第一章地球中的流体

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1、 地球按其物理和化学性质可分为若干层圈：大气圈，生物地球按其物理和化学性质可分为若干层圈：大气圈，生物圈，水圈和岩石圈等。固体的地球又可以分为地壳、地幔和地圈，水圈和岩石圈等。固体的地球又可以分为地壳、地幔和地核。不管如何划分，地球各个层圈中均有流体存在。核。不管如何划分，地球各个层圈中均有流体存在。 个干的地球和一个有流体的地球是不一样的，例如许多类个干的地球和一个有流体的地球是不一样的，例如许多类地行星上没有地行星上没有H H2 20 0这个流体因而不存在生物。因此，是流体给这个流体因而不存在生物。因此，是流体给地球带来了生机。本章主要讨论地球中的流体，并把重点放在地球带来了生机。本章主要

2、讨论地球中的流体，并把重点放在地壳中的流体上。这是因为目前对地球的研究主要是地壳，能地壳中的流体上。这是因为目前对地球的研究主要是地壳，能开采的矿床也集中在地壳。开采的矿床也集中在地壳。一、流体的概念一、流体的概念 流体可简单地定义为能流动的物体（按流动性质）。日常生流体可简单地定义为能流动的物体（按流动性质）。日常生活中的水，是一种流体。活中的水，是一种流体。 如果按物体的状态可分为固态、液态、气态和超临界态。根如果按物体的状态可分为固态、液态、气态和超临界态。根据其流动性，物体的液态、气态和超临界态是流体，而固态则不据其流动性，物体的液态、气态和超临界态是流体，而固态则不是。这显然不全面。

3、因为呈固态的物体在受力时也可发生形变，是。这显然不全面。因为呈固态的物体在受力时也可发生形变，从而产生流动。从而产生流动。 流体的流动可以是大规模的，例如大陆范围内的移动；沉积流体的流动可以是大规模的，例如大陆范围内的移动；沉积盆地内的移动；也可以是极小范围内的，例如粒间流动和扩散。盆地内的移动；也可以是极小范围内的，例如粒间流动和扩散。 从地质上讲流体并不是单独存在的，它们是与矿物、岩石共生，从地质上讲流体并不是单独存在的，它们是与矿物、岩石共生，那么，我们所要研究的流体是什么呢？对流体又怎样下定义？那么，我们所要研究的流体是什么呢？对流体又怎样下定义？ 1979 1979年年FyfeFyf

4、e提出用流变学的术语，根据体系的流变性质并考虑提出用流变学的术语，根据体系的流变性质并考虑实际流体的化学作用，将地球流体定义为：实际流体的化学作用，将地球流体定义为： 如果一个体系在应力或外加力的作用下能发生流动或形变，并且如果一个体系在应力或外加力的作用下能发生流动或形变，并且与周围物质处于相对平衡下，就把它叫作流体。与周围物质处于相对平衡下，就把它叫作流体。 由定义理解，判断一个物体是不是流体主要根据这一物质是否由定义理解，判断一个物体是不是流体主要根据这一物质是否具备流变性质。也就是说，当应力作用到物体上时，若这物体的大具备流变性质。也就是说，当应力作用到物体上时，若这物体的大小、形状和

5、组成发生了改变，则该物体就是流体。小、形状和组成发生了改变，则该物体就是流体。 实际上，我们研究的流体主要是指以液态和气态存在的物质。实际上，我们研究的流体主要是指以液态和气态存在的物质。 按照流变学的定义，流体按照流变学的定义，流体是由应力和应变率所确定的。是由应力和应变率所确定的。 对于地球中的物体来说，当对于地球中的物体来说，当一个应力作用到该物体时，根一个应力作用到该物体时，根据其应变率的不同可以将其分据其应变率的不同可以将其分为牛顿流体和非牛顿流体，见为牛顿流体和非牛顿流体，见图。为了对比，在图列出了固图。为了对比，在图列出了固体的特征曲线。体的特征曲线。 各种各种“理想理想”的液体

6、和固体的应力的液体和固体的应力()()、强度与应变率、强度与应变率(E)(E)之关系之关系 ( (据据FyfeFyfe1979)1979) 研究流体时，流体的下列性质十分重要。研究流体时，流体的下列性质十分重要。(1) (1) 粘度（绝对粘度和运动粘度）粘度（绝对粘度和运动粘度）(2) (2) 压力压力( p ( p ，包括流体的孔隙压力，包括流体的孔隙压力) )；(3) (3) 热力学温度热力学温度(T)(T)，摄氏温度，摄氏温度(t)(t)，T = t + 273.15T = t + 273.15；(4) (4) 密度和比容密度和比容 ；(5) (5) 体积弹性模量体积弹性模量 (6) (

7、6) 表面张力表面张力 ；(7) (7) 成分，成分，c(c(浓度浓度) )， ( (摩尔分数摩尔分数) )或或 ( (质量分数质量分数) )。上述公式中：上述公式中： DD一流体表面的任一质点的直径；一流体表面的任一质点的直径；动力粘度；动力粘度；R R常数；常数；FF合力。合力。 在考虑地质过程时，时间和空间因素对流体性质的影响也十在考虑地质过程时，时间和空间因素对流体性质的影响也十分重要。因为在地壳中的许多岩石是经过漫长的地质作用而发生分重要。因为在地壳中的许多岩石是经过漫长的地质作用而发生形变的产物，对于这些岩石来说时间因素对它们的形变是起决定形变的产物，对于这些岩石来说时间因素对它们

8、的形变是起决定性作用的。如果把统计力学理论应用到地质上，特别是应用到晶性作用的。如果把统计力学理论应用到地质上，特别是应用到晶体中原子体中原子，从它们的晶格位置发生位移，并迁移到晶体内低应力从它们的晶格位置发生位移，并迁移到晶体内低应力或低能量区时，就可以用数学方程式来描述结晶物质的流动：或低能量区时，就可以用数学方程式来描述结晶物质的流动： 式中：式中： 为位移的尺度，为位移的尺度，t t为时间，为时间，K K是常数。应变率是常数。应变率 是温度是温度( ( ) )和应力和应力( )( )的函数。不管应力是多么小，只要参加作用，的函数。不管应力是多么小，只要参加作用，形变一定会发生。若从这点

9、出发，地球上所有的结晶物质，也可形变一定会发生。若从这点出发，地球上所有的结晶物质，也可按流体来看待。按流体来看待。 从流体这个定义出发，地球中哪些可符合定义中从流体这个定义出发，地球中哪些可符合定义中的流体呢？的流体呢？ 地壳中的水、岩浆、各种状态的热液、高密度的地壳中的水、岩浆、各种状态的热液、高密度的气体和处于塑性状态的岩石等。气体和处于塑性状态的岩石等。 下面我们将讨论地球中的流体。下面我们将讨论地球中的流体。二、地球中的流体二、地球中的流体 根据流体的定义和物理性质，地球中的流体可归纳为四种流根据流体的定义和物理性质，地球中的流体可归纳为四种流体。体。 (1) (1)呈气体状态的流体

