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1、地球化学地球化学第三章第三章第三章第三章 水水水水-岩化学作用岩化学作用岩化学作用岩化学作用和水介质中元素的迁移和水介质中元素的迁移和水介质中元素的迁移和水介质中元素的迁移一、地球系统的化学作用和化学迁移一、地球系统的化学作用和化学迁移一、地球系统的化学作用和化学迁移一、地球系统的化学作用和化学迁移二、水二、水二、水二、水-岩化学作用特点岩化学作用特点岩化学作用特点岩化学作用特点三、水三、水三、水三、水-岩化学作用的影响因素岩化学作用的影响因素岩化学作用的影响因素岩化学作用的影响因素四、水四、水四、水四、水-岩化学作用的实例岩化学作用的实例岩化学作用的实例岩化学作用的实例F物质的运动是绝对的,
2、静止是相对的F地球化学体系中,元素结合(静止)是特定条件下暂时的存在形式;迁移(运动)是普遍的、绝对的。元素的结合关系和存在形式常发生变化。F元素存在形式变化的过程属于化学作用过程,若同时发生了空间位移,即说明元素发生了迁移。(存在形式无变化而发生空间位移也叫迁移)地球化学迁移的主要方式?地球化学迁移的主要方式?F元素呈气态、液态、固态物质存在F气态和液态(包括岩浆和水溶液等)粘度小,为活动态(易流动及物质交换),固态(包括各种矿物与岩石)为相对的稳定态。F元素在固相中的扩散迁移速率极小,实际不起明显作用。元素迁移主要是固态与液态(气态)的转换,即主要是岩浆的形成和结晶问题及水溶液中化合物的溶
3、解与沉淀问题。F主要通过主要通过熔熔-岩相互作用岩相互作用和和水水-岩相互作用岩相互作用,造成岩石圈三大岩类的物质循环造成岩石圈三大岩类的物质循环F地球的层圈界面、岩石界面和矿物相界面等地带,若两侧物化性质差异很大,两者中若有一相为流体相,或有流体作为介质,该地带将成为化学作用活跃带。F元素的迁移多通过气相、溶液、熔浆等介质的运移来实现。水溶液是元素迁移的重要介质,水在地球化学作用中具有特殊重要地位,本章重点分析水介质中元素的迁移。一、一、一、一、地球系统的化学作用和化学迁移地球系统的化学作用和化学迁移地球系统的化学作用和化学迁移地球系统的化学作用和化学迁移(一)化学作用类型(一)化学作用类型
4、(一)化学作用类型(一)化学作用类型 地地地地球球球球系系系系统统统统中中中中化化化化学学学学作作作作用用用用类类类类型型型型很很很很多多多多,据据据据参参参参与与与与作作作作用用用用和和和和生成物质的相态进行分类生成物质的相态进行分类生成物质的相态进行分类生成物质的相态进行分类(5 5类类类类):):):):(1)(1)水水水水-岩岩岩岩反反反反应应应应和和和和水水水水介介介介质质质质中中中中的的的的化化化化学学学学作作作作用用用用(如如如如大大大大气气气气降降降降水水水水与与与与地地地地表表表表岩岩岩岩石石石石相相相相互互互互作作作作用用用用、盆盆盆盆地地地地中中中中物物物物质质质质溶溶溶
5、溶解解解解-沉沉沉沉淀、热液对围岩的溶解与交代等淀、热液对围岩的溶解与交代等淀、热液对围岩的溶解与交代等淀、热液对围岩的溶解与交代等)(2)(2)熔熔熔熔-岩岩岩岩反反反反应应应应和和和和熔熔熔熔浆浆浆浆化化化化学学学学作作作作用用用用(岩岩岩岩石石石石部部部部分分分分熔熔熔熔融融融融形形形形成成成成岩岩岩岩浆浆浆浆、岩岩岩岩浆浆浆浆结结结结晶晶晶晶分分分分异异异异、岩岩岩岩浆浆浆浆与与与与围围围围岩岩岩岩的的的的同同同同化化化化混混混混染等染等染等染等)(一)化学作用类型(一)化学作用类型(3)水水-气气化化学学作作用用(地地表表水水和和大大气气中中H2O、O2、CO2的的相相互互作作用用和
