分子水平上研究地质流体的物理化学性质

Geological fluids exist in every geosphere of the Earth and play important roles in many processes of material transformations, energetic interchanges and geochemical interactions. To study the physicochemical properties and geochemical behaviors of geological fluids turn Girt to be one of the challenging issues in geosciences. Compared with conventional approaches of experiments and semi-theoretical modeling, computer simulation on molecular level shows its advantages on quantitative predictions of the physicochemical properties of geological fluids under extreme conditions and emerges as a promising approach to find the characteristics of geological fluids and their interactions in different geospheres of the Earth interior.This dissertation systematically discusses the physicochemical properties of typical geological fluids with state-of-the-art computer simulation techniques. The main results can be summarized as follows: (1) The experimental phase behaviors of the systems CH4-C2H6 and. CO2 have been successfully reproduced with Monte Carlo simulations. (2) Through comprehensive isothermal-isobaric molecular dynamics simulations, the PVT data of water hia^e been extended beyond experimental range to about 2000 K and 20 GPa and an improved equation of state for water has been established. (3) Based on extensive computer simulations, am optimized molecular potential for carbon dioxide have been proposed, this model is expected to predict different properties of carbon dioxide (volumetric properties, phase equilibria, heat of vaporization, structural and dynamical properties) with improved accuracies. (4) On the basis of the above researches of the end-members, a set of parameters for unlike interactions has been proposed by non-linear fitting to the ab initio potential surface of CO2-H2O and is superior to the common used mixing rule and the results of prior workers vs/Ith remarkable accuracies, then a number of simulations of the mixture have been carried out to generate data under high temperatures and pressures as an important complement to the limited experiments. (5) With molecular dynamics simulations, various structural, dynamical and thermodynamical properties of ionic solvations and associations have been oomprehensively analyzed, these results not only agree well with experimental data and first principle calculation results, but also reveal some new insights into the microscopic ionic solvation and association processes.

贵州百花湖分层晚期有机质降解过程与溶解N2O循环

百花湖是一个具有季节性分层的富营养小型湖泊,在秋季湖水倒转期经常发生水质恶化事件,碳氮循环出现异常。文章研究特选择在秋初,湖泊分层开始消失时,测定了湖水中不同深度的N2O ,CH4 ,CO2 ,有机和无机碳同位素以及其他化学参数变化。结果发现:采样时百花湖在约6m和16m 深度附近出现了两个温度不连续层(SDL和PDL) ,并影响到有机颗粒的沉降和分解。相对而言,有较多的有机质在这两个层内发生降解,但降解的途径有所不同,上部主要是有氧降解,下部则主要是无氧降解过程。N2O 的产生和消耗与有机质的降解过程完全对应:PDL 层以上,ΔN2O 与AOU 的线性关系反映了N2O 主要形成于硝化作用;PDL 层以下反硝化作用导致N2O 严重不饱和;PDL 内位于硝化作用和反硝化作用过渡带的N2O 峰,显然是硝化与反硝化联合作用的结果。PDL 层内较大的CH4 浓度变化梯度,说明嗜甲烷细菌可能通过氧化NH+4 贡献了部分N2O。百花湖秋、冬季表层湖水N2O 都是过饱和的,都是大气N2O 的源,依据分子扩散模型计算湖泊N2O 的释放通量在12～14μmol/ m·day 之间,秋、冬季没有明显的差别。秋季底层湖水的反硝化作用是湖泊N2O 的汇,其消耗通量与表层的释放通量基本相当。

中国煤矿废弃物环境效应研究进展

简述煤矿废弃物的环境地球化学效应和治理方法。分别论述了煤矸石山的自燃、淋滤和煤矿矿井水的环境效应。研究发现，煤矸石自燃会释放出SO2、CO、H2S、CO2、NOx、CH4、多环芳烃(PAHs)等多种有毒有害物质；煤矸石中的有害元素As、Cd、F、Hg、Mo、Pb等含量多与硫化物、硫酸盐等正相关，连续化学浸取能将很大部分毒害元素溶出；矿井水直接排放会引起地下水位下降和环境污染。目前我国对煤矿废弃物的环境效应研究已经很重视，但煤矸石和矿井水资源化治理还存在一些问题。

