，将其称为板内造山带，其理由是：①火成岩组合分析表明该区曾经具有巨厚的陆壳，这是造山带的本质特征；②与大洋板块俯冲相关的岩浆热轴一般不会超过500 km，太行山与古太平洋板块俯冲带的距离远远超过500 km，其岩浆活动不太可能与古太平洋板块的俯冲直接相关；③中国东部地区也存在时代相近的近EW向岩浆带和其他NE向岩浆带，古太平洋板块俯冲不可能产生如此复杂多样的构造岩浆带[19]。这3个约束条件都远远超出了地球化学测试数据的范畴，表明数值岩石学不能独立解决区域地质演化问题。

由此可见，仅仅依据化学测试数据（无论是相容元素还是不相容元素）不可能确定性地揭示岩浆系统经历的物理过程。同样，平均性质也不能作为判别标志，因为全岩测试数据的本质属性或者是反映了矿物组成（对于相容元素），或者是反映了流体过程（对于不相容元素），不具有确定性的物理过程信息。但是，利用化学测试数据和已发表的地质模型可以揭示潜在的物理过程，为进一步约束提供线索。

2岩浆系统性质

火成岩地球化学数据解释的困境也常常源于对岩浆系统的性质了解不够。在火成岩教学过程中，为了使学生更容易理解，通常将岩浆系统简化为一个岩浆体，再将岩浆体简化为一个质点，可称其为点岩浆模型；在这个基础上，再将岩浆的性质简化为其平均性质。这种简化的岩浆系统可称为理想岩浆系统，与自然岩浆系统相差甚远。对于某些专注于数值岩石学方法的研究人员来说，往往难以面对自然岩浆系统，因为他们没有精力关注火成岩理论的发展现状。

2.1岩浆晶粥柱模型

现代火山学观察表明，弧火山岩浆系y一般具有多个位于不同深度水平上的岩浆房[20]。另一方面，金伯利岩岩浆系统似乎从未发现深部岩浆房。据此可以得出这样一种认识：一个岩浆系统可以没有深部岩浆房，也可以有多个深部岩浆房。将这种特征与岩浆起源及岩浆上升和就位的驱动机制联系在一起，可以进一步得出：具有多个岩浆房的岩浆系统（多重岩浆房系统）发育在岩石圈物质结构较复杂的构造区，或岩浆具有较低的平均上升速率；相反地，岩石圈物质结构较简单的构造区岩浆系统具有较少或没有深部岩浆房，或岩浆具有较高的上升速率。

图件引自文献[13]

根据多重岩浆房系统的特征可建立岩浆晶粥柱模型（图4）。在这样一个岩浆系统中，设想岩浆上升过程中可能遭遇多个构造滑脱层，每遭遇一个构造滑脱层都可以导致一些岩浆减压就位。当岩浆体横向扩展的阻力大于上升阻力时，岩浆将继续上升，直到遭遇一个新的、位于更高深度水平上的构造滑脱层，如此反复，直到边缘岩浆房的产生（图4）。

因此，不同深度水平上的岩浆房往往以补给系统（岩墙）或通道系统相连通。这样的描述有利于理解大多数火成岩中缺乏通道壁岩石捕虏体的观察结果，因为通道岩浆的冷凝边可以阻隔上升岩浆与原始通道壁之间的接触。较复杂的情况可以出现在幔源岩浆底侵或内侵时，受热地壳中将按类似的方式产生一个长英质岩浆系统。此外，在远离热轴的地带可能出现幔源岩浆直接侵位于浅部地壳或喷出地表的情景[21]。

在这样一种岩浆系统中，可以预期：①所有岩浆房中都可以发生分离结晶作用，但较深部岩浆房的固结速率慢于较浅部岩浆房，因为有地热梯度的存在；②所有岩浆房中都可以产生含矿流体，但较深部岩浆房中流体更多，流体中成矿金属含量更大，因为熔体中挥发分溶解度和流体中成矿金属溶解度都与压力呈正相关关系；③岩浆房之间可以发生强烈的岩浆混合作用（包括壳源岩浆与幔源岩浆的混合），新生岩浆有可能含有大量循环晶（Antecryst）。因此，边缘岩浆房中充填的岩浆可能具有非常复杂的组成，与点岩浆模型的预期完全不一致，导致一个火成岩系列的化学变化不再仅取决于边缘岩浆房（终端岩浆房）中的岩浆过程，而是经常携带着整个岩浆系统演化的印记。