6、和循循环环,火火山山喷喷气气对对大气和海水的改造等大气和海水的改造等)(4)岩岩-岩岩化化学学作作用用(如如球球外外物物质质撞撞击击地地表表岩岩石石、构构造造断断裂裂带带岩岩石石相相互互挤挤压压造造成成的的岩岩石石变质变质);(5)有有机机化化学学作作用用(地地球球表表层层生生物物参参与与风风化化作作用用、成成岩岩作作用用、成成矿矿作作用用,在在地地球球一一定定深深度形成石油、天然气、煤等度形成石油、天然气、煤等)一、一、一、一、地球系统的化学作用和化学迁移地球系统的化学作用和化学迁移地球系统的化学作用和化学迁移地球系统的化学作用和化学迁移(二)元素的地球化学迁移(二)元素的地球化学迁移(二)
7、元素的地球化学迁移(二)元素的地球化学迁移 1.1.物质迁移类型物质迁移类型物质迁移类型物质迁移类型 按运移的营力和物质的存在形式分按运移的营力和物质的存在形式分按运移的营力和物质的存在形式分按运移的营力和物质的存在形式分化化化化学学学学和和和和物物物物理理理理化化化化学学学学迁迁迁迁移移移移-地地地地质质质质运运运运动动动动中中中中物物物物质质质质空空空空间间间间位位位位移移移移伴伴伴伴随随随随化学和物理化学变化。如熔体、溶液和气相中的迁移。化学和物理化学变化。如熔体、溶液和气相中的迁移。化学和物理化学变化。如熔体、溶液和气相中的迁移。化学和物理化学变化。如熔体、溶液和气相中的迁移。生生生生
8、物物物物和和和和生生生生物物物物化化化化学学学学迁迁迁迁移移移移-与与与与生生生生物物物物活活活活动动动动有有有有关关关关,光光光光合合合合作作作作用用用用、呼吸、氧化还原呼吸、氧化还原呼吸、氧化还原呼吸、氧化还原机机机机械械械械迁迁迁迁移移移移-位位位位移移移移时时时时元元元元素素素素存存存存在在在在形形形形式式式式无无无无变变变变化化化化(如如如如流流流流体体体体搬搬搬搬运运运运固体及断层、褶皱、漂移、隆升与沉降等构造运动)固体及断层、褶皱、漂移、隆升与沉降等构造运动)固体及断层、褶皱、漂移、隆升与沉降等构造运动)固体及断层、褶皱、漂移、隆升与沉降等构造运动)地球化学主要研究元素的化学和物
9、理化学迁移。地球化学主要研究元素的化学和物理化学迁移。地球化学主要研究元素的化学和物理化学迁移。地球化学主要研究元素的化学和物理化学迁移。(二)元素的地球化学迁移(二)元素的地球化学迁移(二)元素的地球化学迁移(二)元素的地球化学迁移2.2.元素地球化学迁移元素地球化学迁移元素地球化学迁移元素地球化学迁移定定定定义义义义:当当当当元元元元素素素素发发发发生生生生结结结结合合合合状状状状态态态态变变变变化化化化并并并并伴伴伴伴随随随随有有有有元元元元素素素素的的的的空空空空间位移时,称元素发生了地球化学迁移。间位移时,称元素发生了地球化学迁移。间位移时,称元素发生了地球化学迁移。间位移时,称元素
10、发生了地球化学迁移。或者说元素从一种存在形式转变为另一种形式,并或者说元素从一种存在形式转变为另一种形式,并在运动过程中伴随着再分配称为元素的迁移。在运动过程中伴随着再分配称为元素的迁移。2.元素地球化学迁移元素地球化学迁移元素地球化学迁移包括三个过程:元素地球化学迁移包括三个过程:由由于于物物化化条条件件的的改改变变,元元素素从从原原来来的的固固定定(稳稳定定的的结结合合)状状态态转转化化为为活活动动(非非稳稳定定结结合合)状状态,并进入迁移介质;态,并进入迁移介质;(活化)(活化)元元素素在在介介质质中中发发生生空空间间位位移移(该该阶阶段段迁迁移移形形式式可可变变,但但不不发发生生形形成