10、呈气体状态的流体 存在于大气圈、生物圈和矿物、岩石中的各类气体。如，存在于大气圈、生物圈和矿物、岩石中的各类气体。如，COCO2 2、CHCH4 4、S S、N N 等。等。 (2) (2)呈液体状态的流体呈液体状态的流体 水圈中的流体水圈中的流体( (海水、河水、湖水、地下水、雨水、卤水等海水、河水、湖水、地下水、雨水、卤水等) )、岩浆、岩浆水以及存在于流体包裹体中的古流水等。岩浆、岩浆水以及存在于流体包裹体中的古流水等。 (3)(3)超临界流体超临界流体 由上述两种流体在超临界的温度、压力下产生的一种特殊性由上述两种流体在超临界的温度、压力下产生的一种特殊性质和地球化学行为的流体。质和地

11、球化学行为的流体。 (4) (4)处于塑变状态的各类岩石和地质体处于塑变状态的各类岩石和地质体 如，岩石圈下部的软流圈，处于蠕变状态的各种地质体等。如，岩石圈下部的软流圈，处于蠕变状态的各种地质体等。德国一口超深钻，在德国一口超深钻，在900900米深处岩石处于流变状态。米深处岩石处于流变状态。 由上可知，由上可知， 从存在形式看，四种流体存在于地球的不同层圈中。由于从存在形式看，四种流体存在于地球的不同层圈中。由于地球各层圈物理化学条件的差异，决定了流体的化学组成、存地球各层圈物理化学条件的差异，决定了流体的化学组成、存在形式和存在的量也有很大差别。如，在形式和存在的量也有很大差别。如， 大

12、气圈中的流体是以气体形式存在的；大气圈中的流体是以气体形式存在的； 水圈中则呈液态。水圈中则呈液态。 生物圈中的状况比较复杂，有呈液体的，也有呈气体的。生物圈中的状况比较复杂，有呈液体的，也有呈气体的。 岩石圈中的流体以气体、液体和固体状态存在。岩石圈中的流体以气体、液体和固体状态存在。 从化学成分上说，上述流体中岩浆、水从化学成分上说，上述流体中岩浆、水(H(H2 2O)O)、二氧化碳、二氧化碳(CO(CO2 2) )甲烷甲烷(CH(CH4 4) )最重要。根据地幔岩包体，南极玄武岩，壳源最重要。根据地幔岩包体，南极玄武岩，壳源和幔源中酸性火山岩和壳源酸性火山岩中挥发分研究。地球深和幔源中酸

13、性火山岩和壳源酸性火山岩中挥发分研究。地球深部是以岩浆部是以岩浆COCO2 2(CH(CH4 4) )为主；随着岩浆源上移，水的相对含量为主；随着岩浆源上移，水的相对含量增加，分异出以水为主的岩浆热液；到达地壳上部或近地表部增加，分异出以水为主的岩浆热液；到达地壳上部或近地表部位，流体则以各种水体为主。位，流体则以各种水体为主。 地球各层圈中的流体并不是截然分开的，它们之间进行着地球各层圈中的流体并不是截然分开的，它们之间进行着各种地质作用和循环。例如，水气交互作用；岩石和水的相互各种地质作用和循环。例如，水气交互作用；岩石和水的相互作用；海水蒸发进入大气圈，然后又以雨水降到大地等。作用；海水

14、蒸发进入大气圈，然后又以雨水降到大地等。三、地壳中的流体三、地壳中的流体三、地壳中的流体三、地壳中的流体 1 1、地壳中流体的分布、地壳中流体的分布 过去，地质学家对地球中的地质过程研究一般着重于固体部过去，地质学家对地球中的地质过程研究一般着重于固体部分，即矿物和岩石，而对流体的分布及其在地质过程中的重要性分，即矿物和岩石，而对流体的分布及其在地质过程中的重要性缺乏应有的重视。实际上，如果不考虑流体，对地壳中乃至地球缺乏应有的重视。实际上，如果不考虑流体，对地壳中乃至地球中许多地质过程的描述往往会出现偏差，有时甚至得出不正确的中许多地质过程的描述往往会出现偏差，有时甚至得出不正确的结果。结果

15、。 流体对地壳的演化及其地质过程起着极其重要的作用，包括热流体对地壳的演化及其地质过程起着极其重要的作用，包括热量的传递，组分的迁移，影响围岩的性质，形成热液蚀变和热液量的传递，组分的迁移，影响围岩的性质，形成热液蚀变和热液矿床，造成岩石的形变，构造作用，诱发地震等。矿床，造成岩石的形变，构造作用，诱发地震等。 例如，当岩浆侵入到岩石中，炽热的岩浆就会与周围的地下例如，当岩浆侵入到岩石中，炽热的岩浆就会与周围的地下水发生热和物质的交换。这种岩浆热驱动加速了在其周围地层中水发生热和物质的交换。这种岩浆热驱动加速了在其周围地层中地下水的对流。这个对流的地下水系统从呈超临界状态的岩浆中地下水的对流。

16、这个对流的地下水系统从呈超临界状态的岩浆中把热和物质传递出去。因此地下水的流动速率就会对岩浆的冷却把热和物质传递出去。因此地下水的流动速率就会对岩浆的冷却速率起到控制作用。速率起到控制作用。 同时这个作用也进行物质的传递和交换，包括成矿物质。因而同时这个作用也进行物质的传递和交换，包括成矿物质。因而常常可在岩浆岩常常可在岩浆岩( (一般在其上部及边部一般在其上部及边部) )及其附近找到热液蚀变和及其附近找到热液蚀变和热液矿床。热液矿床。 从这个意义上说，地下水的存在和运动对热液矿床的大小和分从这个意义上说，地下水的存在和运动对热液矿床的大小和分布起到控制作用。当然岩浆岩周围地下水对流的程度以及

17、流体和布起到控制作用。当然岩浆岩周围地下水对流的程度以及流体和岩石的相互作用，取决于岩体边上岩石的渗透率，渗透率越大，岩石的相互作用，取决于岩体边上岩石的渗透率，渗透率越大，对流速度越快。对流速度越快。 地壳中存在流体是不可质凝的，下表列出用各种方法测定的地壳中存在流体是不可质凝的，下表列出用各种方法测定的地壳中流体存在的深度。地壳中流体存在的深度。据据A Nur and J.Walder(1990)补充补充 从表中我们可知从地表到从表中我们可知从地表到12km12km深的范围内已证实流体的存深的范围内已证实流体的存在。超过在。超过12km12km深，例如，深，例如，15km15km深的地方有