2.2岩浆房组装过程

花岗质岩基就位的空间问题（Room Problem）曾经长期困扰着地质学家。由于认识到岩基实际上是一种厚板状侵入体和岩墙补给机制[2223]，空间问题得到了很好的解决[6]。因此，大型花岗质侵入体的就位将同时要求岩浆体横向扩展岩墙补给底板沉陷循环（Loop）的反复发生[24]。显然，这是一种自组织过程，不同侵入单元之间将呈现复杂的接触关系。如果两个单元的就位时间非常接近，可以实现两种岩浆的完全混合，岩浆侵入体将会丢失早期的就位历史，在深部地壳尤其如此。因此，通过化学测试数据将难以揭示岩浆演化的全过程。

近年来，大型镁铁质侵入体也被认识到是由多批次岩浆组装产生，其主要依据是侵入体的平均成分与冷凝边成分不一致[25]。按照一次性岩浆瞬时就位或一次绵长的持续岩浆补给模型[26]，不管岩浆经历什么样的过程，其冷凝边成分必然与平均成分相等[13]。在分离结晶的条件下，岩体下部将富含镁铁质组分，而上部富含长英质组分，因此，剖面上镁铁质组分的丰度将呈S型变化，而长英质组分则呈反S型变化。然而，大多数大型侵入体都不服从这种变化规律，甚至一些小型岩席也表现出强烈的多批次岩浆组装的特征[25，27]。而大型侵入体中往往缺失多批次岩浆组装的地质学和岩石学证据。对此，Marsh认为其主要是因为岩浆混合作用消除了侵入体组装过程的许多证据[13]。由于镁铁质岩浆的固相线和液相线温度间隔较大，不同结晶度岩浆之间的混合相对容易。特别是发生全岩浆房对流过程时，质量平衡计算可能是揭示侵入体组装过程的最有效方法。尽管这种方法利用了样品化学分析结果，但是侵入体的岩性分层和厚度测量也是不可或缺的数据，这表明地质学和岩石学约束的不可或缺。

2.3岩浆房固结过程

基于理想系统模型，岩浆房固结过程是全岩浆房对外部环境的响应。这是一种很奇怪的现象，因为侵入体接触带的观察早就表明岩浆体的固结过程是从接触带向中心推进，但迄今仍有研究人员持全岩浆房同时结晶的观点[28]。由于岩浆固结前锋从接触带向中心移动，产生了一系列相关联的问题：首先，由于中部存在一个高温带（其温度等于岩浆的液相线温度），无论是沉降还是上浮的晶体都将在通过这个高温带时被吸回，不利于堆晶岩的产生；其次，由于晶体沉降速度与颗粒半径成正比，晶体吸回的速度与颗粒半径成反比，小的晶体颗粒将主要呈悬浮态，这将升高岩浆的黏度，不利于晶体沉降；再次，大颗粒晶体需要较长的生长时间，有可能导致其处于晶体捕获带，也不利于晶体沉降过程。由此可见，层状岩体中火成层理和堆晶岩的成因重新成为难解之谜[2930]。

作为一种解决方案，Gutierrez等提出了侧壁晶体沉降驱动全岩浆房对流模型[29]。该模型认为全岩浆房对流主要受侧壁晶体沉降驱动，与Skaergaard岩体具有薄侧壁岩系的观察结果一致。该模型有利于解释火成层理的成因，但要求岩浆侵入体具有大的方向比（高宽比），而层状侵入体却一般具有小的方向比（如攀枝花岩体约为0.1）。如果岩浆多批式脉动组装模型可信，将进一步减小侵入体的方向比，从而不利于全岩浆房对流。

图件引自文献[31]