11、成稳稳定定固固相相的的化化学学反反应应);(转移)(转移)元元素素迁迁移移到到新新的的空空间间,由由于于物物化化条条件件明明显显改改变变,元元素素在在介介质质中中存存在在形形式式不不稳稳定定,即即沉沉淀淀或或结结晶晶出新的矿物(新的稳定结合)。出新的矿物(新的稳定结合)。(沉淀)(沉淀)即即:活化活化转移转移沉淀沉淀(二)元素的地球化学迁移(二)元素的地球化学迁移(二)元素的地球化学迁移(二)元素的地球化学迁移3.3.元素迁移的标志(识别方法)元素迁移的标志(识别方法)元素迁移的标志(识别方法)元素迁移的标志(识别方法)矿矿矿矿物物物物组组组组合合合合的的的的变变变变化化化化:如如如如侵侵侵侵
12、入入入入体体体体或或或或热热热热液液液液矿矿矿矿床床床床围围围围岩岩岩岩中中中中出出出出现现现现蚀蚀蚀蚀变矿物组合。变矿物组合。变矿物组合。变矿物组合。岩石中元素含量的系统测定和计算岩石中元素含量的系统测定和计算岩石中元素含量的系统测定和计算岩石中元素含量的系统测定和计算:a.a.a.a.等体积计算法等体积计算法等体积计算法等体积计算法b.b.b.b.等阴离子计算法(一般以等阴离子计算法(一般以等阴离子计算法(一般以等阴离子计算法(一般以160160160160个氧为标准)个氧为标准)个氧为标准)个氧为标准)物物物物理理理理化化化化学学学学界界界界面面面面:如如如如氧氧氧氧化化化化还还还还原原
13、原原界界界界面面面面(流流流流体体体体包包包包体体体体测测测测量量量量)、压压压压力力力力释释释释放放放放带带带带(断断断断层层层层、背背背背斜斜斜斜轴轴轴轴部部部部虚虚虚虚脱脱脱脱部部部部位位位位、古古古古溶溶溶溶洞洞洞洞等等等等)、温温温温度度度度界界界界面面面面(熔熔熔熔体体体体、热热热热液液液液与与与与围围围围岩岩岩岩界界界界面面面面)、pHpHpHpH界界界界面面面面、水水水水位位位位线线线线、土土土土壤壤壤壤湿湿湿湿度度度度界界界界面面面面等等等等等等等等常常常常是是是是元元元元素素素素发发发发生生生生(或或终终止止)迁迁迁迁移移移移的指示的指示的指示的指示。(二)元素的地球化学迁
14、移(二)元素的地球化学迁移(二)元素的地球化学迁移(二)元素的地球化学迁移4.4.元素在水介质中迁移能力的影响因素元素在水介质中迁移能力的影响因素元素在水介质中迁移能力的影响因素元素在水介质中迁移能力的影响因素迁迁移移前前元元素素的的存存在在形形式式:吸吸附附状状态态(如如粘粘土土、炭炭质质页页岩岩中中)-易易迁迁移移;进进入入矿矿物物晶晶格格(独独立立矿物或类质同象)矿物或类质同象)-难迁移难迁移晶晶体体化化学学键键类类型型:离离子子键键(如如NaClNaCl,极极性性键键,易易溶溶易易迁迁移移)、分分子子键键化化合合物物(COCO2 2,HCl,H,HCl,H2 2O,HO,H2 2S S
15、等等,键键强强弱弱,易易挥挥发发迁迁移移;或或因因属属于于偶偶极极分分子子,易易溶溶易易迁迁移移),共共价价键键(如如ZnSZnS)和和金金属属键键(如自然金)化合物(如自然金)化合物:极性弱极性弱,难溶难溶,难迁移难迁移元素的地球化学性质:如电价、半径、电负性等,决定了元素结合成化合物的化学键性,又控制了元素在水溶液中迁移形式。F一价化合物:易溶(NaCl,Na2SO4,KCl等)等)F二价化合物:较难溶解(CaSO4等)等)F三价化合物:极难溶解(Al(OH)3等)等)F离子电位的概念:=W/R W:电价,R离子半径(埃)(前章已讲)FCO32-体系中相伴组分类型和浓度、体系中物理化学强度
