crystallization-50

吉林赤柏松硫化铜-镍矿床的矿浆成因模式

先是分段的翻译，后面是整体的．。

混凝土添加剂公司信息和产品简介。

译：Concrete additives company information and product descriptions 。

上海高铁化学建材有限公司是一家主要从事混凝土添加剂的研发、生产、销售；并提供相关技术咨询与售后服务的高科技企业，在上海金山化工区拥有10000平方米的生产基地，在复旦大学设有产品研发中心。

译：Shanghai high-speed railway Chemical Building Material Co., Ltd. is a company primarily engaged in the development of concrete additives, production, marketing; and providing technical advice and after-sales service of high-tech enterprises. Jinshan District in Shanghai with 10,000 square meters of chemical production base, with product research and development center at Fudan University.。

公司与复旦大学在2006年合作研发成功聚羧酸盐减水剂系列产品，目前的聚羧酸盐高性能减水剂有固体粉态产品和含固量为20％、40％液体产品，生产能力为30000吨/年，可满足各类建筑工程的需要，产品稳定性好，各项质量指标均达到国际同类产品的领先水平。凭借先进的设备、科学的管理、优秀的研发团队、卓越的信誉，上海高铁化学建材公司的业务将迅速遍及全国，成为化学建材市场一颗耀眼的新星。

译：Cooperation with the Fudan University in 2006 successfully developed a series of products polycarboxylic acid salt water reducer, Polycarboxylate superplasticizer present a solid powder 20%,40% amount of solid state products and liquid products. The production capacity of 30,000 tonnes per year, to meet the needs of all types of construction, product stability, similar products meet international quality standards is the leading standard. With advanced equipment and scientific management, outstanding research and development team, excellent reputation, Shanghai high-speed railway company's chemical building materials throughout the country will quickly become a dazzling star of chemical building materials market. 。

公司已通过了ISO9000质量体系认证和ISO14000环境体系认证，建立了完善的质量管理体系和环境管理体系，确保了产品质量的优质稳定和清洁生产。我们还将遵从与客户共赢的宗旨，为客户提供优质售后服务。

译：The company has passed ISO9000 quality system certification and ISO 14000 environmental certification. establishment of a sound quality management system and environmental management system to ensure the quality and stability of product quality and cleaner production. We will comply with the purposes and win customers to provide quality after-sales service. 。

二、聚羧酸盐减水剂特性

译：Second, the characteristics of superplasticizer Polycarboxylate。

减水剂发展分为三个阶段：以木钙为代表的第一代减水剂阶段、以萘系为主要代表的第二代高效减水剂阶段和目前以聚羧酸盐为代表的第三代高性能减水剂阶段。与萘系等第二代减水剂相比，第三代聚羧酸系高效减水剂的性能与质量有了质的提高，基本能够满足高性能混凝土对减水剂的性能要求，该类产品基本具备了取代萘系减水剂的技术性能优势与经济条件。聚羧酸系高效减水剂的优点如下：

译：Superplasticizer development can be divided into three stages : the first generation of wood to represent calcium superplasticizer stage. Naphthalene as the main representative to the second generation and the current stage of superplasticizer to polycarboxylic acid salt represented the third generation of superplasticizer stage. Naphthalene superplasticizer compared with other second-generation, third-generation POLYCARBOXYLIC superplasticizer With the improvement of quality of performance and quality. superplasticizer to meet basic performance requirements of the HPC. Naphthalene such products are ready to replace the technical performance advantages and economic conditions superplasticizer. POLYCARBOXYLIC superplasticizer advantages are as follows :。

1、早强高强：早期强度提高70%以上，28天强度提高40%以上，特别适用于高掺量粉煤灰混凝土；

译：1, the early strength early strength Gao Qiang : 70%, 40% above the 28-day strength. particularly applicable to high-volume fly ash concrete; 。

2、低坍落度损失：按泵送剂标准检测，1小时坍落度损失小于30mm；

译： 2, a low slump by pumping losses : Standard Test, slump loss of less than one hour 30mm;。

3、高耐久性：本品能有效降低混凝土水胶比，提高耐久性能，降低收缩和徐变变形；

译：3 : The high durability of concrete that could effectively reduce the water-cement ratio, durability, reducing shrinkage and creep deformation; 。

4、高减水率：当坍落度为80mm左右时，减水率为25%以上；当坍落度为200mm左右时，减水率为33%以上；

译：4 : When the high water cut for the slump around 80mm, water reduction rate of 25% or more. When the slump of about 200mm, the reduction rate of over 33% water;。

5、掺量小成本低：通常掺量为胶凝材料的0.5～1.2%；

译：5, a small amount of low-cost : usually content 0.5~1.2%; Cementitious Materials 。

6、绿色环保产品：本品生产过程中不产生对自然环境的污染，符合ISO 14000环境保护管理国际标准。

译：6, the green products : the production process does not produce pollution of the natural environment. conform to the ISO 14000 international environmental management standards. 。

三、产品说明

译：Third, the product description 。

1、GTS- 101 (20%) 聚羧酸盐高效混凝土减水剂 。

译：1, 101 ml (20%) of concrete Polycarboxylate superplasticizer 。

物理化学性质

译：Physical and Chemical Properties 。

产品外观、性质：淡黄色澄清透明溶液，无毒，无臭，不燃；长期存放无结晶。

译：Product appearance of nature : light yellow clear and transparent solution, non-toxic, odorless, non-combustible; Long-term storage without crystallization. 。

水泥净浆性能

译：Cement paste properties 。

在掺量较低的情况下，对水泥已有很好的分散作用。试验方法参照GB/T8077-2000 。

译：Volume lower in the case of cement have good dispersion. GB/T8077-2000 reference test method。

水泥砂浆性能

译：Cement mortar 。

减水率随掺量的增加变化很快，减水率达到30%以上。

译：With the reduced amount of water rate increase is changing rapidly, reducing water rates more than 30%. 。

混凝土性能

译：Concrete

混凝土配合比：1号样为基准(空白) ；2号样为加入0.8% GTS-101 。

译：Concrete Mix : on the 1st kind of baseline (blank) like to join No. 2 GTS-101 0.8% 。

（1）抗压强度（1号和2号对比）

译：(1) compressive strength (1 and 2 comparison) 。

（2）2号样比1号基准延长60分钟左右，终凝时间与1号基本相同，泌水率和收缩率以及含气量都比较低。

译：(2) on the 2nd kind than on the 1st base period of 60 minutes, Setting the same time on the 1st, Bleeding rates and low gas content and the rate of contraction. 。

包装和运输

译：Packaging and transportation 。

200kg铁桶、1000kg塑料桶或根据用户需要包装，贮存于室内阴凉通风处，贮存期为半年。

译：200kg metal containers, plastic buckets or 1000kg packaging needs of users, stored in the cool indoor ventilation, storage period of six months.。

2、GTS-102 (40%) 聚羧酸盐高效混凝土减水剂 。

译：2, GTS-102 (40%) of concrete Polycarboxylate superplasticizer 。

物理化学性质

译：Physical and Chemical Properties 。

产品外观、性质：棕色或微红棕色液体，无毒，无臭，不燃；长期存放无结晶。

译：Product appearance of nature : inunctum brown or brown liquid, non-toxic, odorless, non-combustible; Long-term storage without crystallization. 。

混凝土性能

译：Concrete

试验方法与GTS-101 （20％）相同（以相同折固计算，即掺量约为20％一半）

译：Test Method and GTS-101 (20%) the same (solid with the same pack, half that amount is about 20%) 。