另一种解决方案是发生堆晶作用的矿物晶体属于循环晶，而不是从寄主侵入体中结晶的产物[30]。此外，结合岩浆房组装过程的认识，也可以认为重力沉降主要发生在岩浆侵入体的下半部。从图5可以看出：玄武质熔体中斜长石和辉石开始出现温度（T）随压力（P）变化，且斜长石dP/dT梯度（0.004 ℃・bar-1）大于辉石（0.016 ℃・bar-1）[31]。峨眉山玄武岩的平均厚度约为3 000 m，而镁铁质侵入体就位于喷发不整合面上，因而第一批岩浆的就位深度应当约等于或小于1 kbar的压力条件。这时，斜长石应当先于辉石结晶，或与辉石同时晶出。随着岩浆的逐渐补给，如果玄武岩未遭受剥蚀，层状岩体将向下生长，岩浆逐渐由斜长石首晶区进入辉石首晶区。在这种情况下，就有可能出现大量堆晶辉石岩（如川西红格岩体）；如果补充岩浆的就位深度不变（即侵入体就位过程中玄武岩同时遭受剥蚀），将有利于形成辉长岩（如攀枝花岩体）。

岩浆固结过程对化学数据的分布样式产生重要影响，因此，分析岩石地球化学测试结果时应当考虑固结过程和固结条件的影响，也应当注意岩浆固结速度和补给速度之间的P系。

2.4岩浆系统的成熟度

由于终端岩浆房之下可能存在一系列位于不同深度水平上的岩浆房，岩浆房之间的相互作用将导致就位岩浆的组成复杂化。例如，如果下伏岩浆房中晶出了大量橄榄石，从深部上升的岩浆有可能将这些橄榄石携带到终端岩浆房中。由于这些橄榄石晶体不是从携带岩浆（Carrier Magma）中晶出的，它们被称为循环晶，而循环晶+携带岩浆则称为灰浆（Slurry）[30]。除了循环晶之外，火成岩中还可能包含其他晶体群[3233]。这些晶体往往被携带岩浆中析出的晶体包裹，被误认为是携带岩浆中最早析出的晶体，或者称为捕虏晶（如果不符合携带岩浆理论预期）。即使符合携带岩浆理论预期的晶体也未必都是从携带岩浆晶出的。例如，四川盐源矿山梁子苦橄岩含有4种不同成分和结晶习性的橄榄石[34]，表明至少有3种橄榄石不是源于携带岩浆的结晶作用。一般来说，如果岩浆上升速度足够快，都可以携带异源晶体（Exotic Crystal）；反之，异源晶体将会在岩浆上升过程中被移离。在前一种情况下，岩浆快速固结（如喷出岩），火成岩中将保留大量外来晶体的信息，这样不仅可以利用携带岩浆的成分反演岩石形成过程，而且可以利用循环晶追索深部岩浆房的信息，利用残留晶提取源区的信息。在后一种情况下，岩浆缓慢固结（如深成岩），所有外来晶体都可能被溶蚀，灰浆将转变为一种新的岩浆，这时利用全岩化学将不能揭示最后一个外来晶体消失之前的所有岩浆演化历史。据此，Zellmer等提出了岩浆系统成熟度的概念[35]。从热力学平衡的角度来看，岩浆系统的成熟度可以理解为岩浆系统趋向于服从吉布斯相律的程度。岩浆系统越偏离吉布斯相律，其成熟度就越低，反之则越高。由此可见，无论是哪一种情况，都不能简单地利用全岩化学来再造岩石形成过程，而必须有其他证据约束。