胜利油气区奥陶系顶部风化壳有机包裹体初步研究及其意义

胜利油气区奥陶系顶部风化壳中的气态烃有机包裹体主要分布在方解石脉中．属晚期次生成因。均一温度测量结果表明其形成温度为140～160℃，明显低于奥陶系灰泥岩的成岩温度(170～208℃)。有机包裹体气态烃成份以CH4为主(占总量的44％～49％)，同时含CO2和H2O等无机气体成份。有机包裹体气态烃δ^13C1为-29．2‰(PDB)，δD为-128‰(SMOW)，与本区已发现的来自石炭-二叠系煤成天然气的δ^13C1，和δD相近或相同，说明胜利油气区奥陶系顶部风化壳曾经有过来自石炭-二叠系煤成天然气的运移与聚集作用。该区有与陕北大气田相似的成藏地质条件，奥陶系顶部风化壳具潜在的天然气勘探价值。

湖南瑶岗仙钨矿床流体包裹体特征及其意义

瑶岗仙石英脉型钨矿床的石英、萤石和夕卡岩型钨矿床中石榴石流体包裹体的岩相学特征研究表明，与成矿有关的包裹体主要有三类：富液相、富气相和含子晶的多相包裹体。脉型钨矿床中石英包裹体均一温度范围为180℃-300℃，盐度O．88—6．45wt％NaCleqv；矽卡岩型钨矿床中石榴石包裹体的均一温度范围为190℃～300℃，盐度0．1～8．95wt％NaCleqv；成矿溶液的密度为0．81～0．89g／cm^3．表明形成这两种类型矿床的成矿流体均属于中温、低盐度、低密度的流体；成矿压力为120～160MPa，成矿深度约为7—9km，因此该矿床是在中高压力、中深成条件下形成的。激光拉曼探针分析表明，石英中包裹体的气相成分比石榴石中的更富含CH4、CO2和H2O等挥发份，说明流体是一种介于岩浆与热液之间的过渡性流体，具有上部偏液、下部偏浆的特点。由于该区自燕山期以来软流圈上隆，岩石圈经历了强烈的伸展、减薄作用和壳幔相互作用，而C-H还原性组分的增加，指示流体很可能来自于深部的地幔过渡带或者软流圈.

安庆夕卡岩型铁铜矿床流体包裹体研究

对安庆夕卡岩型铁铜矿床中各成矿阶段的夕卡岩矿物、石英和方解石中流体包裹体的岩相学、显微测温及显微激光拉曼光谱分析等的研究结果表明，成矿流体可能为源自深部的岩浆热液，具高温、高盐度和富CH4等还原性挥发分的特征。流体包裹体的均一温度和盐度在夕卡岩期表现为高温（400—570℃）和高盐度（40％～46％NaCl）特征，代表了夕卡岩形成及铁矿化时的流体活动情况；在石英硫化物期表现出中低温（124—396℃），盐度变化较大（6％。38％NaCl）的特征，代表了铜矿化时的流体活动情况。从成矿早期到晚期，流体包裹体的均一温度和盐度都不断降低，且在铜的主成矿阶段曾发生过流体沸腾作用和混合作用。岩浆水在流体成矿过程中占主导地位.

安庆夕卡岩型铁铜矿成矿流体特征

通过对安庆夕卡岩型铁铜矿床中各成矿阶段的夕卡岩矿物、石英和方解石中流体包裹体的岩相学、显微测温及显微激光喇曼光谱成分分析等研究,认为矿床早期成矿流体可能为深部岩浆熔-流作用形成的岩浆热液,具高温高盐度和富CH4等还原性挥发分的特征;在燕山期复杂构造活动影响下,成矿流体在温度为220℃左右,压力为75 MPa左右的条件下发生减压沸腾去气作用,CH4等气体大量逃逸,由于大气降水的不断混入,最终演化为低温、低盐度的混和流体.