包装和运输

译：Packaging and transportation 。

200kg铁桶、1000kg塑料桶或根据用户需要包装，贮存于室内阴凉通风处，贮存期为半年。

译：200kg metal containers, plastic buckets or 1000kg packaging needs of users, stored in the cool indoor ventilation, storage period of six months. 。

3、GTS- 103 (粉体) 聚羧酸盐高效混凝土减水剂 。

译：3, 103 ml (powder) polycarboxylic acid salt efficient SUPERPLASTICIZER 。

物理化学性质

译：Physical and Chemical Properties 。

产品外观、性质：

译：Product appearance of nature :。

白色微黄粉状体，无毒，无臭，不燃；长期存放无结晶。

译：Lunatia powdery white body, non-toxic, odorless, non-combustible; Long-term storage without crystallization. 。

本品为聚羧酸盐粉剂产品，含水量小于3％，堆积密度为600kg/t左右。淡黄色粉末状固体，易溶于水，20％水溶液的pH值为9.0左右。

译：Benpinwei polycarboxylic acid salt powder products, the water content of less than 3%, the density of 600kg/t around. Light yellow powdered solids, soluble in water, 20% aqueous solution pH value of 9.0%.。

包装和运输

译：Packaging and transportation 。

25kg铁桶、50kg塑料桶或根据用户需要包装，贮存于室内阴凉通风处，贮存期为半年。

译：S. iron, 50 kg shall plastic packaging or user needs, stored in the cool indoor ventilation, the storage period of six months. 。

水泥净浆性能 掺量 减水率

译：Reduce the amount of cement paste properties of water rates 。

Concrete additives company information and product descriptions 。

Shanghai high-speed railway Chemical Building Material Co., Ltd. is a company primarily engaged in the development of concrete additives, production, marketing; and providing technical advice and after-sales service of high-tech enterprises. Jinshan District in Shanghai with 10,000 square meters of chemical production base, with product research and development center at Fudan University.Cooperation with the Fudan University in 2006 successfully developed a series of products polycarboxylic acid salt water reducer, Polycarboxylate superplasticizer present a solid powder 20%,40% amount of solid state products and liquid products. The production capacity of 30,000 tonnes per year, to meet the needs of all types of construction, product stability, similar products meet international quality standards is the leading standard. With advanced equipment and scientific management, outstanding research and development team, excellent reputation, Shanghai high-speed railway company's chemical building materials throughout the country will quickly become a dazzling star of chemical building materials market. The company has passed ISO9000 quality system certification and ISO 14000 environmental certification. establishment of a sound quality management system and environmental management system to ensure the quality and stability of product quality and cleaner production. We will comply with the purposes and win customers to provide quality after-sales service. 。

Second, the characteristics of superplasticizer Polycarboxylate。

Superplasticizer development can be divided into three stages : the first generation of wood to represent calcium superplasticizer stage. Naphthalene as the main representative to the second generation and the current stage of superplasticizer to polycarboxylic acid salt represented the third generation of superplasticizer stage. Naphthalene superplasticizer compared with other second-generation, third-generation POLYCARBOXYLIC superplasticizer With the improvement of quality of performance and quality. superplasticizer to meet basic performance requirements of the HPC. Naphthalene such products are ready to replace the technical performance advantages and economic conditions superplasticizer. POLYCARBOXYLIC superplasticizer advantages are as follows :。

1：the early strength early strength Gao Qiang : 70%, 40% above the 28-day strength. particularly applicable to high-volume fly ash concrete; 。

2： a low slump by pumping losses : Standard Test, slump loss of less than one hour 30mm;。

3：The high durability of concrete that could effectively reduce the water-cement ratio, durability, reducing shrinkage and creep deformation; 。

4 : When the high water cut for the slump around 80mm, water reduction rate of 25% or more. When the slump of about 200mm, the reduction rate of over 33% water;。

5：a small amount of low-cost : usually content 0.5~1.2%; Cementitious Materials 。

6： the green products : the production process does not produce pollution of the natural environment. conform to the ISO 14000 international environmental management standards. 。

Third, the product description 。

1： 101 ml (20%) of concrete Polycarboxylate superplasticizer 。

Physical and Chemical Properties 。

Product appearance of nature : light yellow clear and transparent solution, non-toxic, odorless, non-combustible; Long-term storage without crystallization. 。

Cement paste properties 。

Volume lower in the case of cement have good dispersion. GB/T8077-2000 reference test method。

Cement mortar 。

With the reduced amount of water rate increase is changing rapidly, reducing water rates more than 30%. 。

Concrete

Concrete Mix : on the 1st kind of baseline (blank) like to join No. 2 GTS-101 0.8% 。

（1) compressive strength (1 and 2 comparison) 。

（2) on the 2nd kind than on the 1st base period of 60 minutes, Setting the same time on the 1st, Bleeding rates and low gas content and the rate of contraction. 。

Packaging and transportation 。

200kg metal containers, plastic buckets or 1000kg packaging needs of users, stored in the cool indoor ventilation, storage period of six months.。

2, GTS-102 (40%) of concrete Polycarboxylate superplasticizer 。

Physical and Chemical Properties 。

Product appearance of nature : inunctum brown or brown liquid, non-toxic, odorless, non-combustible; Long-term storage without crystallization. 。

Concrete

Test Method and GTS-101 (20%) the same (solid with the same pack, half that amount is about 20%) 。

Packaging and transportation 。

200kg metal containers, plastic buckets or 1000kg packaging needs of users, stored in the cool indoor ventilation, storage period of six months. 。

3, 103 ml (powder) polycarboxylic acid salt efficient SUPERPLASTICIZER 。

Physical and Chemical Properties 。

Product appearance of nature :。

Lunatia powdery white body, non-toxic, odorless, non-combustible; Long-term storage without crystallization. 。

Benpinwei polycarboxylic acid salt powder products, the water content of less than 3%, the density of 600kg/t around. Light yellow powdered solids, soluble in water, 20% aqueous solution pH value of 9.0%.。

Packaging and transportation 。

S. iron, 50 kg shall plastic packaging or user needs, stored in the cool indoor ventilation, the storage period of six months. 。

Reduce the amount of cement paste properties of water rates。

玻璃是用什么做的？

提要20世纪80年代初，作者基于对红旗岭矿床的研究，提出了硫化铜-镍矿床的矿浆成。

因观点，十余年来已引起中外同行专家、学者的重视。本文拟通过对吉林长白山区赤柏松矿。

床的地质学、地球化学、岩石物理化学、地质热力学等方面的研究成果，进一步论述硫化铜-。

镍矿床的矿浆成因模式。

关键词长白山区赤柏松铜-镍矿床矿浆成因模式。

自20世纪80年代初作者提出硫化铜-镍矿床矿浆成因观点［1］以来，先后发表了十余篇论文［2～5］论述有关硫化铜-镍矿床的矿浆成矿问题，引起了国内外同行专家、学者的关注。笔者以长白山区赤柏松镍矿田为靶区，经多年反复研究，特撰此文，拟对其矿浆成因模式做进一步论述，倘有不妥之处，请惠于指正。

1 矿床地质简述

赤柏松矿田中发育有几十个基性岩体，尽管它们的硫化铜-镍矿床规模不等、远景不一，然而它们的成岩成矿作用却几乎是一致的。本文拟对其中甚为典型、研究程度较高的赤柏松1号岩体及其矿床的成岩成矿作用与矿床成因模式作重点论述。