16、参数(浓度差、压力差、温度差等)以及环境的pH和Eh值的变化等。相伴组分类型和浓度相伴组分类型和浓度:如配位体S,Cl,F,O等浓度高,以及碱金属离子浓度高有利于成矿金属形成配离子迁移。AgCl(s)+Cl-=AgCl2-Eh(对变价离子,影响其价态和半径,进而影响溶进而影响溶解度解度)Fe(OH)3 Ksp=410-38 ;Fe(OH)2 Ksp=4.810-16PH(作用过程有H+或OH-生成或消耗时才有影响)3KAlSi3O8+2H+=KAl2AlSi3O10(OH)2(伊利石)+2K+6SiO2自身浓度:自身浓度:浓度是否超出溶度积及浓度是否超出溶度积及浓度空间变化浓度空间变化F温度升
17、温度升,有利吸热反应有利吸热反应。升温有的溶解度增大。升温有的溶解度增大(如石英、重晶石),有的则降低(如石膏)(如石英、重晶石),有的则降低(如石膏).F压力增压力增,有利反应向体积减小方向进行。有利反应向体积减小方向进行。有挥发分作为络合剂时,压力升,溶解度增大。有挥发分作为络合剂时,压力升,溶解度增大。(一)水的分子结构和性质1.水的分子结构水的分子结构水构成三角形分子结构,O的相对电负性为3.5;H:2.1,差值1.4,O-H共价键成分高,但共用电子对偏向O,正、负电荷中心不重合,属偶极(极性)分子(偶极矩1.844D,1D=3.336*10-30库.m,正电中心或负电中心电量乘两个中
18、心间距离)水分子间存在氢键(20kJ/mol)(熔点和沸点高)固态水(冰)为有序的四面体结构(每个氧与4个相邻氧用氢键结合).液态水为水分子聚集体(簇团,clusters):(H2O)n,0,n130;72,n60.气态水为单分子二、水-岩化学作用2.水的性质水的性质F在地球表面唯一以三态形式存在,而且一般条件下以液态为主。(HF的沸点为19.9,)F水的循环较快,是可再生资源。F无色无味透明F水的生成热高,稳定性高。2000,分解不到1%F水的熔化热、气化热和热容特别大,高熔点(冰点)、高沸点(由于偶极分子分子键键强较大以及氢键),可以在沸腾以前很长时间内保持液态,保证了生命的繁衍生息。而且
19、水的沸点随饱和蒸气压增大而增高(达到22.1MPa,374 时成为 超临界流体),在地壳下较大深度都可呈液态。其它分子化合物如CO2,SO2,CH4,NH3,H2S,HF,HCl等的熔点和沸点都低得多。因此水是地球化学体系中唯一的重要液体流体。熔点沸点熔化热气化热标准生成热H2O01006kJ/mol40.7-237.1H2S-86-612.418.7-33.5 三相点三相点(0.008,0.06bar)临界点临界点(374,0.221kb)F水的热容高,可以吸收很多热量,成为热储库。否则昼夜温差很大,从地化角度有利保持环境的温度稳定F浮力大。(有利运输)F固体比重反比0 液体小,使水体上部结
20、冰存于表面,隔开了下部水体,保存了水体中生物F属偶极分子,介电常数高(常温81,升温降低,即常温时离子间的静电引力在水中比在空气中降低81倍,因而离子化合物易解体),溶解能力、水合能力大,很好的溶剂.F液态水中水分子的解离度很小。常温常压下H+与OH-的浓度积为10-14.(高温时增高)F如如200,0.3GPa时时lgKsp为为-10,中性水,中性水pH值为值为5二、水-岩化学作用(二)水(二)水(二)水(二)水-岩化学作用的物理化学条件岩化学作用的物理化学条件岩化学作用的物理化学条件岩化学作用的物理化学条件 水水水水-岩化学作用主要发生在地壳,但可以一直延伸到岩化学作用主要发生在地壳,但可
