導語：如何才能寫好一篇礦物學基礎，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、對科學觀點的了解程度

在本次調查中，對縣處級公務員了解科學觀點的測試，繼續使用國際上普遍采用過的16個測試題目。同時，考慮到公務員職責所需的必備知識，保留了部分2004年我國地廳級公務員科學素養調查的題目，將地廳級科學素養調查時的25個題目，減為22個題目。

調查顯示：

(1)8個題目的正確率很好，在80%以上；

對“地心的溫度非常高”、“所有的放射性現象都是人為造成的”、“數百萬年來，我們生活的大陸一直在緩慢地漂移，并將繼續漂移”、“就我們目前所知，人類是從早期動物進化而來”、“光速比聲速快”、“熱氣流上升，冷氣流下降”、“吸煙會導致肺癌”、“含有放射性物質的牛奶經過煮沸后對人體無害”等8個題目的了解情況很好，判斷正確的人數比例均在80%以上，最高的達到94.6%。

(2)6個題目的正確率較好，在60%～80%之間；

“激光因匯聚聲波而產生”、“Email是指網絡”、“最早期的人類與恐龍生活在同一個年代”、“互聯網是電話網和計算機網連接形成的遠程通信及信息處理網絡”、“計算機軟件包括磁盤和光盤”和“光伏電池是將太陽能轉換為電能的一種裝置”等6個題目的判斷正確比例在80%以下，但均超過了60%，了解情況較好。

(3)6個題目的判斷正確率在50%以上；

對“父親的基因決定孩子的性別”、“發射火箭等空間探索活動影響氣候”、“電子比原子小”、“抗生素既能殺死細菌也能殺死病毒”、“宇宙產生于大爆炸”、“地球圍繞太陽轉一圈的時間為一天”這6個題目有超過一半的人判斷正確。

(4)2個題目的判斷正確率較差，在50%以下；

判斷正確人數比例在50%以下的2個題目是“我們呼吸的氧氣來源于植物”和“植物在夜間的呼吸是吸進二氧化碳釋放出氧氣”。

二、掌握基本科學知識的狀況

綜合我國縣處級公務員對科學術語和科學觀點的了解情況，我國縣處級公務員掌握基本科學知識的人數比例為63. 4%。

三、對科學方法的理解程度

本次調查中，采用了“科學研究”、“對比實驗”和“概率”問題這三個測試題。

我國縣處級公務員能夠正確回答“科學研究”一詞指的是“觀察，推理，實驗”的比例達到70.2%；有14.1%的人選擇了“引進新技術，推廣新技術，使用新技術”，12.4%選擇了“觀察，解釋，結論”這兩個錯誤解釋；“不知道”和“未填寫”的比例之和僅為3.0%。

能夠對“對比實驗”方法做出正確選擇的縣處級公務員比例為53.8%，不能做出正確選擇的比例為39.7%，“不知道”和未填寫的比例為6.5%。對“概率”方法能夠做出正確選擇的縣處級公務員比例為85.0%，而做出錯誤判斷的比例為7.7%，“不知道”和未填寫的比例為7.3%。

數據顯示，我國縣處級公務員能夠全部答對3個題目的人數比例為36.1%；能答對2個題目的人數比例最高，為41.0%；答對其中一個題目的縣處級公務員比例為18.6%；對于3個科學方法測試題目均沒有答對的縣處級公務員比例僅為4.3%。即我國縣處級公務員理解基本科學方法的人數比例為36.1%。

四、對科學與社會之間關系的理解程度

縣處級公務員對科學與社會之間關系理解程度的測度，與2005年對我國公眾的測度基本相同，主要通過測度他們識別迷信現象的能力來實現。

1、對迷信的相信程度

調查顯示，對于“求簽”，被調查者只有0.4%的人選擇“很相信”，有5.6%的人選擇“有些相信”，選擇“不相信”的比例為84.7%。對于“相面”，有0.6%的人選擇“很相信”，有27.7%的人選擇“有些相信”，選擇“不相信”的比例為64.0%。對于“星座預測”，有0.7%的人“很相信”，有13.0%的人“有些相信”，“不相信”的比例為73.9%。對于“周公解夢”，有0.6%的人“很相信”，有17.9%的人“有些相信”，“不相信”的比例為70.4%。

如果將測試選項中“很相信”和“有些相信”合計作為“相信”的情況來分析。縣處級公務員自稱相信“相面”這種迷信形式的比例最高，為28.3%；自稱相信“周公解夢”的人數比例為第二，為18.5%；自稱相信“星座預測”的比例為13.7%；自稱相信“求簽”的縣處級公務員人數比例最低，為6.0%。

如果將自稱“不相信”和“不知道”四種迷信現象、同時在追問中選擇“不理睬”的調查對象作為不相信迷信的縣處級公務員來計算，結果顯示，本次調查中有47. 6%的縣處級公務員不相信迷信現象，沒有超過半數。

2、對人與自然關系的認識

在“您認為要想過上美好的生活，我們應該怎樣對待自然？”的題目測試中，有95.7%的人認為應該“尊重自然規律，合理開發利用自然”；1.2%的人選擇了“崇拜自然，服從自然的選擇和安排”；0.4%的人認為應該“最大限度的向自然索取，征服自然”；還有2.6%的人不知道怎樣看待這個問題，選擇了“不知道”和沒有填寫。

綜合以上分析，我國縣處級公務員中不相信迷信現象，同時認為“要想過上美好的生活，我們應該尊重自然規律，合理開發利用自然”的人數比例為46.9%，即基本了解科學與社會之間關系的人數比例也沒有超過半數。

五、具備基本科學素養的狀況

篇2

一、選擇題

1、鐵、銅等金屬可拉成絲或軋成薄片，是因為它們具有良好的

(

)

A

導電性

B

傳熱性

C

延展性

D

密度小

2、下列關于鐵的敘述正確的是

(

)

A

鐵是地殼中含量最多的元素

B

純鐵具有銀白色的金屬光澤

C

鐵器可用來盛放酸性物質

D

鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和氫氣

3、下列有關鐵在氧氣中燃燒現象的敘述中，不正確的是

(

)

A

火星四射

B

產生大量的熱

C

生成黑色固體

D

生成紅色固體

4、下列四種物質中有一種在適當條件下能跟其它三種反應，這種物質是

(

)

A

氧氣

B

鐵

C

硫酸

D

硫酸銅

5、世界衛生組織把鋁確定為儀器污染源之一，鋁的下列應用必須加以控制的是(

)

A

用鋁合金制門窗

B

有金屬鋁制裝碳酸飲料的易拉罐

C

用鋁合金作飛機、火箭材料

D

用金屬鋁制電線

6、人體中化學元素含量的多少會直接影響人體健康。下列元素中，因攝入不足容易導致人患有骨質疏松癥的是

(

)

A

鈉

B

鐵

C

鈣

D

鋅

7、西漢劉安所蓍的《淮南萬畢術》中有“曾青得鐵則化為銅”的記載(“曾青”指的是如硫酸銅之類的化合物)，它的反應原理屬于

(

)

A

化合反應

B

置換反應

C

分解反應

D

無法確定

8、下列屬于鐵的物理性質的是

（

）

A

鐵投入稀硫酸中有氣泡冒出

B

鐵在純氧中能劇烈燃燒，火星四射

C

鐵具有良好的導電導熱性能

D

鐵在潮濕的空氣中能生銹

9、將鐵片放入下列溶液中，過一會兒取出，溶液的質量不會發生變化的是

（

）

A

稀鹽酸

B

硫酸銅

C

稀硫酸

D

硫酸亞鐵溶液

10、以下不屬于金屬共同性質的是

（

）

A

有銀白色金屬光澤

B

有良好的延展性

C

導熱性較好

D

導電性能好

11、聯合國衛生組織經過嚴密的科學分析，認為我國的鐵鍋是最理想的炊具，并向全世界大力推廣，其主要原因是

（

）

A

價格便宜

B

烹飪的食物中留有人體需要的鐵元素

C

傳熱性能好

D

硬度高

12、鐵、鋁、銅三種金屬的活動性順序是

（

）

A

Fe>Al>Cu

B

Al>Fe>Cu

C

Cu>Fe>Al

D

Fe>Cu>Al

13、社會上一些不法分子以銅鋅合金（金黃色，俗稱黃銅）假冒黃金進行詐騙活動，為了鑒別黃銅，以下方法不可行的是

（

）

A

觀察顏色

B

放在火上燒烤

C

加入硝酸銀溶液中

D

放入稀硫酸溶液中

14、地殼中含量最多的金屬元素與非金屬元素組成的氧化物的化學式為

（

）

A

Fe2O3

B

CuO

C

Al2O3

D

FeO

15、11．2克某金屬和足量的稀硫酸充分反應后，生成0.4克的氫氣，該金屬是

（

）

A

鐵

B

鋁

C

銅

D

鎂

二、連線題

16、用連線表示下列金屬的用途(左邊)與性質(右邊)的對應關系。

A

鐵鍋

(1)導電

B

金箔畫

(2)導熱

C

銅電纜

(3)耐腐蝕

D

磁鐵制作磁卡電話

(4)機械強度大

E

銅鏡

(5)磁性

F

金屬材料

(6)金屬光澤

三、填空題

17、日常生活中，用于鐵欄桿外層涂料的“銀粉”大多是金屬

的粉末；家用熱水瓶內膽壁的銀色金屬是

；溫度計中填充的金屬是

；燈泡里做燈絲的金屬是

18、已知鋁粉和氧化鐵粉混合物在高溫引燃條件下發生反應，生成鐵和氧化鋁，同時放出大量的熱，該反應屬于

反應，寫出反應方程式

19、硫酸亞鐵溶液中混有少量硫酸銅，為了除去其中的硫酸銅，可加入足量的

(填化學式)，反應的化學方程式是

20、把一根銅絲在酒精燈上加熱，使其表面變黑，該反應的化學方程式為

，然后將其浸入稀硫酸中，充分反應后，溶液變為藍色，試寫出該反應的化學方程式

四、實驗探究題

21、用兩種不同的方法證明鐵比銅的金屬活動性強(簡要寫出步驟、現象、結論)

篇3

認真學習全市調查工作會議 精神努力搞好服務業調查工作

按照隊黨組的要求，我處及時召開處務會，組織全處同志認真學習全市統計調查工作會議精神，學隊長在會上所作的題為《振奮精神，團結拼搏，銳意進去，共創西安統計調查工作的新局面》的工作報告。通過學習，使我們更加認清了統計調查工作面臨的機遇與挑戰，明確了年統計調查工作的思路、目標和主要任務，增強了干好統計調查事業的信心與動力。年是全面貫徹落實黨的十七大戰略部署的第一年，也是統計調查事業加快發展的關鍵一年。全面建設小康社會向前邁進，科學發展、構建和諧、關注民生等觀念已深入人心，無疑使各級黨委和政府以及社會各界對統計調查工作提出了更高、更新的要求。統計調查在某種意義上已成為認識形勢、把握趨勢、制定政策、推動經濟社會發展不可缺少的參謀與助手。因此，深化制度方法改革，建立健全統計調查監測和預警體系，強化業務建設和管理，確保調查數據質量，已是今年統計調查工作的重中之重。全省調查工作會議把今年確定為“管理年”，提出樹立一個意識（垂直管理意識），鞏固兩項成果（改革和業務工作成果），狠抓三項建設（隊伍建設、制度建設和基層基礎建設）的工作目標，市隊在全面貫徹省總隊“管理年”的基礎上，又提出了狠抓五項建設（思想建設、隊伍建設、業務建設、制度建設和黨風廉政建設）的措施目標，為使年的各項目標任務全面完成，我們結合本專業的工作實際，認真分析服務業調查工作中存在的問題，總結經驗，查找工作不足，努力使服務業調查工作有一個新突破。因此，今年從以下幾個方面落實好省、市調查工作會議精神，抓好服務業調查工作，具體是：