赤柏松1号岩体系早元古代五台期产物。其钾-氩同位素年龄为1962～2242Ma，产于华北地台北缘东段太古宙地体中，受古陆边缘浑江古裂谷控制。主要岩体为橄榄辉长苏长岩复式杂岩体，呈岩墙状产出(图1之1～5)，总体走向5°～10°，倾向与倾角均有变化。北段倾向南东东，倾角由北向南渐陡，变化在55°～86°之间。北端翘起，向南东东侧伏，侧伏角45°左右。岩体长4800m，宽40～140m，面积约0.4km2。沿走向膨缩不一，岩体底部形态不规整，呈参差不齐的根须状。主要由多期次侵入的辉长辉绿岩(图1之3)，中、暗色橄榄辉长苏长岩(图1之1～2)，细粒辉长苏长岩(图1之4)与辉长玢岩(图1之5)等侵入岩相构成。其中暗色橄榄辉长苏长岩、细粒辉长苏长岩是主要含矿岩相。另外，中、暗色橄榄辉长苏长岩浆的混熔岩带中，矿化尤为富集，研究表明与岩浆混合作用有关(详见下文)。

岩体侵入在太古宙黑云角闪斜长片麻岩(图1，Ars)中，总体上斜切围岩的北西-南东至东西向的片麻理，接触带具明显的热接触变质及接触混染现象。

矿体主要分布在岩体边缘及部分围岩内，其分布、产状与形态明显受岩相及构造裂隙控制，总体产状与岩体一致。矿石矿物主要是磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、针镍矿、紫硫镍铁矿、辉镍矿、方黄铜矿、黄铁矿等，此外尚有自然金及铂族元素矿物。矿石结构主要有共结结构、交代结构、似显微文象结构及固溶体分解结构。矿石构造有浸染状、斑点状、角砾状、块状与条纹状等。在成因上主要是矿浆贯入成因，结晶熔离者显居次要地位。

图 1 赤柏松 1 号岩体地质图。

2 成岩成矿物质来源及物理化学条件。

2.1 物质来源

2.1.1 硫同位素信息

45个取自含矿岩体与矿体的磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等的硫同位素分析结果(表1)表明，①δ34S变化在－1.1‰～+0.7‰之间，绝大多数为－0.5‰～+0.5‰，变化幅为1‰;②32S/34S=22.197～22.252，主要在22.218～22.236区间，变化很小，与陨石标准值(22.220)相比，离差幅度在0.002～0.017之间;③硫同位素塔式分布图(图2)的塔式效应明显;④不同成矿阶段硫化物中δ34S值稳定(图3)。以上足见硫化物同出一源———上地幔，而且，它们所经历的硫同位素分馏历程是一致的。

2.1.2 氧同位素信息

由表2可知，所分析的不同岩相中斜长石的δ18O，除因混染作用(CTD6－8c)使其值偏高(+9.82‰)外，90%左右的δ18O值介于6.1‰～7.7‰之间，与球粒陨石的δ18O值(5.3‰～6.3‰)颇相接近，尤其接近于正常玄武岩的δ18O值(5.5‰～7.4‰)［6］。由此可见，各岩相中的斜长石组分来自上地幔玄武岩岩浆体系。

图 2 赤柏松 1 号岩体硫同位素塔式分布图。

续表

表 1 赤柏松 1 号岩体硫同位素数据表。

图3 赤柏松1号岩体中不同成矿阶段δ34S对比图。

表2 赤柏松1号岩体各侵入岩相中斜长石的δ18O分析结果。

分析单位:中国地质科学院宜昌地质矿产研究所同位素室。

2.1.3 锶同位素信息

不同岩相中单矿物的87Sr/86Sr值(表3)，除混染岩相(CTSr6－8c)与变质辉绿岩(CTSr38－2c)中斜长石的87Sr/86Sr为0.71164～0.71051外，余者均变化在0.70321～0.70888之间，与上地幔现代玄武岩中的87Sr/86Sr值(0.704±0.002)非常接近［6］，此亦证明成岩物质来自上地幔。

2.1.4 REE信息

含矿岩相∑REE=34.10×10－6～49.01×10－6，LREE/HREE=4.07～4.71，δEu=0.84～1.14，(La/Yb)N=4.14～5.72(表4)。这些数据不仅变化小，而且∑REE与大陆型非洲玄武岩(∑REE=22×10－6)和大陆型德鲁斯辉长岩(∑REE=50×10－6)很接近［7］。在(La/Yb)N－∑REE图(图4)与(La/Yb)N－(Yb)N图(图5)上的分布位置，明显趋近于球粒陨石，故系上地幔产物。尤其是(La/Yb)N值介于大洋岛屿拉斑玄武岩与大陆拉斑玄武岩之间，进一步显示出其大陆边缘产出的地质环境。

表3 赤柏松1号岩体不同侵入岩相中单矿物的87Sr/86Sr值表。

分析单位:中国地质科学院宜昌地质矿产研究所同位素室。

表4 赤柏松 1 号岩体不同侵入相与矿石中稀土元素数据表。

2.2 成岩成矿的物理化学条件。

2.2.1橄榄石结晶温度

橄榄石是岩体中结晶最早的主要造岩矿物之一，其结晶温度即是岩浆温度的下限，又是固相开始晶出温度的上限。

按夏林圻(1981)提供的方法［8］，由橄榄石化学成分算得的XFo=80，XFa=20，XMg=0.79，XFe=0.21，K1=4，K2=3.76，代入公式:。

T(℃)=［(11.253－lnK1/K2)×104÷66.388］+273℃算得的温度为1412℃。

图4 赤柏松1号岩体(La/Yb)－∑ REE含量图解。

图5 赤柏松1号岩体(La/Yb)N-(Yb)N变异图。

2.2.2 辉石类矿物的结晶温度、压力。

由辉石类矿物地质温度、压力计计算的温度、压力见表5。

表5 赤柏松 1 号岩体辉石类矿物的结晶温度、压力计算表。

*括号内为计算的样品数。

值得强调的是中、暗色橄榄辉长苏长岩相中的辉石拥有两个结晶温度梯度，一是在数量上占优势的1020.72～1317.83℃;另一是为数较少的775.80～972.84℃。不言而喻，这两种结晶温度的辉石是在不同压力、深度条件下的产物。研究表明，它们是两次温度相近，成分有别的岩浆(即中、暗色橄榄辉长苏长岩岩浆)发生混合作用的结果。

2.2.3斜长石的结晶温度

作者采用王润民改进了的A.M.Kudo和D.F.Weill(1970)方法［9］的“基质法”，计算了岩体中斜长石的结晶温度，暗色橄榄辉长苏长岩中斜长石为1206.26℃，中色橄榄辉长苏长岩中斜长石为1155.81℃，它们分别与相应岩相中辉石的结晶温度接近，与同岩相中近共结的辉长结构相协调。

2.2.4硫化物矿物的结晶温度。

运用爆裂法、矿物对硫同位素计算法与磁黄铁矿d102法测定或计算的不同侵入岩相中硫化物矿物的结晶温度不同(表6)。

表6 赤柏松 1 号岩体硫化物矿物结晶温度测算表。

表6 表明所述矿床硫化物矿石在 470 ～280℃温度区间结晶的。然而，尚应指出，爆裂曲线出现两个峰值，亦即硫化物也有两个形成温度梯度，与辉石相一致，可见硫化物的形成也与两期岩浆的混合作用有关。

2. 2. 5 成岩压力

基于岩石中有中长石、顽透辉石与石英的共生组合存在，表明岩石在结晶过程中存在以下两种反应:。

傅德彬地质学论文选集

按文献 ［9］，其中 ( 1) :。

傅德彬地质学论文选集

因αSiO(β－θ)2=1，故lgαSiO(β－θ)2=0。

傅德彬地质学论文选集

其中(2):

