从平衡-封闭-静态转向非平衡-开放-动力学研究-热液矿床成因的若干新概念概述

• 作者: 张荣华 张雪彤 胡书敏
• 来源期刊: 地质学报
• 关键词: 水的基本性质 反应动力学 水分子氢键 金属-氧键性质 分子尺度
• 年，卷（期）: 2016,（9）
• 页码范围: 2437-2453
• 页数: 17页
• 字数: 17422字
• 语种: 中文

摘要

热液金属矿床成因研究过程中,观测与实验始终是密切结合的.上世纪70年代,平衡热力学的实验数据的快速积累,使人们用热力学理论计算可以预测和反演矿石和岩石的成因.但是,没有矿物-水溶液的反应速率数据,又没有与流体力学的结合,搞清楚矿石成因是困难的.七、八十年代,开始研究矿物与水溶液的反应动力学实验.科学家们开始瞄准了从平衡-封闭-静态转向非平衡-开放-动力学研究的这个大方向.1992年我们建立地球化学动力学开放研究实验室.研究高温高压矿物与水反应速率,发现固液的开放体系的自组织现象.实验发现温度影响矿物的各个元素反应速率改变,发现在跨越水临界态时矿物与水反应速率涨落、在近临界的气-液两相不混溶区一些金属进入气相、超临界流体的氧化作用及特别的溶剂性能影响矿物溶解性质.实验证实:临界态区流体与矿石成因有关.水岩相互作用的反应动力学实验温度从低温到550度,揭示矿石的金属来源、迁移、金属与蚀变分带机制.一大批大于300度的矿物与水反应动力学实验在国际界是少有报道的.九十年代,超高压的科学发展,与同步辐射光源的技术进步的结合,使固体地球科学又迈向了地球深内部.我们发展了高温高压流体性质的原位直测(测量850℃水溶液)红外谱,发现深部流体的新性质:气液两相流体的新结构,在临界温度区(300～400℃),水分子氢键网络的破坏受压力影响不大(23MPa～3GPa),同时,出现水的高电导率.研发新仪器为开放-流动-非平衡的反应动力学实验与极端条件下物质性质的直接观测结合,在科学前沿领域开辟了创新道路.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张荣华		6	24	2.0	4.0
2	张雪彤		6	24	2.0	4.0
3	胡书敏		6	24	2.0	4.0