一、更新觀念，擺正位置，改變調查工作方式。立足于自身調查為主，區縣隊調查為輔的原則，直接開展調查工作，與企業面對面完成各項調查任務。

二、充分認識服務業統計的重要性，重視調查樣本的變動情況，及時核對基礎資料，加強樣本庫的維護工作，最大可能提高實有調查樣本的數量，確保調查數據質量的準確性。

三、加強調查業務的培訓工作，開展對基層隊和企業的培訓與業務指導，增強與企業的聯系，爭取他們對服務業調查工作的理解和配合。利用年報、半年報布置會的機會對基層隊和調查企業開展業務培訓。

四、加大宣傳力度，提高服務業調查的社會認知度。通過業務培訓、統計執法等形式，讓社會各界對服務業統計工作有明確地認知，取得調查對象對服務業統計工作的積極支持，科學調查，依法統計，把好源頭質量關，創造良好的調查環境。

五、做好服務業調查研究分析工作，在出精品上下功，撰寫高質量的分析報告，為政府和社會當好參謀和助手。

六、加強本部門干部學習，提高自身綜合能力水平，使其成為服務業專業的行家里手。

篇4

英文名稱：Acta Petrologica Et Mineralogica

主管單位：

主辦單位：中國地質學會巖石學專業委員會;中國地質科學院地質研究所

出版周期：

出版地址：

語

種：

開

本：

國際刊號：1000-6524

國內刊號：11-1966/P

郵發代號：82-52

發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1982

期刊收錄：

CA 化學文摘(美)(2009)

CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

中國科學引文數據庫(CSCD―2008)

核心期刊：

期刊榮譽：

Caj-cd規范獲獎期刊

聯系方式

期刊簡介

《巖石礦物學雜志》是由中國地質學會巖石學專業委員會、礦物學專業委員會、中國地質科學院地質研究所聯合主辦的學術性期刊，屬地質類全國中文核心期刊，主要報道內容包括：巖石學領域的專題性或區域性巖漿巖、變質巖、沉積巖的巖類學、巖理學、實驗巖石學等方面的基礎理論和應用研究成果；礦物學領域的應用礦物學、寶玉石礦物學、環境礦物學、新礦物等方面的研究成果；邊緣交叉學科中的構造巖石學、巖石地球化學、環境地質學、煤巖學等方面的創造性和綜合性研究成果；鑒定巖石和礦物的新方法、新技術、新儀器；與巖石學和礦物學有關的最新地質科技信息、研究動態、會議簡訊等。

主要欄目

專題研究

綜述與進展

方法與應用

問題討論

綜合資料

篇5

關鍵詞 找礦礦物學黃鐵礦礦物標型特征找礦意義

0引言

礦物是找礦信息的載體，近年來，隨著新技術、新方法在地質學領域的應用，研究礦物標型特征與礦床成因、礦化之間的關系，對地質找礦具有較大的現實意義。

1理論基礎

礦物標型特征屬于找礦礦物學研究的范疇。所謂找礦礦物學是指，在地質——找礦中運用礦物標型學說，應用成因礦物學理論進行找礦實踐的新興學說。

1.2礦物標型性

礦物標型性包括標型特征、標型礦物、標型組合等方面。

標型組合是指在特定形成條件下形成的礦物組合，可以標志一定溫度、壓力、介質條件等。在每一種地質作用中，由于具體地質介質條件差異，可以形成其特有的礦物組合。

1.2標型礦物

標型礦物是指在特定形成條件下形成的礦物，可作為一定溫度、壓力、介質條件的標志。

主要強調礦物的單成因性，如斯石英只產生于隕石沖擊坑中，是高壓沖擊變質成因的標志礦物。

1.3礦物標型特征

礦物標型特征是指在不同地質時期和地質作用條件下，形成在不同地質體中的同一種礦物，其各種性質所表現出的差異，強調礦物的復成因性，大多數礦物屬于貫通性礦物，可形成于多種成因條件，同一種礦物常具有幾種成因類型和產狀。

由于生成時的物理化學條件的差異，使礦物的許多性質也產生一系列有規律的變化。

1.4礦物標型特征

礦物標型特征包括顏色標型、形態標型、成分標型、結構標型、性質標型等。

1.4.1顏色標型特征

礦物顏色是礦物中直觀且易于鑒別的一種性質，提供成因信息的主要原因是礦物中成分的變化以及晶體結構中的缺陷。

1.4.2形態標型特征

形態標型特征包括單體形態標型、微形貌標型、雙晶標型、集合體形態標型等（圖1-1，1-2，1-3）。

圖1-1 三山島金礦床黃鐵礦形態特征

圖1-2 三山島金礦床富礦體中黃鐵礦晶形演化

圖1-3 三山島金礦床圍巖中黃鐵礦晶形演化

1.4.3化學成分標型

1.4.3.1 主要成分和微量元素標型

①成因圖解

②礦物組分溫壓標志

③變價元素氧化—還原標志

④氧逸度（fO2）

⑤氧化還原電位（Eh）值與介質pH值

1.4.3.2穩定同位素標型

1.4.3.3包裹體成分標型

變價元素的氧化—還原標志：

含Fe3+、Mn4+、Cu2+、Sn4+、SO2- 為氧化條件

含Fe2+、V3+、Cr3+、Mn2+、S2- 為還原條件

氧化系數（Fe2O3/ FeO或Fe3+/ Fe2+）：

Fe3+/ Fe2+

Fe3+/Fe2+

Fe3+/ Fe2+>1弱氧化環境

Fe3+/ Fe2+ >> 1氧化環境

1.4.4熱發光標型

由于礦物中含有多種類質同象雜質和結構缺陷，將導致晶體能級結構中存在多種類型的陷阱能級，在外來能量激發下，可以造成礦物晶體具有發光性。

介質環境對礦物發光性能具有影響，礦物受熱升溫、遭受輻射，將礦物成分、離子價態及占位發生改變，礦物的熱發光具有反映形成條件的標型意義。

1.4.5熱電性標型

半導體礦物在一定的溫度條件下，可以產生熱電效應。導電類型和熱電系數可以表示礦物的電物理性質。同種礦物的導電類型及熱電系數隨著介質條件的變化而改變。礦物的熱電效應能夠靈敏的反映其形成時的地質條件，從而具有標型意義 。

2應用實例

近年來，在研究礦物的礦物學標型特征與礦床成因、礦化之間關系時，已有不少成果，以黃鐵礦礦物特征的找礦意義為例，可歸納如下：

2.1 運用黃鐵礦晶形特征，預測金礦化富集部位的礦物學信息

立方體黃鐵礦（Ⅱ{210}），往往是貧礦硫化物石英建造（М.В.波皮夫尼亞克，1976）。在含金石英脈中，金往往集中在晚期五角十二面體晶形的黃鐵礦和小粒徑的脈狀黃鐵礦中（Н.Г.格拉日丹采夫，1973），如泰嶺五角十二面體自形晶黃鐵礦含金高達461.58g/t；陜西二臺子金礦細粒五角十二面體自形晶黃鐵礦含金高達70.2—149.3g/t；黑龍江團結溝金礦粉末狀—脈狀黃鐵礦含金高達248.57g/t。

前蘇聯Н.З.葉夫濟科娃（1984）在研究遠東金礦（火山巖型）金礦時，在含金脈范圍內總結了如下規律：近礦交代巖（青盤巖）及其上部礦脈以平滑的粗晶黃鐵礦為主。石英脈附近，立方體黃鐵礦晶面平滑度降低，代之以粗大的晶面條紋，出現五角十二面體晶面，石英脈本身，上部以八面體黃鐵礦為主，中部以二十面體（八面體和五角十二面體同等發育的聚晶）黃鐵礦為主，下部以五角十二面體黃鐵礦為主。

黃鐵礦晶體大小與含金量有關，浙江八寶山金礦細粒黃鐵礦含金量723g/t，中粒36 g/t，粗粒幾乎不含金。

2.2 運用黃鐵礦物理特性找金信息

顏色：淺黃色、黃白色黃鐵礦，一般不含或含金量很低；深黃綠色、深銅黃色黃鐵礦往往與金礦（化）有關，本身含金也高。

硬度：含金黃鐵礦硬度偏低，一般為430—1070Kg/mm2，純黃鐵礦為192—1295Kg/mm2。

比重：含金黃鐵礦比重偏低，通常為4.59—4.85，純黃鐵礦為4.95—5.20。

晶格缺陷：單位晶胞較長a0= 5.4171-5.4220A0；純黃鐵礦為5.4170 A0，a0 越大進入黃鐵礦中的金越多。

導電類型：與礦化有關的蝕變帶（青盤巖化和細晶巖帶）或礦化帶上部的黃鐵礦為空穴導電型（熱電動勢+270—+400mv/度），礦體中部為混合型，礦體下部為電子型（В.И克拉斯尼科夫，1973）。

2.3 運用黃鐵礦微量元素指導找礦評價的信息

中亞西亞金礦：礦體外帶（青盤巖化帶）中的黃鐵礦含Cu、Bi、Co、Ni最高；近礦交代巖中的黃鐵礦中這些元素的含量急劇下降。與金礦化不密切的高溫黃鐵礦含Mn、Sn、Bi、As、Co；與金礦化密切的低溫黃鐵礦（立方體、五角十二面體）中含Sb、Hg、Cu、Ba。

烏拉爾金硫化物礦床：近礦帶內的黃鐵礦富含Au、As（0.3—1%），Mn、Cu（0.2—1%）（L.A.洛克諾娃，1976）。

中國：與金有關的黃鐵礦含Ag、Co、Ni、Cu、Pn、Zn、As、Sb、Hg、Bi、Se、Te等，礦體下部的黃鐵礦含Co、Ni較高（徐光榮，1988）。

黃鐵礦礦床：礦上黃鐵礦：Zn/As≈0.3-3.0，礦下黃鐵礦：Zn/As≈40-125（Ю.П.別利科夫，1971）。

汞礦床：礦上黃鐵礦： As為28-93 g/t，As×Sb/Zn×Ga=655；礦下黃鐵礦：As為0.3-3.6 g/t，As×Sb/Zn×Ga=0.26（И.В.普羅岑科，1975）。

黃鐵礦礦床：Co/Ni1，Cu×Zn×Pb×Ba×Ag/As× Ni× Co× Mn×Ti

2.4 運用黃鐵礦礦物暈判別礦化富集部位的信息

礦區阿爾泰塔洛夫多金屬黃鐵礦礦床：礦床容礦巖層中的黃鐵礦礦化異常，寬200—500米。1976年，L.A.洛里亞諾娃、B.M.切卡林，在礦區進行礦物填圖，總結出如下規律：從多金屬礦體向上，呈多金屬礦體—黃鐵礦礦體—強黃鐵礦礦化帶—中等黃鐵礦礦化帶—弱黃鐵礦礦化帶。分散的多金屬礦化，上下盤黃鐵礦礦化范圍窄，沒有上述分帶。