傅德彬地质学论文选集

按J.Micholls等(1971):。

傅德彬地质学论文选集

按C.A.Bacon等(1973):。

傅德彬地质学论文选集

在平衡状态情况下:

傅德彬地质学论文选集

亦即:

－309/t+0.183－0.0239(P－1)/t=－1410/t－0.532+0.0523(P－1)/t+lgαCaAl2Si2O(Pl)8－lgαCaAl2SiO(Cpx)6。

整理后得:

傅德彬地质学论文选集

令

傅德彬地质学论文选集

则化简后:

傅德彬地质学论文选集

据中色橄榄辉长苏长岩中Pl与Cpx的化学分析结果计算:。

傅德彬地质学论文选集

代入(3)式:

傅德彬地质学论文选集

把辉石形成的平均温度(1190.79℃)代入(4)式，算得成岩压力为6.48×105Pa。

2.2.6成岩氧逸度(fo2)。

利用不同岩相中橄榄石与辉石的端元组分(Fa，Fs)与结晶温度求得成岩氧逸度(表7)。由表7可知，中色橄榄辉长苏长岩相的fo2高于暗色橄榄辉长苏长岩相，足见后者是在相对更为还原的环境下形成的。暗色橄榄辉长苏长岩相中fs2、αs，相对较高可资佐证。

表7 赤柏松1号岩体成岩氧逸度(fo2)测算表。

2.2.7成岩成矿的Eh-pH条件。

在对不同成矿阶段矿石的研究中，铁的硫化物与氧化物在生成顺序上为:磁铁矿→磁黄铁矿→磁铁矿(－黄铁矿)。表明在成岩成矿过程中，Eh－pH具反复变化特点。据铁的硫化物与氧化物的Eh-pH值图解，不难看出，所述含镍岩体各成岩成矿阶段的pH值变化在4～7之间，Eh值变化在－0.1～+0.16之间。一言蔽之，金属硫化物矿石是在弱酸性介质条件下，还原环境中形成的。

3岩、矿浆形成机制

除了原始矿浆外，大部分矿浆乃系岩浆在分异演化过程中的衍生产物［3］。作为本区大陆型岩浆作用，其岩浆形成机制与地幔深部层位热能聚集有关。诸如由于构造活动、放射性热与化学反应热等热能的聚集均可使地幔部分熔融成为岩浆(或原始矿浆)。但应指出，大陆地壳(或岩石圈)在岩浆(矿浆)形成中具有双重效应:一是上覆巨厚的(一般为70～100km)大陆岩石圈物质，热导率低，是良好的热传导屏蔽层，有利于原生地幔物质的熔融;二是当热流向稳定地块边缘迁移(或传导)至地球壳层时，受热的地层在该地段因热导率低而起着制动或阻塞热流传播的作用，使热能大量聚集，结果在稳定地块边部便形成了经常含硫化物的基性-超基性岩浆，甚至形成原始硫化物矿浆等。此乃世界上主要镍矿床大都分布在太古代地块边缘活动带中的缘由所在。这时的熔融体因温度高，可以使地幔熔化物质中的硫化物熔体在氧化物-硅酸盐熔体中保持悬浮状态，二者一道沿上升通道侵入到地壳适当部位中的岩浆库内。

研究表明，岩浆进入岩浆库往往是多次重复贯入的。

如系一次侵入的，其硫化物与硅酸盐间的层状液状不混熔作用，主要是由于温度降低，铁镁组分晶出，CaO，Al2O3，SiO2，Na2O，K2O的增加降低了硫的溶解度，加之此时硫呈二原子气体与铁、镍、铜的化学亲和力增强，当硫蒸气压大于离解压时，硫便与铁、镍、铜化合成化合物，当熔体中硫离子与金属离子的浓度积大于相应硫化物溶度积时，便以硫化物形式从熔浆中熔离出来，形成硫化物矿浆，并在重力场作用下，沉到岩浆库底部。其上部的硅酸盐岩浆，因其准晶态组构系由硅氧四面体聚合而成的复杂络阴离子或分子团［SixOy］z－同金属阳离子与氧组成的配位多面体［MeOx］2x－n两种群聚态组组成。当不同聚合程度的［SixOy］z－与不同金属的［MeOx］2x－n键合时，因所含O2－的多寡及金属阳离子种类与比重的不同，使不同组分的群聚态组具有不同的重力差，在重力场作用下，轻者上浮，重者下沉，遂使熔浆产生了层状液态分异作用，使岩浆库中的熔浆变成了层状分异岩浆与矿浆。岩浆在上，矿浆在下(图6)。

如熔浆系多次贯入岩浆库中的，自然不具备上述层状液态分异条件，这时岩浆发生层状液态分异作用的因素主要是“双扩散对流”(double-diffusive convection)作用［10～12］。

按双扩散对流理论，当中色橄榄辉长苏长岩岩浆注入岩浆库后，密度相对较大的暗色橄榄辉长苏长岩岩浆贯入岩浆库底部时，由于后者密度大、温度高，经过一段时间在岩浆库底部形成一个稳定的双扩散对流层(double-diffusive convecting layer)，层之间由扩散界面(double-diffusive interface)隔开。这样，多次注入岩浆库中的镁铁质岩浆在双扩散对流作用下，便形成了层状液态分异岩浆与矿浆［11］(图6)。需要指出的是，在双扩散对流过程中，当后注入的岩浆由于向上热扩散作用而降低温度，引起橄榄石等铁镁矿物的结晶，从而降低了后注入岩浆的密度，即温度差驱动力抵消成分差效应，使其密度与上层岩浆密度相等时，则发生强烈的岩浆混合作用［13，14］。岩浆混合作用降低了岩浆的温度，改变了岩浆的成分，使岩浆中所含的硫化物因发生不混熔作用［15］而熔离出来成为矿浆，并沉降到岩浆库底部。

在地台(地盾)较为稳定的条件下，熔浆在岩浆库中实现层状液态分异作用，形成岩浆与矿浆之后，在构造运动作用下上侵。首先是上部较轻的硅酸盐岩浆多次侵位，冷凝后形成复式岩体;然后是下部相对较重的硫化物矿浆相继多次贯入在岩体底部接触带、岩体内部与围岩的构造裂隙中，形成具多次成矿特征的矿浆矿床(图6)。由此可得出两个重要结论:①双扩散对流作用与岩浆混合作用在硫化铜－镍矿浆及其矿床的形成中起了决定性作用;②越是较晚侵入的岩浆，含矿性越佳，越是较晚期侵位的矿浆，硫化物矿石越富，此二规律，对中国已知大型与特大型硫化铜-镍矿床来说几乎概莫能外，如金川、红旗岭、力马河、喀拉通克等矿床。

4成岩成矿作用与矿床的矿浆成因模式。

综上所述，大约在1960～2184Ma间，地球上发生了一次规模宏大的构造-岩浆活动，在北美称为Kenoran运动(1700～2000Ma)，在非洲称做Limpopo运动(1650～2150Ma)，在我国为五台运动(1950～2500±100Ma)。这次构造-岩浆热事件，形成了举世闻名的萨德贝里、布什维尔德、贝辰加等硫化铜-镍矿床。

五台运动在华北地台上的多次活动，使得龙冈陆核早元古代边缘活动带中的古裂谷与之相应地多次复活，结果使上述岩浆库中的层状岩浆与矿浆熔融体多次侵位，造就了所述岩体与矿床。

图6 赤柏松矿床矿浆成因模式图。

进而言之，伴随早元古代五台期构造运动的多次活动，岩浆库中已经过层状液态分异的岩、矿浆由上至下依次间歇式贯入，先后形成辉长辉绿岩、中色橄榄辉长苏长岩、暗色橄榄辉长苏长岩、细粒辉长苏长岩与辉长玢岩等侵入岩相，构成赤柏松 1 号复式基性岩体。各岩相间均为侵入与隐秘侵入接触关系。