济阳坳陷高青-平南断裂带两类气藏的地球化学特征及成因

根据对高青-平南断裂带两侧的气藏进行气体组分及碳同位素地球化学分析发现：两侧分布的是不同的气体类型，南侧主要是以甲烷为主的烃类气藏，其CH4含量在88.83%-99.26%之间，碳同位素值为-55.17‰～ -35.00‰之间，结合该地区的地质特征认为该区CH4气藏为混合气藏，其来源主要有3种：油型伴生气、幔源岩浆脱气以及CO2还原气。而北侧主要是以CO2为主的非烃类气藏，其CO2含量在60.72%-99.99%之间，碳同位素值为：9.8‰-3.41‰，3He/4He值主要在4.45×10^-6～6.35×10^-6之间，主要是幔源-岩石化学成因的混合气。通过分析两侧气体组分及碳同位素特征，初步判断高青-平南断裂带两侧烃类气体形成于同一时期，主要可能是早期强烈的岩浆喷发后形成，而高青地区的二氧化碳气藏主要是由后期的岩浆脱气形成。两类气藏组分差异的最主要原因是由后期的岩浆活动影响造成.

济阳坳陷CO2气藏同位素地球化学特征及成因

济阳坳陷CO2气藏主要发育在高青-平南深断裂中南段和阳信次级凹陷西北缘及商店火山岩穹隆构造内。气藏中CO2气体浓度为69％～97％，δ^13CCO2值为-5．67‰～-3．35‰，CH4／^3He值为（1．01～5．65）×10^8，^3He／^1He值为（2．80～4．49）×10^-6，即R／Ra为2．00～3．21，^40Ar／^36Ar值为317～1791，CO2/^3He值为（0．25～2．61）×10^9。以上地球化学数据表明，济阳坳陷气藏中CO2主要来源于地慢，且慢源CO2在成藏过程中有损失，或者有壳源CO2的加入，特别是部分碳酸盐岩变质成因CO2的加入。在对CO2气来源定性分析的基础上，还需要在各来源的定量区分和CO2气藏的成藏及其与岩浆活动的时空匹配关系等方面作进一步的研究.

新疆塔木铅锌矿成矿流体特征与矿床成因

新疆塔木铅锌矿赋存于石炭系碳酸盐岩断层破碎带中，矿体和手标本尺度呈现管／脉构造特点。管／脉壁主要由闪锌矿、方铅矿构成，管／脉中心充填白云石Ⅱ，管内可见钡-钾长石微粒，暗示成矿流体淋滤下伏地质体。充填期白云石Ⅱ较第Ⅰ期白云岩化灰岩表现出贫^13C、^18O的特点，反映成矿过程可能存在贫^13C、^18O的物质加入。鉴于白云石Ⅱ流体包裹体均一温度为119～191℃、闪锌矿流体包裹体存在CH4、C2H6、H2S气相组分、邻区达木斯乡和什拉甫剖面下石炭统有4个沥青显示点和24个荧光显示点、麦盖提斜坡海相石炭系曲1井、麦3井原油驴C介于-34‰～-31‰之间及流体包裹体液相组分未见SO4^2-，可以推测成矿作用与热化学硫酸盐还原（TSR）过程相关。综合上述因素，可以认为新疆塔木铅锌矿为后生的与TSR作用相关的矿床.