3 結論

隨著新技術、新方法在地質勘查領域的應用，礦物標型特征在找礦工作中的應用會越來越廣泛和普遍，發揮其重要作用。

但在運用上述成果時，要注意的問題是：這些特點往往與特定的地質成礦環境有關，是否能作為一種普遍可用的規律，要在實踐中檢驗。同時，要結合地質條件、礦床類型及其他地質信息來綜合分析。

參考文獻

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[11] 南京大學地質系巖礦教研室，結晶學與礦物學，地質出版社，1979；89-102；

[12] 王璞，潘兆櫓，翁玲寶，系統礦物學，地質出版社，1982；102-109；

篇6

關鍵詞：地質學；實踐教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）27-0099-02

地質類專業的主干課程有“結晶學與礦物學”、“構造地質學”、“巖石學”、“礦床學”、“地球化學”等，理論性和實踐性并重。進行課程實踐教學改革，有利于提高學生鑒定礦物巖石和編繪地質圖件的基本技能，并為學生以后從事地質方面的工作提供必要的基礎。現今，能源行業面臨巨大的壓力和挑戰，因此高校地質教學改革的重點是如何培養出具有良好專業基礎和較強創新能力的復合型人才，其中實踐教學改革是其重要組成部分[1]。

以“結晶學與礦物學”課程為例，結晶學這部分要求學生掌握晶體的對稱操作，如描述幾何單形的特征，如晶面的形狀、個數、晶面與對稱要素的相互關系等；礦物學要求掌握常見幾十種礦物的物理性質，并能進行鑒定[2]。課程比較抽象、難學，許多高校加重了實習課所占的比例。然而，傳統的教學方式一直效果不佳。本文嘗試從實踐教學手段、教學模式、教學考核機制等方面進行改革探索，以期獲得良好的教學效果。

一、改革實踐教學手段、教學方法

由于結晶學需要學生有較強的空間想象力，因此在實踐課堂教學中，采用交互式教學多媒體與板書相結合的方式。交互式多媒體能將文字、圖形、聲音、三維動畫和視頻等匯集在一起，激發學生的學習興趣，他們可通過操作電腦鍵盤或鼠標回答或搶答，教師則根據回饋結果查漏補缺，實現師生間的良好互動。例如，晶體47種幾何單形在教科書是平面黑白圖，學生較難分析出這些單形有多少個對稱面和對稱軸，有無對稱中心。使用交互式多媒體，可以根據學生反饋控制三維動畫中單形旋轉、對稱、反伸操作的速度，便于學生理解。以立方體為例，從各個角度展示，學生能更直觀地看出立方體有3個四次對稱軸、4個三次對稱軸、6個二次對稱軸、9個對稱面和一個對稱中心。結合單形立體結構模型，學生自己可分析判斷，回答其他幾何單形的對稱軸和對稱面的數目，教學內容清晰體現。

在大學一、二年級的野外實習中，教師應注重野外現場教學，指導學生觀察地質現象，認識身邊的礦物或巖石，加深他們對基本理論和基本概念的理解，熟悉野外工作程序和資料收集方式，掌握野外工作的基本技能。在傳統的野外實習中，教師只是對野外工作流程和地質工具的使用進行講解示范，如羅盤、測繩等，但由于學生人數眾多，教學效果不好，無法確保每個學生都能夠掌握。怎樣才能充分調動學生的積極性呢？我們必須對野外實踐教學方式進行改革，注重提高學生地質基本技能及獨立完成野外工作的能力。

一是運用“互動式”教學法。例如，每天教師在進行野外實踐前，簡要介紹實習路線內容，提出問題，讓學生回憶并復習課堂學到的理論知識。然后，實習時分成各個小組，每到一個觀察點，讓第一組學生描述觀察到的地質現象，第二組學生針對這些地質現象提出問題，第三組學生根據這些現象和問題相互討論，對這些現象形成機制進行解釋。到下一個實習點處，三組學生的任務互相調換。實習過程中，無論是對地質現象的描述，還是對形成機制的解釋，教師要給予鼓勵，待學生表述完后再進行糾正、補充和總結，并對學生提出的問題進行深化，大家充分討論。這種互動式教學方式，能夠充分調動學生自主學習的積極性，在野外實踐中取得良好的教學效果，而且有助于培養學生的地質思維方式。

二是運用“啟發式”教學法，促進學生積極思考。啟發式教學方式不僅廣泛應用于室內教學，還在野外實踐中扮演重要的角色。通過一系列層層深入的發問，啟發式教學方式可促使學生根據已有理論知識分析原因，找到答案，將理論應用于實踐。例如，野外常見到的砂泥巖互層，泥巖層風化強烈，破碎形成凹槽，而砂巖層仍致密堅硬。教師可以先讓學生對2種巖性進行充分觀察描述，然后逐步提出問題：砂巖和泥巖的種類有哪些？各自的礦物組成是什么？在學生回答后，教師再指出它們的物源和形成環境，使學生受到啟發會進一步思考：為什么會出現這種差異風化，是否和它的主要礦物的硬度、抗風化能力有關。在實習過程中，教師指導學生發現問題，一步步地找尋答案，讓學生能充分調動積極性，在愉快的氛圍中完成野外教學。

二、改革“先理論后實踐”的教學模式

打破原有的先講理論后實踐的教學模式，可有效改善實驗課的滯后性問題。將實驗教學與理論教學穿行，可在實驗教學時先引入一些后續課程的理論教學內容。例如，講授礦物的物理性質這節課時，可先讓學生進行礦物標本觀察實驗，自己描述礦物的特征，如形狀、顏色、光澤、硬度等，在此基礎上，講授理論課，講解礦物顏色、條痕、光澤、透明度及相互關系，讓學生的理解和記憶更為深刻，也易于掌握鑒定礦物的方法。這種把一些實驗項目放在理論課內容講授之前進行的方式，有助于提高學生的實踐操作能力，能更積極主動地觀察和思考。教師也可針對實踐教學中的薄弱處，如礦物解理、裂理及斷口的差異，根據礦物標本指導大家仔細觀察，進行比較分析，使學生掌握理論教學中的難點和重點。

三、完善實驗教學內容體系

目前，地質學類專業課的實驗教學體系以基本型實驗類型為主，提高型與創新型實驗類型較少，難以調動學生的學習積極性，也不利于學生實踐操作能力和創新能力的提高。因此，教師應根據教學大綱合理設計實驗項目，完善實驗項目類型，增加提高型與創新型實驗類型的比重，讓學生主動參與，成為實驗主導。例如，在實驗教學中，把學生分為幾個實驗小組，每組挑選一個課題，如一種礦物作為研究對象，課堂上由學生觀察總結出礦物的鑒定特征，課后小組成員廣泛收集資料，進一步查明礦物的化學組成、晶體結構、單體和集合體形態、成因和產狀等。然后，根據分組情況，學生走上講臺，匯報所研究的結果。每組匯報完畢后，由其他同學進行提問，匯報的學生做出回答，最后該小組的同學根據大家的建議，查閱相關文獻資料，獲得小組最終研究成果報告。另外，可根據教學內容增加一些創新型實驗項目，鼓勵學生自主選擇感興趣的小課題，自己設計實驗流程、方法，提高創新能力。

教師在學生進行大學四年級的畢業野外實踐之前，應有意識地指導學生在大學一至三年級的野外實習中進行研究性學習，充分調動他們的學習主動性，對野外感興趣、需要解決和深入認識的地質現象和問題，積極思考，有針對性地設計專題性實驗，實現由學生自主選擇畢業論文方向和題目，然后再進行野外樣品采集、室內測試分析，最后完成畢業論文。這一完整的自我設計和主動研究的學習過程，有利于培養學生觀察事物、思考問題及研究解決問題的能力和素質。

四、改善實踐教學考核機制

以往的專業課程實驗成績主要通過期末考試得出，考核機制單一，其應包括學生的平時實驗成績（可占總成績10%～20%）、隨堂測試成績（占總成績20%～30%）和實驗期末考試成績（占總成績50%～70%）。平時成績是學生每次實驗課做思考題和寫鑒定報告的成績，教師能及時地發現學生學習中的難點進行輔導和強化練習；實驗隨堂測試是課堂實驗中選擇一些標本去掉標簽說明，考查學生對礦物鑒定程序的掌握情況。在最后的一次實習課上進行實驗期末考試，將五大類的礦物標本挑選常見的幾十種擺在桌子上，隨機選擇幾種，讓學生進行鑒定，測試他們對課程知識的掌握情況。通過建立完善的考核機制，能有效地督促學生學習。

野外實踐考核內容包括：（1）學習風氣和學習態度，是否自覺積極主動地參與。（2）野外工作中是否認真整理、總結野外記錄本，是否養成勤動腦、動手、動口的習慣，是否具有吃苦耐勞、堅持不懈的作風。（3）考查總結報告，基本素材收集是否齊全，基礎知識應用是否準確性，地質圖件繪制是否規范性，是否具有綜合分析問題的能力，有無個人的獨特思考。

五、拓寬實驗教學空間

自然界中的礦物種類繁多，而進行實驗教學時，受課時和標本的限制，只能選擇各類代表性礦物讓學生進行實驗。為了使學生更好地掌握鑒定多種礦物的能力，開闊視野，應充分發揮學校地質博物館豐富巖礦標本的重要作用，指導學生多看、多比較，并通過野外實習采集和購買，逐步豐富礦物標本。

在此基礎上，建設院系開放性實驗室，為學生下課后自主學習提供條件。搭建綜合性實驗教學平臺，可為培養學生自學能力和創新精神提供基礎。指導學生充分利用網絡資源學習，如礦物相關數據庫、網上雜志等資料，以及網絡教程如中國地質大學、北京大學等高校“結晶學與礦物學”精品課程。

另外，我們也可以采用“請進來”的教學方針，多邀請校外野外實踐經驗豐富的專家開設講座，給學生系統地講述常見礦物的類型、特征、共生特點及野外礦物鑒定方法。而且，也要鼓勵學生積極“走出去”，在大學三年級之前參與教師的科研項目，完成從野外巖石、礦物的樣品采集、鑒定及數字化統計、分析等工作，鍛煉學生的實踐操作能力。鼓勵學生積極參加各種技能競賽[3]，如全國大學生地質技能競賽，激發學生的學習興趣。

參考文獻：

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篇7

關鍵詞： 云南； 中甸島弧帶； 爛泥塘； 銅礦； 巖體巖相學； 成礦作用

中甸島弧是西南“三江”構造成礦帶中的重要組成部分，位于揚子地臺西緣義敦島弧帶的南端，其東部及南部為甘孜―理塘板塊結合帶（圖1.a）。有學者在造格架上將中甸島弧分為東西兩個斑巖帶[1]。東斑巖帶以普朗超大型斑巖銅礦床為代表，西斑巖帶以爛泥塘、春都、雪雞坪銅礦床為代表（圖1.b）。近年來，國內外不少學者對東斑巖帶的普朗以及西斑巖帶的雪雞坪、春都等礦床都進行了大量的研究及報道[1-14]。然而，對西斑巖帶的爛泥塘銅礦的關注度卻不高。對含礦巖體地球化學特征的系統總結，及其與斑巖銅礦之間的關系等方面的研究比較缺乏。因此，本文在結合區域地質資料和前人研究成果的基礎上，通過對爛泥塘含礦巖體進行詳細的巖石學和巖石地球化學研究，探討該巖體的巖石成因及其與斑巖銅礦的成礦關系，以期為該地區構造-火成巖帶多金屬成礦作用的研究提供基礎資料。