21、以一直延伸到岩化学作用主要发生在地壳,但可以一直延伸到岩化学作用主要发生在地壳,但可以一直延伸到上地幔,按温度高低分为低温和高温水上地幔,按温度高低分为低温和高温水上地幔,按温度高低分为低温和高温水上地幔,按温度高低分为低温和高温水-岩作用。岩作用。岩作用。岩作用。1.1.低温水低温水低温水低温水-岩化学作用的物理化学环境岩化学作用的物理化学环境岩化学作用的物理化学环境岩化学作用的物理化学环境主要发生在主要发生在主要发生在主要发生在地表环境地表环境地表环境地表环境,岩石圈、水圈、大气圈、生物岩石圈、水圈、大气圈、生物岩石圈、水圈、大气圈、生物岩石圈、水圈、大气圈、生物圈交织重叠地带,物理化学环
22、境有如下特征:圈交织重叠地带,物理化学环境有如下特征:圈交织重叠地带,物理化学环境有如下特征:圈交织重叠地带,物理化学环境有如下特征:地表的物理化学环境特征地表的物理化学环境特征过量水的体系:地球表面水、岩体积比:水总量岩石总量。水-岩间长期化学作用导致水体系中含有大量作用剂(O2、CO2、H+、OH-)和电解质盐类(Na、K、Ca、Mg的盐),水还有很好的流动性。既是作用介质,又是良好的溶剂和搬运剂。常有生物和有机质参与。加快速度或有选择性、方向性。地表富氧地表富氧(O2=0.213 105Pa)和富和富CO2(CO2=3.04 10 Pa)。地表温度低地表温度低(-75+200),但变化快
23、),但变化快(昼昼夜及季节变化),温度影响水岩作用速率。夜及季节变化),温度影响水岩作用速率。一般处于低压状态一般处于低压状态(1200)105 Pa。二、水-岩化学作用2.2.高温水高温水高温水高温水-岩化学作用的物理化学环境岩化学作用的物理化学环境岩化学作用的物理化学环境岩化学作用的物理化学环境相对少量水的体系:岩石总质量远远大于水。相对少量水的体系:岩石总质量远远大于水。相对少量水的体系:岩石总质量远远大于水。相对少量水的体系:岩石总质量远远大于水。水体系中含有大量作用剂和电解质盐类,含盐水体系中含有大量作用剂和电解质盐类,含盐水体系中含有大量作用剂和电解质盐类,含盐水体系中含有大量作用
24、剂和电解质盐类,含盐度较高,深源水常含丰富的成矿物质。度较高,深源水常含丰富的成矿物质。度较高,深源水常含丰富的成矿物质。度较高,深源水常含丰富的成矿物质。氧逸度相对低。主要是相对富氧逸度相对低。主要是相对富氧逸度相对低。主要是相对富氧逸度相对低。主要是相对富COCOCOCO2 22 2或富或富或富或富SOSOSOSO2 22 2的还的还的还的还原环境原环境原环境原环境温度主要在温度主要在温度主要在温度主要在200400200400,上限可达,上限可达,上限可达,上限可达700700;压力;压力;压力;压力变化变化变化变化(2000100)2000100)10 105 5 PaPa。pHpH变
25、化变化变化变化3939。可以有生物和有机质参加作用,但相对较少可以有生物和有机质参加作用,但相对较少可以有生物和有机质参加作用,但相对较少可以有生物和有机质参加作用,但相对较少。F相对于低温水-岩化学作用体系,高温水-岩化学作用还有以下特点:(1)除简单离子(卤化物)外,络合物是成矿元素在水溶液中的重要存在形式(2)除CO2外,H2S、H2、NH4、F、B、PO4等高温射气元素和组分常参与高温水-岩作用(3)存在大量易溶盐类,增大了难溶元素在溶液中的溶解度(盐效应)二、水-岩化学作用(三)水三)水三)水三)水-岩化学作用的基本类型岩化学作用的基本类型岩化学作用的基本类型岩化学作用的基本类型 1