济阳坳陷非烃气藏成因研究－来自气体地球化学和火成岩方解石脉碳氧同位素的证据

济阳坳陷是自三叠纪以来欧亚板块、印度洋板块和库拉－太平洋板块相互作用形成的一个叠置在华北板块上的中、新生代坳陷，位于华北板块东部，东临著名的郯庐大断裂。在坳陷中部的高青－平南断裂地区和西部惠民凹陷发现了大量的CO2气藏，近年来受到很多地质学家和地学工作者的注意。本文在前人资料和自己研究成果的基础上，详细分析了济阳坳陷CO2气藏的气体地球化学特征和惠民凹陷地区火成岩中方解石脉的碳氧同位素特征，为厘定区域内二氧化碳气的来源提供理论依据。通过系统的研究，获得了以下成果和结论： 济阳坳陷CO2气藏中，13CCO2值为-5.67～-3.35‰，主频率段为-4.76～-4.32‰，指示CO2气的主体为无机成因；而气藏中CH4的13C为-54.39～-35.00‰，主频率段为-54.39～-51.55‰，显示以有机成因为主。 济阳坳陷CO2气藏中3He/4He比值为2.80～4.49×10-6，主频率段为3.55～4.49×10-6；40Ar/36Ar值为317～1791，变化较大，主要分布在770～1791；13CCO2值与3He/4He成正相关关系；CO2/3Hem值介于0.769～10.2×109之间，主体为1.86～3.51×109，且CO2/3Hem值与CO2含量一定程度地正相关；CH4/3He比值介于1.01～5.65×108之间，接近于幔源流体值，而远低于壳源特征值，且CH4/3He比值随3He/4He比值减少而增加。以上种种特征都说明，济阳坳陷非烃类气藏中气体具有多来源的特征，但CO2主体是无机成因，并主要来自地幔，少量来自有机成因；在成藏过程，幔源CO2通过转变为CH4或者碳酸盐岩而丢失了部分CO2，壳源CO2和其它烃类加入到气藏中；花沟地区的气体地球化学特征与众不同，可能存在碳酸盐地层变质脱气产生的CO2的混入，但具体原因尚待进一步研究。 济阳坳陷惠民凹陷地区火成岩中方解石脉的碳同位素数据-3.30～3.14‰，氧同位素数据12.64～16.97‰，二者成正相关关系，同时也位于前人所说的沉积混染趋势线上，具有较为典型的壳幔混合特征。这些方解石脉的碳同位素又明显的位于海相碳酸盐岩范围之内，说明脉体的主要碳源不是深源的，而是来自于海相底层。