1. 礦床地質概況

爛泥塘銅礦位于云南香格里拉縣城北北東方向，平距約20公里，屬于中甸島弧帶的西斑巖帶中部。礦區出露地層主要為上三疊統曲嘎寺組二三段，巖性為砂板巖夾碳酸鹽巖；上三疊統圖姆溝組一二段，巖性為砂板巖夾中酸性火山巖。礦區構造發育程度較簡單。主要出露爛泥塘斷裂以及一些密集發育于巖體及圍巖中的劈理和次生的節理及裂隙。其中含礦巖性及圍巖主要為石英二長斑巖和石英閃長玢巖。

2. 巖體巖相學特征

石英閃長玢巖為礦區的主要賦礦復式巖體，呈北西寬南東逐漸變窄的楔形展布在礦區的中西部，巖石呈灰色，灰黑色，斑狀結構，基質具有細粒微粒結構，粒徑平均0.1mm左右，塊狀構造，片理化強烈。斑晶主要為斜長石、少量黑云母和石英，粒徑平均為12mm～2mm，最大20mm，結構比較均一。基質中有斜長石、黑云母、石英以及少量它形鉀長石。巖石后期蝕變以絹英巖化和青磐巖化為主。蝕變礦物有絹云母、石英、白云母，綠泥石和方解石等。

a.綠泥石化絹云母化石英二長斑巖（+）；b.絹云母化閃長玢巖（+）；c.碳酸鹽化絹云母化石英二長斑巖（+）；d.絹云母化碳酸鹽化石英閃長玢巖（+）；e.絹云母化石英閃長玢巖（+）；f.絹云母化石英閃長玢巖（+）

3. 成礦作用

中甸島弧成礦系統由晚三疊世地層（含火山巖）、中酸入巖和構造3大要素組成，三者密不可分，是構造演化的具體表現或產物，其共同制約了斑（玢）巖成礦作用系統，在不同條件、不同部位形成了不同類型礦床，構成了本區特有的斑（玢）巖成礦系列。二疊紀末期甘孜―理塘洋盆打開， 早三疊世開始強烈擴張。晚三疊世晚期洋殼沿甘孜―理塘海溝向西俯沖消減于中咱―中甸微陸塊之下，源自俯沖板片的脫水流體對地幔源區的交代作用，誘發幔巖的熔融，也引發了島弧地殼的耦合變形，形成島弧斷裂，這為后期巖漿和成礦物質的上涌提供了良好的通道。幔源物質底辟上升和巖漿分凝形成鈣堿性巖漿，巖漿分異上涌或侵位形成鈣堿性島弧火山巖―淺成―超淺成中酸性斑（玢）巖系，即島弧巖漿巖。通過研究前人研究資料，總結爛泥塘斑巖銅礦成礦模式為：深斷裂―巖漿同源演化―巖漿+構造+圍巖蝕變―圍巖的封閉條。

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篇8

1934年出生的崔文元,現為北京大學地空學院教授,博士生導師,北大寶石鑒定中心技術總監;亞太國際珠寶玉石首飾行業協會會長,澳門國際天然礦物晶體研究學會會長;上海大世界基尼斯總部申報中心寶石鑒定顧問,中國珠寶玉石首飾行業協會寶石鑒定師考試委員會主任。

1958年畢業于長春地質學院后,崔文元分配到北京大學地質系任教至今。在1987年起的北京大學地質系副主任八年任期內,他為北大地質系的發展做出了杰出的貢獻。其間,他先后兩次作為訪問教授分別赴加拿大多倫多大學地質系及德國美因茨大學地質系進行科研工作。從1984年起他先后主持三項國際合作項目,多次參加國際學術會議,并在會上提交和宣讀論文。

崔文元長期致力于變質地質學、成因礦物學、結晶礦物學和珠寶玉石學的教學與科研工作。培養了碩士生20名、博士生8名。合著專著六部,在國內外的重要刊物上發表了50多篇論文。1982年首次提出了內蒙集寧群上部相當于孔茲巖系;在我國首次研究了河北遵遷灤地區變質巖及變質礦物的氧同位素組成特征及其地質意義,他帶著博士生王曉燕在河南團麻斷裂以西首次發現了含柯石英榴輝巖,引起國內外的重視。2006年,崔文元、吳國忠主編,由我國資深寶玉石專家編著的80多萬字的《珠寶玉石學GAC教程》已在地質出版社出版發行。

他于1998年按礦物組成對翡翠進行分類,得到了國內外學者的認可。他領導科研組于2000年在緬甸硬玉巖中首次發現了流體包裹體,發表在《科學通報》上;在大量室內外工作基礎上提出了《翡翠新的巖漿成因說》新觀點,在2000年國際珠寶會上,引起了專家和學者的注目。關于緬甸翡翠中六種閃石組合礦物研究的突破性新成果,在2003年發表于世界著名刊物《Contributions to Mineralogy and Petrology》上。對我國的壽山石、巴林石、昌化石和青田石進行了系統的研究,部分成果發表在有關刊物上。

崔文元不僅科研成績斐然,他還積極將科研與實踐應用相結合。他與同仁共同領導組建了《北大寶石鑒定中心》,于1994年成為我國寶石界雙認證單位,首家取得國家技術監督局認證實驗室國家認證書和首批取得國家技術監督局計量認證合格證書的國家級珠寶鑒定單位。

篇9

關鍵詞：數值巖石學；巖漿成礦系統；火成巖地球化學；透巖漿流體；鐵鈦氧化物礦床；四川

中圖分類號：P588.1文獻標志碼：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

地球化學理論和測試技術的飛速發展使得定量描述火成巖成因與演化成為可能，由此產生了一門新學科――數值巖石學（Numerical Petrology）或化學巖石學（Chemical Petrology）。數值巖石學以熱力學或統計學理論為基礎，以樣本子集的測試數據分布規律為依據，反演火成巖的形成過程及其地質意義。由于樣本子集的時空位置、礦物組合和晶體生長條件強烈影響測試數據的性質，理論上從數值巖石學途徑得出的認識應當得到地質學、巖石學和礦物學證據的s束。但是，近年來有關火成巖成因及其地質意義的討論經常缺乏這樣的約束，有些論文甚至缺乏顯微照片或對巖相學證據的理解不正確。特別是Rollinson的專著《Using Geochemical Data： Evaluation， Presentation， Interpretation》[1]出版以后，許多研究人員產生了利用地球化學數據可以獨立解決地質問題的錯覺，導致所得出的認識往往不完整，或缺乏明確的地質意義。因此，數值巖石學經常遭到非議，被戲稱為“粉末地質學”。導致這種困境的另一種原因是許多研究人員僅關注地球化學方法的學習，對火成巖理論的研究進展缺乏了解。巖漿型礦床的成因可以作為一個典型實例。盡管這類礦床中早就識別出整合型、不整合型和偉晶巖型礦體[24]，近年來大多數學者僅聚焦于整合型礦體成因及其與寄主侵入體演化的關系，且主要局限于數值巖石學方法。目前，大部分研究人員都認為成礦作用與巖漿過程有關，區別僅在于：①成礦機制是分離結晶作用還是液體不混溶；②成礦作用發生在巖漿演化早期還是晚期。然而，無論是哪一種成礦機制，如果成礦作用發生在巖漿演化早期，都將要求母巖漿具有不現實的高成礦金屬含量；如果發生在晚期，則難以解釋成礦金屬聚集的機制，因為這時巖漿的高黏度足以阻止金屬礦物或熔體的聚集。因此，巖漿型礦床的成因研究已經走到了一個三岔路口，處于進退兩難的境地[5]。基于此，本文分析了地球化學數據多解性的原因，介紹了巖漿系統的一般性質，并以四川攀西地區白馬鐵鈦氧化物礦床為例討論了利用地質學、巖石學和礦物學證據約束地球化學數據的方法。

1數值巖石學

數值巖石學的基本工作方法是根據野外地質特征采集一系列具有某種內在聯系的樣品。例如，在一個噴出巖剖面中，從下到上依次采集的樣品之間必然存在某種成因聯系。對這些樣品進行測試之后，可以將這種成因聯系變換成數值關系，如氧化物變異趨勢。在這個基礎上，可以通過兩種途徑解釋這種數值關系代表的地質意義：①結合巖石學和礦物學特征揭示樣品之間的成因聯系，甄別產生所采集樣本子集的地質過程（成因巖石學）；②與前人發表的數據進行比較，闡明火成巖成因及其形成構造環境（區域巖石學）。本文則主要聚焦于成因巖石學問題。

1.1數值幾何學

單個樣品的地球化學數據本質上不包含任何成因信息，僅僅表達了巖石的可能相組成。這一點可以清楚地從變質巖理論看出。但是，一樣品子集的數據分布型式則與火成巖過程密切相關。因此，數值巖石學研究通常對化學分析結果進行投圖，并根據樣品投點的分布趨勢直觀地提取火成巖成因信息，這種方法可以稱為幾何學方法。眾所周知，可以導致巖漿化學成分發生改變的巖漿過程主要包括部分熔融、分離結晶、氣體搬運、液體不混溶、巖漿混合等。同化混染作用包括部分熔融和巖漿混合兩個部分，其本身不是一種基本巖漿過程[6]。長期以來，分離結晶作用被認為是最主要的巖漿過程，20世紀80年代初以來，巖漿混合作用也得到了研究人員的高度重視。

巖漿混合作用涉及任意兩種或兩種以上母巖漿的混合。假定兩種母巖漿P1和P2發生混合，參與混合的母巖漿P1數量為x，母巖漿P2為y，且x+y=1，則混合巖漿D=xP1+yP2，其中，P1、P2、D分別表示兩種母巖漿和混合巖漿特征（如元素含量（質量分數，下同））。顯然，D=xP1+yP2是一個直線方程。無論x、y的數值如何變化，混合巖漿D的投點都應當落在母巖漿P1和P2的連線上。因此，如果樣品投點構成直線分布趨勢[圖1（a）]，就可以直觀地認為這些樣品（D1～D4）形成于兩種母巖漿（P1和P2）的混合，進而可以估算參與混合的兩種巖漿的比例。但是，如果兩種以上的母巖漿參與混合，投點的分布趨勢將復雜化，可以呈直線、折線或曲線，與混合作用的性質（如母巖漿P3的加入）有關。

S為分離相，S1、S2為固溶體的兩個端元；P為母巖漿，P1、P2為兩種母巖漿；D為子巖漿，D1～D4為4種子巖漿

分離結晶作用涉及分離相（S）的性質及其晶/液分配系數。如果分離相為純組成礦物（如石英）且其晶/液分配系數為常數，則分離相的分離結晶將導致子巖漿（D）分布在分離相（S）與母巖漿（P）連線的延長線上[圖1（b）]，D與P的距離取決于分離結晶程度。即使分離相（S）為固溶體礦物，如果組分Y對于分離相（S）為不相容元素，其分離結晶作用也必然導致子巖漿的線性演化趨勢[圖1（b）]。例如，由于橄欖石的SiO2含量低于玄武質巖漿且不含K2O，當母巖漿發生橄欖石分離結晶作用時，子巖漿的K2O含量將隨SiO2含量的增加而直線增加。然而，由于造巖礦物往往是固溶體，且其晶/液分配系數隨著溫度、壓力、流體條件和液相化學組成的變化而改變，子巖漿的實際投點位置會不斷偏離預期的液體血統線（Liquid Line of Descent）。從母巖漿（P）中初始晶出的相為S1，導致子巖漿成分沿著S1與P連線（虛線）的延長線（點劃線）向著遠離P的方向變化。隨著溫度下降，晶出相的成分不斷接近于S2，子巖漿的演化方向將偏離先前的預期，最終產生如實線所示的液體血統線[圖1（c）]。此外，當多個相依次發生分離結晶或分離相比例隨時間變化時，液體血統線也必然是曲線。

