為了求解水岩係統之間物質成分，特別是成礦金屬的轉移過程和規律性，開展了水岩作用模擬係列試驗，試圖從不同試驗目的和不同條件下獲得信息，以資輔以論證洋底水岩係統界麵水化學成分的形成及其成礦作用的可能條件。
第一節 模擬試驗意義及其係列類型
一、模擬試驗意義
著名的地質學家李四光在《地質力學概論》中寫道：“模型實驗又可稱為模擬試驗，由於試驗的目的不同，方法很多，應用的範圍也很廣；但不管那一種模擬試驗，都不能脫離一條基本原則，即依靠規模大小不同、實質不同，而外表形式相似的物質結構體係，在受到類似原因的作用下所產生的現象相似性。一般地說，相似現象的相似性，不一定程度相同；相似程度相同的現象，在它們不同方麵的相似程度也不一定相同。這就說明了任何一種模型實驗，在本質上，它的效用都不能不受到一定的限製。但是實踐證明，這種限製，並不否定它在實際工作中所起的作用”。
水文地球化學模擬係列試驗就是要通過人為的方法和適當的材料模擬在天然條件下洋底水岩係統液相和固相之間發生的物質成分的轉移過程。因此，模型的設置和工作過程應該首先要滿是構成的人工係統與天然係統的物質成分存在相似性，即是說需要類型相同的係統存在；其次，要確定一定的試驗方法和目標而作出的人為係統與天然係統的環境條件具有一定程度的相似性。隻有亦滿是這兩項的前提下，模擬試驗才有意義。
二、模擬試驗係列類型
鑒於模擬試驗解決問題的目標不同，故擬定了下列試驗係列類型：
一是水岩係統模擬試驗。主要是解決水岩係統之間物質成分的互換和轉移過程。這個試驗模擬洋底沉積物和界麵水之間物質成分的交換和轉移過程。這是一個物質成分雙向轉移過程的試驗。
二是淋濾作用模擬試驗。主要是解決固相向液相提供和釋放的物質成分種類和數量，特別是成礦金屬的轉移過程和規模。這個試驗模擬洋底沉積物經受海解作用時向水中釋放物質成分的過程和規模。這是一個物質成分單向轉移過程的試驗。三是吸附交替作用模擬試。主要是解決兩相之間發生的陽離子吸附交替作用而引起物質成分的變化過程。采用的試驗材料需經加工處理，它是水岩作用試驗中的一種特殊作用類型。
第二節 水岩係統模擬試驗
一、試驗裝置和工藝流程
1.試驗裝置結構見圖如。
2.試驗樣品
軟泥試樣是采&太平洋中部的洋底軟泥，篩選由六個站位采集的原樣。岩性為放射蟲矽藻軟泥、矽質軟泥。顏色為棕褐色、褐色、褐黃色。為氧化環境的沉積物。這些樣品采集後密封在塑料袋中並貯存在調查船上的冷凍箱中，供試驗之用。
大洋水試樣是根據1957年提出的配方配製的。待配製的試樣水中少量顆粒沉降一天後，並用濾紙濾去懸浮物。微量、痕量金屬是以大洋水平均含量為標準，將稱量的純金屬分別溶於酸中，然後投入配製的人工海水中。為探索水的濃度與軟泥之間在物質成分轉移上的影響，另又配製了比人工洋水濃度高一倍的試驗水。
3.試驗條件和過程
軟泥與人工洋水重量之比為1:3，這是以4個時間段提取的界麵試驗水數量能滿是測試：項目要求而確定的。
反應器在試驗前要洗涮幹淨，先將稱量的6個軟泥試樣分別投入容器中，然後依次倒入人工配製的洋水；另將三個站位稱量的軟泥試樣投入另3個容器中，然後倒入比人工洋水濃度高1倍的試驗水。這樣形成了9個係列試驗，但後3個高濃度試驗水的試驗是輔助的。
輸入氧氣，Eh值控製為正值，為54.5—110.5mV，以滿是於類似於大洋底部的氧化環境條件；提取的界麵水試液的pH值為7—7.98，亦類似於實際情況；試液的溫度是在室溫下進行的，約為14-25攝氏度，比天然條件要髙。
作用時間是以試驗後的30d、60d、120d、210d的時間間隔提取界麵水試液的。整個試驗時間為210d。
提取的試液分兩瓶裝，一瓶備測定重金屬組分用，取出後立即過濾和酸化，使另一瓶隻需過濾，其它組分測試用。樣瓶密封後送往實驗室分析。
在提取界麵水試樣時，同時監測pH、Eh和溫度。
二、模型係統與天然係統的相似性
模型係統與天然係統的相似性主要在於：
1.沉積物是采自研究區不同站位的洋底表層軟泥，試驗水是人工配製的大洋水，因此係統的物質條件是相似的；
2.模型構成的水岩係統與大洋底部的水岩係統是相似的；
3.模型水岩係統的主要環境參數Eh值為氧化環境，值為弱堿性。因之，模型水岩係統與洋底天然水岩係統環境條件基本上是相似的。
4.試液是從模型的水岩界麵上提取的，相似於大洋底部的界麵水。
但是，水岩作用的規模和時間與天然條件是不同的，也未考慮壓力因素，且溫度偏高，整個是在靜態條件下進行的。
三、模擬試驗結果
根據模擬試驗中按一定時間間隔提取的4次界麵試驗水化學成分測試資料，繪製了6組界麵驗水化學組分濃度與水岩作用時間相關曲線：
1.界麵試驗水化學組分濃度隨著水岩作用時間的推移呈現增降變化的趨勢，並可將其分為三種類型。一是化學組分由固相向液相轉移，導致界麵試驗水中這類組分的濃度增高，謂之遞增型組分。
二是化學組分由液相向固相轉移，導致界麵試驗水中這類組分的濃度降低，謂之遞降型組分。屬遞降型組分的主要痕量金屬，還有絡陰離子、堿土和堿金屬等。
三是界麵試驗水組分濃度增降相間變化，但最終呈遞降變化，它們在固相和液相之間的轉移是可逆的，但最終向固相沉析，謂之增降混合型組分。屬該型組分的主要是痕量金屬和押。
2.在6組模擬試驗的界麵試驗水中，遞增型或遞降型組分的增降變化均具有相似的變化態勢。因此它們構成的濃度曲線形態十分相似。
3.無論是遞增型組分，還是遞降型組分，均是在水岩作用時間為30d時提取的（即第一次提取）界麵試驗水與初始溶液（人工洋水）組分的濃度相比出現急劇的增降變化，遞增型組分構成濃度曲線上的凸點，遞降型組分構成濃度曲線上的凹點。在以後的水岩作用時間即60d、120d裏，濃度曲線延伸一般較為平緩，有的保持在同一濃度水平上，有的濃度時高時低相間延伸，但總的趨勢是遞增型組分濃度總是高於初始溶液的同名組分濃度值；而遞降型組分濃度總是低於初始溶液的同名組分濃度值；而增降混合型組分則無此規律，但在試驗“終止”時，界麵試驗水中的組分濃度值亦低於同名組分的初始濃度值。