地殼構(gòu)造流體

前言

　　從1977年第一屆全國(guó)流體包裹體會(huì)議以來(lái)，流體包裹體一直是地球科學(xué)研究的熱點(diǎn)，我國(guó)學(xué)者應(yīng)用流體包裹體在地球科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域研究中取得了很大的進(jìn)展?！　〉刭|(zhì)體中的流體包裹體多是微米級(jí)的觀察和研究對(duì)象。地球上的流體不僅關(guān)系到人類和動(dòng)、植物的生存，而且也關(guān)系到地球的演化。地球上的流體有多種，如巖漿、巖漿熱液、地下水、石油、海水、變質(zhì)水、盆地鹵水、地?zé)崴同F(xiàn)代熱泉等，流體包裹體是代表存在于地質(zhì)過(guò)程中的上述流體的任何一種或幾種的混合。它反映了當(dāng)時(shí)地質(zhì)環(huán)境中的各種地質(zhì)地球化學(xué)信息（壓力、溫度、酸堿度、成分、密度、鹽度等），并得以了解各種地質(zhì)體的形成條件和過(guò)程?！　〉貧?gòu)造活動(dòng)中捕獲的流體包裹體，基本上完整地記錄了整個(gè)構(gòu)造發(fā)生、發(fā)展和演化過(guò)程，是構(gòu)造應(yīng)力作用下各種來(lái)源的構(gòu)造流體的代表。構(gòu)造流體包裹體不僅已成為解決地殼構(gòu)造基本問(wèn)題必不可少的工具，而且已成為構(gòu)造地質(zhì)基礎(chǔ)研究工作的必要組成部分，并在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域日益顯示出其獨(dú)特的和不可替代的作用。本書(shū)是作者30多年來(lái)從事構(gòu)造流體包裹體的基礎(chǔ)理論探索和實(shí)際應(yīng)用研究的總結(jié)。　　第十五屆全國(guó)流體包裹體會(huì)議于2007年召開(kāi)，為了展示我國(guó)流體包裹體30年來(lái)的研究成果，科學(xué)出版社將陸續(xù)出版一套包裹體研究專著?！　∵@本書(shū)是國(guó)內(nèi)首部研究構(gòu)造流體包裹體的專著，它的出版對(duì)我國(guó)地殼構(gòu)造流體研究將起到促進(jìn)作用，對(duì)于構(gòu)造地質(zhì)、石油地質(zhì)、礦產(chǎn)地質(zhì)、巖土工程、巖溶地質(zhì)和寶石鑒定等領(lǐng)域的研究也具有重要價(jià)值。構(gòu)造流體包裹體是一門(mén)正在發(fā)展中的學(xué)科，有待進(jìn)一步向縱深發(fā)展。從這個(gè)意義上講，這本專著的出版具有承前啟后的作用。

內(nèi)容概要

本書(shū)敘述地殼顯微構(gòu)造中的流體包裹體特征和流體行為；介紹水一巖相互作用及流體包裹體平衡熱動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算方法；闡述我國(guó)不同地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造，特別是南北板塊俯沖帶中高壓變質(zhì)、韌性變質(zhì)構(gòu)造以及我國(guó)東部地區(qū)斷裂系統(tǒng)中脆性變形構(gòu)造流體包裹體的研究成果；同時(shí)詳述我國(guó)若干大型油氣田和礦床中包裹體熱動(dòng)力學(xué)特征，直接為油氣的幕式成藏?cái)鄬娱y效應(yīng)和礦床的沸騰熱鹵水雙循環(huán)模型的最新成因假設(shè)提供了寶貴數(shù)值根據(jù)；敘述利用非線性分形原理，對(duì)于復(fù)雜流體包裹體面(FIP)進(jìn)行分析，建立非線性FIP分維的模型，并且利用有限元數(shù)值法對(duì)FIP構(gòu)造應(yīng)力進(jìn)行反分析的理論和應(yīng)用實(shí)例；另外，也提供了喀斯特裂隙溶洞包裹體水溶液和巖漿熔體及揮發(fā)組分包裹體分析方法和測(cè)定資料，對(duì)于利用包裹體鑒別寶石專屬性的方法也有所介紹。    本書(shū)可供從事地球科學(xué)各學(xué)科研究和應(yīng)用的學(xué)者參考，特別是對(duì)從事構(gòu)造地質(zhì)、石油開(kāi)發(fā)、礦產(chǎn)評(píng)價(jià)、巖土工程、巖溶研究、寶石鑒定的科學(xué)技術(shù)工作者有較大的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于環(huán)境科學(xué)的工作者也有一定的參考價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介

