10.3969/j.issn.1000-7849.2001.02.027
硅迁移的重要形式——硅氢化物
1 硅氢化物的形成条件及特性
由硅变为硅氢化物的条件不苛刻，在一定温度、压力下的强还原富氢环境，Si，SiO2，SiO2-3均可形成硅氢化物。
Si0+2H2=SiH4
SiO2+4H2=SiH4+2H2O
SiO2-3+4H2=SiH4+2OH-+H2O
纳米硅、纳米硅合金微粒有很大的比表面积，有许多悬空键，容易与氢结合形成氢化物，也容易与其它单质结合形成合金，产生协同氢化反应。
SiH4的熔点为-185°C，沸点为-111.8°C，具高挥发性、高扩散性。工业上常利用此特性使之与杂质分离。SiH4的化学性质很活泼，在空气中能自燃，甚至发生爆炸，并生成SiO2和H2O。
SiH4+2O2=SiO2+2H2O+81 565.873 7 J
SiH4在一定条件下具有热稳定性和水解性，它在中性和微酸性水中不水解，但碱性对其水解则有催化作用。
SiH4+(n+2)H2OOH-SiO2·Nh2o+4H2
2 呈硅氢化物迁移的依据
在大量核反应实验数据基础上建立的化学元素起源、演化为：①大爆炸产生氢，氢燃烧产生氦；②氦燃烧产生碳、氧、氖、镁；③碳燃烧—氧燃烧产生氖、钠、镁、硫、磷、硅；④硅燃烧产生铁、镍；⑤质量数大于铁族元素的“重元素”通过“中子俘获反应”形成。其中氢燃烧所释放的能量数倍于其余各阶段能量的总和。
类地行星是富氢强还原性的。地球与其它类地行星来源于同一团星云物质，作为太阳系的一员，必然具有太阳系演化的共性及后天的差异性。木星、土星的星壳均为液态氢，海王星的星壳为气态氢和氦，星幔为甲烷、氨、水。月球亦处于强还原富氢环境，自然铁广布于月壤及其矿物岩石中，没有高价铁的矿物，月壤中氢含量达10×10-6～211×10-6。分布广泛众多的陨石矿物、宇宙尘的化学成分多为单质及合金矿物，还有许多低价矿物。以原子分数计，氢占地壳的17%，地幔、地核含有固态氢、金属氢(H0)及氢化物，地幔实为氢的大储库。在地球内部的气体中，氢起着决定性的作用。它既是地球内部最重要的还原剂、热传递媒体和热载体，也是岩石的软化剂和熔化剂。水圈、气圈主要是地球排气的产物。大洋的缺氧事件是由于地球排出大量还原性气体(CH4，H2，CO，H2S等)耗氧所致。地球的深度越大、年代越早，其氢及氢化物的浓度越高，还原性越强。金伯利岩及某些岩浆岩中产出众多的单质矿物及其合金矿物、硅化物、碳化物就是证明。地面的氧化性则是后天形成的。
与硅化密切相关的岩石矿物流体包裹体成分普遍含有H2及其相关物质，如CH4，CO，CO2，H2O等。在一定条件下，CH4与H2O作用可产生H2；而当条件变化时，H2与CO，CO2作用则可产生CH4，它们处于动态平衡中。氢的原子半径很小，扩散逃逸很快，氢是强还原剂，能将许多物质还原并形成氢化物及合金氢化物。火山喷气带含有CO2，CH4，H2，NH3，SiO2，Al，Fe，K，Cu，Zn,Pb,As,Ag,Sn等。地热泉常含H2，CH4等。H2是构造活动的灵敏指示剂，其蚀变矿物有石英、玉髓、蛋白石、硼矿物、铀石、沥青铀矿、黄铁矿等，有的含有高岭石、叶蜡石、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉锑矿、雄黄、雌黄、毒砂、自然金、银金矿等。伴随火山喷发、地热事件出现的NH3，是在一定温度、压力和自燃触媒条件下N2与H2化合的产物，N2与CH4反应亦能形成NH3。NH3的出现表明为富氢的还原环境。在火山喷发、地热泉中氢和硅质总是共生的，显然其有密切的成因联系。
地球、月球、陨石、宇宙尘均产出单质硅及其合金矿物。这可能是H0，H2，H-,C,CO,CH4等作用于氧化硅及硅酸盐的结果。最近，天津地质研究院王郁、孟海军在石英脉蚀变岩型金矿床中发现了硅金矿，用Cl-,S2-,HS-,S2O2-3，H3SiO-4等配合物均难以解释其形成机理。若用硅金合金氢化物从地球深部迁移至地壳浅部，突然减压，降温，Eh值上升，氢逃逸，硅金合金氢化物被氧化而成矿，则可得到合理的解释。
2AuSi3H13=2AuSi3+13H2↑
4AuSi3H13+13O2=4AuSi3+26H2O
3 形成硅化的新机制
地质事件产生富氢的强还原环境，硅氢化物随岩浆、热液、热气迁移至地壳浅部被氧化成石英(即硅化)，若硅化的规模、强度大，则可形成硅化岩，甚至硅化带。湘南地区就产出“全硅质”岩。石英形态有自形、半自形、长条锯齿状、云雾状、羽毛状、叶片状、似斑片状、它形粒状等。它们的集合体常呈花瓣状，交织状，斑杂状，等粒细晶状，歪、正细晶状，还有微晶和隐伏硅质物，黄铁矿呈烟灰状。这暗示这些矿物是由气态演化而成的。硅化带的矿物成分主要为石英、玉髓，少量高岭石、水云母、叶蜡石、沥青铀矿、辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等。这些矿物中铝、铁、铀、铜、铅、锌等均能与氢形成氢化物并与硅氢化物共同迁移成矿，在硅化带中形成上述共生矿物组合，因此硅化的形成与有关矿化密切相关。
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TQ4;V25
2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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