3白马铁钛氧化物矿床的再解释

无论从哪个角度来看，由数值岩石学得出的认识都存在多解性。为了得出更符合地质实际的解释，就必须引入其他方面的独立证据。四川攀西地区白马铁钛氧化物矿床可以作为一个典型实例。该矿床是攀西地区4个超大型铁钛氧化物矿床之一，近年来引起了广泛关注。但是，前人主要运用数值岩石学方法讨论了矿床成因，因而许多认识尚存在瑕疵：对于白马岩体中硅酸盐矿物与铁钛氧化物之间显著的δ57Fe值区别，Chen 等将Fe同位素分馏归咎于分离结晶作用和固相线下再平衡[36]，而Liu等则认为是它们分别结晶自两个不混溶富Si液体和富Fe液体的证据[37]；Liu等发现橄榄石中存在多相包裹体（主要为钛磁铁矿和钛铁矿，含少量磷灰石、角闪石、金云母和磁黄铁矿），将其解释为液体不混溶的产物[38]，而Pang等则将攀枝花岩体中的类似包裹体（主要为钛磁铁矿和钛铁矿，某些包裹体含有角闪石+黑云母±氟磷灰石）解释为铁钛氧化物在岩浆演化早期结晶的证据，并将包裹体中的含水矿物解释为捕获流体与橄榄石主晶反应的产物，将矿体成因归咎为铁钛氧化物堆晶作用[39]；Zhang等主张白马岩体形成于富铁岩浆的多脉动补给[15]，Pang等则主张攀枝花岩体的补给岩浆具有更原始的性质[39]。假定所有研究人员的观测证据都是可信的，出现类似矛盾就应当归咎于限定条件的不足。据此，有必要以白马矿床为例讨论如何引入地质学、岩石学和矿物学证据对数值岩石学认识进行约束。

特别是白马岩体中常见厘米级韵律层，且矿体的分布不均一（图9），难以用简单分离结晶模型来解释。从图6、7可以看出，低压分离结晶的模拟液体血统线大部分与样品投点分布趋势不符，表明这个模型依然存在缺陷。

3.4岩石学约束

分离结晶作用和岩浆混合作用对于白马岩体的成岩成矿过程看来都是重要的，但是即便同时考虑这两种岩浆过程的效应，依然存在不可克服的矛盾，即富铁岩浆的上升机制和韵律性层理的成因。因此，必须进一步考虑其他约束证据。

图件引自文献[15]

前面所有讨论都是建立在理想系统的基础上，无论是封闭系统还是开放系统。在这样的前提下，白马岩体的所有物质都被假定来自一个平衡热力学系统。由于缺乏成因矿物学证据，这样的假设前提并未得到证实或否定。作为一种弥补措施，可以引入岩石结构证据作为进一步约束的条件。理论上，在一个平衡系统中，组成矿物之间应当具有稳定的结构关系。考虑到开放系统和较快速冷却的特点，至少有两种矿物呈平衡结构关系。但是，白马岩体中的矿石特征（图10）展示的结构关系表明，无论是在主矿石中还是在浸染状矿石中，都不存在自形的橄榄石、辉石、斜长石和铁钛氧化物晶体。在主矿石[图10（a）]中的造岩矿物主要为橄榄石和单斜辉石，只有少量斜长石。这些造岩矿物的晶体均具有港湾状或浑圆形边缘，暗示了造岩矿物与矿石矿物之间的热力学不平衡。矿石矿物则充填于造岩矿物粒间，形成海绵陨铁结构。此外，尽管造岩矿物主要呈单晶体颗粒存在，局部依然可见由两个或两个以上晶体组成的颗粒。这种结构关系表明，矿石矿物形成于造岩矿物结晶之后。在浸染状矿石[图10（b）]中，斜长石明显较多，且造岩矿物之间常常相互接触，构成半自形粒状结构。有一个橄榄石颗粒被包裹在斜长石中[图10（b）左上角]，可以作为橄榄石先于斜长石结晶[41]的有利证据。铁钛氧化物晶体被包含在斜长石晶体中，可以作为其先于斜长石结晶或形成于液体不混溶的证据。但是与铁钛氧化物接触时，斜长石颗粒具有形态多变的溶蚀边缘[图10（b）左下角]，暗示了铁钛氧化物与斜长石之间的热力学不平衡。