　　劉斌，教授，1941年8月生，江蘇省泰州市人，1965年南京大學(xué)地球科學(xué)系地球化學(xué)專業(yè)本科畢業(yè)，先后在西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所、上海海洋地質(zhì)調(diào)查局和同濟(jì)大學(xué)工作。擔(dān)任中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)包裹體委員會(huì)第5屆、第6屆委員。專門(mén)從事巖石顯微結(jié)構(gòu)——流體包裹體的基礎(chǔ)理論，實(shí)際應(yīng)用和軟件開(kāi)發(fā)研究，特別在流體包裹體熱動(dòng)力學(xué)方面有較高的造詣。參加國(guó)際合作項(xiàng)目1項(xiàng)，國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目3項(xiàng)，主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)、參加2項(xiàng)，主持省部委項(xiàng)目6項(xiàng)。已在國(guó)內(nèi)外核心刊物發(fā)表論文80多篇，出版學(xué)術(shù)專著4部，代表著作：《流體包裹體熱力學(xué)》、《流體包裹體熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算軟件及算例》、《烴類包裹體熱動(dòng)力學(xué)》。首先在我國(guó)編制出一套包括58個(gè)程序的“流體包裹體熱力學(xué)參數(shù)QB軟件”，并且獲得國(guó)家版權(quán)局專利。建立了自然界主要烴一烴、烴一水不混溶包裹體組合判別和計(jì)算模型。編制了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件，解決了長(zhǎng)期以來(lái)油氣包裹體難以計(jì)算的世界難題。