18、没有流体深的地方有没有流体? ? 最直接的证据是前苏联科拉半岛的深最直接的证据是前苏联科拉半岛的深( (钻钻) )井，钻孔揭示在地表井，钻孔揭示在地表以下以下12Km12Km的地方存在流体。的地方存在流体。 流体在地壳的浅部流体在地壳的浅部(5km)(5km)的分布和所占的体积要比其在地壳的分布和所占的体积要比其在地壳的深部多得多。那么，地壳中流体总质量有多少呢？的深部多得多。那么，地壳中流体总质量有多少呢？ 目前只是估计：目前只是估计： 现在的海水质量为现在的海水质量为1.4101.4102424g g。地壳的质量是。地壳的质量是231023102424g g。 如果假定地壳中的含水量与海水

19、的质量相似，那么地壳中的如果假定地壳中的含水量与海水的质量相似，那么地壳中的含水量也是含水量也是1.4101.4102424g g，占地壳总质量，占地壳总质量(1.410(1.4102424231023102424) )的的6 6左右。有人认为这个估计偏高左右。有人认为这个估计偏高 。大多数人的估计是地壳中。大多数人的估计是地壳中含流体的量占地壳总质量的含流体的量占地壳总质量的3 36 6。 至于地慢中流体的含量，有人认为约占地幔总质量的至于地慢中流体的含量，有人认为约占地幔总质量的0.030.03，即为，即为1.2101.2102424g g，与地壳中的含水总质量相当，与地壳中的含水总质量相

20、当( (地幔总质量地幔总质量为为4104102727g)g)。 这样我们可以得出：这样我们可以得出： 海水、地壳、地幔中的流体的质量是十分相近的。这种质海水、地壳、地幔中的流体的质量是十分相近的。这种质量相近也许表明其间的平衡和循环关系。量相近也许表明其间的平衡和循环关系。 现代板块构造研究表明，当板块俯冲时，把地表水带到地现代板块构造研究表明，当板块俯冲时，把地表水带到地下数公里甚至数十公里的地方，这些水下数公里甚至数十公里的地方，这些水( (至少是一部分至少是一部分) )又通过循环又通过循环回到了地表，其中的一部分可能在地下深处被固定在矿物包裹体回到了地表，其中的一部分可能在地下深处被固定

21、在矿物包裹体中或含水矿物如滑石、金云母、角闪石以及其他相中。中或含水矿物如滑石、金云母、角闪石以及其他相中。 从上述讨论可知，地壳中存在着相当于地壳总质量从上述讨论可知，地壳中存在着相当于地壳总质量3 3一一6 6的流体，海水的流体，海水( (水圈水圈) )、地壳和地幔中的流体处于相对平衡状态，并、地壳和地幔中的流体处于相对平衡状态，并且不断发生着相互交换与循环。且不断发生着相互交换与循环。 2 2、地壳中流体的种类、地壳中流体的种类 地壳中存在哪几种流体呢地壳中存在哪几种流体呢? ? 这个问题比较复杂，一方面涉及这个问题比较复杂，一方面涉及到分类的原则，另一方面涉及到我们对地壳中流体的认识和

22、了解到分类的原则，另一方面涉及到我们对地壳中流体的认识和了解程度。根据我们对流体的定义并结合地质实际，地壳中的流体应程度。根据我们对流体的定义并结合地质实际，地壳中的流体应包括如下几种。包括如下几种。 (1) (1) 岩浆岩浆 指源于地壳的各种成分的岩浆，它们是一种硅酸盐熔融体，指源于地壳的各种成分的岩浆，它们是一种硅酸盐熔融体，平均含水量小于平均含水量小于5%5%。 (2) (2) 以水为主的流体以水为主的流体 岩浆水、变质水、原生水、海水、卤水、地下水、地热水等。岩浆水、变质水、原生水、海水、卤水、地下水、地热水等。 (3) (3) 以碳氢化合物为主的流体以碳氢化合物为主的流体 石油、天然

23、气等。石油、天然气等。 (4) (4) 存在于矿物和岩石中的挥发分存在于矿物和岩石中的挥发分 水、二氧化碳、卤素、硫、氧气、氢气、氮气、惰性气体等。水、二氧化碳、卤素、硫、氧气、氢气、氮气、惰性气体等。 (5) (5) 处于形变和塑变状态的各类岩石和地质体处于形变和塑变状态的各类岩石和地质体 如岩石圈下部的软流圈和目前仍然处于形变和蠕变状态的各如岩石圈下部的软流圈和目前仍然处于形变和蠕变状态的各种地质体种地质体( (包括从晶格变形到大规模的岩石形变和位移包括从晶格变形到大规模的岩石形变和位移) )等。等。 在地壳中的流体中最主要的是以水为主的流体，尤其是岩浆在地壳中的流体中最主要的是以水为主的

24、流体，尤其是岩浆水、变质水、卤水、地热水等是十分重要的，它们与成矿作用水、变质水、卤水、地热水等是十分重要的，它们与成矿作用( (或或成矿流体成矿流体) )密切相关。密切相关。四、地壳中流体的形成四、地壳中流体的形成 前面我们讨论了地壳中流体存在的形式，那么，地壳中这些前面我们讨论了地壳中流体存在的形式，那么，地壳中这些流体是怎样形成的？就是这节要讨论的问题。我们知道，地壳是流体是怎样形成的？就是这节要讨论的问题。我们知道，地壳是由火成岩、变质岩和沉积岩组成。由火成岩、变质岩和沉积岩组成。 沉积岩是由含水沉积物经过深埋、压实、脱水和成岩作用沉积岩是由含水沉积物经过深埋、压实、脱水和成岩作用形成

25、的，在这一系列过程中，释放出大量以水为主的流体；形成的，在这一系列过程中，释放出大量以水为主的流体； 火成岩是由岩浆作用形成的，在岩浆后期的岩浆热液阶段火成岩是由岩浆作用形成的，在岩浆后期的岩浆热液阶段会释放出以岩浆水为主的流体；会释放出以岩浆水为主的流体； 对变质岩来说，在大规模的区域变质和接触变质作用过程对变质岩来说，在大规模的区域变质和接触变质作用过程中，会释放出变质流体。中，会释放出变质流体。 1 这说明地壳中的三大岩类在其形成过程中，均包含着这说明地壳中的三大岩类在其形成过程中，均包含着“去流去流体体”作用。因此，地壳中各种地质作用中的作用。因此，地壳中各种地质作用中的“去流体去流体

26、”过程是流过程是流体的一个很重要的来源。体的一个很重要的来源。 1 1沉积物的沉积物的“去流体去流体”作用作用 沉积作用是广泛发生在地表的一种地质作用。陆地上的岩石沉积作用是广泛发生在地表的一种地质作用。陆地上的岩石经风化、剥蚀作用，呈碎屑物被水搬运到湖泊、海洋中，经物理经风化、剥蚀作用，呈碎屑物被水搬运到湖泊、海洋中，经物理和化学分异作用后，沉积下来，随着搬运和沉积作用的继续，新和化学分异作用后，沉积下来，随着搬运和沉积作用的继续，新的沉积物盖在老的沉积物之上，然后被埋藏，这样上覆沉积物对的沉积物盖在老的沉积物之上，然后被埋藏，这样上覆沉积物对底层沉积物产生一个压力。当埋深达到一定程度，这个

