成因矿物学研究现状及发展趋势

成因矿物学研究现状与发展趋势1.学科发展的历史回顾2.学科发展的新动向3.未来学科发展展望报告提纲1历史回顾1.矿物与矿物组合的时空分布；2.矿物内外各种属性间的内在联系；3.矿物发芽、生长、形成与变化的条件和过程；4.矿物与其介质间相互作用的宏微观标志；5.矿物成因分类的自然体系以及矿物成因研究的应用。成因矿物学的科学内涵——关于矿物形成与变化的学说，她研究：陈光远先生矿物发生史DevelopmentHistory；矿物标型学Typomorphism；矿物温压计MineralThermobarometer；矿物共生分析AssemblageAnalysis；矿物成因分类GeneticClassification；矿物学信息应用Application。1历史回顾1890—1911，В.И.Вернадцкий——《地壳的矿物史》；1912，А.Е.Ферсман——《论矿物成因问题和它们的相互转化》；1920，Н.М.Федоровский——《成因矿物学》；1947、1955，Д.М.Григорбев——《矿物发生学》；1939-1955，А.Г.Бетехтин——矿物共生分析研究；1957，Д.С.Корженский——《矿物共生分析》；1963和1979，Е.К.Лазаренко——《成因矿物学原理》和《矿物成因分类试编》。1976、2004，Н.П.Юшкин——《矿物成因信息的问题与方法》、《生物-矿物同源论》1历史回顾在成因矿物学的早期发展阶段，前苏联矿物学家做出了不可磨灭的贡献：1970年代末，成因矿物学在前苏联成为了一门较为完善的矿物分支学科。Н.П.Юшкин陈光远研究集体角闪石、黑云母、绿泥石、石榴子石成因矿物族；铁铬矿床矿物成因标型与找矿标志。王嘉荫（1978）——《应力矿物学》；欧阳自远等（1978）和张培善等（1978）——吉林陨石雨张魁武等（1979）和夏林忻等（1979）——长石有序度。。。。。。1历史回顾1950-70年代，陈光远先生将成因矿物学引入中国地质界，开创了中国成因矿物学研究的新纪元。1950-70年代是我国成因矿物学的起步阶段，但在理论上已出现成因矿物族的创新研究模式。1980-90年代，我国的成因矿物学研究进入了蓬勃发展的新阶段，出版了一系列成因矿物学的教材和专著。结合对各类矿床及有关变质岩和岩浆岩的理论和实际问题，开展了矿物组合标型、矿物特征标型研究，极大地丰富了成因矿物学的理论宝库，为国家的矿产资源寻找做出了卓越贡献。1历史回顾铁矿、铬矿、镍矿、铜矿、金银矿、钨锡矿、铅锌矿、汞矿、硫化铁矿、金刚石矿、蓝石棉矿角闪石、黑云母、白云母、锆石、石榴子石、尖晶石、石英、长石、方解石、绢云母、黄铁矿、磁铁矿、黑钨矿、锡石、辰砂一是形成了较为完善的成因矿物学理论体系，与地质找矿实际紧密结合，构筑了找矿矿物学这个应用学科的理论框架；二是成因矿物学在地质找矿方面的应用范围大幅度扩展，彰显了成因矿物学在复杂地质作用研究和几乎所有主要矿产找矿方面的实际应用价值；三是与现代矿物物理和矿物晶体化学理论及先进的矿物测试技术相结合，使矿物标型研究从宏观进入微观、从若干侧面进入较全面系统化的发展轨道；四是提出了矿物标型六性及矿物标型研究的四项法则，提出了实现四项法则的矿物学填图方法。1历史回顾纵观国内外成因矿物学在1980-90年代的发展，有四个特点颇为引人注目：1.学科发展的历史回顾2.学科发展的新动向3.未来学科发展展望报告提纲2研究动态进入21世纪以来，地球科学界迎来了又一个大发展的新时期，矿物学的研究对解决许多重大地质找矿问题发挥了十分重要的作用。