湖南芙蓉锡多金属矿床成矿流体地球化学研究

锡的分布和成矿作用通常与花岗岩浆作用具有十分密切的联系。以往研究表明锡矿化与高度分异的S型花岗岩或陆壳改造型花岗岩具有密切的成因联系，但近年来随着大量与A型花岗岩有关的锡矿床的发现，人们开始关注A型花岗岩与锡成矿关系的研究。相对于与S型花岗岩有关的锡矿床来说，与A型花岗岩有关的锡矿床成成矿机理的研究积累少，研究程度相对较低。 湘南地区位于南岭多金属成矿带中部，是我国华南地区重要的有色金属成矿带。近年来在该成矿带上新发现的芙蓉超大型锡多金属矿床为世界瞩目，该矿床的形成与骑田岭花岗岩具有密切的时空关系。近年来研究显示骑田岭花岗岩具有A型花岗岩的特征。本文以芙蓉超大型锡多金属矿床和相关的骑田岭岩体为研究对象，在前人研究的基础上，运用岩石学、矿物学、流体包裹体、微量元素和稳定同位素地球化学等理论和方法，对芙蓉锡矿成矿流体的地球化学特征及其演化机制进行了系统的研究，并在此基础上探讨了骑田岭花岗岩体与芙蓉锡矿间的成因联系和芙蓉锡矿的成因机制。论文取得的主要认识包括以下几个方面： 1. 运用矿物学、岩石化学、微量元素地球化学以及同位素地球化学方法，进一步证实了骑田岭花岗岩体具有A型花岗岩的特征，总体具有偏铝质-弱过铝质、高硅富碱高钾的地球化学特征，早晚两期花岗岩具有同源岩浆演化特征，属于A2型花岗岩。同位素地球化学数据显示花岗岩体具有EMII型富集地幔的特征，形成于华南大陆地壳拉张减薄的构造环境，成岩过程中有地幔物质加入。 2. 通过对矿石矿物组构和成分的岩矿鉴定、扫描电镜和电子探针分析，确定了芙蓉锡多金属矿床原生夕卡岩形成于较氧化的环境，成岩作用主要与早期侵入的角闪石黑云母花岗岩密切相关，锡主要以Sn(IV)进入夕卡岩的造岩矿物晶体内。退蚀变夕卡岩、云英岩和蚀变花岗岩矿化为锡成矿主阶段，三种矿化类型的成矿流体具有相似的地球化学性质，即富Cl、Ti和Sn的特征，而锡石硫化物型矿石形成于成矿晚阶段。 3. 运用流体包裹体地球化学理论和方法以及激光拉曼分析技术，揭示了芙蓉锡矿的成矿流体组成、形成的物理化学条件和演化特征。芙蓉锡多金属矿田成矿流体为CO2-CH4-CaCl2- NaCl-KCl不混溶体系，成矿过程中发生流体不混溶作用。芙蓉锡矿成矿流体盐度为0~50.63 wt%NaCl eq.，密度为0.31~1.12g/cm3，主成矿阶段热液流体的均一温度主要集中在300-450℃，流体压力为179-1800bar，成矿晚阶段锡石硫化物型矿石中均一温度主要集中在150~300℃，流体压力为400-600bar。成矿流体特别是主成矿阶段的流体成矿过程中普遍发生了沸腾现象。从主成矿阶段到成矿晚阶段、矿化期后，热液流体盐度呈降低的趋势，流体成分也从含CO2、CH4的CaCl2-NaCl-KCl-H2O水溶液体系转化为不含CO2的简单NaCl-KCl-H2O水溶液体系。 4. 通过分析主要矿化类型矿石中脉石矿物的稀土元素和稳定同位素特征，揭示了成矿流体来源。研究表明芙蓉矿床成矿期热液脉石矿物的稀土元素地球化学和稳定同位素地球化学显示了与本区花岗岩具明显的相似性，骑田岭黑云母花岗岩形成过程中分异出的岩浆期后热液应是芙蓉矿床成矿流体的主要来源，成矿过程中有少量经过深循环的大气降水加入。 5. 在总结前人研究成果的基础上，综合上述研究，探讨了骑田岭花岗岩体与芙蓉锡矿间的成因联系和芙蓉锡矿的成因机制。本文认为骑田岭岩体中黑云母花岗岩与Sn成矿具有密切的成因联系，芙蓉锡矿田的成矿流体主要来源于黑云母花岗岩岩浆结晶期后分异出的富Cl和Sn的热液流体。芙蓉锡矿成矿流体中锡主要呈Sn(II)与氯离子形成亚锡氯络合物进行迁移，低温的大气降水与高温的岩浆热液流体混合，导致流体体系温度、盐度、压力的降低和富CO2相流体的分离（CO2去气作用），流体的氧逸度升高，使得Sn(II)与氯离子形成亚锡氯络合物解体，Sn(II)被氧化成SnO2并发生沉淀作用。这种流体的混合作用是导致锡石沉淀的最有效的机制。