類似地，在部分熔融或液體不混溶過程中，晶/液分配系數和液/液分配系數也隨系統的溫度、壓力、流體條件和液相化學組成的變化而改變，因而樣品投點在XY簡化變異圖解中也往往呈曲線分布趨勢。氣體搬運作用比較復雜，因為流體泡（Fluid Bubble）既可以搬運固體[7]，也可以搬運熔體[8]，更常見的形式則是搬運溶質[910]。在后一種情況下，流體過程通常造成不相容元素的豐度出現異常變化。但是，絕大多數研究人員依然囿于教科書中介紹的概念，認為巖漿通常為流體不飽和系統，因而流體過程的化學效應迄今所知甚少。

由此可見，相同的巖漿過程可以產生不同的投點分布趨勢，而不同的巖漿過程也可以產生相同的投點分布趨勢。換句話說，理論上不能證明某種投點分布趨勢與特定的巖漿過程相關。因此，地球化學圖解的解釋過程中往往需要引入其他約束條件。由于全巖地球化學主要反映了可能的相組合，礦物學證據通常是地球化學圖解的首要約束條件。

1.2相容元素

數值巖石學通常將元素劃分成相容元素（趨于進入共生晶體的元素，D晶體/熔體值大于1或D晶體/流體值大于1）和不相容元素（趨于進入共生熔體或流體的元素，D值小于1）。主量元素是最重要的相容元素，其地球化學行為也容易用巖石學和礦物學證據檢驗，因而在火成巖成因討論中具有重要意義。利用主量元素進行成因分析時，對于表1所示的一組假定成因上相關的火山巖化學分析結果，可以制作SiO2含量或Mg#值對其他氧化物的變異圖解，并利用目測或回歸分析方法闡明投點的分布趨勢（圖2）。從圖2可以看出，樣品投點展現了3種分布趨勢：①TiO2、Fe2OT3、MgO和CaO含量都隨SiO2含量的增加而減少，投點呈曲線趨勢；②Al2O3和Na2O含量先隨著SiO2含量的增加而增加，然后隨SiO2含量的增加而減少，投點也呈曲線趨勢；③K2O含量隨SiO2含量的增加而增加，但投點呈直線趨勢。據此，可以假定這些樣品之間以分離結晶作用相聯系；如果這種假定可信，就可以進一步認為K是一種不相容元素，意味著分離相為無K2O礦物（如橄欖石、輝石、磁鐵礦）。按照這種邏輯，TiO2、Fe2OT3、MgO和CaO似乎初始為強相容元素，在安山巖之后變為弱相容元素；而Al2O3和Na2O則先為不相容元素，在安山巖之后變為強相容元素。據此可以推斷，玄武質巖漿可能先經歷了橄欖石+單斜輝石+鐵鈦氧化物組合的分離結晶，然后是斜長石的分離結晶。

如果這種推測可信，進一步可以外推母巖漿的成分。由于初始分離相不含K、Na、Al，且樣品投點在K2OSiO2圖解[圖2（g）]中呈線性趨勢，可以假定母巖漿中的K2O含量為無窮小。連接玄武安山巖（BA）與玄武巖（B），其連線的延長線（虛線）與橫坐標的交點可以近似代表母巖漿的SiO2含量（475%）。通過該點作一條平行于縱坐標軸的直線（虛線），則各氧化物投點趨勢與該直線的交點對應縱坐標值就可以認為是它們在母巖漿中的豐度（表1中再造的母巖漿）。因此，數值分析似乎證實了關于分離結晶作用的推測。

但是，這種“證實”不是真正的證實，因為缺乏交叉證據的約束。如前所述，部分熔融、分離結晶和液體不混溶都可以產生曲線型分布趨勢，僅根據分布趨勢難以對它們進行區分。為了檢驗上述認識，可以通過巖相學觀察尋找橄欖石等礦物發生分離結晶作用的證據（如先晶出礦物成為后晶出礦物的包裹體），也可以通過數值模擬檢驗分離結晶作用的可能性。例如，根據斯托克（Stocks）定律（v=2r2g（ρc-ρm）/9h），

晶w半徑（r）和熔體黏度（h）對晶體沉降速度（v）起著重要的控制作用，而晶體和熔體的密度差（ρc-ρm）主要決定了晶體運動的方向。假定玄武巖、玄武安山巖、安山巖、英安巖、流紋英安巖、流紋巖的溫度分別為1 200 ℃、1 100 ℃、1 000 ℃、900 ℃、800 ℃、700 ℃，利用Giordano等的計算程序[12]，可以得到它們的熔體黏度分別為25、8.2、32.0、1734、942.7、5 8828 Pa?s。至少到英安巖時，子熔體黏度已經比初始玄武質熔體黏度增加了約68倍。因此，即使不考慮晶體分數對巖漿總黏度的影響，熔體黏度的大幅升高也可能足以終止分離結晶過程。此外，晶體沉降速度與晶體半徑的平方成正比，意味著晶體只有生長到足夠大時才具有較快的沉降速度，否則晶體將主要呈懸浮態分散在熔體中。懸浮晶體的存在將進一步升高巖漿的總黏度。當懸浮晶體體積分數為20%～25%時，分離結晶作用實際上不可能發生[13]。據此可以認為，巖漿的流變學性質不支持高度分離結晶模型，對于長英質巖漿系統尤其如此。

鑒于主量元素圖解的多解性，微量元素被廣泛用于探討火成巖成因。這種方法的理論基礎是微量元素服從稀溶液定律，因而有利于投點分布趨勢的外推。此外，微量元素的豐度變化幅度要比主量元素大得多，可以提高圖解的分辨率。但是，微量元素的圖解同樣存在多解性。例如，對于斜長石來說，Eu在還原條件下具有相容元素的屬性，可以置換斜長石晶格中的Ca，而在氧化條件下則具有不相容元素的屬性。因此，Eu異常的存在與否既不能直接證明斜長石的分離結晶作用，也不能獨立說明斜長石在源區的穩定性。

1.3不相容元素

不相容元素在巖漿過程中傾向于進入熔體相和流體相，這種性質使得它們被認為更合適用來模擬封閉系統的巖漿過程。

例如，稀土元素由一組地球化學行為非常相近的元素組成，然而每一種元素都比其后面的元素具有略強的不相容性，因而它們的地球化學行為將有所區別[14]。據此可以用相容性相對弱和相對強的元素對制作圖解，以判斷樣本子集經歷過的潛在巖漿過程。例如，常用w（Ce）N和w（Ce）N/w（Yb）N作圖，以區分部分熔融和分離結晶過程（圖3）。

A為封閉系統的低壓分離結晶作用的投點分布趨勢；B為開放系統的低壓分離結晶作用的投點分布趨勢；C為開放系統的高壓分離結晶作用的投點分布趨勢；D為石榴石二輝橄欖巖的平衡批式部分熔融的投點分布趨勢，數字表示熔融程度（%）；F為假象的

富集型玄武巖漿分離結晶作用的投點分布趨勢；w（?）N[KG-30x]為元素含量球粒隕石標準化后的值；底圖引自文獻[14]

Ce不相容性較強，在初始熔體（P）中具有最高的豐度；相應地，初始熔體也具有最大的w（Ce）/w（Yb）值。隨著部分熔融程度的增加，進入熔體的Ce越來越少，而Yb則相對增多。因此，熔體中w（Ce）和w（Ce）/w（Yb）值同步減少，樣品投點在CeN（Ce/Yb）N圖解中構成一條具有正斜率的直線。相反地，在分離結晶過程中，由于稀土元素均為不相容元素，樣品投點在CeN（Ce/Yb）N圖解中構成一條與坐標橫軸近于平行的直線（A、B、F）。因此，根據樣品投點分布趨勢似乎很容易區分部分熔融和分離結晶過程。但是，開放系統的高壓分離結晶作用同樣可以產生傾斜的投點分布趨勢（C）。即使部分熔融形成的樣品，當部分熔融程度足夠高時，樣品投點也表現為水平分布趨勢（線段OD）。此外，該圖解中沒有涉及巖漿混合作用及其他巖漿過程。如果樣品是巖漿混合作用的產物，其投點趨勢既可以構成傾斜直線（母巖漿具有不同的w（Ce）值含量和w（Ce）/w（Yb）值時），也可以構成水平直線（母巖漿具有不同的w（Ce）值含量和相同的w（Ce）N/w（Yb）N值時）。由此可見，不相容元素數據同樣存在多解性。例如，將四川攀西地區白馬鎂鐵質層狀巖體的樣品投于圖3，大多數投點分布于虛線Ⅰ和Ⅱ所夾持的區域。按照上述判別原理，應當認為這些樣品具有更多的部分熔融印記。但是，層狀巖體中往往存在堆晶巖，分離結晶作用具有明顯重要的意義。例如，根據Zhang等提出的模型[15]，白馬輝長巖可能是苦橄質巖漿經歷61%分離結晶之后進化巖漿固結的產物。

特別需要注意流體過程對不相容元素豐度的影響。由于流體的高度活動性，流體過程可以造成基于理想系統難以理解的不相容元素地球化學行為。在傳統火成巖理論中，通常假定巖漿為自然熔體，含有很少的揮發分（如含水量（質量比）不大于4%）。在這種前提條件下，可以認為流體過程不會對不相容元素的地球化學行為造成重要影響。但是，近年來的研究表明，熔體和流體在高壓條件下可以完全互溶[1617]，弧玄武質巖漿含水量約4%實際上是巖漿上升過程中或侵位后遭受了調整的結果[18]。流體的逃逸將帶走某些不相容元素，而流體的輸入則帶入不相容元素。據此，在開放系統條件下可以用不相容元素測試數據闡明巖漿系統的流體過程（如氣體搬運），而不能用來揭示其他巖漿過程。

1.4區域巖石學

與成因巖石學不同，區域巖石學不要求精確的巖石學和礦物學約束，但要求嚴格的地質學或地球動力學約束。換句話說，區域巖石學談論的不是一個巖漿體的成因與演化，而是一個構造旋回中巖漿系統的特征、成因與演化。因此，不可能對每一個分析樣品都進行準確理解，更為有效的方法是揭示地球化學分析數據展示的時空分布規律。由此可見，在區域巖石學研究中，地質統計學是有效途徑。