其中，矿物微区元素-同位素技术和高温高压及矿物-流体反应实验技术不断趋于成熟，为成因矿物学理论的发展提供了前所未有的契机。2研究动态运用成因矿物学理论和矿物学填图新技术进行矿床成因模式研究和深部远景预测，取得更多新发现和可观的找矿效果河北灵寿县石湖金矿101号脉金品位-石英热释光强度等值线垂直纵投影图584005860058800590005920059400596004505506507508509501050115001510152060584005860058800590005920059400596004505506507508509501050115000.1250.250.511.5258000582005840058600588005900059200594005960045055065075085095010501150246810121416182022242658400586005880059000592005940059600450550650750850950105011501510152060100金品位图355~357°预测富矿段数据空白区已知富矿段已剥蚀矿体预测靶区acbd山西义兴寨金矿5号脉金品位、矿体厚度、矿体产状、矿化强度等值线垂直纵投影图利用矿物电阻率标型，借助电阻率仪快速识别矿石中黄铁矿电阻率，获得了良好的金矿化富集规律的信息。山东金青顶金矿黄铁矿电阻平均值等值线垂直纵投影草图强矿化地段5金品位(g/t)100磁化率(4π×10-6SI)前河金矿葚沟矿段蚀变岩磁化率-Au品位等值线垂直纵投影图利用矿物磁性标型，借助磁化率仪快速识别岩石的蚀变类型和划分蚀变带，以间接获得金矿化规律的信息，取得了良好的找矿效果。5金品位(g/t)0.3多硅白云母(含量)前河金矿葚沟矿段近红外光谱“多硅白云母”-Au品位等值线垂直纵投影图利用矿物中“水”组份的光谱标型，借助近红外光谱测量仪快速识别岩石的蚀变矿物种类，划分蚀变带，以获得金矿化规律的信息，取得了良好的找矿效果。世界不同种类矽卡岩矿床中石榴子石三端元图义兴寨矽卡岩中石榴子石三端元图世界不同种类矽卡岩矿床中辉石三端元图义兴寨矽卡岩中辉石三端元图义兴寨角砾岩筒及其周围有形成矽卡岩型或斑岩型Mo、Cu、Fe、Au矿的可能性！2、岩浆岩与成矿利用石榴子石、辉石矿物成分标型研究，预测山西义兴寨金铁矿区还应有矽卡岩型和斑岩型钼、铜矿床，经钻探获得18米厚的斑岩钼矿体。碱度的降低vs.岩浆的演化太行山中段岩浆岩锆石内部形态标型运用阴极发光新技术研究矿物内部结构，提出了矿物发生史方面不少新认识恒山义兴寨石榴子石成分环带表明：早期温度较高，溶液呈中-酸性、弱氧化-弱还原环境；中期温度下降，溶液的pH值增加，向偏碱性发展，氧逸度增加，由弱氧化-弱还原环境向氧化-弱氧化环境转变；晚期温度又升高，溶液pH值下降，氧逸度减小。2研究动态利用锆石、磷灰石、独居石裂变径迹分析技术，对造山带隆升史和矿产的保存利用研究提供了新依据（袁万明等）；锆石等矿物的微区同位素技术，成为当前用于重大地质事件定年和地质体演化历史追索的可靠方法。麻棚岩体锆石LA-ICP-MS定年成因矿物学的理论还成为环境与生命矿物学研究的基本指导思想，取得大量新成果。