湘南瑶岗仙钨矿床成矿流体地球化学

瑶岗仙钨矿区地处南岭中段，位于加里东隆起带与印支-燕山凹陷带的交汇地带。为了更深入地研究瑶岗仙钨矿成矿流体的性质和演化，在前人工作的基础上，本文结合流体包裹体的岩相学特征及其产出的构造特征，对瑶岗仙钨矿流体包裹体进行了显微测温和激光拉曼探针分析，从而确定了瑶岗仙钨矿成矿流体的性质，并进一步探讨了其成矿物质来源及成矿机制。 对瑶岗仙石英脉型钨矿床的石英、萤石和矽卡岩型钨矿床中石榴子石流体包裹体的岩相学特征研究表明，与成矿有关的包裹体主要有三类：富液相、富气相和含子晶多相包裹体。脉型钨矿床中石英的包裹体均一温度范围 180℃～300℃，盐度为 0.88～6.45 wt% NaCl；矽卡岩钨矿床中石榴子石包裹体均一温度范围为 190～300 ℃，盐度为 0.1～8.95 wt% NaCl，成矿溶液的密度为 0.70～1.05 g/cm3，说明形成两种类型矿床的流体均属中温、低密度、低盐度流体；两类矿床形成的压力为 32～38 MPa，成矿深度为 1～2 km，因此该矿床是在浅成、低压条件下形成的。激光拉曼探针测试表明，石榴石包裹体的气相成分以 H2O 为主，石英中包裹体的气相成分及其相对含量为 H2O＞CO2＞CH4＞N2＞H2S。由此说明，从矽卡岩型白钨矿阶段到石英脉型黑钨矿阶段，成矿流体中不断有 CH4、CO2和H2O 等挥发份的加入，此时的流体是一种介于岩浆与热液之间的过渡性流体，具有上部偏液、下部偏浆的特点。 根据前人的研究结果以及矿脉中花岗岩角砾的发现，泥盆系、寒武系岩层在花岗岩浆侵入过程中发生了混合岩化，成为成矿物质来源的基础，而真正的成矿母岩应该是深部的花岗岩体，由此推测“赋矿花岗岩并非成矿源岩”，很可能来自深部母岩浆中熔离出的流体。而 CH4 等还原组分的含量增多，推测也有可能来自相对是还原环境的地幔过渡带或软流圈中。

柿竹园钨、锡多金属矿田成矿流体地球化学研究

南岭地区是我国最重要的有色、稀有金属矿产资源产地，尤以钨、锡等金属的大规模爆发式成矿而闻名于世，已发现了一大批大型、超大型稀有和有色金属矿床。近年来的研究发现，这些矿床的形成很可能与华南地区中生代发生的大规模地壳拉张、岩石圈伸展减薄以及壳―幔相互作用的独特地质背景有关。本论文以与千里山花岗岩体密切相关的柿竹园钨锡钼铋铅锌矿田（以下简称柿竹园矿田）为研究对象，运用流体包裹体、稳定同位素和稀有气体同位素地球化学等方法，对其成矿流体的物理化学特征、来源及演化进行了研究，并在此基础上探讨了千里山花岗岩体与柿竹园矿田间的成因联系和矿田的成矿作用机制，获得以下主要研究成果： 1. 