區域巖石學的基本依據是：①同類構造區具有類似的地質結構和地球動力學條件，因而參與部分熔融形成巖漿的源區組合相似，所形成的火成巖組合也類似；②同一構造區不同部位經歷同樣動力學過程的時間和強度有所不同，因而火成巖組合具有時空遷移的特征。根據第一個依據，同類構造區應當產生相似的數據集。將研究區的數據集與經過詳細研究地區的數據集進行對比，可以闡明研究區的構造屬性；將研究區數據集與產有大型礦床地區的數據集進行對比，可以闡明研究區的成礦潛力。根據第二個依據，同一構造區不同部位的數據集應當有所差異，這種差異與動力學系統觸及的構造圈層性質和作用強度有關。據此，將數據集的特征與巖漿起源條件聯系在一起，有利于揭示區域地球動力學過程。因此，區域巖石學研究經常采用類比的方法。但是已經識別的構造區類型并不是全部，同類構造區的不同部分存在地質結構的差異，因此，區域巖石學研究需要更多的地質學約束。例如，太行山地區發育中生代巖漿活動，前人一般稱之為構造巖漿帶。羅照華等基于火成巖組合分析，將其稱為板內造山帶，其理由是：①火成巖組合分析表明該區曾經具有巨厚的陸殼，這是造山帶的本質特征；②與大洋板塊俯沖相關的巖漿熱軸一般不會超過500 km，太行山與古太平洋板塊俯沖帶的距離遠遠超過500 km，其巖漿活動不太可能與古太平洋板塊的俯沖直接相關；③中國東部地區也存在時代相近的近EW向巖漿帶和其他NE向巖漿帶，古太平洋板塊俯沖不可能產生如此復雜多樣的構造巖漿帶[19]。這3個約束條件都遠遠超出了地球化學測試數據的范疇，表明數值巖石學不能獨立解決區域地質演化問題。

由此可見，僅僅依據化學測試數據（無論是相容元素還是不相容元素）不可能確定性地揭示巖漿系統經歷的物理過程。同樣，平均性質也不能作為判別標志，因為全巖測試數據的本質屬性或者是反映了礦物組成（對于相容元素），或者是反映了流體過程（對于不相容元素），不具有確定性的物理過程信息。但是，利用化學測試數據和已發表的地質模型可以揭示潛在的物理過程，為進一步約束提供線索。

2巖漿系統性質

火成巖地球化學數據解釋的困境也常常源于對巖漿系統的性質了解不夠。在火成巖教學過程中，為了使學生更容易理解，通常將巖漿系統簡化為一個巖漿體，再將巖漿體簡化為一個質點，可稱其為點巖漿模型；在這個基礎上，再將巖漿的性質簡化為其平均性質。這種簡化的巖漿系統可稱為理想巖漿系統，與自然巖漿系統相差甚遠。對于某些專注于數值巖石學方法的研究人員來說，往往難以面對自然巖漿系統，因為他們沒有精力關注火成巖理論的發展現狀。

2.1巖漿晶粥柱模型

現代火山學觀察表明，弧火山巖漿系y一般具有多個位于不同深度水平上的巖漿房[20]。另一方面，金伯利巖巖漿系統似乎從未發現深部巖漿房。據此可以得出這樣一種認識：一個巖漿系統可以沒有深部巖漿房，也可以有多個深部巖漿房。將這種特征與巖漿起源及巖漿上升和就位的驅動機制聯系在一起，可以進一步得出：具有多個巖漿房的巖漿系統（多重巖漿房系統）發育在巖石圈物質結構較復雜的構造區，或巖漿具有較低的平均上升速率；相反地，巖石圈物質結構較簡單的構造區巖漿系統具有較少或沒有深部巖漿房，或巖漿具有較高的上升速率。

圖件引自文獻[13]

根據多重巖漿房系統的特征可建立巖漿晶粥柱模型（圖4）。在這樣一個巖漿系統中，設想巖漿上升過程中可能遭遇多個構造滑脫層，每遭遇一個構造滑脫層都可以導致一些巖漿減壓就位。當巖漿體橫向擴展的阻力大于上升阻力時，巖漿將繼續上升，直到遭遇一個新的、位于更高深度水平上的構造滑脫層，如此反復，直到邊緣巖漿房的產生（圖4）。

因此，不同深度水平上的巖漿房往往以補給系統（巖墻）或通道系統相連通。這樣的描述有利于理解大多數火成巖中缺乏通道壁巖石捕虜體的觀察結果，因為通道巖漿的冷凝邊可以阻隔上升巖漿與原始通道壁之間的接觸。較復雜的情況可以出現在幔源巖漿底侵或內侵時，受熱地殼中將按類似的方式產生一個長英質巖漿系統。此外，在遠離熱軸的地帶可能出現幔源巖漿直接侵位于淺部地殼或噴出地表的情景[21]。

在這樣一種巖漿系統中，可以預期：①所有巖漿房中都可以發生分離結晶作用，但較深部巖漿房的固結速率慢于較淺部巖漿房，因為有地熱梯度的存在；②所有巖漿房中都可以產生含礦流體，但較深部巖漿房中流體更多，流體中成礦金屬含量更大，因為熔體中揮發分溶解度和流體中成礦金屬溶解度都與壓力呈正相關關系；③巖漿房之間可以發生強烈的巖漿混合作用（包括殼源巖漿與幔源巖漿的混合），新生巖漿有可能含有大量循環晶（Antecryst）。因此，邊緣巖漿房中充填的巖漿可能具有非常復雜的組成，與點巖漿模型的預期完全不一致，導致一個火成巖系列的化學變化不再僅取決于邊緣巖漿房（終端巖漿房）中的巖漿過程，而是經常攜帶著整個巖漿系統演化的印記。

2.2巖漿房組裝過程

花崗質巖基就位的空間問題（Room Problem）曾經長期困擾著地質學家。由于認識到巖基實際上是一種厚板狀侵入體和巖墻補給機制[2223]，空間問題得到了很好的解決[6]。因此，大型花崗質侵入體的就位將同時要求巖漿體橫向擴展巖墻補給底板沉陷循環（Loop）的反復發生[24]。顯然，這是一種自組織過程，不同侵入單元之間將呈現復雜的接觸關系。如果兩個單元的就位時間非常接近，可以實現兩種巖漿的完全混合，巖漿侵入體將會丟失早期的就位歷史，在深部地殼尤其如此。因此，通過化學測試數據將難以揭示巖漿演化的全過程。

近年來，大型鎂鐵質侵入體也被認識到是由多批次巖漿組裝產生，其主要依據是侵入體的平均成分與冷凝邊成分不一致[25]。按照一次性巖漿瞬時就位或一次綿長的持續巖漿補給模型[26]，不管巖漿經歷什么樣的過程，其冷凝邊成分必然與平均成分相等[13]。在分離結晶的條件下，巖體下部將富含鎂鐵質組分，而上部富含長英質組分，因此，剖面上鎂鐵質組分的豐度將呈S型變化，而長英質組分則呈反S型變化。然而，大多數大型侵入體都不服從這種變化規律，甚至一些小型巖席也表現出強烈的多批次巖漿組裝的特征[25，27]。而大型侵入體中往往缺失多批次巖漿組裝的地質學和巖石學證據。對此，Marsh認為其主要是因為巖漿混合作用消除了侵入體組裝過程的許多證據[13]。由于鎂鐵質巖漿的固相線和液相線溫度間隔較大，不同結晶度巖漿之間的混合相對容易。特別是發生全巖漿房對流過程時，質量平衡計算可能是揭示侵入體組裝過程的最有效方法。盡管這種方法利用了樣品化學分析結果，但是侵入體的巖性分層和厚度測量也是不可或缺的數據，這表明地質學和巖石學約束的不可或缺。

2.3巖漿房固結過程

基于理想系統模型，巖漿房固結過程是全巖漿房對外部環境的響應。這是一種很奇怪的現象，因為侵入體接觸帶的觀察早就表明巖漿體的固結過程是從接觸帶向中心推進，但迄今仍有研究人員持全巖漿房同時結晶的觀點[28]。由于巖漿固結前鋒從接觸帶向中心移動，產生了一系列相關聯的問題：首先，由于中部存在一個高溫帶（其溫度等于巖漿的液相線溫度），無論是沉降還是上浮的晶體都將在通過這個高溫帶時被吸回，不利于堆晶巖的產生；其次，由于晶體沉降速度與顆粒半徑成正比，晶體吸回的速度與顆粒半徑成反比，小的晶體顆粒將主要呈懸浮態，這將升高巖漿的黏度，不利于晶體沉降；再次，大顆粒晶體需要較長的生長時間，有可能導致其處于晶體捕獲帶，也不利于晶體沉降過程。由此可見，層狀巖體中火成層理和堆晶巖的成因重新成為難解之謎[2930]。

作為一種解決方案，Gutierrez等提出了側壁晶體沉降驅動全巖漿房對流模型[29]。該模型認為全巖漿房對流主要受側壁晶體沉降驅動，與Skaergaard巖體具有薄側壁巖系的觀察結果一致。該模型有利于解釋火成層理的成因，但要求巖漿侵入體具有大的方向比（高寬比），而層狀侵入體卻一般具有小的方向比（如攀枝花巖體約為0.1）。如果巖漿多批式脈動組裝模型可信，將進一步減小侵入體的方向比，從而不利于全巖漿房對流。

圖件引自文獻[31]

另一種解決方案是發生堆晶作用的礦物晶體屬于循環晶，而不是從寄主侵入體中結晶的產物[30]。此外，結合巖漿房組裝過程的認識，也可以認為重力沉降主要發生在巖漿侵入體的下半部。從圖5可以看出：玄武質熔體中斜長石和輝石開始出現溫度（T）隨壓力（P）變化，且斜長石dP/dT梯度（0.004 ℃?bar-1）大于輝石（0.016 ℃?bar-1）[31]。峨眉山玄武巖的平均厚度約為3 000 m，而鎂鐵質侵入體就位于噴發不整合面上，因而第一批巖漿的就位深度應當約等于或小于1 kbar的壓力條件。這時，斜長石應當先于輝石結晶，或與輝石同時晶出。隨著巖漿的逐漸補給，如果玄武巖未遭受剝蝕，層狀巖體將向下生長，巖漿逐漸由斜長石首晶區進入輝石首晶區。在這種情況下，就有可能出現大量堆晶輝石巖（如川西紅格巖體）；如果補充巖漿的就位深度不變（即侵入體就位過程中玄武巖同時遭受剝蝕），將有利于形成輝長巖（如攀枝花巖體）。

巖漿固結過程對化學數據的分布樣式產生重要影響，因此，分析巖石地球化學測試結果時應當考慮固結過程和固結條件的影響，也應當注意巖漿固結速度和補給速度之間的P系。

2.4巖漿系統的成熟度

由于終端巖漿房之下可能存在一系列位于不同深度水平上的巖漿房，巖漿房之間的相互作用將導致就位巖漿的組成復雜化。例如，如果下伏巖漿房中晶出了大量橄欖石，從深部上升的巖漿有可能將這些橄欖石攜帶到終端巖漿房中。由于這些橄欖石晶體不是從攜帶巖漿（Carrier Magma）中晶出的，它們被稱為循環晶，而循環晶+攜帶巖漿則稱為灰漿（Slurry）[30]。除了循環晶之外，火成巖中還可能包含其他晶體群[3233]。這些晶體往往被攜帶巖漿中析出的晶體包裹，被誤認為是攜帶巖漿中最早析出的晶體，或者稱為捕虜晶（如果不符合攜帶巖漿理論預期）。即使符合攜帶巖漿理論預期的晶體也未必都是從攜帶巖漿晶出的。例如，四川鹽源礦山梁子苦橄巖含有4種不同成分和結晶習性的橄欖石[34]，表明至少有3種橄欖石不是源于攜帶巖漿的結晶作用。一般來說，如果巖漿上升速度足夠快，都可以攜帶異源晶體（Exotic Crystal）；反之，異源晶體將會在巖漿上升過程中被移離。在前一種情況下，巖漿快速固結（如噴出巖），火成巖中將保留大量外來晶體的信息，這樣不僅可以利用攜帶巖漿的成分反演巖石形成過程，而且可以利用循環晶追索深部巖漿房的信息，利用殘留晶提取源區的信息。在后一種情況下，巖漿緩慢固結（如深成巖），所有外來晶體都可能被溶蝕，灰漿將轉變為一種新的巖漿，這時利用全巖化學將不能揭示最后一個外來晶體消失之前的所有巖漿演化歷史。據此，Zellmer等提出了巖漿系統成熟度的概念[35]。從熱力學平衡的角度來看，巖漿系統的成熟度可以理解為巖漿系統趨向于服從吉布斯相律的程度。巖漿系統越偏離吉布斯相律，其成熟度就越低，反之則越高。由此可見，無論是哪一種情況，都不能簡單地利用全巖化學來再造巖石形成過程，而必須有其他證據約束。

