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第一章花岗质熔体的物理性质和结构特征1

第一节花岗质熔体的物理性质1

一、温度1

目 录1

二、密度2

三、粘度6

第二节花岗质熔体的结构特征9

一、花岗质熔体的电导率及其结构分析9

二、花岗质熔体的结构单元和聚合类型11

第三节花岗质熔体中氧的结构状态及其地球化学意义15

一、桥氧、非桥氧和自由氧的物理化学含义15

二、硅酸盐熔体中三种结构氧的分布特征16

三、结构氧的地球化学意义18

一、压力对硅酸盐熔体初熔温度的影响25

第二章压力和挥发组分对花岗质熔体形成的影响25

第一节压力对花岗质熔体的作用和影响25

二、压力对熔体密度的影响及其地质意义31

三、压力对熔体粘度和结构的影响32

第二节H2O在花岗质熔体内的溶解度和作用33

一、H2O在花岗质熔体中的溶解度33

二、花岗质熔体中H2O摩尔分数XH2O的计算及意义35

三、硅酸盐熔体中H2O的活度aH2O38

四、硅酸盐熔体内H2O的作用40

第三节CO2在花岗质熔体内的溶解度和作用45

一、CO2在花岗质熔体中的溶解度46

二、花岗质熔体内CO2的作用49

第四节氟在花岗质熔体内的溶解度和作用50

一、花岗岩中氟的分布特点51

二、氟在花岗质熔体中的溶解度及其作用52

三、氟在花岗质熔体中的存在形式及溶解机制55

第三章花岗岩主要造岩矿物和副矿物形成的物理化学条57

件及其地质意义57

第一节石英57

第二节斜长石63

一、Ab-An体系的热力学性质63

二、Ab-An相图及其地质意义63

第三节碱性长石（钾长石－钠长石体系）66

一、Ab-Or体系的热力学性质及相图67

二、Ab-Or体系相图特点及其地质意义69

第四节黑云母72

一、黑云母的p-t图及其地质意义73

二、黑云母岩石化学参数的计算及其成因意义74

三、黑云母形成时若干物理化学参数的估算77

第五节白云母84

第六节角闪石88

第七节副矿物89

一、副矿物研究的地质意义89

二、花岗岩中副矿物的分类91

三、花岗岩中副矿物形成的多阶段性及其判别标志94

四、副矿物在研究花岗岩物理化学条件及成因中的应用96

五、副矿物在研究花岗岩含矿性中的应用113

第四章 花岗质熔体的形成机制118

第一节花岗岩成因问题的历史回顾和研究现状118

第二节深熔作用（部分熔融）119

一、熔融温度及主要热源120

二、深熔机制122

三、压力对花岗岩熔体物相组合的影响127

四、H2O对花岗质熔体形成的影响129

第三节同熔作用134

第四节结晶分异作用137

一、花岗岩体系的平衡结晶作用和相图分析137

二、花岗岩体系的分离结晶作用141

三、Q-Ab-Or相图的应用144

四、An-Ab-Or体系相图的分析和应用152

第五节不混溶作用（熔离作用）162

一、历史的回顾162

二、近年来的重要发现和认识163

三、不混溶作用的类型及K2O-FeO-A12O3-SiO2体系相图169

四、花岗质熔体在不混溶作用中的分离机制及其约束性172

第五章花岗质熔体的同化混染作用及岩浆混合作用175

第一节同化作用和混染作用175

第二节混染作用的矿物岩石学特征176

一、混染花岗岩的地质特征176

二、暗色岩脉经受花岗岩混染的岩石学证据177

第三节混染作用的锶、铅、氧同位素判据178

一、锶同位素判据180

二、铅同位素判据182

三、氧同位素判据186

第四节同化混染作用的物理化学机制188

一、简单同化作用188

二、同化－分离结晶作用193

第五节影响同化混染作用的因素197

二、挥发组分198

一、温度198

三、碱质组分200

四、SiO2201

第六节花岗质熔体与碳酸盐岩石的相互作用202

一、花岗岩体与碳酸盐岩石的同化混染作用202

二、花岗质熔体与碳酸盐岩石的接触交代实验及热力学解释203

第七节花岗质熔体与硅酸盐岩石的相互作用207

一、硅酸盐、铝硅酸盐围岩的同化现象及其热力学解释207

二、接触交代成岩实验209

第八节岩浆混合作用及其地质地球化学依据211

一、岩浆混合作用的地质－地球化学标志212

二、姚村花岗岩体中暗色包体的岩浆混合成因214

第六章花岗质熔体的结晶过程219

一、关于成核作用的基本概念220

第一节成核作用220

二、过冷度（△T）222

三、成核密度和成核速率224

第二节晶体生长机制和生长速度227

一、晶体生长机制227

二、晶体生长速度228

第三节花岗质熔体成核速率和晶体生长速度对矿物形态和岩石结构、构造的影响229

一、硅酸盐熔体结晶过程对岩石结构的影响229

二、花岗质熔体的结晶实验及岩石结构、构造的成因解释233

三、环斑长石形成的物理化学机制237

第四节挥发组分（H2O）对花岗质熔体结晶过程的影响246

第五节影响花岗质熔体矿物结晶顺序的因素248

一、矿物生成自由能248

三、熔体组成250

二、矿物熔点250

四、挥发组分251

第七章微量元素在岩浆结晶过程中的分配规律及其地质252