研究证实，当暗色橄榄辉长苏长岩岩浆侵入中色橄榄辉长苏长岩岩浆时，在二者接触处由于双扩散对流作用而发生了岩浆混合作用，形成了矿化异常富集的混熔岩 ( hybrid) 。混熔岩中矿化之所以富集 ( 图 7) ，除上述原因外，A. J. Naldrett ( 1990) 实验研究表明，新鲜岩浆的注入可以使所产生的混合岩浆中的硫化物达到过饱和而熔离出来，促进硫化物的富集［16］。T.N.Irrine(1977)亦曾指出，“镁铁质岩浆混合可引起硫化物的不混熔性”。I.H.Campbcll等(1983)研究认为非洲布什维尔德杂岩体麦伦斯基硫化物矿脉的形成与岩浆的混合作用有关。

图 7 赤柏松 1 号岩体岩浆混熔过程中化学成分变异图解。

复式岩体形成后，接踵而至的是纯硫化物矿浆沿岩体边缘(往往是岩体底部)与围岩破碎接触带贯入，先后形成以镍及铜为主的两次硫化物矿浆贯入成矿，分别形成致密块状矿脉与条纹状矿脉。矿浆成因矿石的主要宏观标志是:①以硫化物为主，特别是纯硫化物矿体，均以贯入方式沿构造裂隙贯入在岩体内、岩体接触带上、甚至变质岩围岩中;②矿体与围岩界线清楚，几乎见不到二者呈过渡现象，即使是混熔岩中的矿体亦然;③矿石中常见母岩或围岩的角砾状捕虏体;④矿石中冷缩裂隙发育，且多被后期热液方解石-石英所充填;⑤近矿围岩蚀变弱，作者(1991)研究表明［17］，与成矿关系较密切的为金云母化，系矿浆与围岩(母岩)反应之产物;⑥硫化物矿石中，除金属硫化物外，尚含有比例不定的先结晶的橄榄石与辉石等镁铁硅酸盐矿物，它们与硫化物矿物为共生关系;⑦小岩体有大矿。

基于所述含矿岩体的上述地质背景、生成条件与物理化学环境、控矿因素、成矿作用等方面的研究，作者编制了赤柏松1号岩体硫化铜-镍矿床成因模式图(图6)，以综合概括、反映所述含镍基性岩体及其矿床的成岩成矿作用与矿浆成因。

最后，尚应指出，恩格斯曾说过“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说”。所以，尽管所描述的成因模式来自于实践，毋庸置疑，仍未脱离假说形式，当然需要在更加广泛的实践中加以检验、修正，使其日臻完善，具有普遍的理论意义与找矿意义。须知，任何一种成因模式，都只适用于特定环境中的特定矿床，即使在一个大的成矿区带内也不可局限于一种哪怕是很成熟的模式，而必须结合具体的地质条件与成矿环境等选择更为合宜的模式，这点至关重要。

参考文献

［1］ 傅德彬 . 论 H 含镍基 1 超基性岩体中的 “隐秘侵入接触”及矿浆成矿问题 . 中国地质科学院年报，北京: 地质出版社，1981. 181 ～182。

［2］ 傅德彬 . 论 401 矿区 1 号岩体硫化铜镍矿床的成因问题 . 吉林地质，1982，( 4) : 1 ～ 16。

［3］ 傅德彬 . 基-超基性岩硫化铜镍矿床矿浆形成机制及成矿作用特征 . 吉林地质，1983，( 2) : 12 ～ 24。

［4］ 博德彬 . 基-超基性岩硫化铜镍矿床深成矿浆贯入成因论 . 地质与勘探，1986，( 4) : 12 ～ 21。

［5］ 傅德彬 . 硫化铜镍矿床矿浆成矿的基本问题 . 吉林地质，1988，( 1) : 9 ～ 21。

［6］ Faure G. Principles of isotope Geology，John Wiley and Sons，1977，pp. 286，90 ～ 289。

［7］ Haskin L A，et al. The Abundance of rare earth element for certain basic rocks. Journal of Geophsical Research. 1968，73( 18)。

［8］ 夏林圻 . 橄榄石地质温度计 . 中国地质科学院西安地质矿产研究所分刊，1981，2 ( 1) : 73 ～ 81。

［9］ 王润民 . 新疆哈密土墩—黄山一带铜镍硫化物矿床控制条件及找矿方向的研究 . 矿物岩石，1987，( 1) : 1 ～ 159。

［10］ Huppert H E，et al. Double-diffusive convection due to crystallization in magmas. Aun. Rev. Earth planct. Sci.，1984，( 2) :11 ～ 37。

［11］ Turner J S and Campbell I H. Convection and mixing in magma chambers. Earth-Science Review，1986，23 ( 4) : 255 ～352。

［12］ Irvine T N，Keith D W and Todd S G. The J—M platinum-palladium reef of the Stillwater complex，Montana，Ⅱ origin bydouble-diffusive convetive magma mixing and implications for the Bushveld complex. Econ. Geol，1983， ( 78 ) : 1287～ 1334。

［13］ Huppert H E，Sparks R S J and Turner J S. Laboratory investigations of viscous effects in replenished magma cham-bers. Earth planet. Sci. Lett，1983，( 65) : 377 ～ 381。

［14］ Соболев В С. Проблема смешение магм при образовании изверженных пород. Зап. всесоюз. минер. обще，1981，( 6) : 641 ～ 645。

［15］ McBirney A R. Mixing and unmixing of magmas. J. Volcanol. Geotherm. Res，1980，( 7) : 357 ～ 371。

［16］ Naldrett A J，BruGmann G E. Models for the concentration of pge in Layered intrusions. Canadian Mineralogist. 1990，( 28) : 389 ～ 408。

［17］ 傅德彬 . 赤柏松 No. 1 含镍基性岩体中矿物界生 ( Synantectic) 现象浅析 . 岩石矿物学杂志，1991，( 4) : 365 ～369。

A Genetic Model for Ore Magma ofThe Chibaisong Copper-NickelSulphide Deposit，Jilin。

Abstract

Through geological， geochemical， physicochemical and thermodynamic studies of theChibaisong nickel-bearing rock bodies，this paper deals with the genetic model for ore magma ofthe Chibaisong Cu-Ni sulphide deposit.。

( 1) The ore-bearing bodies occur on the margins of an old platform and are controlled by alower Proterozoic rift zone. The potassium-argon model ages of the ore-bearing bodies range from1900 to 2200Ma.。

( 2) The ore-bearing body is a composite intrusion with a heterrogeneous texture formed bymultiple intrusions.。

( 3) Ore-bearing intrusive rocks occur as dikes and hardly show good crystalli-zation differen-tiation.。

( 4) The spatial position of the orebodies is mainly controlled by the intrusive fracture-contactstructural or ore-bearing intrusive rock facies and is not restricted at the bottom only.。

( 5) The percentage of orebodies in the rock body is too high to be explained by the theory ofin-situ crystallization liquation. Fluidal structure is well developed in ore-bearing rock facies，which indicates the dominance of dynamic processes.。

( 6) δ18O = 6. 1‰ ～ 7. 7‰ for plagioclase;87Sr /86Sr = 0. 70321 ～ 0. 70888 for plagioclaseand pyroxene; δ34S = － 0. 5‰ ～ + 0. 5‰ and32S /34S = 22. 218 ～ 22. 236 for ores. So rock-form-ing and ore-forming substances were derived from the upper mantle.。