利用流体包裹体岩相学、显微测温学以及包裹体成分的激光拉曼分析技术，揭示了矿田中柿竹园钨锡钼铋矿床成矿流体的性质和演化特征。研究表明柿竹园钨锡钼铋矿床成矿流体为中高温、中高盐度H2O-NaCl-CaCl2-CO2-CH4-H2S-F体系。成矿流体的均一温度、盐度、密度和压力变化范围均较大，成矿早期夕卡岩阶段和云英岩阶段的流体具有较高的均一温度（239～477℃）和盐度（0～39.08 wt% NaCl eq.），云英岩网脉夕卡岩阶段和后期石英萤石脉阶段均一温度和盐度逐渐降低（分别为160～450℃，1.23～16.53 wt% NaCl eq.和156～340℃，1.23～4.49 wt% NaCl eq.）。夕卡岩阶段发生了流体沸腾作用。流体密度为0.37～1.12 g/cm3，主要集中在0.7～0.9 g/cm3；压力为10～820 bar，一般小于800 bar。野鸡尾锡铜矿床的成矿流体属于中高温度、中等盐度的H2O-NaCl-CaCl2-CO2-CH4-H2S-F型体系，柴山铅锌矿床属中温中等盐度H2O-NaCl-CaCl2-CO2-F体系，其均一温度和压力变化范围也较大。 2. 通过分析主要矿化类型矿石矿物及脉石矿物的C、H、O、S等稳定同位素特征，揭示了柿竹园矿田成矿流体的来源，并对C、O同位素的组成进行了CO2去气、流体混合和水―岩反应的理论模拟。研究表明矿田成矿流体主要来自千里山花岗岩浆，并有大气降水加入。水―岩反应在成矿过程中起着重要作用。 3. 对矿田不同矿化类型矿石矿物黄铁矿、黄铜矿、毒砂、方铅矿等进行了He、Ar同位素研究，其中3He/4He值为0.059～1.662 Ra（Ra为空气的3He/4He值，1 Ra＝1.39×10-6），40Ar/36Ar值为289.8～1071.8，表明矿田成矿流体具有壳-幔两端员混合的特征。壳源组分为获得了大量地壳放射成因4He，但获得放射成因40Ar*较少的经过地下循环的低温饱和大气水。而幔源组分来自千里山花岗岩浆流体，表明千里山花岗岩并非传统的S型花岗岩。 4. 在总结前人研究成果的基础上，结合本次研究，建立了柿竹园矿田成矿作用模式：中生代华南岩石圈发生拉张、伸展作用，地幔物质上涌，发生壳幔相互作用，形成千里山花岗岩浆。花岗岩浆充分分异演化形成富含挥发分和成矿元素的成矿流体，与泥盆系碳酸盐岩发生反应而沉淀成矿。成矿过程有大气降水的加入，并发生了流体沸腾作用。