意义252

第一节分配系数KD252

一、分配系数KD及其确定方法253

二、影响分配系数KD的因素255

第二节岩浆作用过程中微量元素的分配模型262

一、分离结晶模型（Rayleigh分馏模型）262

二、部分熔融模型（Berthelot平衡熔融模型）266

第三节分配系数的地质意义及应用268

一、计算火成岩的总分配系数268

四、确定岩石的形成温度269

三、研究岩浆演化与成矿的关系269

二、判别熔体中的相容元素和不相容元素269

第四节岩浆结晶演化过程中的微量元素比值判据271

第五节稀土元素在岩浆结晶过程中的地球化学特点及地质意义272

一、稀土元素的地球化学特点273

二、火成岩中稀土元素的分布型式276

三、稀土元素的矿物学约束279

四、花岗岩中稀土元素的分布特征280

五、稀土元素在判别岩体成因方面的应用285

六、稀土元素研究在找铀矿方面的意义290

第八章花岗质熔体中铀的成矿地球化学特征293

第一节概述293

第二节花岗质熔体中铀及其他金属氧化物的化学键能、键分离能及其计算294

一、化学键能294

二、键分离能及其计算结果295

第三节花岗质熔体中铀的成矿地球化学行为298

一、铀主要以氧化物形式存在298

二、铀与稀土，稀散元素密切共生301

三、铀在岩浆结晶分异演化过程中聚集301

四、铀属硅酸盐熔体中的网络形成元素305

第四节岩浆结晶分异过程中水汽（H2O）流体的产生及其对铀成矿作用的影响308

一、花岗质熔体结晶的三个阶段308

二、合成花岗岩成岩试验结果的分析对比309

三、产铀花岗岩体中H2O产生的机制及其对铀成矿作用的影响312

第九章花岗岩的铀成矿潜力318

第一节铀在火成岩中的分布规律318

一、铀在火成岩中的分布趋势318

二、花岗岩的含铀性特征319

第二节铀在花岗岩中的存在形式及配分322

一、铀在花岗岩中的存在形式322

二、花岗岩中铀的配分特点328

第三节花岗岩的铀成矿专属性330

一、不同成因花岗岩的铀成矿专属性331

二、产铀花岗岩的岩石化学特征333

三、产铀花岗岩的地球化学特征336

第四节花岗岩的铀成矿潜力及其判别标志336

一、铀的地球化学富集系数337

二、含铀性338

三、铀的结晶分异聚集系数344

四、K/Rb值345

五、氧逸度345

第一节铀活化转移的成矿地球化学特点及其微观证据347

第十章花岗岩中铀的活化再分配及其成矿意义347

一、副矿物中铀的活化转移348

二、造岩矿物中铀的活化转移350

三、交代蚀变矿物中铀的活化转移352

四、铀活化转移的直接证据352

第二节成矿元素在花岗质熔体结晶有序化过程中的活化转移353

一、矿物、岩石有序度的概念和测定353

二、矿物的有序过程与成矿作用的关系354

三岩石的有序化过程与铀成矿作用的关系356

第三节铀在交代蚀变过程中的活化转移358

一、铀浸出率增高及铀活化系数Kk＞1358

二、铀富集矿物数量减少，铀含量降低363

三、蚀变矿物的自洁作用365

四、非结构铀比例增大367

五、Th/U值变化明显367

六、铅同位素组成变化368

第四节铀在风化作用中的活化和再分配371

一、铀在风化作用中的地球化学行为372

二、花岗岩风化过程中铀的活化374

第十一章花岗岩体对围岩中铀的改造富集作用381

第一节铀在花岗岩接触变质带中的地球化学行为382

一、铀在角岩中的分布382

二、铀在碳酸盐岩石接触带中的分布386

三、铀在砂岩接触带中的分布388

四、铀在火成岩接触带中的分布389

第二节成矿元素铀在花岗岩体与围岩接触带上运移变化的五种模式及其成矿意义391

一、同化混染作用对铀成矿作用的影响393

第三节同化混染作用对铀聚集的影响393

二、暗色包体的同化聚铀作用394

三、围岩对火成岩脉的混染作用395

第四节花岗岩外接触带铀成矿的热渗滤机制399

一、热渗滤作用和岩石的热渗滤系数401

二、天然矿物、岩石中H2O的五种存在形式及其运移机制402

三、结合水的物理化学性质404

四、铀活化转移的热渗滤机制406

五、产铀岩体周围的渗滤分带和铀成矿的热渗滤机制406

第十二章 花岗岩放射热场的分布、计算及其成矿意义411

第一节花岗岩型铀矿床成矿热源分析411

一、三种成矿热源411

二、花岗岩型铀矿床成矿地质特征及热源分析418

一、花岗岩放射产热率420

第二节花岗岩放射产热率及其实际意义420

二、放射性元素含量单位U？及放射产热单位HGU421

三、高产热花岗岩及其实际意义422

第三节花岗岩体放射平衡热场的计算423

一、JJ花岗岩体及其铀矿床的主要地质特征及有关物理，地球化学参数423

二、温度的垂直分布424

三、温度的水平分布和放射成因热异常影响范围427

四、花岗岩放射平衡热场建立所需要的时间428

第四节铀成矿意义430

附录Ⅰ 本书采用的物理量代号432

附录Ⅱ 本书采用的矿物代号433

附录Ⅲ 常用物理常数434

附录Ⅳ CIPW标准矿物代号及成分435

参考文献436