26、.1.氧化还原反应氧化还原反应 2Fe2Fe22SiOSiO44(橄榄石橄榄石橄榄石橄榄石)+O)+O22+4H+4H22O=2FeO=2Fe22OO33+2H+2H44SiOSiO44(氧化氧化氧化氧化),失去电子,电价增,失去电子,电价增,失去电子,电价增,失去电子,电价增 3FeS3FeS22+11O+11O22+6H+6H22O=FeO=Fe33OO44+6H+6H22SOSO4 4(氧化氧化氧化氧化)书上错书上错书上错书上错 2Fe2Fe22OO33.3H.3H22O+C=4FeO+COO+C=4FeO+CO22+3H+3H22O(O(还原还原还原还原)细菌常参与氧化还原反应细菌常参
27、与氧化还原反应细菌常参与氧化还原反应细菌常参与氧化还原反应(三)水(三)水-岩化学作用的基本类型岩化学作用的基本类型2.水解和脱水反应 水解反应的实质是水电离的H+或OH-进入矿物晶格,分别取代其中的阳离子或阴离子:Fe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3+3H2SO4 Fe2O3+3H2O 4K 4K AlSi AlSi33OO88 +6H+6H22O=AlO=Al4 4 Si Si44OO1010 (OH)(OH)88+8SiO+8SiO22+4KOH+4KOH 钾长石钾长石钾长石钾长石 (K-feldspar)(K-feldspar)高岭石高岭石高岭石高岭石(kaoliniteka
28、olinite)水解反应受水解反应受pHpH值的控制,水解使溶液偏值的控制,水解使溶液偏碱性时,天然水将吸收大气或土壤中的碱性时,天然水将吸收大气或土壤中的COCO22、HClHCl、HH22SS等,使水的等,使水的pHpH值保持在值保持在5757。不同的不同的pHpH值值条件下,矿物水解后的产物不条件下,矿物水解后的产物不同,如表生条件下的硅酸盐矿物水解可形成同,如表生条件下的硅酸盐矿物水解可形成不同的次生矿物。不同的次生矿物。如白云母水解:如白云母水解:KAlKAl22 AlSi AlSi33OO1010 (OH)(OH)22KK1-n1-nAlAl22 AlSi AlSi33OO1010
29、 (OH)(OH)22.H2O.H2O (pH=7.8pH=7.89.5,9.5,伊利石伊利石)AlAl22 AlSi AlSi33OO1010 (OH)(OH)22.nH2O .nH2O (pH=7.5pH=7.58.5,8.5,贝得石贝得石)AlAl22 AlSi AlSi33 (OH)(OH)22.nH2O.nH2O(pH=7pH=78.5,8.5,蒙脱石蒙脱石)AlAl44 Si Si44OO1010 (OH)(OH)88.4H2O .4H2O (pH=6pH=67,7,埃洛石埃洛石)AlAl44 Si Si44OO1010 (OH)(OH)88.2H2O .2H2O (pH=5pH=
30、56,6,变埃洛石变埃洛石)AlAl44 Si Si44OO1010 (OH)(OH)88 (pH=3.5pH=3.58,8,高岭石高岭石高岭石高岭石)F硅酸盐矿物水解后,碱金属和碱土金属离子与OH-离子进入水体。F形成的粘土矿物可残留原地在温度、压力增高时,黏土矿物可发生脱水反在温度、压力增高时,黏土矿物可发生脱水反应:应:AlAl22 SiSi22OO55 (OH)(OH)44+2SiO+2SiO22AlAl22 SiSi44OO1010 (OH)(OH)22+H+H22OO kaolinitekaolinite quartz quartz pyrophyllitepyrophyllite