3白馬鐵鈦氧化物礦床的再解釋

無論從哪個角度來看，由數值巖石學得出的認識都存在多解性。為了得出更符合地質實際的解釋，就必須引入其他方面的獨立證據。四川攀西地區白馬鐵鈦氧化物礦床可以作為一個典型實例。該礦床是攀西地區4個超大型鐵鈦氧化物礦床之一，近年來引起了廣泛關注。但是，前人主要運用數值巖石學方法討論了礦床成因，因而許多認識尚存在瑕疵：對于白馬巖體中硅酸鹽礦物與鐵鈦氧化物之間顯著的δ57Fe值區別，Chen 等將Fe同位素分餾歸咎于分離結晶作用和固相線下再平衡[36]，而Liu等則認為是它們分別結晶自兩個不混溶富Si液體和富Fe液體的證據[37]；Liu等發現橄欖石中存在多相包裹體（主要為鈦磁鐵礦和鈦鐵礦，含少量磷灰石、角閃石、金云母和磁黃鐵礦），將其解釋為液體不混溶的產物[38]，而Pang等則將攀枝花巖體中的類似包裹體（主要為鈦磁鐵礦和鈦鐵礦，某些包裹體含有角閃石+黑云母±氟磷灰石）解釋為鐵鈦氧化物在巖漿演化早期結晶的證據，并將包裹體中的含水礦物解釋為捕獲流體與橄欖石主晶反應的產物，將礦體成因歸咎為鐵鈦氧化物堆晶作用[39]；Zhang等主張白馬巖體形成于富鐵巖漿的多脈動補給[15]，Pang等則主張攀枝花巖體的補給巖漿具有更原始的性質[39]。假定所有研究人員的觀測證據都是可信的，出現類似矛盾就應當歸咎于限定條件的不足。據此，有必要以白馬礦床為例討論如何引入地質學、巖石學和礦物學證據對數值巖石學認識進行約束。

特別是白馬巖體中常見厘米級韻律層，且礦體的分布不均一（圖9），難以用簡單分離結晶模型來解釋。從圖6、7可以看出，低壓分離結晶的模擬液體血統線大部分與樣品投點分布趨勢不符，表明這個模型依然存在缺陷。

3.4巖石學約束

分離結晶作用和巖漿混合作用對于白馬巖體的成巖成礦過程看來都是重要的，但是即便同時考慮這兩種巖漿過程的效應，依然存在不可克服的矛盾，即富鐵巖漿的上升機制和韻律性層理的成因。因此，必須進一步考慮其他約束證據。

圖件引自文獻[15]

前面所有討論都是建立在理想系統的基礎上，無論是封閉系統還是開放系統。在這樣的前提下，白馬巖體的所有物質都被假定來自一個平衡熱力學系統。由于缺乏成因礦物學證據，這樣的假設前提并未得到證實或否定。作為一種彌補措施，可以引入巖石結構證據作為進一步約束的條件。理論上，在一個平衡系統中，組成礦物之間應當具有穩定的結構關系。考慮到開放系統和較快速冷卻的特點，至少有兩種礦物呈平衡結構關系。但是，白馬巖體中的礦石特征（圖10）展示的結構關系表明，無論是在主礦石中還是在浸染狀礦石中，都不存在自形的橄欖石、輝石、斜長石和鐵鈦氧化物晶體。在主礦石[圖10（a）]中的造巖礦物主要為橄欖石和單斜輝石，只有少量斜長石。這些造巖礦物的晶體均具有港灣狀或渾圓形邊緣，暗示了造巖礦物與礦石礦物之間的熱力學不平衡。礦石礦物則充填于造巖礦物粒間，形成海綿隕鐵結構。此外，盡管造巖礦物主要呈單晶體顆粒存在，局部依然可見由兩個或兩個以上晶體組成的顆粒。這種結構關系表明，礦石礦物形成于造巖礦物結晶之后。在浸染狀礦石[圖10（b）]中，斜長石明顯較多，且造巖礦物之間常常相互接觸，構成半自形粒狀結構。有一個橄欖石顆粒被包裹在斜長石中[圖10（b）左上角]，可以作為橄欖石先于斜長石結晶[41]的有利證據。鐵鈦氧化物晶體被包含在斜長石晶體中，可以作為其先于斜長石結晶或形成于液體不混溶的證據。但是與鐵鈦氧化物接觸時，斜長石顆粒具有形態多變的溶蝕邊緣[圖10（b）左下角]，暗示了鐵鈦氧化物與斜長石之間的熱力學不平衡。

由于所有造巖礦物都與礦石礦物呈熱力學不平衡，所以成礦作用必然發生在成巖作用之后。換句話說，白馬巖漿成礦系統可以劃分為巖漿子系統和成礦子系統，這兩個子系統的相互作用產生了白馬大型鐵鈦氧化物礦床。為了進一步闡明成礦過程，先對熱力學不平衡的原因進行分析，其基本解是造巖礦物結晶后進入到了一種新的環境。因此，不平衡結構的產生可能基于以下3個模型：①“礦漿”下涌模型；②富礦巖漿上涌模型或Zhang等的模型；③富礦流體上涌模型。“礦漿”下涌模型曾經用來解釋紅格鐵鈦氧化物礦床的成因[45]，其缺點是難以解釋粒間熔體的去向。此外，由圖10可見，成礦作用發生時造巖礦物之間已經具有穩定的結構關系，僅憑“礦漿”的重力難以產生足夠大的張力，因而缺乏“礦漿”下涌的通道。富礦巖漿上涌模型有可能解決這一難題，前提條件是下伏巖漿房中有足夠大的巖漿內壓力。但是，富礦巖漿中含有大量硅酸鹽物質，鐵鈦氧化物沉淀之后殘余硅酸鹽物質的去向也是一個問題。白馬巖體具有很好的層狀結構，未見明顯的豎直巖漿通道（圖10）。由此可見，“礦漿”下涌模型和富礦巖漿上涌模型都與地質證據不符，因此，富礦流體上涌模型可能是一個較合理的選項。已有的研究表明，揮發分流體的存在可以顯著壓制斜長石的結晶。實驗表明：在“干”拉斑玄武質巖漿中，斜長石先于單斜輝石結晶；而在“濕”拉斑玄武質巖漿中，斜長石晚于單斜輝石結晶[46]。反過來，如果向已晶出斜長石和輝石的巖漿中輸入流體，則可以導致斜長石被首先吸回，如果這一過程持續發生，單斜輝石和橄欖石也會依次被吸回。硅酸鹽礦物的溶蝕會改變流體的溶度積，從而導致鐵鈦氧化物的沉淀，同時將溶解物向上傳輸。這種成礦機制可稱為溶解沉淀機制，與不相容元素（K、P）富集在巖體上部的特征（圖9）一致。根據富礦流體上涌模型，從浸染狀礦石到海綿隕鐵狀礦石的轉變就可以理解為溶解沉淀過程不斷增強的結果。

顯然，富礦流體上涌模型可以更合理地解釋白馬巖體的觀察結果。如果與Zhang等的模型[15]結合在一起，就可以說原生苦橄質巖漿在深部巖漿房中經分離結晶作用產生了富鐵熔體，流體或熔體流體流上升過程中萃取了其中的成礦金屬，并將其y帶到白馬巖體中。含礦流體在溶解硅酸鹽礦物和減壓相分離過程中卸載了成礦金屬，同時向上排出貧礦流體。白馬巖體頂部常見的富角閃石細脈可能就是這種貧礦流體排氣作用的產物。但是，由于不清楚圖10樣品的采樣位置，上述認識依然有待進一步證據的約束。

4透巖漿流體成礦模型

數值巖石學是一種有效的工作方法，但需要得到地質學、巖石學和礦物學證據的約束。圖6、7都揭示了分離結晶作用和巖漿混合作用的重要意義。但是，由于缺乏第三方證據的約束，這樣的認識難以令人信服，所以逐漸引入了地質學、巖石學和礦物學約束，最終得到深部分離結晶+含礦流體上涌模型。盡管該模型依然需要進一步的約束條件，但可以解釋更多的觀察事實。對于之前提出的爭議問題，Fe同位素的差異可以解釋為巖漿子系統和流體子系統的不同，多相包裹體可以解釋為液體不混合（合二不為一），而不是不混溶（一分為二），富鐵巖漿上升的驅動力可以歸咎為流體的加入。關于鐵鈦氧化物結晶于巖漿演化早期的判斷[39]則完全是一個錯誤的認識，在列出的所有證據中都沒有鐵鈦氧化物分離結晶的證據。

簡要地說，深部分離結晶+含礦流體上涌模型就是透巖漿流體成礦模型。筆者及合作者在長英質巖漿成礦系統研究過程中提出了透巖漿流體成礦理論，現在看來該理論也適應于鎂鐵質巖漿成礦系統。究其原因，可能是該理論以物理過程為切入點，理論上所有的成礦系統都涉及成礦物質的輸運和聚集，系統的化學性質可以改變成礦金屬和金屬組合，也可以改變物理參數的取值，但不會改變物理過程的基本驅動機制。因此，將透巖漿流體成礦理論用于鎂鐵質巖漿成礦系統時，成礦作用的樣式將有所改變。

已有一些實驗支持透巖漿流體成礦模型。Matveev等通過浮選實驗提出，豆狀鉻鐵礦可以通過流體泡的搬運過程產生[7]。假定鉻鐵礦在巖漿溫度下降過程中首先結晶，且結晶過程釋放的流體形成流體泡向上運動；由于硅酸鹽礦物和氧化物的親濕性不同，流體泡將可以在上升過程中不斷收集鉻鐵礦晶體；攜帶鉻鐵礦集合體的流體泡消失之后，鉻鐵礦豆狀體就在巖漿中下沉，聚集成鐵礦石。Mungall等通過實驗提出了類似的模型[8]，但他的模型用來解釋硫化物熔體而不是金屬礦物的上升機制。上述兩種模型的共同之處是強調流體泡搬運成礦金屬的能力，類似于工業上的浮選工藝，可稱為浮選模型。Martin則通過變溫實驗提出透過巖漿活動的流體可以萃取其中的易溶組分[9]。即使純H2O流體透過巖漿向上運動，也可以從中萃取大量的K、Na、Al、Si和Fe；據此，AMCG巖套（Anorthosite、Mangerite、Charnockite、Granite）中的A型花崗巖和正長巖的形成可能與透巖漿流體過程有關[9]。Blundy等認為斑巖型銅礦床的成因模型存在一個難解之謎：Cu的輸運要求氧化環境，而銅礦物的沉淀則需要還原環境[10]。據此，他們用高溫高壓實驗模擬了富硫氣體鹵水相互作用，進而提出銅富集最初涉及富金屬的巖漿高鹽液體或鹵水，后者來自在淺部地殼經過數十到數千年組裝產生的大型巖漿侵入體；隨后，堆積鹵水與下伏鎂鐵質巖漿中短期爆發出來的富硫氣體發生反應，觸發了硫化物礦石的沉淀[10]。這兩個模型都涉及流體的溶解度，可以成為溶解度模型。顯然，無論是浮選模型還是溶解度模型，都涉及流體透過巖漿活動。盡管研究人員沒有使用透巖漿流體這一術語，但他們描述的過程與羅照華等的描述[47]非常類似。除了Blundy等強調了短期爆發[10]之外，其他研究人員都沒有涉及巖漿相關成礦系統行為的復雜性改變。

