应用地球化学

应用地球化学 戴塔根龚铃兰张起钻编著 中南大学出版社 内容简介 《应用地球化学》 是工科类地质专业的教学改革教材，它是将原来的理科的 “地球化学” 和工科的 “地球 化学探矿” 两门课程进行有机结合并将其内容合理编写而成。全书共分 17 章，第 1 部分为基础理论，包括 第 1 ～9 章；第 2 部分为化探方法，包括第 10 ～17 章。教材体系符合 “地质工程” 专业教学的需要，可作为该 专业本科生的教材，亦可供生产部门的技术人员参考。 前言 PREFACE 随着高等教育改革的不断深化，工科地质类专业的专业 设置和教学体系与教学内容也随之发生了很大的变化。教育 部颁发的大学本科引导性专业目录中，将原来的多个工科类 地质专业 （方向） 合并成了一个大的专业— — — “地质工程” 专 业。相应的 “地质工程” 专业的课程设置与教学时数也发生 了变化。有些院校将原来的 “地球化学” 和 “地球化学探矿” 这两门课程合并成了一门课程，学时数也只有原来这两门课 程的一半左右。另一方面，随着科学技术的不断发展，新的 知识领域不断涌现，工科类地质专业的课程设置与 10 年前 相比，新增了多门课程，而总的教学课时数又相对减少，所 以，对于 “地质工程” 专业来说，不可能有足够学时数将 “地 球化学” 和 “地球化学找矿” 分开教学。出于这两方面考虑和 编者长期的教学经验与体会，将 “地球化学” 与 “地球化学找 矿” 这两门课程的内容合并起来，编写了该 “应用地球化学” 教材。 该书全部内容分为两部分。第 1 部分为基础理论，包括 第1 ～9 章，相当于原来的 “地球化学”（大约也相当于国外的 “geochemistry” ） ，针对工科类地质专业的学生在中学学习阶 段对化学类知识掌握较少，所以这部分内容侧重于基础知 识，对一些普通化学和热力学的基本理论和原理都做了较为 详细的论述。第2 部分为方法部分，包括第10 ～17 章，相当 于原来的 “地球化学找矿”（也相当于国外的 “Applied geo- chemistry” ） ，主要讲述了一些化探方法的基本内容，但与原 来的 “地球化学找矿” 课程内容相比，增加了环境地球化学勘 查方面的内容。 总之，该教材的体系与原来的相关教材内容体系有很大 2应用地球化学 差别，与国外的教材内容体系也很不相同，但编者认为这种体系更符合当前 “地质工程” 专业 教学的需要。 本书的编写没有严格的分工，整个框架和大部分内容是在戴塔根的讲稿基础上修改而成 的，龚玲兰和张起钻补充了少量内容，刘悟辉做了文字输入和部分修改工作。 本书既可作为 “地质工程” 专业本科生的教材，也可供生产部门的技术人员参考。 由于编者的学识水平有限，全书的内容和体系肯定还有许多不足之处，恳请使用该教材 的师生和读者批评指正。 中南大学戴塔根 2005 年 1 月于岳麓山 3前言 目录 CONTENTS 第 1 章晶体化学和物理化学基础（1）!!!!!!!! 1. 1原子结构（1）!!!!!!!!!!!!!!!! 1. 2元素的地球化学分类（6）!!!!!!!!!!! 1. 3晶体化学基础（8）!!!!!!!!!!!!!! 1. 4热力学基本原理（26）!!!!!!!!!!!! 第 2 章元素在地壳中的分布和分配（40）!!!!!!! 2. 1元素分布和分配及其研究意义（40）!!!!!! 2. 2元素在地壳中分布的规律（41）!!!!!!!! 第 3 章元素的存在形式和结合规律（45）!!!!!!! 3. 1独立矿物（45）!!!!!!!!!!!!!!! 3. 2类质同象（53）!!!!!!!!!!!!!!! 3. 3胶体吸附（57）!!!!!!!!!!!!!!! 3. 4有机质的作用（60）!!!!!!!!!!!!! 3. 5同质多象变体（61）!!!!!!!!!!!!! 第 4 章元素的迁移（63）!!!!!!!!!!!!!! 4. 1概述（63）!!!!!!!!!!!!!!!! 4. 2元素迁移的原因（63）!!!!!!!!!!!! 第 5 章同位素地球化学（87）!!!!!!!!!!!! 5. 1概述（87）!!!!!!!!!!!!!!!! 5. 2放射性同位素地球化学（88）!!!!!!!!! 5. 3稳定同位素地球化学（95）!!!!!!!!!! 1目录 5. 4同位素的测量技术、方法及采样的一般要求（109）!!!!!!!!!!!!!! 第 6 章岩浆作用的成矿地球化学（112）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6. 1岩浆的起源问题（112）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6. 2岩浆熔融体中元素的存在形式（113）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6. 3岩浆演化过程中元素的活动规律（114）!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6. 4岩浆岩的成矿专属性（119）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6. 5岩体含矿性评价（122）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第 7 章热液作用的成矿地球化学（142）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 7. 1热液的成因及成矿物质的来源（142）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 7. 2成矿溶液中金属元素的迁移和沉淀（144）!!!!!!!!!!!!!!!!!! 7. 3热液作用过程中的化学动态（148）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 7. 4围岩蚀变的地球化学研究（151）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第 8 章表生作用的成矿地球化学（159）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 8. 1概述（159）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 8. 2风化作用的地球化学（159）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 8. 3土壤和风化壳的地球化学（171）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 8. 4硫化物矿床氧化带的地球化学（178）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 8. 5沉积作用的成矿地球化学（184）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第 9 章变质作用的成矿地球化学（194）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 9. 1概述（194）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 9. 2区域变质作用的因素和主要特征（195）!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 9. 3变质交代作用中元素活动的一般规律（202）!!!!!!!!!!!!!!!!! 9. 4接触 - 交代作用的地球化学（204）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第 10 章地球化学勘查基本原理（211）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 10. 1岩石地球化学勘查的概念（211）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 10. 2地球化学背景与地球化学异常（211）!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 10. 3地球化学标志与指示元素（213）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 10. 4地球化学勘查方法的分类（213）!!