27、压力足以底层沉积物产生一个压力。当埋深达到一定程度，这个压力足以使底层或下伏沉积物中的流体排除出来，发生使底层或下伏沉积物中的流体排除出来，发生“去水作用去水作用”。 下面我们以页岩为例，讨论沉积物在压实过程中释放出流体下面我们以页岩为例，讨论沉积物在压实过程中释放出流体的情况。的情况。 页岩的压实作用和地下的物理化学条件、深度、孔隙度有关。页岩的压实作用和地下的物理化学条件、深度、孔隙度有关。 压力压力( (即上覆沉积物厚度即上覆沉积物厚度) ) 页岩压实作用过程中存在着两种压力：静岩压力页岩压实作用过程中存在着两种压力：静岩压力( )( )和页和页岩中流体的压力岩中流体的压力( )( )。

28、如果如果 ，这时压实作用进行得很好；，这时压实作用进行得很好；如果如果 ，则压实作用处于平衡状态；，则压实作用处于平衡状态；如果如果 ，则压实作用就很难进行。，则压实作用就很难进行。 孔隙度孔隙度 孔隙度也是反映压实孔隙度也是反映压实作用最有用的因素。在压作用最有用的因素。在压实过程中，页岩的孔隙度实过程中，页岩的孔隙度与深度成反比。图表明孔与深度成反比。图表明孔隙度与深度的关系。从图隙度与深度的关系。从图中可知，在地表孔隙率为中可知，在地表孔隙率为7070的页岩，下沉到的页岩，下沉到22862286米的深度时，其孔隙米的深度时，其孔隙率只有率只有2020( (图中曲线图中曲线6)6)。( (

29、据据 Rieke and Chilingarina Rieke and Chilingarina，1974)1974) 过渡时间过渡时间 从原始沉积物到具有均匀分布的孔隙地层所需的时间，称过从原始沉积物到具有均匀分布的孔隙地层所需的时间，称过渡时间。过渡时间与孔隙度的关系可用下式表示：渡时间。过渡时间与孔隙度的关系可用下式表示：式中，式中， 过渡时间，过渡时间，s/ms/m； 地层水的过渡时间，地层水的过渡时间，s/ms/m； 岩石物质的过渡时间，岩石物质的过渡时间，s/ms/m。 上述公式表明，在均匀的岩石中过渡时间随孔隙度的增加而上述公式表明，在均匀的岩石中过渡时间随孔隙度的增加而增加。增

30、加。 例如，对于一个孔隙度为例如，对于一个孔隙度为30%30%的石英砂岩，其的石英砂岩，其则则 K KMagaraMagara（1978 ） 对日本对日本长冈平原泥页岩长冈平原泥页岩第三纪页岩第三纪页岩的孔隙度与过渡时间的关系作过详细研究。的孔隙度与过渡时间的关系作过详细研究。 1 1、孔隙度越大，过渡时间越长。孔隙度越大，过渡时间越长。例如孔隙度为例如孔隙度为=40=40，则其过渡时间为，则其过渡时间为475.7s475.7smm；而当孔隙；而当孔隙度为度为2020时，则其过渡时间为时，则其过渡时间为344.5s344.5smm。 当深度从当深度从1029.08m1029.08m增加到增加到

31、3701.49m3701.49m时时( (增加了增加了2672.41m)2672.41m)，密度增加了，密度增加了0.42g0.42gcmcm3 3，而孔隙度则从，而孔隙度则从39.0039.00降到降到14.6014.60(=24.40(=24.40) )。 从上述可知，在沉积物的压实成岩作用中要放出很多流体，这是地壳中从上述可知，在沉积物的压实成岩作用中要放出很多流体，这是地壳中流体的一个来源。流体的一个来源。2、埋深越大，岩石的密度增加，孔隙度减少，过渡时间越短。、埋深越大，岩石的密度增加，孔隙度减少，过渡时间越短。下下表为日本长冈平原的泥页岩表为日本长冈平原的泥页岩 GS GS1 1岩

32、心的样品分析岩心的样品分析 2 2、变质作用所放出的流体、变质作用所放出的流体 从沉积岩去流体作用中可知，沉积物在成岩作用从沉积岩去流体作用中可知，沉积物在成岩作用中虽有相当一部分水被释放出来，但有部分水保留在中虽有相当一部分水被释放出来，但有部分水保留在岩石孔隙中。它们以孔隙水、薄膜水和吸附水的形式岩石孔隙中。它们以孔隙水、薄膜水和吸附水的形式存在。存在。 由于变质作用是在深部压力较大的条件下发生的。由于变质作用是在深部压力较大的条件下发生的。在变质作用过程中，沉积岩的体积受到压缩，使岩石在变质作用过程中，沉积岩的体积受到压缩，使岩石中原存的孔隙水和挥发分进一步被释放出来。中原存的孔隙水和挥

33、发分进一步被释放出来。 沉积岩在不同的变质阶段，它们释放出流体的量也有差别。沉积岩在不同的变质阶段，它们释放出流体的量也有差别。请看一组数据。请看一组数据。 变质作用中流体的另一个来源是矿物晶格中的化合水变质作用中流体的另一个来源是矿物晶格中的化合水( (包括包括结晶水和结构水结晶水和结构水) )，它们一般在温度大于，它们一般在温度大于450450的条件下，由矿物的条件下，由矿物晶格破坏而逐渐被释放出来。晶格破坏而逐渐被释放出来。 例如：例如： Mg(OH)2 MgO + H2O 水镁石水镁石 方镁石方镁石 流体流体 KAl3Si3O10(OH)2 +SiO2 KAlSi3O8 + Al2Si

34、O5 + H2O 水云母水云母 石英石英 钾长石钾长石 红柱石红柱石 流体流体 CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 方解石方解石 石英石英 硅灰石硅灰石 流体流体 在这些变质反应中，均可放出在这些变质反应中，均可放出HH2 2OO、C0C02 2等流体，称之为变等流体，称之为变质流体。而这些流体又与岩石矿物起反应从而形成新的变质矿物。质流体。而这些流体又与岩石矿物起反应从而形成新的变质矿物。 3 3、岩浆作用中所放出的热液、岩浆作用中所放出的热液 据研究，各类岩浆中都含有据研究，各类岩浆中都含有H H2 2O O、COCO2 2和其它挥发和其它挥发分。流体量大约在分。流体量大约