( 7) The order of crystallization of major rock-forming minerals in the rocks is divine→pyrox-ene→plagioclase. The crystallization temperature of the olivine was 1412℃ and that of the plagio-clase，1155. 81℃ ～ 1206. 26℃.。

( 8) The pressure for the formation of intrusive bodies was 6. 48 × 108Pa.。

( 9) fo2for the formation of the ore-bearing intrusive body ranged between 10-4.7× 105～10-2.1× 105Pa.。

( 10) pH = 4 ～ 7 and Eh = － 0. 1 ～ + 0. 16 for the formation of the orebodies indicate thatthe orebodies were formed in acidic media and under reduction conditions.。

( 11) There occur clinopyroxenes with two compositional series ( End-Aug and Di-Sal) andtwo formation temperatures ( > 1000℃ and < 1000℃ ) are in the same ore-bearing rock faci-es. The results of this research indicate that their formation is related to the mixing of magmas.。

Therefore，the author concludes that the Chibaisong copper-nickel sulphide deposit wasformed by multiple injections of sulfide-rich ore magma resulting from deep-seated liquation of pri-mary ore-bearing magma driven under regional stress; crystallization gravitative differentization insitu was only a secondary factor in the process of ore magma injection; and hence; according tothe genetic type this ore deposit belongs to an “abyssal ore magma in jection deposit”.。

Key words: Chibaisong， Changbai Mountains， copper-nickel deposit， genetic model ofore magma。

求助，求一篇中文摘要的英文翻译。

平板玻璃的主要原料有：硅砂（砂岩）、纯碱、长石、白云石、石灰石、芒硝。

工艺过程：

1、原料破碎：将上述原料破碎成粉；

2、称量：按计划配料单称取一定量的各种粉料；

3、混合：将称好的粉料混合、搅拌成配合料（有色玻璃同时加入着色剂）；

4、熔化：将配合料送入玻璃熔窑，在1700度下熔化成玻璃液；

5、成型：将玻璃液送入锡槽（浮法）、平拉机（格法）、压延机（压延法，加进金属丝即为夹丝玻璃），成型为平板玻璃；

6、退火：将成型的玻璃制品送入退火窑进行退火，平衡应力，防止自破自裂。

最后，检验、包装。

普通玻璃即平板玻璃，夹丝玻璃和石英玻璃（又称水晶玻璃）为一次成型。夹丝玻璃如前述；石英玻璃只有一种原料——砂岩或硅砂或石英砂。

钢化玻璃则是以平板玻璃为原料进行再加工：把切裁成形的平板玻璃送入钢化炉加热到650度左右，用冷风急冷，使玻璃形成淬火——钢化。完成！

变质作用机制

层状双氢氧化物（简称LDHs）又称水滑石（HT），由于具有独特的层状结构和奇特的性能，添加到聚合物之中，具有环境友好、高效无毒、有效抑烟等优点，其相关研究已成了近几年研究的热点。稀土元素由于具有特殊的电子结构，使其在催化、发光、磁性等领域的应用具有很大的潜力，特别是作为耐火材料添加剂的相关领域的研究受到了广泛重视。从已报道的相关文献来看，一般是以螯合物形式将稀土元素负载到层状双氢氧化物的层间，而直接将稀土元素通过同晶取代置换到LDHs层板上的报道还很少。本论文将采用报道不多，制备简单的微波晶化低饱和共沉淀法，快速制备出一系列含稀土LDHs，考察了掺杂稀土量对LDHs结构的影响，并将其运用到聚合物中研究其对聚合物的阻燃性能、力学性能，抑烟性能等的影响，获得了以下具有创新性的结果。

When layered double hydroxides (LDHs), also called hydrotalcites (HT) are added into polymers, they have the advantages of environmental friendly, highly efficient, nontoxic, smoke inhibiting and other properties due to their unique stratified structure and peculiar performance, and this relevant study has become the major focus of researchers in recent years. In view of rare earth elements’ special electronic structures, it has a great application potential in the fields of catalysis, luminescence and magnetism; particularly as an additive to refractory materials, studies in this related field has been attracting extensive attentions. From the perspective of published documentations, generally the rare earth elements are loaded in between the layers of LDHs in the form of chelate complex; there are limited reports on the method of directly replacing rare earth elements on the layers of LDHs by isomorphous substitution. This essay adopts the rarely reported and simple method of microwave crystallized low saturation co-precipitation to quickly prepare a series of LDhs with rare earth contents; as well as investigates the impact on LDHs’ structure by various different quantities of rare earth doping, and applies it to study its effects on polymers in terms of flame retardation, mechanical property, smoke inhibiting property and so on. The following are the creative results obtained: 。

通过低饱和态共沉淀法，辅助微波手段，制备了系列含稀土Ce和La的LDHs；并通过XRD和FT-IR等对其结构进行了表征，筛选出结晶度高，晶相单一的样品Zn-Al-Ce-LDHs（n(Zn2+)/n(Al3+)=x，n(Ce4+)/n(Al3+)=y），将其用于聚丙烯（PP）中，考察了复合材料的阻燃性能。当Zn-Al-Ce-LDHs添加量为10%时，将PP的极限氧指数由17.4%提高到42%，而且随着添加量的提高，极限氧指数也随之升高，与添加量呈线性关系。当Zn-Al-Ce-LDHs添加量为50%时，PP的极限氧指数可达到58%，说明Zn-Al-Ce-LDHs能有效地提高复合材料的阻燃性能。

A series of LDHs with cerium and lanthanum were prepared by low saturation co-precipitation assisted by microwave means, and by characterizing their structures with X-ray diffraction and FT-Infrared spectroscopy, high crystalline, single crystal phase samples of Zn-Al-Ce-LDHs were selected. [(n(Zn2+)/n(Al3+)=x，n(Ce4+)/n(Al3+)=y)]. Then they were applied to Polypropylene (PP) and the flame retardant property of the composite materials was investigated. When the addition of Zn-Al-Ce-LDHs was 10%, the limited oxygen index of PP was elevated from 17.4% to 42%, and the index kept on rising as the amount of addition was increased, indicating a linear relationship with the amount of addition. When the addition of Zn-Al-Ce-LDHs was 50%, the limited oxygen index of PP could reach 58%, this showed that Zn-Al-Ce-LDHs can effectively improve the flame retardant property of the composite materials.。

采用不同类型的LDHs、在复合材料中保持相同的添加量，研究了LDHs/PP复合材料的热稳定性，结果表明：在低温段，Zn-Al-Ce-LDHs能有效的延缓复合材料的热降解的反应的发生；在高温段，Zn-Al-Ce-LDHs/PP的残炭量明显高于Mg-Al-LDHs/PP、Mg-Al-Ce-LDHs/PP，说明Zn-Al-Ce-LDHs具有明显的促进复合材料成炭的效果。在采用相同Zn-Al-Ce-LDHs、不同LDHs添加量的复合材料中，复合材料的热稳定性和残炭率仅与添加量有关，且残炭量与添加量基本呈线性关系。

The thermal stability of LDHs/PP composite materials was studied by adopting different types of LDHs with similar amount of addition to the composite materials; the result had shown that at the low temperature range, Zn-Al-Ce-LDHs could effectively delay the composite materials’ reaction to thermal degradation; while at the high temperature range, the char residue of Zn-Al-Ce-LDHs/PP was significantly more than that of Mg-Al-LDHs/PP and Mg-Al-Ce-LDHs/PP; this explained the distinct effect of Zn-Al-Ce-LDHs in promoting char formation of the composite materials. When adopting similar Zn-Al-Ce-LDHs with different amounts of addition, the thermal stability and char residue of the composite materials were only relative to the amounts of addition, and the char residue and the additions basically showed a linear relationship. 。