由于所有造岩矿物都与矿石矿物呈热力学不平衡，所以成矿作用必然发生在成岩作用之后。换句话说，白马岩浆成矿系统可以划分为岩浆子系统和成矿子系统，这两个子系统的相互作用产生了白马大型铁钛氧化物矿床。为了进一步阐明成矿过程，先对热力学不平衡的原因进行分析，其基本解是造岩矿物结晶后进入到了一种新的环境。因此，不平衡结构的产生可能基于以下3个模型：①“矿浆”下涌模型；②富矿岩浆上涌模型或Zhang等的模型；③富矿流体上涌模型。“矿浆”下涌模型曾经用来解释红格铁钛氧化物矿床的成因[45]，其缺点是难以解释粒间熔体的去向。此外，由图10可见，成矿作用发生时造岩矿物之间已经具有稳定的结构关系，仅凭“矿浆”的重力难以产生足够大的张力，因而缺乏“矿浆”下涌的通道。富矿岩浆上涌模型有可能解决这一难题，前提条件是下伏岩浆房中有足够大的岩浆内压力。但是，富矿岩浆中含有大量硅酸盐物质，铁钛氧化物沉淀之后残余硅酸盐物质的去向也是一个问题。白马岩体具有很好的层状结构，未见明显的竖直岩浆通道（图10）。由此可见，“矿浆”下涌模型和富矿岩浆上涌模型都与地质证据不符，因此，富矿流体上涌模型可能是一个较合理的选项。已有的研究表明，挥发分流体的存在可以显著压制斜长石的结晶。实验表明：在“干”拉斑玄武质岩浆中，斜长石先于单斜辉石结晶；而在“湿”拉斑玄武质岩浆中，斜长石晚于单斜辉石结晶[46]。反过来，如果向已晶出斜长石和辉石的岩浆中输入流体，则可以导致斜长石被首先吸回，如果这一过程持续发生，单斜辉石和橄榄石也会依次被吸回。硅酸盐矿物的溶蚀会改变流体的溶度积，从而导致铁钛氧化物的沉淀，同时将溶解物向上传输。这种成矿机制可称为溶解沉淀机制，与不相容元素（K、P）富集在岩体上部的特征（图9）一致。根据富矿流体上涌模型，从浸染状矿石到海绵陨铁状矿石的转变就可以理解为溶解沉淀过程不断增强的结果。

显然，富矿流体上涌模型可以更合理地解释白马岩体的观察结果。如果与Zhang等的模型[15]结合在一起，就可以说原生苦橄质岩浆在深部岩浆房中经分离结晶作用产生了富铁熔体，流体或熔体流体流上升过程中萃取了其中的成矿金属，并将其y带到白马岩体中。含矿流体在溶解硅酸盐矿物和减压相分离过程中卸载了成矿金属，同时向上排出贫矿流体。白马岩体顶部常见的富角闪石细脉可能就是这种贫矿流体排气作用的产物。但是，由于不清楚图10样品的采样位置，上述认识依然有待进一步证据的约束。

4透岩浆流体成矿模型

数值岩石学是一种有效的工作方法，但需要得到地质学、岩石学和矿物学证据的约束。图6、7都揭示了分离结晶作用和岩浆混合作用的重要意义。但是，由于缺乏第三方证据的约束，这样的认识难以令人信服，所以逐渐引入了地质学、岩石学和矿物学约束，最终得到深部分离结晶+含矿流体上涌模型。尽管该模型依然需要进一步的约束条件，但可以解释更多的观察事实。对于之前提出的争议问题，Fe同位素的差异可以解释为岩浆子系统和流体子系统的不同，多相包裹体可以解释为液体不混合（合二不为一），而不是不混溶（一分为二），富铁岩浆上升的驱动力可以归咎为流体的加入。关于铁钛氧化物结晶于岩浆演化早期的判断[39]则完全是一个错误的认识，在列出的所有证据中都没有铁钛氧化物分离结晶的证据。

简要地说，深部分离结晶+含矿流体上涌模型就是透岩浆流体成矿模型。笔者及合作者在长英质岩浆成矿系统研究过程中提出了透岩浆流体成矿理论，现在看来该理论也适应于镁铁质岩浆成矿系统。究其原因，可能是该理论以物理过程为切入点，理论上所有的成矿系统都涉及成矿物质的输运和聚集，系统的化学性质可以改变成矿金属和金属组合，也可以改变物理参数的取值，但不会改变物理过程的基本驱动机制。因此，将透岩浆流体成矿理论用于镁铁质岩浆成矿系统时，成矿作用的样式将有所改变。