35、在5 56 6。 当岩浆上升时，温度和压力也随之下降，它们所含当岩浆上升时，温度和压力也随之下降，它们所含的流体就会释放出来，形成的流体就会释放出来，形成岩浆热液岩浆热液。这种热液可以位。这种热液可以位于岩浆的顶部，也可以进入构造裂隙中，形成各种各样于岩浆的顶部，也可以进入构造裂隙中，形成各种各样的脉体。的脉体。 现以花岗岩浆来说明岩浆中水的溶解度与温度、压力的关系。现以花岗岩浆来说明岩浆中水的溶解度与温度、压力的关系。 由图可见，由图可见， 在温度为在温度为900900，压力在，压力在30003000巴的温压条件下巴的温压条件下 ( ( 相当于距地表相当于距地表101012Km12Km处处)

36、 )，溶解在岩浆中的，溶解在岩浆中的HH2 2OO量达量达7.5%7.5%；当压力减小到；当压力减小到500500巴巴( (相当于距地表相当于距地表2Km2Km处处) )时，时，岩浆中岩浆中H H2 2O O含量降到含量降到2.75%2.75%。 由此可见，随着岩浆侵位上由此可见，随着岩浆侵位上升至距地表升至距地表2Km2Km处，将有处，将有4.25%4.25%的流体从花岗岩浆中释放出来。的流体从花岗岩浆中释放出来。 4 4构造作用对流体的影响构造作用对流体的影响 地壳中的流体并不是处于静止的状态，而是处在构地壳中的流体并不是处于静止的状态，而是处在构造作用环境中。最近几年来地质学的最大进展是

37、，在大造作用环境中。最近几年来地质学的最大进展是，在大洋深处发现不少热泉、热点、黑烟囱和矿床。这些都是洋深处发现不少热泉、热点、黑烟囱和矿床。这些都是流体作用的地点和结果。流体作用的地点和结果。 板块构造的理论不但解释了地壳的结构构造，同时板块构造的理论不但解释了地壳的结构构造，同时也为地壳中流体在构造作用下产生的迁移、循环和相互也为地壳中流体在构造作用下产生的迁移、循环和相互作用提供了理论依据。作用提供了理论依据。 哪些地质构造对流体的流动、迁移影响最大哪些地质构造对流体的流动、迁移影响最大? ? 除除了板块构造外，断裂和裂隙是很重要的。许多断裂和了板块构造外，断裂和裂隙是很重要的。许多断裂

38、和裂隙构造是流体迁移的通道。例如，裂隙构造是流体迁移的通道。例如， 深大断裂构造。深大断裂构造。 在古老变质岩中的剪切裂隙带是许多变质流体在古老变质岩中的剪切裂隙带是许多变质流体流动的通道。流动的通道。 此外，沉积岩的层面及沉积岩与火成岩体的接触此外，沉积岩的层面及沉积岩与火成岩体的接触带常是良好的流体流动的通道。带常是良好的流体流动的通道。 综上所述，综上所述， 在地壳中进行的三大地质作用在地壳中进行的三大地质作用 沉积作用、变沉积作用、变质作用和岩浆作用过程中，均可释放出流体。其中，沉积质作用和岩浆作用过程中，均可释放出流体。其中，沉积岩分布广，在成岩作用过程中所放出的流体最多。岩分布广，

39、在成岩作用过程中所放出的流体最多。 地壳中的流体通过去水作用，通过不同的地质环地壳中的流体通过去水作用，通过不同的地质环境产生出来。这些流体在成分、物理化学参数及产状等方境产生出来。这些流体在成分、物理化学参数及产状等方面可有很大的不同。但它们都是地质过程的产物。面可有很大的不同。但它们都是地质过程的产物。五、地壳中流体的分类五、地壳中流体的分类 地壳中的流体可按其化学成分、产状及成因来分类。地壳中的流体可按其化学成分、产状及成因来分类。 1 1化学成分分类化学成分分类 按照流体的化学成分，地壳中的流体主要包括如下几类：按照流体的化学成分，地壳中的流体主要包括如下几类： (1) (1) 岩浆岩

40、浆硅酸盐流体；硅酸盐流体； (2) H (2) H2 2O O； (3) H (3) H2 2O-NaClO-NaCl，这里，这里NaClNaCl代表溶于水中的所有盐类；代表溶于水中的所有盐类； (4) H (4) H2 2O ONaClNaClCOCO2 2； (5) (5) 有机流体，如，石油和天然气等。有机流体，如，石油和天然气等。 2 2产状和成因分类产状和成因分类 (1) (1) 岩浆热液；岩浆热液； (2) (2) 变质流体；变质流体； (3) (3) 海水海水( (大洋海水大洋海水) )； (4) (4) 热卤水热卤水( (包括原生水和同生水包括原生水和同生水) )； (5) (

41、5) 地下水地下水( (包括大气降水包括大气降水) )； (6) (6) 石油和天然气；石油和天然气； (7) (7) 硅酸盐岩浆。硅酸盐岩浆。 下面重点介绍几种流体。下面重点介绍几种流体。1 1、海水、海水 海洋是地球上最大的水库，同时海洋是地球上最大的水库，同时也是也是个最大的缓冲库。地球上每时个最大的缓冲库。地球上每时每刻都在进行的风化作用把大陆的物每刻都在进行的风化作用把大陆的物质带进海洋，而在海洋中又进行着质带进海洋，而在海洋中又进行着机械和化学沉积作用，这种过程示意机械和化学沉积作用，这种过程示意右图。右图。 从图中可见，海水中的物质可能从图中可见，海水中的物质可能有有8 8种来源

42、，其中最大的来源是河水。种来源，其中最大的来源是河水。据计算，每年从河流搬运到海洋中的水据计算，每年从河流搬运到海洋中的水量有量有3103109 9g g，携带的已溶物质携带的已溶物质和和悬浮沉积物物质总量悬浮沉积物物质总量为为2.2102.2101616g g。其中。其中已溶物质已溶物质4104101515g g，悬浮沉积物为悬浮沉积物为1.8101.8101616g g。 由于各种营力所造成的进出海洋的物由于各种营力所造成的进出海洋的物质的质量质的质量 图中质量单位为图中质量单位为10101414g/ag/a，每年海洋，每年海洋净增的质量为净增的质量为25010250101414g g，其

43、中，其中90%90%来自来自河水。河水。(1) (1) 化学成分特点化学成分特点 从海水所溶物质的平均化学成分表可知：海水中阳离子按其浓度或含量从海水所溶物质的平均化学成分表可知：海水中阳离子按其浓度或含量的次序为的次序为NaNa+ +，MgMg2+2+，CaCa2+2+，K K+ +；阴离子按其浓度或含量的次序为；阴离子按其浓度或含量的次序为ClCl- -，SOSO4 42-2-，HCOHCO3 3- -和和BrBr- -。而最丰富的是。而最丰富的是NaNa和和ClCl，这两者的含量占海水中所含元素总量的，这两者的含量占海水中所含元素总量的8585以上以上( (除除H H2 2O O外外)