一個巖漿系統可以具有多個深部巖漿房，每個巖漿房的結晶殘余都可以富含流體（圖4）；由于流體中Fe溶解度與壓力呈正相關關系[48]，深部巖漿房中的殘余流體必然也是富Fe、Ti氧化物組分的流體。因此，當深部巖漿房中的流體進入上覆巖漿房時，流體的減壓膨脹屬性導致骨牌效應：從下到上巖漿房依次開啟并釋放其中的殘余流體，匯聚成一股強大的上升流體流。一旦這種流體遭遇半固結的先存鎂鐵質層狀侵入體，就可以使巖漿重新液化和分異：先存晶體被溶解或熔化（斜長石輝石橄欖石），同時堆積鐵鈦氧化物。因此，鐵鈦氧化物可與橄欖石、輝石、斜長石及其任意組合形成礦石。由于橄欖石和輝石較難以溶解或熔化，它們在巖漿重新液化過程中將趨于沉淀，使得鎂鐵質層狀巖體下部富集鎂鐵質礦物，而上部則富集長英質礦物和強不相容元素（如P）。此外，流體輸入可大幅降低巖漿的黏度，有利于全巖漿房對流和流動分異作用。一旦對流過程停止，每一個巖漿分層中的流體都會趨于上升，而密度或粒徑較大的晶體趨于下沉。這一過程有利于進一步修飾全巖漿房對流期間產生的分層性質，可能是韻律性層理產生的主要機制。從這個角度來說，含礦流體輸入導致了巖漿分異，而不是巖漿分異產生了含礦流體。

透巖漿流體模型的重要疑點之一在于巖漿型礦床中往往缺乏強烈的熱液蝕變現象。基于長英質巖漿相關礦床的研究，研究人員普遍認識到熱液蝕變現象是成礦系統中存在流體的證據。但是，熱液蝕變礦物的穩定溫度很低（低于500 ℃），由于鎂鐵質巖漿的固相線溫度遠高于這個溫度，在典型熱液蝕變礦物穩定之前，流體有可能已經大部分逃移，所以侵入體內只有少量揮發分可以被保留到較低溫度階段，并導致熱液蝕變現象。正如Norton等指出的那樣，Skaergaard巖體的大部分歷史都與流體平衡，巖體中罕見熱液蝕變現象可能是因為在巖體溫度下降到500 ℃之前揮發分就已經逃逸[49]。當前，流體存在的其他證據不斷被強調，如次生單斜輝石、高An斜長石、爆破角礫巖、偉晶巖等。由此可見，巖漿型礦床中并不是不存在流體活動的證據，而是這些證據尚未被大多數研究人員認識到。

5結語

筆者在長期的教學和科研工作中深刻認識到理解巖漿系統物理過程的重要性。正如Marsh所述，巖漿過程本質上是可以得到化學扶持的物理過程，而不是相反。由此可見，理解巖漿系統的物理過程具有頭等重要的意義。但是當前多數研究人員都沒有涉及物理過程，或者僅僅利用化學參數套用某些物理過程。由于地質環境的千差萬別，任何物理過程都可能受到不同的物理參數約束，從而展現出不同的化學記錄。但是，物理過程的基本樣式不會改變，這也是基于長英質巖漿成礦系統提出的透巖漿流體成礦理論同樣適應于鎂鐵質巖漿成礦系統的根源。

對于白馬巖體來說，由于前人沒有注意到硅酸鹽礦物與礦石礦物的不平衡，導致了證據鏈的斷裂，進而導致了成因模型的缺憾；同時也應當看到，數值巖石學是一種強有力的工具，也是當前定量化研究最有效的方法。但是，僅僅依賴數值巖石學不可能建立一個完整的地質模型，必須得到更多地質證據的約束。以四川攀西地區白馬巖體為例初步討論了綜合分析的方法，希望對讀者有益。同時，由于所利用的資料來自前人的文獻，各種約束尚不完全。讀者參考本文內容時，要特別注意這一點。總之，撰寫本文的目的主要是強調：數值巖石學必須得到地質學、巖石學和礦物學證據的約束，從而逐步深化認識，切實解決所面對的科學問題。同時，也提請讀者關注火成巖理論的研究進展，教科書的內容僅適應于入門教學，不能作為深入研究的依據。

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篇10

[關鍵詞]貧硫高碳高砷 難處理金礦石 提金工藝

[中圖分類號]F416.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-9-49-1

1概述

隨著近年來我國金礦開采規模的逐步擴大，以及易浸金礦資源的逐漸減少，難處理金礦逐漸成為金礦開采行業關注的重點。我國現有黃金儲量中，難處理金礦量約占30%左右，所以，對難處理金礦的提金技術進行分析已經逐漸成為了行業關注的焦點。難處理金礦石中碳、砷等雜質的含量較大，在傳統浸出技術的處理下，無法獲得較為理想的金回收率。現階段，常見的難處理金礦石包括下述幾種：一是碳質金礦石；二是被包裹在硫化礦物中的金礦；三是被包裹在含非硫化脈石組分中的金礦石。

導致金礦石難浸的主要原因包括：第一，導電礦物的影響。與銻、鉍、碲等金礦石導電礦物會聚合成化合物，進而鈍化金的陰極溶解能力。第二，劫金物的影響。粘土和碳質物等劫金物的存在，都會影響浸取金過程中的可吸附金絡合物。第三，耗氧耗氰物質的影響。溶液中鈷、鎳、銻、錳、鐵、銅、砷等金屬氧化物和硫化物的溶解度較高，會導致溶液中的溶解氧和氰化物發生嚴重流失。第四，包裹。化學覆蓋膜、化學晶體固熔體以及物理機械包裹等，都會導致金礦物無法直接與氰化物接觸。

2難處理金礦的預處理工藝

難處理金礦預處理的主要方法在于去除包裹，充分暴露金粒，并充分與浸出劑相互接觸，其目標包括：提高難浸的碲化金等礦物的易浸性；將有機碳、銻、砷等去除，避免有害雜質對其性能造成影響；氧化金礦物外層的硫化物，產生多孔狀物料，保證金粒與氰化物溶液充分接觸。現階段常用的預處理技術包括化學氧化、細菌氧化、加壓氧化和氧化焙燒等。

2.1氧化焙燒

第一，富氧焙燒法。其主要優勢在于：提高金回收率；因為無需將氮氣的穩定提高到燃燒溫度，因而能夠防止發生不必要的燃料和熱能損失問題；能夠充分氧化，進而縮短焙燒時間，提高焙砂的生產質量；最大限度減少煙氣體積，節約了冷卻系統和煙氣系統。

第二，固化焙燒法。指的是將焙燒過程中產生的硫酸鹽、砷酸鹽、鈉鹽使砷和鈣等物質加入礦石中，并與焙砂相互固定，且不需排出SO2、As2O3等有毒氣體，從而獲得較為理想的氰化效果，避免常規焙燒法造成的環境污染。

第三，閃速焙燒工藝。該工藝指的是閃速焙燒爐中的熱空氣由爐底經噴嘴進入爐內，是原料能夠在熱氣流中直接加熱，大顆粒會直接落向噴嘴，而小顆粒則會被氣流帶動，爐內方向噴射床會隨著這一運動達到平衡狀態。該技術在含鋅、鎳、石灰石、鋁釩土、磷酸鹽和水泥等的硫化礦中得到了廣泛的應用，能夠最大限度地避免環境污染問題。

第四，微波焙燒。該處理工藝的主要優勢在于：沸騰適當，物料中能量均勻分布，焙燒料上能夠可控、準確地加入微波能力，能夠滿足特殊的設計需要；有用金屬礦物能夠利用微波焙燒工藝獲得選擇性加熱，對于不同類型的礦物，其熱膨脹系數和微波吸收系數不同，因而能夠最大限度降低能耗[1]。

2.2微波氧化法

微波氧化法是我國現階段正在研發的一種超高頻電磁波為基礎，對難處理金礦石實施預氧化處理基礎，但這一工藝仍然處于研究和發展階段。直接的微波預處理過程中會產生As2O3、SO2等有毒氣體，充分混勻Ca（OH）2固化劑和精礦后，實施微波預處理，不僅能夠提高金的浸出率，而且能夠固化硫和砷，實現能源的節約[2]。

2.3化學氧化

化學氧化法也可稱為水溶液氧化法，該技術是近年來難浸金礦石預處理中廣泛應用的一種處理技術，可應用于非典型和含碳質的黃鐵礦金礦石中。化學氧化技術能夠在常壓下通過強氧化劑實現含金礦石的氧化預處理，其氧化劑包括硝酸、Caro酸、次氯酸鹽、高氯酸鹽、氯氣、堿、重鉻酸鹽、二氧化錳、高猛酸鹽、過氧化物和臭氧等幾種[3]。

2.4細菌氧化

細菌氧化指的是通過細菌氧化礦石，去除金粒外部包裹的砷化物和硫化物，充分暴露金粒的一種預處理技術。該預處理工藝具有下述顯著優勢：第一，經濟性更好，適用于小規模處理廠；第二，技術要求低，操作方便，簡單易行，能源消耗量較小，施工成本較低；第三，環境污染較小，無潛在的高壓風險，且不會產生煙氣，因而操作更加方便。其缺陷主要表現在：生產周期過長，氧化速度較慢，對細菌氧化環境要求更高[4]。

2.5加壓氧化

該工藝的優勢主要表現為：適應性較好，無砷限制，對于含硫量較低的礦石處理效果更好，鉛和銻等有害金屬的敏感性較低，金回收率較高，氧化所產生的產物數量較低，約為氧化前的1/3左右，有助于徹底分解硫化物，不會造成As2O3和SO2污染，反應速度較快，對施工技術水平要求較低。其缺陷主要表現為：工藝成本較高，操作技術較為復雜，工藝成本較高，對設備材質要求高，需要在高壓高溫條件下進行[5]。

3總結

導致貧硫高碳高砷難處理金礦石無法浸出的原因較為復雜，在浸前需要采取相應的預處理措施，而這一預處理技術也是目前金礦石開采行業關注的主要技術難題。隨著各國近年來對于難處理金礦預處理研究的逐步深入，相關的預處理技術也實現了深入的發展。目前常用的細菌法、壓力氧化法、焙燒法等均具有各自的優勢和缺陷，且會在金礦石開采行業為了一段時間發展過程中處于并存狀態，并會在此基礎上逐步延伸和發展處新型預處理技術。化學氧化法和細菌氧化法等都是現階段比較活躍的環保型處理技術。

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