已有一些实验支持透岩浆流体成矿模型。Matveev等通过浮选实验提出，豆状铬铁矿可以通过流体泡的搬运过程产生[7]。假定铬铁矿在岩浆温度下降过程中首先结晶，且结晶过程释放的流体形成流体泡向上运动；由于硅酸盐矿物和氧化物的亲湿性不同，流体泡将可以在上升过程中不断收集铬铁矿晶体；携带铬铁矿集合体的流体泡消失之后，铬铁矿豆状体就在岩浆中下沉，聚集成铁矿石。Mungall等通过实验提出了类似的模型[8]，但他的模型用来解释硫化物熔体而不是金属矿物的上升机制。上述两种模型的共同之处是强调流体泡搬运成矿金属的能力，类似于工业上的浮选工艺，可称为浮选模型。Martin则通过变温实验提出透过岩浆活动的流体可以萃取其中的易溶组分[9]。即使纯H2O流体透过岩浆向上运动，也可以从中萃取大量的K、Na、Al、Si和Fe；据此，AMCG岩套（Anorthosite、Mangerite、Charnockite、Granite）中的A型花岗岩和正长岩的形成可能与透岩浆流体过程有关[9]。Blundy等认为斑岩型铜矿床的成因模型存在一个难解之谜：Cu的输运要求氧化环境，而铜矿物的沉淀则需要还原环境[10]。据此，他们用高温高压实验模拟了富硫气体卤水相互作用，进而提出铜富集最初涉及富金属的岩浆高盐液体或卤水，后者来自在浅部地壳经过数十到数千年组装产生的大型岩浆侵入体；随后，堆积卤水与下伏镁铁质岩浆中短期爆发出来的富硫气体发生反应，触发了硫化物矿石的沉淀[10]。这两个模型都涉及流体的溶解度，可以成为溶解度模型。显然，无论是浮选模型还是溶解度模型，都涉及流体透过岩浆活动。尽管研究人员没有使用透岩浆流体这一术语，但他们描述的过程与罗照华等的描述[47]非常类似。除了Blundy等强调了短期爆发[10]之外，其他研究人员都没有涉及岩浆相关成矿系统行为的复杂性改变。

一个岩浆系统可以具有多个深部岩浆房，每个岩浆房的结晶残余都可以富含流体（图4）；由于流体中Fe溶解度与压力呈正相关关系[48]，深部岩浆房中的残余流体必然也是富Fe、Ti氧化物组分的流体。因此，当深部岩浆房中的流体进入上覆岩浆房时，流体的减压膨胀属性导致骨牌效应：从下到上岩浆房依次开启并释放其中的残余流体，汇聚成一股强大的上升流体流。一旦这种流体遭遇半固结的先存镁铁质层状侵入体，就可以使岩浆重新液化和分异：先存晶体被溶解或熔化（斜长石辉石橄榄石），同时堆积铁钛氧化物。因此，铁钛氧化物可与橄榄石、辉石、斜长石及其任意组合形成矿石。由于橄榄石和辉石较难以溶解或熔化，它们在岩浆重新液化过程中将趋于沉淀，使得镁铁质层状岩体下部富集镁铁质矿物，而上部则富集长英质矿物和强不相容元素（如P）。此外，流体输入可大幅降低岩浆的黏度，有利于全岩浆房对流和流动分异作用。一旦对流过程停止，每一个岩浆分层中的流体都会趋于上升，而密度或粒径较大的晶体趋于下沉。这一过程有利于进一步修饰全岩浆房对流期间产生的分层性质，可能是韵律性层理产生的主要机制。从这个角度来说，含矿流体输入导致了岩浆分异，而不是岩浆分异产生了含矿流体。

透岩浆流体模型的重要疑点之一在于岩浆型矿床中往往缺乏强烈的热液蚀变现象。基于长英质岩浆相关矿床的研究，研究人员普遍认识到热液蚀变现象是成矿系统中存在流体的证据。但是，热液蚀变矿物的稳定温度很低（低于500 ℃），由于镁铁质岩浆的固相线温度远高于这个温度，在典型热液蚀变矿物稳定之前，流体有可能已经大部分逃移，所以侵入体内只有少量挥发分可以被保留到较低温度阶段，并导致热液蚀变现象。正如Norton等指出的那样，Skaergaard岩体的大部分历史都与流体平衡，岩体中罕见热液蚀变现象可能是因为在岩体温度下降到500 ℃之前挥发分就已经逃逸[49]。当前，流体存在的其他证据不断被强调，如次生单斜辉石、高An斜长石、爆破角砾岩、伟晶岩等。由此可见，岩浆型矿床中并不是不存在流体活动的证据，而是这些证据尚未被大多数研究人员认识到。

