流体地球化学概述省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

流流 体体 地地 球球 化化 学学 陈培荣、吴俊奇 .9.1 第1页 绪绪 论论 1 1、课程目标和意义、课程目标和意义 作为地科系学生来说作为地科系学生来说，未来研究领域将会包括到许多地球未来研究领域将会包括到许多地球化学问题。不过一个人未来研究方向化学问题。不过一个人未来研究方向，包括到详细学科是难以包括到详细学科是难以定论定论，尤其是受到市场经济影响和科学研究管理政策变革尤其是受到市场经济影响和科学研究管理政策变革，要要求一个科学工作者要具备一定综合素质求一个科学工作者要具备一定综合素质，即能够研究自己熟悉即能够研究自己熟悉领域课题领域课题，也能够研究自己尚不十分熟悉而国家要求研究课题。也能够研究自己尚不十分熟悉而国家要求研究课题。伴随我国地学研究与国际接轨伴随我国地学研究与国际接轨，这种情况已十分普遍。这种情况已十分普遍。第2页 通俗地讲通俗地讲，不是只会干什么不是只会干什么，而是要求干什么就能干什么。而是要求干什么就能干什么。只有具备这么素质和能力人材才能立足于社会。所以只有具备这么素质和能力人材才能立足于社会。所以，知识面知识面广是当今本科生培养中普遍重视一个问题。广是当今本科生培养中普遍重视一个问题。流体地球化学课程开设正是基于这种教学思想提出流体地球化学课程开设正是基于这种教学思想提出，作为作为一门选修课一门选修课，对扩大自己知识面十分主要。而且地壳中流体作对扩大自己知识面十分主要。而且地壳中流体作用或地质流体研究用或地质流体研究，八十年代开始八十年代开始，最近十几年来才被人们逐最近十几年来才被人们逐步认识并很快受到重视一个跨学科前沿领域步认识并很快受到重视一个跨学科前沿领域，己引发国际地学己引发国际地学界高度重视界高度重视，成为当前研究热点。成为当前研究热点。绪绪 论论第3页 流体这一术语己含有十分广泛涵义。不但包含水流体这一术语己含有十分广泛涵义。不但包含水,而且包含而且包含挥发分系统挥发分系统COCO2 2 、CxHy CxHy、HH 、卤素、卤素、S S、N N 等。它们蕴含等。它们蕴含在固体地壳中在固体地壳中，其量其量可与水圈相比。因为挥发分对温度和压力可与水圈相比。因为挥发分对温度和压力很敏感很敏感，所以所以，地质作用过程中它们十分活泼地质作用过程中它们十分活泼，是一个主要催是一个主要催化剂化剂，也是物质迁移、聚集和转化载体。也是物质迁移、聚集和转化载体。据推算据推算，地壳深部广泛流体运动可携带大约二分之一内部地壳深部广泛流体运动可携带大约二分之一内部能量能量，这意味着流体对地壳内部物理和化学状态及其动力学演这意味着流体对地壳内部物理和化学状态及其动力学演化有着决定性约束和影响作用化有着决定性约束和影响作用，所以所以，研究地壳中流体作用含研究地壳中流体作用含有主要理论价值和实际意义。从当前这一领域所取得结果来看，有主要理论价值和实际意义。从当前这一领域所取得结果来看，其意义可概括为三个方面其意义可概括为三个方面:绪绪 论论第4页(1)(1)发展板块结构理论、建立地壳动力学模式发展板块结构理论、建立地壳动力学模式 没有水就没有板块结构。许多地质学家指出没有水就没有板块结构。许多地质学家指出，水作为地球水作为地球上特有一个基本流体上特有一个基本流体，是地球区分于其它类地行星最本质特征是地球区分于其它类地行星最本质特征之一。地球上只所以能发育板块结构之一。地球上只所以能发育板块结构，其基本原因就是流体促其基本原因就是流体促进了岩石圈力学破坏。长久以来进了岩石圈力学破坏。长久以来，地球科学一直基于对地壳固地球科学一直基于对地壳固体物质研究来建立和发展知识与概念体系体物质研究来建立和发展知识与概念体系，忽略了流体地质作忽略了流体地质作用。用。第5页(2)(2)重新认识地壳中发生各种地质作用过程重新认识地壳中发生各种地质作用过程，检验和发展检验和发展当代地球科学理论当代地球科学理论 以往研究焦点以往研究焦点，多集中在固体岩石和矿物多集中在固体岩石和矿物，相关相关各种地质作用探讨也主要集中在温度和压力等物理化各种地质作用探讨也主要集中在温度和压力等物理化学条件上学条件上，缺乏对流体相及其作用基本了解缺乏对流体相及其作用基本了解，从而限从而限制了人们对许多重大地质作用过程与机理深入研究。