31、(叶叶腊石腊石)进一步脱水进一步脱水 AlAl22 SiOSiO55+3SiO+3SiO2 2+H+H22OO (红柱石或蓝晶石、矽线石红柱石或蓝晶石、矽线石)(三)水(三)水-岩化学作用的基本类型岩化学作用的基本类型3.水合作用 水合作用的实质是水分子整体进入矿物晶格,使矿物的体积增大,如:Fe2O3(赤铁矿)+nH2O Fe2O3.nH2O(水针铁矿)CaSO4(硬石膏)+2H2O CaSO4.2H2O(石膏)(三)水(三)水-岩化学作用的基本类型岩化学作用的基本类型4.碳酸盐化和脱碳酸盐化碳酸盐化:CaCO3+H2CO3 Ca(HCO3)2铁橄榄石铁橄榄石Fe2SiO4+4H2CO3 2
32、Fe(HCO3)2+H4SiO4云母的碳酸盐化:2Ca2+2HCO3-+KAl2 AlSi3O10(OH)2+4H2O 4H+K+3Al(OH)2-+2CaCO3+3SiO2脱碳酸盐化:CaCO3+SiO2 CaSiO3(硅辉石(硅辉石)+CO2(三)水(三)水-岩化学作用的基本类型岩化学作用的基本类型5.阳离子交换反应该反应主要发生在粘土矿物或胶体的交换吸附过程中。粘土-2Na+CaSO4=NaSO4+粘土-Ca2+F该反应还可发生在有流体参与下的交代反应中,该反应还可发生在有流体参与下的交代反应中,如如钾钾钠钠长长石石的的相相互互交交代代,以以及及Mg2+对对方方解解石石的的交交代代等等二
33、、水-岩化学作用(四)地球中天然水的类型四)地球中天然水的类型四)地球中天然水的类型四)地球中天然水的类型1.1.1.1.地球中的流体地球中的流体地球中的流体地球中的流体:各类硅酸盐岩浆各类硅酸盐岩浆 (或硅酸盐熔融体或硅酸盐熔融体)以以以以HH22OO为主的流体为主的流体为主的流体为主的流体:岩浆水岩浆水变质水变质水同生水(地层建造中的水)同生水(地层建造中的水)海水海水卤水卤水(同生水、油田水、地热水、地下水等,含一定盐度和氯度)同生水、油田水、地热水、地下水等,含一定盐度和氯度)地表水地表水地热水地热水以以以以碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物为主的流体为主的流体为主的流体为主的流
34、体,如石油、天然气,如石油、天然气,如石油、天然气,如石油、天然气(四)地球中天然水的类型2.2.2.2.地壳中水流体相的形成地壳中水流体相的形成地壳中水流体相的形成地壳中水流体相的形成:沉积物的沉积物的“去流体去流体”作用(压实成岩作用,作用(压实成岩作用,建造水或叫同生水)建造水或叫同生水)变质作用释放出流体(脱水脱变质作用释放出流体(脱水脱COCO22,变质水,变质水)岩浆结晶分异产生热液(岩浆水)岩浆结晶分异产生热液(岩浆水)大气降水和海水(通过深层循环或流经岩浆大气降水和海水(通过深层循环或流经岩浆体进行加热)体进行加热)二、水-岩化学作用(五)水溶液中元素的搬运形式地表水中元素的搬运形式:易溶盐类氯化物和硫酸盐(真溶液)碱土金属的碳酸盐(CaCO3、MgCO3)和SiO2等:碳酸盐主要以溶解的重碳酸盐(HCO3-)搬运,SiO2以真溶液或悬浮物搬运。FeFe、MnMn、PP的的化合物以及化合物以及VV、CrCr、NiNi、CoCo、CuCu等:等:溶解度小,除部分以真溶液搬运外,还溶解度小,除部分以真溶液搬运外,还以胶体搬运,如以胶体搬运,如Fe(OH)Fe(OH)33等。等。石英、硅酸盐和铝硅酸盐类石英、硅酸盐和铝硅酸盐类:溶解度极小,以细粒悬浮物和沿水流底溶解度极小,以细粒悬浮物和沿水流底部拖曳的粗粒物形式搬运。部拖曳的粗粒物形式搬运。(五)水溶液中元素的搬运形式