44、)。因此，我们把海水视为。因此，我们把海水视为NaClHNaClH2 2O O体系。体系。(2)(2)同位素组成同位素组成 现代大洋水的现代大洋水的H H和和O O同位素组成相对说是十分均匀的；其同位素组成相对说是十分均匀的；其D D = +5= +57 7，1818O = +0.5O = +0.51.01.0。其平均值近似为：。其平均值近似为：D = 0D = 0，1818O = 0.0O = 0.0，把，把D = 0D = 0和和1818O = 0.0O = 0.0定义为大洋水定义为大洋水的标准值，叫做的标准值，叫做SMOWSMOW，这个值只在特殊的情况下才有大的变化。，这个值只在特殊的情

45、况下才有大的变化。例如，例如， 在高纬度冰川地带，冰熔化流人海洋使近海水的在高纬度冰川地带，冰熔化流人海洋使近海水的DD和和1818O O数值降低数值降低 与与海洋海洋连通的有限海连通的有限海，由于蒸发作用而使，由于蒸发作用而使D D和和1818O O值升高值升高( (如，如，红海海水红海海水) 半封闭海，由于大气降水的流入而使半封闭海，由于大气降水的流入而使D D和和1818O O值降低值降低( (如如，黑海、波罗的海的海水黑海、波罗的海的海水)2 2、大气降水、大气降水 大气降水主要指雨水和雪，即与大气圈呈平衡的水。大气降水主要指雨水和雪，即与大气圈呈平衡的水。 大气降水在降落时溶解了大气

46、中的大气降水在降落时溶解了大气中的COCO2 2，O O2 2，N N2 2和其它气体。和其它气体。由于由于COCO2 2溶于水，在水中可形成溶于水，在水中可形成COCO3 32-2-和和HCOHCO3 3- -，有时也含有微量的，有时也含有微量的NaClNaCl，pH = 5pH = 55.55.5，Eh = +0.4Eh = +0.4+0.5mV+0.5mV。 河水主要来源于大气降水，因此河水主要来源于大气降水，因此，推测雨水的成分与河水相推测雨水的成分与河水相似，不过溶于水的物质似，不过溶于水的物质总量总量比河水和湖水中的要小得多。比河水和湖水中的要小得多。 河水与海水中所溶物质的平均化

47、学成分对比河水与海水中所溶物质的平均化学成分对比 海海水水河河水水 对比两表可知：对比两表可知： 海水和河水中阴、阳离子的排列次序是不同的，海水和河水中阴、阳离子的排列次序是不同的，河水河水中更富含中更富含CaCa2+ 2+ 和和 HCO HCO3 3- -。 海水和河水中阴、阳离子海水和河水中阴、阳离子比较：比较： 阳离子阳离子 阴离子阴离子 海水海水 Na Na+ + Mg Mg2+2+ Ca Ca2+2+ K K+ +； C1 C1- - S0 S04 4- - HC0 HC03 3- - Br Br- - 河水河水 Ca Ca2+2+ Na Na+ + Si Si4+4+ Mg Mg2

48、+2+； HC0 HC03 3- - S0 S04 42-2- N0 N03 3- - 河水中河水中CaCa2+2+和和HCOHCO3 3- -的含量的含量比海水中的含量要低一个数量级。比海水中的含量要低一个数量级。 Ca Ca2+2+含量含量( 10( 10-6 -6 ) HCO) HCO3 3- -含量含量( 10( 10-6 -6 ) ) 海水海水 400.00 140.00 400.00 140.00 河水河水 15.00 58.40 15.00 58.40 这说明河水中除水以外的其它组分的含量甚微。这说明河水中除水以外的其它组分的含量甚微。 海水中所溶元素的总量要比河水高得多。海水中

49、所溶元素的总量要比河水高得多。 河水河水 海水海水TDS 13010TDS 13010-6 -6 350010 350010-6-6 可见海水中所溶元素的总量比河水中高出可见海水中所溶元素的总量比河水中高出266266倍。但是河水倍。但是河水对海水的作用是很大的，它是海水中物质的主要供应者。对海水的作用是很大的，它是海水中物质的主要供应者。 河水向海水排放的主要组分和量河水向海水排放的主要组分和量，以及以及排放的组分排放的组分达达到海水中数量级所需的时间。到海水中数量级所需的时间。 现以现以Na+Na+为例。为例。 每年从河水排入海洋中的量为每年从河水排入海洋中的量为2.07102.07101

50、414g g，而目前海水，而目前海水中中Na+Na+的含量为的含量为1.44101.44102222g g， 假定海水中的假定海水中的NaNa全部从河水中来，达到现代海水中全部从河水中来，达到现代海水中NaNa含含量所需的时间为量所需的时间为69.7 Ma69.7 Ma。 实际上这个时间可能还要长，因为海洋与大气圈进行着相实际上这个时间可能还要长，因为海洋与大气圈进行着相互作用与循环，海洋中的盐类从海洋进入大气圈，其次互作用与循环，海洋中的盐类从海洋进入大气圈，其次NaNa也可也可能进入到海洋生物和海底沉积物中，所以这个时间有人估计为能进入到海洋生物和海底沉积物中，所以这个时间有人估计为108

51、 Ma108 Ma。 元素在海洋中的居留时间元素在海洋中的居留时间 一些元素从河流进入海洋一些元素从河流进入海洋，然后沉积到海洋沉积物中所需的时间。我们把元素的然后沉积到海洋沉积物中所需的时间。我们把元素的这个过程定义为元素在海洋中的居留时间。元素的居留时间越长，越难进入沉积物，而这个过程定义为元素在海洋中的居留时间。元素的居留时间越长，越难进入沉积物，而容易被保留在流体中，这一点对于成矿流体的研究也是十分重要的。容易被保留在流体中，这一点对于成矿流体的研究也是十分重要的。 大气降水中氢氧同位素组成大气降水中氢氧同位素组成 现代大气降水中的氢和氧同位素组成呈系统地变化：现代大气降水中的氢和氧同

52、位素组成呈系统地变化： D = 8D = 81818O+10O+10 大气降水，如果不发生大气降水，如果不发生蒸发的话，则其同位素组成值蒸发的话，则其同位素组成值应落在大气降水线上应落在大气降水线上(MWL)(MWL)或附或附近近(图红线图红线)。偏差不超过偏差不超过11。 对于局部地区来说是有变对于局部地区来说是有变化的，这种变化取决于空气的化的，这种变化取决于空气的湿度、年平均气温、地区的纬湿度、年平均气温、地区的纬度和高度，离海岸的距离以及度和高度，离海岸的距离以及大气降雨量。大气降水进入岩石中变成地下水后，它的同位素组大气降雨量。大气降水进入岩石中变成地下水后，它的同位素组成几乎是不变