将Zn-Al-Ce-LDHs与EVA进行熔融混合制备成复合材料，对其进行极限氧指数以及锥形量热等燃烧性能测试，结果表明：当Zn-Al-Ce-LDHs的添加量少于40%时，对复合材料的阻燃性提高不明显，但是超过40%时，对复合材料的阻燃性有了大幅度的提高，同时，复合材料的热释放速率和烟释放速率随着Zn-Al-Ce-LDHs添加量的升高而降低，说明Zn-Al-Ce-LDHs对EVA材料的燃烧和发烟具有明显的抑制作用。对复合材料进行热重分析，结果表明：Zn-Al-Ce-LDHs可以有效延缓EVA材料的热分解，并可促进EVA材料的成炭作用，复合材料的热稳定性与Zn-Al-Ce-LDHs的添加量具有线性关系。

A composite material was prepared by melt compounding Zn-Al-Ce-LDHs with EVA, and flammability testing such as limited oxygen index and cone calorimetry was conducted; the results had shown that when the amount of Zn-Al-Ce-LDHs addition was less than 40%, there was no obvious enhancement of flame retardant property of the composite material; but when exceeding 40%, the flame retardant property of the composite material increased remarkably; at the same time, the heat and smoke emission rates of the composite material decreased as the addition of Zn-Al-Ce-LDHs was increased; this explained that Zn-Al-Ce-LDHs had a significant inhibiting function on the combustion and fuming of EVA materials. The results of thermogravimetric analysis conducted on the composite material had shown that Zn-Al-Ce-LDHs could effectively delay the thermal degradation of EVA material and promote its char formation function; it was also noted that the thermal stability of composite materials and the amount of addition of Zn-Al-Ce-LDHs had a linear relationship. 。

【英语牛人团】

高分求翻译！要高手来，懂专业英语的。用的翻译软件的请绕行。

变质作用是一个基本保持固体状态下的岩石转变过程，岩石是如何在这种状态下实现矿物成分、结构构造甚至化学成分变化的呢？这就是变质作用机制问题。与岩浆作用、沉积作用相比，变质作用机制复杂多样，主要包括变质结晶、变形和变质分异三类。此外，在高级变质中还可出现部分熔融，在埋藏变质中甚至可出现压实作用，它们主要分属于岩浆作用和沉积作用范畴，故不在此叙述。

（一）变质结晶作用（metamorphic crystallization）

岩石在变质条件下的结晶作用称为变质结晶作用，变质结晶的主要机制包括重结晶作用和交代作用。

1.重结晶作用（recrystallization）

重结晶作用指岩石在基本保持固体状态下的矿物重新组合和通过化学反应形成新矿物的过程。重结晶前后，岩石总化学成分（除H2O、CO2等挥发分外）保持不变。

一些学者（Raymond，2002）将上述过程进一步区分，仅把矿物重新组合，只涉及形状、大小、空间位置变化而无新矿物生成的过程称为重结晶，把新矿物生成过程称为新成结晶（neocrystallization）。新矿物生成是通过变质反应实现的，关于变质反应以后还要专门叙述。虽然新矿物生成必伴随原矿物消失，但仍有一些原矿物能在新条件下稳定而并不发生反应形成新矿物，因此，这种狭义的重结晶与新成结晶往往是相互伴随的。单纯的这种狭义重结晶的情况仅见于化学成分简单的岩石，如纯灰岩、纯白云岩、纯硅质岩之中。因此，绝大多数学者则将它们统称为重结晶。重结晶作用也可在成岩阶段发生，发生在变质条件下的重结晶称为变质重结晶。

与岩浆结晶类似，变质结晶作用也包括成核（nucleation）和生长（growth）两个步骤。但是，固态下成核多为在有成核剂存在下的非均匀成核。所谓成核剂可以是一个先成的固体颗粒界面或某一变形构造（如晶体中的扭折带）等。而固态下晶体生长受表面能驱使，通过粒度增大和均匀化、颗粒界面平直化（多边形化）而不断降低表面能，以达到表面能最低的结构稳定状态（图20－1）。在理想的单矿物岩石如图20－1所示的变燧石岩中，当达到最低颗粒界面能的情况时，相邻晶面之间的面间角约为120°。多矿物集合体情况复杂些，涉及化学平衡。如图20－2所示的含石英大理岩的晶体生长过程。在低温条件下，由于方解石（Cc）＋石英（Q）是稳定的，所以二者之间没有发生反应，它们构成一个矿物组合（mineralassemblage）或矿物共生（mineral paragenesis）。方解石（Cc）和石英（Q）独自生长，包括粒度变大，颗粒界面变平直，形成该条件下的平衡结构（图20－2a）。当温度升高时，一旦超越反应（图20－2d）：

图20－1 变燧石岩粒径对距辉长岩接触带距离图解（据Raymond，2002）

图20－2 含石英大理岩的结构演化（a－c，据Mason，1999绘图修改补充）和相应的变质反应（d）

岩石学（第二版）

的反应温度，Cc＋Q就变得不稳定。在粒度增大的同时，石英与方解石反应，形成硅灰石（Wo）反应边，在硅灰石集合体内有少量石英残留，由于反应不彻底，结构未达到平衡（图20－2b）；进一步发生反应，当反应完全后，石英消失，形成新的高温条件下达到平衡的稳定矿物组合Cc＋Wo，粒度也进一步增大，形成新的平衡结构（图20－2c）。

2.交代作用（metasomatism，replacement）

交代作用指固体岩石在化学活动性流体作用下通过组分带入带出而使岩石总化学成分（除H2O、CO2等挥发分外）和矿物成分发生变化的过程。岩石在交代过程中保持体积不变。

可以在系统中带入带出的组分称为活动组分（mobile components）。由于流体相在变质作用过程中广泛存在，所以是完全活动组分。通常的变质作用也会造成岩石的H2O、CO2和铁的价态变化，这时我们仍把岩石系统看做封闭系统，这样的变质作用从化学角度称为等化学变质作用（isochemical metamorphism）。只有当变质作用伴随交代作用，系统除H2O、CO2、O2等挥发分外，K+、Na+、Ca2＋、Mg2＋、Si4＋等金属阳离子也成为活动组分可带入带出时，才把岩石系统看做开放系统，这种使岩石总化学成分（除H2O、CO2等挥发分外）发生变化的变质作用称为异化学变质作用（allochemical metamorphism）。通常所指的交代作用多是异化学变质作用。

例如，超基性岩水化，碳酸盐化生成蛇纹岩、滑石菱镁岩的过程：

岩石学（第二版）

由于仅涉及H2O和CO2的带入，其他组分没有变化，所以不属于交代作用范畴，相应的反应为变质反应。但若伴随去硅、去镁或硅化作用（SiO2、MgO也为活动组分）：

岩石学（第二版）

这种蛇纹石化、菱镁矿化则属于交代作用范畴，相应的化学反应称为交代反应。

Маракущев（1993）区分了变质蛇纹岩化和交代蛇纹岩化两种蛇纹岩化过程。

流体在交代过程中起着物质搬运迁移的媒介和催化剂的双重作用，是交代作用不可缺少的重要因素，流体相中活动组分浓度或化学位梯度是交代作用的主要动力。此外，压力差也是组分迁移的驱动力。Коржинский（1957）把组分在压力差驱动下，借助溶液的流动，从压力高处向压力低处迁移的方式称为渗透（infiltration），把组分在浓度差驱动下，从浓度高处向浓度低处迁移的方式称为扩散（diffusion）。渗透主要发生在裂隙溶液中，借助溶液流动实现，扩散主要发生在粒间孔隙溶液中，通过矿物晶格或沿颗粒表面进行。在没有流体参与下，扩散作用也可在不同固体接触面附近进行，但规模很小。