5结语

笔者在长期的教学和科研工作中深刻认识到理解岩浆系统物理过程的重要性。正如Marsh所述，岩浆过程本质上是可以得到化学扶持的物理过程，而不是相反。由此可见，理解岩浆系统的物理过程具有头等重要的意义。但是当前多数研究人员都没有涉及物理过程，或者仅仅利用化学参数套用某些物理过程。由于地质环境的千差万别，任何物理过程都可能受到不同的物理参数约束，从而展现出不同的化学记录。但是，物理过程的基本样式不会改变，这也是基于长英质岩浆成矿系统提出的透岩浆流体成矿理论同样适应于镁铁质岩浆成矿系统的根源。

对于白马岩体来说，由于前人没有注意到硅酸盐矿物与矿石矿物的不平衡，导致了证据链的断裂，进而导致了成因模型的缺憾；同时也应当看到，数值岩石学是一种强有力的工具，也是当前定量化研究最有效的方法。但是，仅仅依赖数值岩石学不可能建立一个完整的地质模型，必须得到更多地质证据的约束。以四川攀西地区白马岩体为例初步讨论了综合分析的方法，希望对读者有益。同时，由于所利用的资料来自前人的文献，各种约束尚不完全。读者参考本文内容时，要特别注意这一点。总之，撰写本文的目的主要是强调：数值岩石学必须得到地质学、岩石学和矿物学证据的约束，从而逐步深化认识，切实解决所面对的科学问题。同时，也提请读者关注火成岩理论的研究进展，教科书的内容仅适应于入门教学，不能作为深入研究的依据。

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篇10

[关键词]贫硫高碳高砷 难处理金矿石 提金工艺

[中图分类号]F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-9-49-1

1概述

随着近年来我国金矿开采规模的逐步扩大，以及易浸金矿资源的逐渐减少，难处理金矿逐渐成为金矿开采行业关注的重点。我国现有黄金储量中，难处理金矿量约占30%左右，所以，对难处理金矿的提金技术进行分析已经逐渐成为了行业关注的焦点。难处理金矿石中碳、砷等杂质的含量较大，在传统浸出技术的处理下，无法获得较为理想的金回收率。现阶段，常见的难处理金矿石包括下述几种：一是碳质金矿石；二是被包裹在硫化矿物中的金矿；三是被包裹在含非硫化脉石组分中的金矿石。

导致金矿石难浸的主要原因包括：第一，导电矿物的影响。与锑、铋、碲等金矿石导电矿物会聚合成化合物，进而钝化金的阴极溶解能力。第二，劫金物的影响。粘土和碳质物等劫金物的存在，都会影响浸取金过程中的可吸附金络合物。第三，耗氧耗氰物质的影响。溶液中钴、镍、锑、锰、铁、铜、砷等金属氧化物和硫化物的溶解度较高，会导致溶液中的溶解氧和氰化物发生严重流失。第四，包裹。化学覆盖膜、化学晶体固熔体以及物理机械包裹等，都会导致金矿物无法直接与氰化物接触。

2难处理金矿的预处理工艺

难处理金矿预处理的主要方法在于去除包裹，充分暴露金粒，并充分与浸出剂相互接触，其目标包括：提高难浸的碲化金等矿物的易浸性；将有机碳、锑、砷等去除，避免有害杂质对其性能造成影响；氧化金矿物外层的硫化物，产生多孔状物料，保证金粒与氰化物溶液充分接触。现阶段常用的预处理技术包括化学氧化、细菌氧化、加压氧化和氧化焙烧等。