書(shū)籍目錄

序前言第1章  地殼構(gòu)造流體、賦存流體包裹體的微觀構(gòu)造  1.1  地殼構(gòu)造流體基本特征    1.1.1  地殼構(gòu)造流體概念    1.1.2  地殼構(gòu)造流體來(lái)源    1.1.3  地殼構(gòu)造流體分類  1.2  構(gòu)造巖、構(gòu)造層次及微觀構(gòu)造中賦存流體包裹體    1.2.1  構(gòu)造巖    1.2.2  構(gòu)造層次    1.2.3  微觀構(gòu)造中的流體包裹體  1.3  不同類型的顯微構(gòu)造及其賦存流體包裹體特征    1.3.1  脆性變形顯微構(gòu)造及其賦存流體包裹體特征    1.3.2  韌性變形顯微構(gòu)造及其賦存流體包裹體特征    1.3.3  黏性變形顯微構(gòu)造及其賦存流體包裹體特征    1.3.4  超微構(gòu)造中流體和透射電鏡下的流體包裹體  1.4  兩類構(gòu)造巖——碎裂一糜棱巖和微脈體及其賦存流體包裹體特征    1.4.1  碎裂一糜棱巖及其賦存流體包裹體特征    1.4.2  微脈體及其賦存流體包裹體特征  1.5  賦存流體包裹體顯微構(gòu)造樣品的制備和研究方法    1.5.1  野外樣品采集和室內(nèi)樣品加工    1.5.2  顯微鏡下觀察和冷熱臺(tái)下測(cè)定    1.5.3  激光拉曼、電子和離子探針?lè)治?   1.5.4  成分分析的其他方法    1.5.5  超微樣品研究方法  1.6  流體包裹體在地殼構(gòu)造領(lǐng)域中的應(yīng)用    1.6.1  物理化學(xué)條件的計(jì)算    1.6.2  不同構(gòu)造領(lǐng)域中的應(yīng)用    參考文獻(xiàn)第2章  地殼構(gòu)造中主要流體行為及水一巖溶解性質(zhì)  2.1  地殼構(gòu)造中主要流體行為    2.1.1  H20    2.1.2  C02    2.1.3  02    2.1.4  C02一H20  2.2　水一巖溶解性質(zhì)    2.2.1　溶解度原理    2.2.2　溶度積常數(shù)    2.2.3　影響礦物溶解度的因素    參考文獻(xiàn)第3章　水一巖相互作用平衡熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算　3.1　包裹體捕獲時(shí)水一巖相互作用化學(xué)平衡計(jì)算    3.1.1　質(zhì)量作用定律    3.1.2　范特霍夫（van’t Hoff）等溫式    3.1.3　包裹體流體逸度和逸度系數(shù)方程    3.1.4　水一巖相互作用反應(yīng)溫度和壓力的計(jì)算　3.2　包裹體捕獲后流體組分相互反應(yīng)平衡計(jì)算    3.2.1  自由焓最小化方法    3.2.2　求解質(zhì)量作用方程組的方法    3.2.3　反應(yīng)進(jìn)度方法　3.3　包裹體中有離子參加的水一巖反應(yīng)及其E—pH圖    3.3.1　水一巖反應(yīng)類型    3.3.2　有離子參加的簡(jiǎn)單水一巖反應(yīng)平衡熱力學(xué)條件計(jì)算    3.3.3　E—pH圖及其應(yīng)用    參考文獻(xiàn)第4章　板塊俯沖高壓和超高壓變質(zhì)流體包裹體　4.1　板塊俯沖高壓和超高壓作用流體    4.1.1　板塊俯沖動(dòng)力分異、溶液彌散及變質(zhì)帶結(jié)構(gòu)    4.1.2　高壓和超高壓構(gòu)造變質(zhì)流體來(lái)源　4.2　高壓和超高壓構(gòu)造變質(zhì)巖中流體包裹體    4.2.1　流體包裹體類型    4.2.2　流體包裹體特征　4.3　高壓和超高壓構(gòu)造變質(zhì)流體一巖石相互作用和熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算    4.3.1　變質(zhì)流體一巖石相互作用    4.3.2　熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算　4.4　東天山三條高壓變質(zhì)帶中流體一巖石相互作用及其構(gòu)造演化規(guī)律    4.4.1　概述　……第3章  水-巖相互作用平衡熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算第4章  板塊俯沖高壓和超高壓變質(zhì)流體包裹體第5章  韌性剪切帶中流體包裹體第6章  脆性變形作用流體包裹體第7章  構(gòu)造巖漿熔體和揮發(fā)組分包裹體第8章  構(gòu)造成礦熱液包裹體第9章  喀斯特裂隙溶洞沉積物中流體包裹體第10章  構(gòu)造盆地流體包裹體參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章　地殼構(gòu)造流體、賦存流體包裹體的微觀構(gòu)造眾所周知，地質(zhì)環(huán)境的演變與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)密不可分，地質(zhì)構(gòu)造形成過(guò)程中，總伴隨熱動(dòng)力作用和流體活動(dòng)。構(gòu)造熱動(dòng)力和流體無(wú)論對(duì)板塊俯沖碰撞、造山帶演化、成礦作用、油氣運(yùn)集過(guò)程，都起著至關(guān)重要作用。地殼中各種構(gòu)造與流體的關(guān)系十分密切，巖石中發(fā)育的各種裂隙構(gòu)造既是具化學(xué)活性的流體流動(dòng)遷移的通道，又是化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生場(chǎng)所；構(gòu)造流體包裹體會(huì)把這些地質(zhì)信息記錄下來(lái)，這些包裹體是提供古流體信息唯一直接來(lái)源，研究這些包裹體可以分析構(gòu)造性質(zhì)、構(gòu)造環(huán)境、應(yīng)力狀態(tài)和力源與流體之間的相互關(guān)系及其規(guī)律性。而對(duì)于滲透有流體的巖石，其發(fā)育的構(gòu)造類型（如顆粒邊界、微裂隙、裂紋等）制約著巖石中滲透流體的流速和水一巖反應(yīng)速率等[1]。賦存流體包裹體的微觀構(gòu)造，特別是顯微變形構(gòu)造，不但記錄了流體活動(dòng)的蹤跡，而且留下了構(gòu)造演化、元素富積成礦的印記。此外，流體流動(dòng)的方式不但影響其寄居巖石的同位素組成，而且還影響到流體包裹體的形狀、大小、排列力式、密度特征等[2-4]。而流體的流動(dòng)方式是明顯受各種構(gòu)造裂隙控制的，因此，深入探討構(gòu)造流體作用機(jī)制，無(wú)論對(duì)于示蹤板塊碰撞和俯沖過(guò)程的地球動(dòng)力學(xué)，還是闡明成礦作用機(jī)制、油氣運(yùn)集規(guī)律都是十分重要的。1.1　地殼構(gòu)造流體基本特征1.1.1　地殼構(gòu)造流體概念地殼構(gòu)造流體系指在巖石圈各不同層次構(gòu)造活動(dòng)中產(chǎn)生的流體或積極參與構(gòu)造作用的流體。在構(gòu)造應(yīng)力作用下，巖石礦物將發(fā)生各種物理及化學(xué)變化，產(chǎn)生壓實(shí)、壓溶、剪切、交代、重結(jié)晶等作用，致使巖石礦物釋放出結(jié)晶時(shí)封存的流體或釋放出礦物巖石的結(jié)晶水、晶間水、裂隙水，形成構(gòu)造運(yùn)動(dòng)熱流體。

編輯推薦

《地殼構(gòu)造流體》可供從事地球科學(xué)各學(xué)科研究和應(yīng)用的學(xué)者參考，特別是對(duì)從事構(gòu)造地質(zhì)、石油開(kāi)發(fā)、礦產(chǎn)評(píng)價(jià)、巖土工程、巖溶研究、寶石鑒定的科學(xué)技術(shù)工作者有較大的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于環(huán)境科學(xué)的工作者也有一定的參考價(jià)值。

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