现代科技综述知识文库：构造地球化学

1、现代科技综述系列构造地球化学科技是人类区别于动物的重要文明之一，是人类对自然规律研究和利用的学科。本文提供对科技基本概念“构造地球化学”的解读，以供大家了解。构造地球化学这是一门由构造地质学同地球化学互相渗透而形成的交叉科学。该学科的建立，其中心思想是认为在构造的形成过程中，不仅有机械作用，并且有化学作用的伴随或参与。因此有必要把两方面的研究互相结合，以求对地质构造及其与成矿关系作出深入的、全面的了解，即把化学元素的迁移与构造运动的关系及其规律性开展系统的探索和认识，更有成效地从这一角度指导找矿。1961年，中国科学院成立了中南大地构造及地球化学研究室。在陈国达主持下，试图从事把地质构造与地球

2、化学结合起来统一研究，开始了“构造地球化学”这样一个新学科的初步设想。1963年，黄瑞华发表了第一篇研究论文论华夏型地洼区发展过程中的火成岩岩石化学特征。同年，袁奎荣在其华南某处地洼型花岗岩的特征一文中，也作了类似的探索。这些早期发表的研究成果，为本学科的发展作了实践上的铺垫。1976年，陈国达在构造地球化学若干问题一文中初次发表“构造地球化学”这个术语，并明确了构造地球化学的定义是：“从事研究各种地质构造作用与地壳中化学元素的分配与迁移、分散和富集等关系的一门科学”。文中并对大、中、小各级构造与化学元素分配集散关系的具体表现，及其研究的理论和实用意义作了初步阐述。继黄瑞华于19781982年

3、陆续发表了关于地洼区、地台区及地槽区的构造地球化学特征的研究结果之后，在1983年召开的第1届全国构造地球化学讨论会上这门学科正式宣告成立。在这次讨论会上，陈国达、黄瑞华在他们的关于构造地球化学的几个问题一文中，进一步定出这个术语的英译文为Tectono-geochemistry，明确了其任务是“研究地质构造作用与地球化学过程之间，也就是运动与物质之间在时间、空间及因果诸方面的关系，即把形成与形变、建造与改造统一起来，加以研究。其研究范围包括不同地壳运动类型、构造单元、构造区、构造系、壳体、褶皱、断裂、裂隙(节理、劈理、片理等)、微构造(显微裂隙等)，以及火成岩体构造等，即大、中、小各级构造作

4、用所引起的地球浅部和深部的物质反应(化学反应、核过程等)，以及元素的活化和迁移、分散和富集的重分配过程。它一方面从构造的角度研究地球化学，即在构造作用下的地球化学过程；另一方面又从地球化学角度来研究构造作用，即研究由地球化学过程所引起或反映的构造作用。其最终目的是在于揭示出有用物质组分在各种构造环境下的赋存规律，作为指导找矿勘探和预测，服务生产的依据。陈国达、黄瑞华系统地把构造地球化学的研究内容划分为下列12个分科：(1)微构造地球化学。研究显微构造(如微裂隙)的发育过程中的化学现象及与成矿元素富集的关系。(2)裂隙构造地球化学。主要研究节理、片理、劈理等构造的形成与伴生化学现象关系。(3)断

5、裂构造地球化学。由于断裂构造发生过程中，化学作用比较复杂，有塑性流动、压力溶解、重结晶、元素的动力分异作用、断裂变质作用、水解作用和脱水作用、氧化和还原作用等，因此断裂构造地球化学的研究工作也相应地比较复杂。同时，它对找矿勘探及盲矿体的预测研究具有直接的指导作用。(4)褶皱构造地球化学。研究褶皱作用进行过程中岩层里面的元素随着应力在褶皱不同部位的变化而沿岩层或穿过层理迁移，发生重分配的情况。(5)火成岩构造地球化学。专门研究火成岩中的构造形成过程中的地球化学作用。与构造作用有关的火成岩的岩石学、矿物学及地球化学研究也属此范畴。(6)成矿构造地球化学。着重专门研究各种类型构造的成矿作用进行过程中

6、的地球化学过程，包括成矿前、成矿期及成矿后的构造地球化学。(7)深部构造地球化学。研究地壳深部主要是与深大断裂有关的、规模巨大、成份复杂的地球化学异常。这些“穿透构造”通过上地幔，往往为同幔源岩浆有直接关系的大型至超大型矿床的所在。(8)地震构造地球化学。研究地震发震之前有关构造及其邻侧的地球化学前兆异常，包括水气、CO2、稳定同位素和放射性同位素等方面的观测，对于预推地震有颇大作用。(9)大地构造地球化学。着重研究不同大地构造体制的构造区，如地槽区、地台区及地洼区等，或者研究某一地区壳体演化史中不同体制的大地构造发展阶段，如地槽、地台及地洼阶段等，其元素富集的特征，包括各种元素的丰度、共生组

7、合等。这方面的研究(包括体制构造单元地球化学及壳体构造地球化学)对于阐明有关矿产的时空分布规律、成矿带的划分、以及找矿勘探具有重大的实用意义。(10)宇宙构造地球化学。例如陨石坑构造、冲击变质岩(碰撞岩)的研究。这类构造与一部分金刚石的形成、以至某些铁矿的形成具有一定的关系。(11)实验构造地球化学。通过模拟实验详细了解并实证构造作用进行中化学元素在应力差、温差、地球化学位能差、浓度差等环境条件及其变化下的分散迁移与重分配及富集情况，以求对自然界的构造地球化学过程的加深认识或探索。杨开庆、侯威(1983)、吴学益所作的构造地球化学高温高压拟模试验研究，即为其例。(12)应用构造地球化学。着重运

8、用构造地球化学原理以研究和解决一些与构造有关的地球化学问题，或者由地球化学过程反映和确定的构造问题。1990年，杨国清所着的构造地球化学在阐述构造地球化学原理的基础上，划分出微构造地球化学、矿田和矿床构造地球化学、区域构造地球化学、大地构造地球化学。此外还论述了构造地球化学研究法。关于构造地球化学今后的发展方向，陈国达、黄瑞华指出：宜注意加强地壳深部的研究、应用研究、多学科相结合、模拟实验、现代物理化学知识的运用、构造地球化学绘图方法研究、野外工作等。其中以应用于矿田及矿床的找矿勘探研究为当前发展动向的重点。此外，关于本学科的研究领域、内容、途径、方法等方面，也是尚待探讨、充实和完善的课题。【参考文献】： 1 黄瑞华湖南地质学会1963年学术年会论文摘要汇编，1963，5657 2 袁奎荣中国