制了人们对许多重大地质作用过程与机理深入研究。许多基当地责问题仍末得到圆满处理。许多基当地责问题仍末得到圆满处理。第6页(2)(2)重新认识地壳中发生各种地质作用过程重新认识地壳中发生各种地质作用过程，检验和发展检验和发展当代地球科学理论当代地球科学理论 比如：比如：油气怎样运移和圈闭？油气怎样运移和圈闭？金属矿床怎样形成？金属矿床怎样形成？岩浆怎样生成、侵位和喷发？岩浆怎样生成、侵位和喷发？地热系统怎样形成？地热系统怎样形成？地震怎样发生和改变？地震怎样发生和改变？滑坡怎样激发和运动？滑坡怎样激发和运动？地壳物质场和能量场怎样分异和演化等等。地壳物质场和能量场怎样分异和演化等等。要真正了解上述各种地质作用过程机理要真正了解上述各种地质作用过程机理，就必须加强地壳就必须加强地壳中流体作用研究。中流体作用研究。第7页(3)(3)为处理资源、环境灾害和废物处置等当代社会关注为处理资源、环境灾害和废物处置等当代社会关注地责问题提供全新地学知识地责问题提供全新地学知识 比如比如，研究水研究水-岩反应岩反应，为预防地下水水源污染问题提供科为预防地下水水源污染问题提供科学依据和处理路径。学依据和处理路径。地质场所安全处置放射性和有害废物地质场所安全处置放射性和有害废物，需要详细了解深部需要详细了解深部流体运动动力学以及流体流体运动动力学以及流体-固体系统中热能和化学组分迁移和交固体系统中热能和化学组分迁移和交换过程。换过程。矿产资源形成、火山暴发、地震活动、边坡稳定等都与流矿产资源形成、火山暴发、地震活动、边坡稳定等都与流体活动亲密相关。体活动亲密相关。所以所以,流体正给长久以地球固体物质为主要研究对象地球科流体正给长久以地球固体物质为主要研究对象地球科学注入了新生机学注入了新生机,推进着古老地球科学向前发展。推进着古老地球科学向前发展。第8页 2 2、课程体系和内容、课程体系和内容本课程分三部分本课程分三部分:第一部分第一部分，介绍流体基本概念、基础理论和基本知介绍流体基本概念、基础理论和基本知识。分四章，讲授内容识。分四章，讲授内容:笫一章笫一章 地壳中流体地壳中流体 流体定义流体定义流体形成流体形成流体分类流体分类 第二章第二章 流体与岩石相互作用流体与岩石相互作用 海水与玄武岩相互作用海水与玄武岩相互作用花岗岩与地下水相互作花岗岩与地下水相互作用用成矿流体与岩石相互作用成矿流体与岩石相互作用第9页 2 2、课程体系和内容、课程体系和内容 第三章第三章 流体与成矿作用流体与成矿作用 岩浆热液与成矿作用岩浆热液与成矿作用变质流体与成矿作用变质流体与成矿作用热卤水与成矿热卤水与成矿作用作用 第四章第四章 水水-岩相互作用化学动力学和成矿流体热力学基础岩相互作用化学动力学和成矿流体热力学基础 1 1、水、水-岩相互作用化学动力学岩相互作用化学动力学 矿物溶解作用矿物溶解作用矿物水反应速率定律矿物水反应速率定律水岩相互作用动力水岩相互作用动力学模型学模型 2 2、成矿流体化学平衡、成矿流体化学平衡 成矿流体化学类型成矿流体化学类型成矿流体化学平衡计算方法成矿流体化学平衡计算方法元素迁元素迁移和沉淀机制定量计算实例移和沉淀机制定量计算实例第10页 2 2、课程体系和内容、课程体系和内容 第二部分第二部分 介绍流体研究方法介绍流体研究方法，其中将流体包裹体研究其中将流体包裹体研究 作为主讲内容作为主讲内容(陈培荣老师讲授陈培荣老师讲授 )笫五章笫五章 流体包裹体成因与分类流体包裹体成因与分类 笫六章笫六章 包裹体样品制备与显微镜下判定方法和技巧包裹体样品制备与显微镜下判定方法和技巧 笫七章笫七章 温度、压力、组分和盐度测定方法温度、压力、组分和盐度测定方法 第三部分第三部分，试验试验3-4 3-4 次次 课时安排：本学期教学课时安排：本学期教学1717周、周课时周、周课时2 2、共、共3434课时课时,学分学分2 2 课时分配课时分配:第一部分第一部分1616课时课时，第二部分第二部分2020课时课时 第11页