53、的。成几乎是不变的。海水,大气降水,原生岩浆水,长英质岩浆水,变质水和有机水的氢氧同位素以及与热液的同位素交换3 3、地下水、地下水 地下水地下水存在于地壳浅部的淡水和含盐的水存在于地壳浅部的淡水和含盐的水。主要分布于主要分布于地壳的浅部，地壳的浅部，溶解物质的总量溶解物质的总量比大气降水要高。比大气降水要高。 Carpenter(1978) Carpenter(1978)曾对各种地下水进行研究，其中所溶物质曾对各种地下水进行研究，其中所溶物质的总量分别为：的总量分别为： 淡淡 水水 1000(mg 1000(mgL)L) 含盐的水含盐的水 1000 100010000 (mg10000 (m

54、gL)L) 盐盐 水水 10000 10000100000 (mg100000 (mgL)L) 卤卤 水水 100000 (mg 100000 (mgL)L)4 4、孔隙水或地层水、孔隙水或地层水 孔隙水孔隙水保留在岩石孔隙或含水层中的水。过去有一个术保留在岩石孔隙或含水层中的水。过去有一个术语叫同生水，指与地层同时存在的水，即在沉积物深埋、压实过语叫同生水，指与地层同时存在的水，即在沉积物深埋、压实过程中封存于地层中的水，实际上就是古海水。程中封存于地层中的水，实际上就是古海水。 现在所指的孔隙水或地层水现在所指的孔隙水或地层水，指包括古海水在内的其它来源指包括古海水在内的其它来源水的总和水

55、的总和( (如，大气降水矿物结晶水从基底上来的流体如，大气降水矿物结晶水从基底上来的流体) ) 。这。这种水实际上是一种卤水种水实际上是一种卤水( (或热卤水或热卤水) )。 表列出孔隙水与海水成分表列出孔隙水与海水成分的对比表。的对比表。 由表可知：由表可知：(1)(1) 地层水中溶解物质的总和地层水中溶解物质的总和(2)(2)(TDS)(TDS)较海水的高出一个数量级。较海水的高出一个数量级。(2) (2) 地层水中大多数元素及组地层水中大多数元素及组分均比海水中高，有的甚至高分均比海水中高，有的甚至高出几个数量级，只有出几个数量级，只有SOSO4 42-2-在海水在海水中的含量要比地层水

56、中高出一个中的含量要比地层水中高出一个或几个数量级。或几个数量级。(3) (3) 地层水中存在许多成矿元素，地层水中存在许多成矿元素，如如PbPb、ZnZn、FeFe、BaBa，且其含量均，且其含量均比在海水中高出几个数量级。比在海水中高出几个数量级。 地层卤水是在中国最早发现的。四川自贡的盐井，即是取自地层卤水，地层卤水是在中国最早发现的。四川自贡的盐井，即是取自地层卤水，有的盐井深达有的盐井深达600m600m，还打出了天然气。，还打出了天然气。5 5、地热流体、地热流体 地热流体是一种由地下热液直接形成的流体，冒出地表形地热流体是一种由地下热液直接形成的流体，冒出地表形成热泉和温泉。许多

57、证据表明在一些泉的地下有一个大水库。成热泉和温泉。许多证据表明在一些泉的地下有一个大水库。目前看到的地热体系不过是地下水库露出地表或接近地表的一目前看到的地热体系不过是地下水库露出地表或接近地表的一部分。多数地热水主要是由大气降水演化而来。许多地热体系部分。多数地热水主要是由大气降水演化而来。许多地热体系中的流体实际上就是成矿流体，并且已见到许多由地热流体形中的流体实际上就是成矿流体，并且已见到许多由地热流体形成的贱金属矿床。成的贱金属矿床。 在现代大洋中脊，已发现许多海底喷出的热液，并可实际在现代大洋中脊，已发现许多海底喷出的热液，并可实际地观测到这种热液的性质以及成矿过程。地观测到这种热液

58、的性质以及成矿过程。6 6、变质水、变质水 指与变质岩处于平衡状态或者在变质岩经过脱水作用时释指与变质岩处于平衡状态或者在变质岩经过脱水作用时释放出来的水，叫做变质水。放出来的水，叫做变质水。 变质水的同位素组成，是通过在变质水的同位素组成，是通过在定温度下岩石的同位素定温度下岩石的同位素组成计算出来的。典型的变质沉积岩组成计算出来的。典型的变质沉积岩DD为为-40-40-100-100， 1818O O值为值为+8+8+26+26。 应用同位素分馏公式，计算出来的变质水的同位素值：应用同位素分馏公式，计算出来的变质水的同位素值： D =0 D =0-70-70， 1818O =+3O =+3

59、+20+20。 变质流体的成分主要为变质流体的成分主要为COCO2 2，HH2 20 0和少量和少量NaClNaCl。 7 7、岩浆和岩浆水、岩浆和岩浆水 岩浆是一种高温熔融体，岩浆是一种高温熔融体，它来自地球的内部并且能够它来自地球的内部并且能够侵入形成侵入体，喷出而成侵入形成侵入体，喷出而成为火山。岩浆的成分以硅酸为火山。岩浆的成分以硅酸盐为主，当冷却时，岩浆就盐为主，当冷却时，岩浆就结晶或凝固成火成岩。在岩结晶或凝固成火成岩。在岩浆中由于结晶分异等作用有浆中由于结晶分异等作用有时会相对集中氧化物或硫化时会相对集中氧化物或硫化物，当其固结时就可直接形物，当其固结时就可直接形成岩浆矿床。成岩

60、浆矿床。 岩浆演化以及成矿作用示意图岩浆演化以及成矿作用示意图( (据据Guilbert and ParkJGuilbert and ParkJR R，1985)1985)- - 地幔或地壳熔融，产生基性岩浆；地幔或地壳熔融，产生基性岩浆；- - 结晶并分异出辉长岩岩浆；结晶并分异出辉长岩岩浆；- - 硫化物和氧化物分凝作用硫化物和氧化物分凝作用含有相对集中的氧化含有相对集中的氧化物或硫化物的岩浆物或硫化物的岩浆 在岩浆分异作用的后期，其中的挥发分向上集中。岩浆中在岩浆分异作用的后期，其中的挥发分向上集中。岩浆中的挥发分以的挥发分以H H2 20 0为主，为主，Burnham(1995)Bur

61、nham(1995)指出，长英质岩浆含有大指出，长英质岩浆含有大约约6 6的的H H2 20 0。岩浆中这种以水为主的挥发分叫做。岩浆中这种以水为主的挥发分叫做岩浆水岩浆水，也叫，也叫初生水初生水。也就是说，这是一种新鲜的，无污染而从未到达地表。也就是说，这是一种新鲜的，无污染而从未到达地表的水。的水。 岩浆水的成分主要取决于：岩浆类型，岩浆水与围岩的相岩浆水的成分主要取决于：岩浆类型，岩浆水与围岩的相互作用以及与周围水的状况互作用以及与周围水的状况( (如有其它水存在，则很易与岩浆水如有其它水存在，则很易与岩浆水相混合相混合) )。 关于岩浆水成分的报道不多，可以把火山喷发出的气体的关于岩浆

