1、 3-6 地球化学动力学的研究方向一 引入化学动力学和构造动力学的基本思路：1重视地质成矿作用的能源、热源、矿质来源、流体来源、驱动力的性质和强度的变化；以上各点取决于大的地质构造环境，把体系放在大区域构造环境中考察，体系受大地质条件控制；两级控制原理。2研究地质成矿过程的进程、步骤和历程，每个阶段有特定的控制因素。3把时间变量引入作用因素，考虑过程进行速率、持续时间和各种作用进行的时间与速率匹配关系，称为动态耦合作用。4. 应用基础科学理论，定量或半定量、数学模型化的描述和预测自然过程。同时考虑流体在运动中与围岩发生化学反应，随时间的变化。如：流体输运反应耦合动力学方程的建立。1. 二自然化
2、学反应的速率与反应动力学进程反应速率化学反应动力学最基本的出发点是 “质点碰撞模型 ”。体系中参加反应的质点 (离子或分子 )作无规则的热运动，不断发生碰撞。只有两种质点相碰撞、相接触时才能发生化学反应。质点间碰撞频率愈高，则该反应进行愈快；体系温度升高，使质点热运动加剧，加速反应进行。 从微观方面 ,分解化学反应进行步骤和历程称为反应机理。对于一项自然化学反应，其反应进程包括五个步骤：(1) 反应剂 通过 扩散 作用移向矿物 表面和晶格缺陷；(2) 反应剂 在矿物表面 被吸附并发生离子交换 ；(3) 反应质点化学状态的变化：化学反应是电子层之间的撞击，以及同时发生 电子转移 。在这一过程中质
3、点活化，电子传递， 原子重新组合 ，形成 新化合物 。质点活化需要足够的能量，因此也构成 化学反应的控制步骤；(4) 反应 产物 从反应表面上被 解吸 ；(5) 反应 产物 通过 扩散 作用离开 反应表面 。1 . 匀相化学反应速率匀相化学反应 -水溶液中的化学反应反应速率 单位时间内，单位体积中，反应物或产物随时间的变化率 。 速率 -达到平衡所用时间R =（ 1/V）（ dn/dt） = d（ n/V） /dt = dc/dt R - 反应速率基元反应A + B = ABR =-（ dCAB/dt） = kCAm CBn m、 n反应级数基元反应的速度正比于反应物浓度乘积，可用实验法测得比
4、例常数、浓度方次 。 k-速率常数 与温度有关，动力学常数 2、 水岩反应速率复杂多相反应，反应物不断向界面上扩散，生成物从界面上移去。复相反应速率决定于反应物扩散速率。在气一液反应中，气相物质扩散速率较大，总体过程速率取决于界面上反应速率。 a. 钾长石的水解作用速率沃拉斯特的实验：钾长石制成 5的悬浮液，在 pH 4的体系中、 250C下恒温，观察蚀变反应进程，结果证明：水与长石反应的步骤，首先是水中的 H+与长石表面上的 K+发生离子交换反应，这一步进行较快。伴随反应长石表面形成无定形 Al(OH)3和 H4SiO4； Al(OH)3溶解度低，迅速达到饱和； H4SiO4溶解度较大， SiO2浓度不断增高，但溶解速率不断有减慢趋势。这是由于溶液中 SiO2超过一定浓度时，与反应界面上无定形 Al(OH)3发生反应：H4SiO4 +Al(OH)3 = 0.5 H4 Al2 Si2O9 + 2.5H2O反应产物铝硅酸 H4 Al2 Si2O9非晶质，构成反应界面上残留层，蚀变作用进行速率取决于物质通过残留层扩散速率。 SiO2浓度随反应时间增加
