正文 第一章 成礦實驗概述(一)(1 / 1)

第一節實驗在礦床學中的意義

成礦實驗是地質科學中的一個新學科,是在實驗室控製條件下研究與成礦有關的元素、礦物和溶液體係的相關係及物理化學性質的科學,換句話說,成礦實驗就是應用物理化學理論和高溫高壓實驗技術,通過對成礦物質物理化學性質和相關係的研究及對天然成礦過程的人工模擬,查明成礦元素分散宮集的規律、礦床形成的物理化學條件和成因機理,旨在發展成礦理論和地質找礦。

科學實驗是人們認識自然和改造自然的重要途徑。像任何自然科學一樣,地質學在認識地質過程時,除依靠直接觀察和測試外,也需要借助於實驗的方法。隻是,多數地質過程發生在千百萬年以前,並發生在地球深部的高溫高壓條件下,這給實驗造成了困難;因此,地質學中的實驗研究隻在20世紀,才發展起來。然而,其發展相當迅速,僅在短短幾十年中,就在地質科學中形成了若幹獨立的新學科,例如實驗岩石學、實驗礦物學、實驗地球化學等。在此期間,隨著高溫高壓實驗技術方法的不斷發展和完善,難度更大的成礦作用的實驗研究也發展起來,並且正在成為地質學的重要分支

近三十年來,礦床學正經曆著深刻的變革,一些傳統的簡單化的成礦學說崩解了,反映成礦物質多來源性和成礦過程多樣性的一代新的成礦理論正在形成。與此同時,為認識成礦過程在物質和時空上的複雜性,傳統的單一描述性的礦床研究方法已遠遠不夠了;因此必須采用多種現代的基礎知識(如物理、化學和數學)和新技術、新方法,包括高溫高壓實驗,才能更有效地探索複雜的成礦過程。正如塗光熾曾多次指出的那樣“穩定同位素、成礦成岩實驗、氣液包裹體、礦物共生組合和熱力學等理論和方法,為我們了解和探索成礦全過程提供了有力的武器”。

事實上,近三十年來,國內外成礦實驗業已取得的成果,證明了實驗研究在總結成礦規律、發展成礦理論和推進礦床學現代化方麵均起著重要的作用。眾所周知,現代礦床學的重要特點之一是廣泛應用物理化學的原理和方法研究礦床形成的過程和規律,因而成礦實驗與熱力學的結合就為金屬礦床形成的條件和方式提供有用的定量性的資料,比如,成礦物質在高溫高壓下相平衡的實驗研究,可以查明組成礦石的礦物和礦物組合形成的溫度。壓力、氧逸度、硫逸度等,從而推斷各種礦床形成的物理化學條件;它也能查明元素在礦物和礦石中的賦存形式和分布規律,而這又有助於解決礦石的選擇和綜合利用。再如礦物與水溶液反應的實驗研究能夠揭示成礦金屬活化遷移的形式和富集沉澱的條件,進而判斷成礦物質和成礦溶液的來源以及礦化的時空規律。因此,高溫高壓實驗不僅已經成為礦床研究的一個重要途徑,而且成礦實驗研究本身也是現代礦床學的重要支柱和基礎。