62、水成分的报道不多，可以把火山喷发出的气体的成分作为参考，其气相主要是成分作为参考，其气相主要是H H2 2O O，其次为，其次为C0C02 2和和H H2 2。其液相部分。其液相部分除了除了H H2 20 0之外，还含有之外，还含有NaNa、K K、SiSi等元素。等元素。 岩浆水的同位素组成是新鲜的火成岩的岩浆水的同位素组成是新鲜的火成岩的DD和和 1818OO的值，应用的值，应用HH2 20 0和矿和矿物的同位素分馏因子在温度物的同位素分馏因子在温度70070012001200时计算出来的。时计算出来的。 对于对于I I型侵入岩，钙铁镁质组合的侵人岩或磁铁矿型的侵入岩，其氢和型侵入岩，钙铁

63、镁质组合的侵人岩或磁铁矿型的侵入岩，其氢和氧同位素值为：氧同位素值为： D() - 50 D() - 50 - 90 - 90 1818O() + 5.5 O() + 5.5 + 10 + 10 这个值叫做正常岩浆值。与这样的岩浆相平衡的岩浆水的同位素值为：这个值叫做正常岩浆值。与这样的岩浆相平衡的岩浆水的同位素值为： D() - 40 D() - 40- 80- 80 1818O() + 5.5O() + 5.5 + 9.5 + 9.5 张理刚张理刚(1989)(1989)对华南钨矿的氢、氧同位素研究后认为其对华南钨矿的氢、氧同位素研究后认为其岩浆水是一种原岩浆水是一种原始平衡岩浆水始平衡岩

64、浆水， 1818O()O()为为+9.5+9.5+11.5+11.5，D()D()为为-60-60-80-80，且随岩浆不，且随岩浆不同而有变化。同而有变化。8 8、同生水、同生水( (原生水原生水) ) 指当沉积物形成时存在于空隙和孔隙中的水。同指当沉积物形成时存在于空隙和孔隙中的水。同生水的定义常被误用于任何孔隙水或地层水。生水的定义常被误用于任何孔隙水或地层水。 实际上，如果孔隙水不是来源于海水，则我们很实际上，如果孔隙水不是来源于海水，则我们很难确定和区分这种水是与沉积作用同时捕获的水难确定和区分这种水是与沉积作用同时捕获的水( (即同即同生水生水) )还是以后进入孔隙或空隙中的水还是

65、以后进入孔隙或空隙中的水( (即孔隙水或地层即孔隙水或地层水水) )。 因而我们把同生水狭义地理解为一种古海水，这种因而我们把同生水狭义地理解为一种古海水，这种古海水与地层的成因相同，且与其处于平衡状态。古海水与地层的成因相同，且与其处于平衡状态。9 9、初始水、初始水 指在地球形成时存在的水或者来自地幔、地核的水，指在地球形成时存在的水或者来自地幔、地核的水，这种水从未与现在地球的水圈发生相互作用。这种水从未与现在地球的水圈发生相互作用。1010、外来水、外来水 对现在所存在的体系或环境来说是外来的任何一对现在所存在的体系或环境来说是外来的任何一种水称之为外来水。种水称之为外来水。 例如，在

66、蛇绿岩套中的热海水即为外来水。例如，在蛇绿岩套中的热海水即为外来水。 1111、流体包裹体、流体包裹体古流体古流体 流体包裹体是各个地质时期中各种地质古流体的代表。流体包裹体是各个地质时期中各种地质古流体的代表。它是它是研究成矿流体和成岩流体最珍贵的样品。这种样品存在于大多数研究成矿流体和成岩流体最珍贵的样品。这种样品存在于大多数矿床中、火成岩、变质岩和沉积岩中。它不仅存在于地球中，而矿床中、火成岩、变质岩和沉积岩中。它不仅存在于地球中，而且也存在于地球以外的星体中。如月球、陨石中。且也存在于地球以外的星体中。如月球、陨石中。 研究结果表明，这种流体以研究结果表明，这种流体以NaNa、ClCl

67、、COCO2 2、H H2 2O O为主要成分，同为主要成分，同时也含有一定量的成矿金属元素和有机质。时也含有一定量的成矿金属元素和有机质。 此外，有机水此外，有机水( (一种含有机物的水一种含有机物的水) )，它是在脱水作用、氧化，它是在脱水作用、氧化作用或交换作用中把有机物质作用或交换作用中把有机物质（沥青、煤、干酪根、石油、有机沥青、煤、干酪根、石油、有机气体等气体等）溶于水中而形成的。溶于水中而形成的。 综上可知，地壳中存在的流体按其成分主综上可知，地壳中存在的流体按其成分主要是以硅酸盐为主的岩浆，以要是以硅酸盐为主的岩浆，以HH2 20 0和盐和盐(NaCl)(NaCl)为主的流体和

68、以为主的流体和以HH2 20CO0CO2 2为主的流体。为主的流体。本本 章章 结结 束束 Kinji Maeara(1978) Kinji Maeara(1978)对沉积物脱水过程中水的移动总结了对沉积物脱水过程中水的移动总结了六种情况：六种情况： 沉积岩的去水作用沉积岩的去水作用发生发生在沉积盆地的任一部分在沉积盆地的任一部分( (浅处或浅处或深处，中心或四周深处，中心或四周) ) ； 脱水过程中，如果存在一系列的沉积物脱水过程中，如果存在一系列的沉积物( (从砂岩从砂岩粘土粘土) )，则水的移动方向是从页岩或粘土到砂岩；，则水的移动方向是从页岩或粘土到砂岩； 从盆地本身来考虑，脱水作用发

69、生时水的移动方向是从从盆地本身来考虑，脱水作用发生时水的移动方向是从盆地的中心部分到边缘部分，或从较深的部位向相对较浅的部盆地的中心部分到边缘部分，或从较深的部位向相对较浅的部位；位； 移出水的量与沉积物的量成一定的比例，并且常与地质移出水的量与沉积物的量成一定的比例，并且常与地质事件相关连；事件相关连； 去水作用与压力有关，当上覆负荷的压力大于流体的静去水作用与压力有关，当上覆负荷的压力大于流体的静压力时，这种去水作用才能有效地发生；压力时，这种去水作用才能有效地发生； 去水作用与沉积物中裂隙构造有关，当沉积物中发育裂去水作用与沉积物中裂隙构造有关，当沉积物中发育裂隙时，水很快沿裂隙排出。隙时，水很快沿裂隙排出。