2.1氧化焙烧

第一，富氧焙烧法。其主要优势在于：提高金回收率；因为无需将氮气的稳定提高到燃烧温度，因而能够防止发生不必要的燃料和热能损失问题；能够充分氧化，进而缩短焙烧时间，提高焙砂的生产质量；最大限度减少烟气体积，节约了冷却系统和烟气系统。

第二，固化焙烧法。指的是将焙烧过程中产生的硫酸盐、砷酸盐、钠盐使砷和钙等物质加入矿石中，并与焙砂相互固定，且不需排出SO2、As2O3等有毒气体，从而获得较为理想的氰化效果，避免常规焙烧法造成的环境污染。

第三，闪速焙烧工艺。该工艺指的是闪速焙烧炉中的热空气由炉底经喷嘴进入炉内，是原料能够在热气流中直接加热，大颗粒会直接落向喷嘴，而小颗粒则会被气流带动，炉内方向喷射床会随着这一运动达到平衡状态。该技术在含锌、镍、石灰石、铝钒土、磷酸盐和水泥等的硫化矿中得到了广泛的应用，能够最大限度地避免环境污染问题。

第四，微波焙烧。该处理工艺的主要优势在于：沸腾适当，物料中能量均匀分布，焙烧料上能够可控、准确地加入微波能力，能够满足特殊的设计需要；有用金属矿物能够利用微波焙烧工艺获得选择性加热，对于不同类型的矿物，其热膨胀系数和微波吸收系数不同，因而能够最大限度降低能耗[1]。

2.2微波氧化法

微波氧化法是我国现阶段正在研发的一种超高频电磁波为基础，对难处理金矿石实施预氧化处理基础，但这一工艺仍然处于研究和发展阶段。直接的微波预处理过程中会产生As2O3、SO2等有毒气体，充分混匀Ca（OH）2固化剂和精矿后，实施微波预处理，不仅能够提高金的浸出率，而且能够固化硫和砷，实现能源的节约[2]。

2.3化学氧化

化学氧化法也可称为水溶液氧化法，该技术是近年来难浸金矿石预处理中广泛应用的一种处理技术，可应用于非典型和含碳质的黄铁矿金矿石中。化学氧化技术能够在常压下通过强氧化剂实现含金矿石的氧化预处理，其氧化剂包括硝酸、Caro酸、次氯酸盐、高氯酸盐、氯气、碱、重铬酸盐、二氧化锰、高猛酸盐、过氧化物和臭氧等几种[3]。

2.4细菌氧化

细菌氧化指的是通过细菌氧化矿石，去除金粒外部包裹的砷化物和硫化物，充分暴露金粒的一种预处理技术。该预处理工艺具有下述显著优势：第一，经济性更好，适用于小规模处理厂；第二，技术要求低，操作方便，简单易行，能源消耗量较小，施工成本较低；第三，环境污染较小，无潜在的高压风险，且不会产生烟气，因而操作更加方便。其缺陷主要表现在：生产周期过长，氧化速度较慢，对细菌氧化环境要求更高[4]。

2.5加压氧化

该工艺的优势主要表现为：适应性较好，无砷限制，对于含硫量较低的矿石处理效果更好，铅和锑等有害金属的敏感性较低，金回收率较高，氧化所产生的产物数量较低，约为氧化前的1/3左右，有助于彻底分解硫化物，不会造成As2O3和SO2污染，反应速度较快，对施工技术水平要求较低。其缺陷主要表现为：工艺成本较高，操作技术较为复杂，工艺成本较高，对设备材质要求高，需要在高压高温条件下进行[5]。

3总结

导致贫硫高碳高砷难处理金矿石无法浸出的原因较为复杂，在浸前需要采取相应的预处理措施，而这一预处理技术也是目前金矿石开采行业关注的主要技术难题。随着各国近年来对于难处理金矿预处理研究的逐步深入，相关的预处理技术也实现了深入的发展。目前常用的细菌法、压力氧化法、焙烧法等均具有各自的优势和缺陷，且会在金矿石开采行业为了一段时间发展过程中处于并存状态，并会在此基础上逐步延伸和发展处新型预处理技术。化学氧化法和细菌氧化法等都是现阶段比较活跃的环保型处理技术。

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