扬子地块周边C、P硅岩建造中硒的富集机理对比研究-以渔塘坝、紫阳富硒区为例

在自然界中存在一套由硅质岩、泥质岩／页岩或板岩、碳酸盐岩和粉砂岩组成的沉积建造，并以富含有机质和菌藻微生物等为特征，沉积厚度较大，岩石类型以硅岩为主，称之为“硅岩建造”。硅岩建造中的硅质岩不仅是许多重要矿种（如金、硒、铀、钒、磷、锰、铂族元素、重晶石和黄铁矿等）的赋存层和含矿岩系的重要岩类，而且由于它形成于特定的地球化学条件下，能够反映出某些沉积相带特殊的地质背景，另外，硅质岩本身就是一种生物岩，对探讨生物成岩、成矿作用有重要意义。所以对硅岩建造及其内硅质岩研究具有十分重要的理论意义和实用价值。因此，本论文选择扬子地块周边寒武系（南秦岭紫阳硒富集区）、二叠系（湖北恩施双河渔塘坝硒矿床）富硒硅岩建造为研究对象。通过岩石地球化学、同位素地球化学、矿物学以及流体包裹体等方法从含硒规律、岩石成因、沉积环境、成矿流体性质等方面，分别对对两个不同时代或不同层位的富硒硅岩建造开展了系统的地球化学对比研究；并从矿物学、包裹体成分及物理化学条件等方面对渔塘坝硒矿床的成因作了探讨。通过研究，取得了以下主要认识：1渔塘坝硒矿区和紫阳硒富集区富硒硅岩建造岩石以硅质岩为主，硅质岩中5102含量范围分别为64.2％-95.84％和63.62％-95.24％。同时包括部分碳质硅质岩丫碳质页岩 和碳、硅板岩及含腐泥层的石煤；渔塘坝硒矿床硅质岩中Se含量大于80ug/g的样品均采自下二叠统茅口组的硅质岩段内，紫阳下寒武统硒富集体中硅质岩中硒的含量最高（可达278ppm）。2微量元素研究表明，两地区富硒硅质岩中均含有较高的Cu，Ni、V、As、Sb、Cr，且U／Th＞1。在U-Th、Zr-Cr和P2O5-Y相关图以及Fe-Mn-（Cu+Co+Ni）三角图上，两研究区内硅质岩样品点均落于热水沉积区。渔塘坝硒矿区硅质岩的REE总量较低，平均为38.9×10-6，紫阳硒富集区硅质岩REE总量除个别较高（达110×10-6以上）外，总体也较低（12.0-37.6）×l0-6；另外，从稀土元素配分模式看，两地区硅质岩均有较明显的Ce负异常，且Eu从无明显Eu异常到出现正Eu异常。都反映出热水沉积硅质岩的特征。从si和O同位素组成来看，两个地区硅质岩的δ3051和δ18O值也总体位于热水成因硅质岩区域内。根据隧石一水的氧同位素分馏方程计算得知，两研究区硅质岩的形成温度分别为46℃-72℃和78.6℃-126.20℃。地球化学特征表明，两地区富硒硅质岩均来自热水沉积作用。另外，渔塘坝硒矿区硅质岩中Cr含量较高，且存在腕足类生物化石；紫阳硒富集区硅质岩中Ba及有机质含量较高，且存在叶琳生物标志化合物。结合两地区碳同位素组成特征（渔塘坝地区δ13c为正值，可能和上扬子区早、晚二叠世之间多期次喷发的火山活动，造成地球史上二叠纪生物大灭绝有关；紫阳地区δ13C为负值，说明碳同位素来源于沉积有机物质），暗示两地区硅质岩的成因可能与火山沉积作用有关，且在成岩过程中有部分生物的参与。3渔塘坝赋矿硅质岩硫同位素组成具有较高的负值，表明矿床形成于缺氧的海盆内：紫阳硒富集区形成黄铁矿的硫主要来自海水硫酸盐。4系统研究了渔塘坝硒矿区硒的矿物学，显示硒以自然硒、独立矿物、类质同像及有机吸附四种形式赋存于矿床中。废弃石煤堆中的自然硒矿物，是自然因素和人为活动共同干预的结果，并非石煤的缓慢自燃的结果。5对研究区成矿流体中包裹体均一温度、盐度和密度进行了系统研究，结果显示：两地区的流体包裹体以原生包裹体为主，数量较多且形态复杂；研究区（渔塘坝硒矿和紫阳硒富集区）成矿流体处于中一低温（ 190-250）℃和（120-155）℃条件。渔塘坝硒矿区石英和方解石包裹体内的流体盐度分别为（5.9-10.l）B％和（3.9-4.5）WB％，紫阳硒富集区流体盐度为（1.2-2.8）WB％，后者流体盐度明显低于前者。流体密度经计算分别为0.79-0.79／cm3和0.69-0.969／cm3。重点对渔塘坝硒矿区的石英和方解石包裹体进行了拉曼光谱成分测试，结果显示：包裹体成分以H2O和N2为主，含少量 CH4、C2H4、C2H6、C3H5、C4H6、C4H4和C6H6等成分，说明成矿溶液介质主要为具有还原性质的水溶液，其成矿条件具还原性的特点。6渔塘坝硒矿区成矿物理化学条件的研究表明，即富硒成矿流体为中低温（190-250）℃、压力平均为60Mpa。成矿早期02、eZ相对较低，乃较高，且fS2/fSe2＞l，有利于硫化物沉淀在成矿主阶段，随着硫化物的沉淀，fS2和fSe2相应增大，且fO2较高。高的fO2阻止了硒进入硫化物，而有利于硒化物的形成。 7系统研究了富硒硅岩建造的沉积环境和构造环境特征，认为渔塘坝硒矿床中富硒硅质岩主要形成于浅海滞留的盆地沉积环境，紫阳下寒武统硅质岩沉积环境属于深水滞留沉积环境；渔塘坝硒矿床主要形成于拉张的断陷盆地中，紫阳硒富集体则形成于拉张的裂谷环境。