2研究动态吴敏博士论文，2007海南岛周边海底沉积物B106柱黏土矿物环境标型单颗有孔虫5颗有孔虫(Clemens,1993)40-60颗有孔虫（王世杰,1995）精度4-8×10-68-12×10-630×10-6本底15×10-12g30,96×10-12g5×10-9g富钴结壳碳酸盐基岩单颗有孔虫化石Sr同位素高精度测定、结壳的初始生长年龄及SST重建0.91＋0.33/-0.39Ma有孔虫化石87Sr/86Sr比值与有孔虫化石年龄的相关曲线和相关方程(Farrell,etal.,1997;Shackletonetal.,1995)0.91+0.33/-0.39Ma时西太平洋麦哲伦海山区海水表面温度为24.9+1.1/-1.0℃佟景贵博士论文，2007将矿物个体发生及矿物标型的思想用于对鱼耳石等生物矿物环境响应的研究2研究动态asteriscusA0(Miyun)a0(Baiyangdian)C0(Miyun)c0(Baiyangdian)a0(Miyun)&c0(Miyun)≌Standard。杨良锋博士论文，2007将矿物发生史和分布规律思想用于土壤能量系统修复研究4研究动态将矿物与环境相互作用思想用于矿物电池技术研究（鲁安怀课题组）；纳米尺度蒙脱石的成因研究（陈天虎等，2004）；生物有机质对矿物自组装结构和过程的调控研究（Yushkin,2004;Tazaki,2004;崔福斋，冯庆玲，2004）；其他生物成因矿物学的研究（《地学前缘》2008年第6期）等丰富了矿物发生学的理论。2研究动态总之，在21世纪以重大科学问题为主攻目标开展多学科集成性研究的大背景下，成因矿物学研究已渗透到事件地质、资源环境、生命过程等许多领域，在某些方面甚至起着不可或缺的作用。成因矿物学已不限于过去少数矿物学家的研究，许多宝石学家、构造地质学家、岩石学家、矿床学家、地球化学家、古生物学家、农林学家、材料学家等都在自觉或不自觉地运用成因矿物学的思想和方法解决自身研究中所面临的科学问题。2研究动态1.学科发展的历史回顾2.学科发展的新动向3.未来学科发展展望报告提纲3未来展望学科发展的历史告诉我们，任何一门学科当它脱离人类生产生活的实际就没有多大的生命力。成因矿物学每次大的理论和方法方面的发展都是以其适应国民经济建设需要而实现的。21世纪社会对多种矿产资源供给的要求更加急迫，同时对人居环境改善的要求也越来越高，成因矿物学在资源、环境与生命领域的发展迎来了一个重要的发展契机。其未来5～10年发展的目标、优先领域和重点方向大致有以下几点可以考虑。紧密结合国家需求和有关重大科学计划开展工作，进一步推进成因矿物学理论在地质过程、矿产资源、环境和生命等领域的应用；同时，对已有成果进行全面系统的整合研究，形成系列的高水平理论成果，为地质过程研究、矿产资源寻找、人居环境改善及地质灾害减免提供矿物学方面的理论和技术支撑。3未来展望（1）发展目标鉴于我国成因矿物学原创性成果还比较缺乏，建议在学科布局方面：吸纳培养一批有较强国际交流能力、有较高基础理论素质、在成因矿物学方面开展原创性工作的高水平理论人才，占领学术高地；同时，培养一大批有一定成因矿物学理论基础，掌握成因矿物学在多领域应用方法的技术专家，开展广泛的应用推广工作，为国民经济建设服务。3未来展望（2）学科布局考虑到学科的传承和创新，根据已有成因矿物学的基础，今后5-10年，我国成因矿物学优先发展的领域：主要还是在与地质过程、矿产资源、环境与生命研究有关的矿物标型方面。同时，建议适当加大支持以实验矿物学为基础的矿物生长、矿物相转变、矿物温度计和压力计的研究；逐步加大成因矿物族的研究力度，发展我国最具特色的研究方向。3未来展望（3）优先领域矿物学家要积极与其他学科相配合，合作解决地球科学当前面临的地质过程、矿产资源、环境优化、灾害减免等方面的重大问题，在学科交叉中提升自身的综合理论水平。3未来展望（4）学科交叉结合我国独特的地质构造和地质环境单元特征，有计划有步骤地开展若干重点区域、重要矿产资源和重点环境问题的成因矿物学研究，为发展和创立具有我国特色的成因矿物学理论，使成因矿物学更好地服务于社会创造条件。3未来展望（5）重点突破