交代作用也可在岩浆结晶、风化和成岩过程中发生。发生在变质条件下的交代作用称为变质交代作用。

（二）变形（deformation）

偏应力施加于岩石，当应变很小时，岩石显示弹性行为（elastic behavior）。这意味应变在应力施加时立即发生，应力撤销时，岩石立即恢复至原先未变形状态。而当应变增加到超过弹性极限时，岩石就会产生永久变形。此时视环境条件不同有不同的变形行为：在近地表低温低压和较高应变速率条件下，岩石显示脆性行为（brittle behavior），永久变形机制为脆性变形，表现为岩石沿裂缝破裂，产生碎裂和断裂。而在地下高温高压特别是当应变速率低时，岩石显示塑性行为（plastic behavior），岩石永久变形主要是由于塑性流动（plastic flow）而产生的，导致矿物畸变和褶皱而没有破裂（Miyashiro，1994）。由于大的围限压力会增加颗粒间摩擦阻力，以及无孔隙岩石内部破裂要求扩容（体积增大），所以脆性变形局限于近地表低压环境。然而，脆性与塑性之间并没有绝对界限。在二者过渡区，岩石变形行为既有脆性特征，又有塑性特征，永久变形由于碎裂流动（cataclastic flow）而产生。变形岩石宏观上整体保持连续性，显示塑性变形特征；而微观上则被许多裂隙分割，显示脆性变形特征。

地下较高温压条件下塑性流动导致的永久变形主要有晶内塑性变形（intracrystallineplastic deformation）和晶间塑性变形（intercrystalline plastic deformation）两种机制。

晶内塑性变形包括直线滑移（translation gliding）、双晶滑移（twin gliding）和单个晶体的扭折（kinking），它们与晶体位错（dislocation）移动相联合。直线滑移的特点是晶格滑移距离是结晶学基本单位的整数倍，滑移结果改变晶体形状但不改变晶格方位（图20－3b）。双晶滑移的特点是滑移距离是结晶学基本单位的分数，滑移结果产生机械双晶（图20－3c）。扭折则是由于粒内变形不均匀而在滑移中发生旋转，导致滑移面弯曲扭折形成的（图20－4），而位错则是晶体内原子排列不完整造成的线缺陷。从滑移的角度看，位错代表了已滑动部分与未滑动部分的分界线（图20－5）。

图20－3 直线滑移和双晶滑移的宏观变化（据Veron，1976）

图20－4 塑性扭折的几何特征（据Vernon，1976）

图20－5 位错示意图（据钟增球和郭宝罗，1991）

晶间塑性变形包括颗粒边界的滑移和扩散流动（diffusive flow）。由于处于较大应力下的颗粒边界区有较大的Gibbs内能，与处于较小应力的其他部位相比不稳定。因而化学迁移从晶体的较大应力边界区向其他部位迁移，并在那里产生晶体生长，这个过程称为扩散流动，它改变了晶体的形状（图20－6）。扩散流动通常有粒间流体相参加，通过粒间流体相的扩散流动称为压溶（pressure solution）（Miyashiro，1994）。

图20－6 晶内塑性滑移与压溶现象比较（据Best，2003）

变形晶体有大量位错，储集了变形施加的应变能，因而不稳定，力图通过重结晶以消除应变能恢复到稳定的无应变状态。这种伴随变形而发生的重结晶称为动态重结晶（dynamicrecrystallization），它包括恢复和重结晶两个阶段。而无偏应力参与的重结晶作用称为静态重结晶（static recrystallization）。它们都属于重结晶范畴。动态重结晶初始阶段称为恢复（recovery），是使变形晶体降低应变能而回到未变形状态的过程。其结果是在变形晶体中产生大量细小（粒径一般小于0.02～0.03mm）的亚颗粒（subgrain）。恢复之后的重结晶是剩余应变能的消耗过程，以无应变新颗粒的发育和生长为特征。新颗粒首先从高应变区如变形颗粒界面、扭折带界面等处开始发育，通过亚颗粒的旋转及其边界迁移、消耗老颗粒而生长。重结晶颗粒比亚颗粒稍大但仍较细，粒径一般为0.02～0.07mm。颗粒形态大多为压扁拉长状，原始边界一般被破坏呈弯曲状、锯齿状或缝合线状，显示不稳定态。进一步重结晶则使颗粒粒度增大，边界趋于变直，呈矩形状而达稳定态。Raymond（2002）描述了在偏应力影响下的变质作用过程中单矿物岩石结构变化理想序列（图20－7）。

图20－7 在偏应力影响下的变质作用过程中单矿物岩石结构变化理想序列简图（据Raymond，2002）

动态重结晶有两个明显结果，一是颗粒的细粒化，二是颗粒定向，形成优选方位（preferredorientation）。有两类优选方位：形态优选方位（dimensional preferred orientation）是非等轴颗粒近于平行排列，这种定向肉眼清楚可见，包括面理和线理，以后我们将详细描述；晶格优选方位（lattice preferred orientation）是光学轴或结晶学轴空间定向的结果，可出现在随机定向的颗粒集合体中，通常肉眼不可见，需要进行专门的费氏台研究或X射线研究（岩组学）。

（三）变质分异（metamorphic differentiation）

由上述可以看出，变质作用通常趋向于产生均一化岩石，亦即使其成分和机械性质变均匀。这是因为均一化可消除由成分差异导致的化学位梯度，使岩石具低自由能而最稳定。尽管理论上如此，但在变质岩中条带状或透镜状矿物集合体即成分层（compositional layering）非常普遍。在一些情况下，这些成分层可能是原生的沉积或火成层理，变质作用期间矿物定向生长、深熔脉体的顺层产出和火成岩脉的顺层侵入，均可使原生层理构造得到加强（Passchier et al.，1990）。但并非总是这样，成分层往往是变质分异的结果。所谓变质分异就是使原先均匀的岩石发育成分层的变质过程（Raymond，2002）。

从现有资料看，变质分异产生成分层的机理主要有下列三种解释。

（1）成分层代表扩散反应带。扩散可由化学上不相容的两种岩石之间的化学位梯度（浓度梯度）自发引起，也可由一个均匀岩石中由于温度梯度产生的粒间溶液中活动组分化学位梯度引起。Orville（1969）用化学上不相容岩石之间的扩散解释泥质变质岩与大理岩间的角闪岩层的形成。他还以实验证明在存在粒间流体和温度梯度及有充分时间进行扩散的情况下，原来均匀的由白云母、石英和钾长石组成的岩石，由于离子迁移而变得不均匀，冷的部分由白云母和石英组成，热的部分由钾长石组成（王仁民等，1989）。

（2）成分层的发育是构造重结晶的结果。它们或是先存构造带中特殊相优先成核（preferential nucleation）的结果（Bramwell，1985），或是局部应力场（剪切）控制的物质溶解和再沉淀（扩散流动）的结果（Moler van der，1985）。

（3）成分层是强烈压扁（塑性变形）的结果。Passchier et al.（1990）用一系列图解（图20－8）表示了这一过程。说明在高级片麻岩区，无论原岩构造如何，经过递进变形，当变形很强烈时，都会形成相同的层状片麻岩。

图20－8 高级片麻岩区四种典型的露头尺度递进变形（据Passchier et al.，1990）

原文地址：http://www.qianchusai.com/crystallization-50.html