热液矿床概论课件.pptVIP

3.成礦物質的運移形式（3）成礦物質呈鹵化物氣態溶液運移這個觀點認為，溶液中搬運的成礦物質不是現在礦石中所見到的礦物，礦石中的金屬礦物在其形成以前是呈鹵化物形式在溶液中被搬運的，其依據是：礦物中氣液包裹體（代表著含礦氣水熱液的母液）的含鹽度很高，甚至有NaCl晶體出現；火山噴出物中有砷、鐵、鋅、錫、鉛和銅等的可溶性氯化物和氟化物出現；有的熱液礦床中可見到含氯或氟的礦物，如氯化鉛（PbCl2）、氯銅礦（CuCl2·3Cu(OH)2）、螢石、黃玉等。實驗表明，金屬鹵化物在水中的溶解度是較大的（表5-1）。第三節含礦熱液的運移3.成礦物質的運移形式（3）成礦物質呈鹵化物氣態溶液運移多數研究者認為，成礦物質呈鹵化物氣態溶液運移的情況是存在的。不過主要出現於溫度較高的熱液礦床中，如雲英岩型鎢、錫礦床可能就是以這樣的形式運移和成礦的。據實驗得知，金屬鹵化物和硫化氫極易反應形成硫化物沉澱，所以當溶液中存在數量較多的H2S時，鹵化物溶液就變得很不穩定。眾所周知，H2S在熱水溶液中的溶解度是隨溫度的降低而增高的，所以在溫度較低的情況下，成礦組分是難以成鹵化物搬運的。第三節含礦熱液的運移3.成礦物質的運移形式（4）成礦物質呈易溶絡合物運移大量實驗和理論研究證實，在熱液礦床形成過程中，金屬成礦元素主要呈絡合物形式搬運，這也是目前人們普遍接受的觀點。在自然界中很多元素都可以構成絡合物的組成部分，如某些離子電位高的金屬陽離子（Fe3+，Fe2+，Be2+，Nb5+，Ta5+，W6+，Sn4+，Mo4+，Mo6+等）構成中心陽離子（或稱絡合物形成體）；一些陰離子或離子團（如F-，Cl-，HS-，HCO-，OH-，O2-，S2-，SO42-，CO32-等）構成配位體，而鹼金屬陽離子則構成外配位體，不同的絡合物可在各種地質-物理化學條件下出現。絡合物比簡單化合物的溶解度大許多倍，可以搬運大量成礦物質。進入絡陰離子中的金屬元素，可以具有與簡單陽離子完全不同的化學特性，易於解釋熱液礦床中觀察到的各種現象。第三節含礦熱液的運移3.成礦物質的運移形式（4）成礦物質呈易溶絡合物運移一些有關的成礦實驗和化學熱力學計算結果也支持金屬礦物質主要呈絡合物形式被搬運的觀點，並且還提供了金屬元素絡合物穩定性的數據。絡合物在水溶液中的穩定性，主要取決子絡陰離子離解能力的大小，絡陰離子離解能力越強，則絡陰離子越不穩定，因此，在溶液中出現的金屬離子越多。絡合物在溶液中的穩定程度，可用絡合物不穩定常數k表示，如下列絡合物分解的反應式：[PbCl4]2-→Pb2++4Cl-k=[Pb][Cl]4/[PbCl4]k值越大，則絡陰離子越不穩定；反之，則越穩定。在一定的熱液體系中，由於各種元素絡合物在熱液中穩定性不同，因此絡合物的穩定性大小也不同，隨著熱液物理化學性質的變化，絡合物穩定性也將發生變化，這是導致礦床形成過程中不同元素分別析出，產生各種分帶性的原因之一。第三節含礦熱液的運移1.溫度在熱液礦床形成過程中，由於熱液體系物理化學性質的變化，造成絡合物穩定性的破壞使金屬元素及其化合物沉澱、析出，其中溫度的降低和pH值的變化常常對絡合物的穩定性影響最大。此外，其他機制也會影響絡合物的穩定性。1.溫度有些絡合物只在較高溫度下穩定，而在低溫下分解，如[PbCl4]2-，當溫度從200℃降低到100℃時，其穩定性變化不大，而從100℃降至90℃時，可導致5×10-6的Pb沉澱析出，PbS+4NaCl→4Na++[PbCl4]2-+S2-又如鐵的氯絡合物，只在300℃以上穩定。在350℃時，在中性-弱酸性條件下，鐵的溶解度可達n×10-5~n×10-3，而在低於250℃時，幾乎不能形成鐵的氯絡合物。 第四節成礦物質的沉澱2.pH值金屬氯絡合物的穩定性嚴格受pH值的控制。當體系的H2S濃度（活度）和Cl-的濃度一定時，pH值變化1個單位，金屬氯絡合物的濃度可變化2個數量級。pH值越小，越易使氯絡合物穩定，例如：若H2S濃度不變，NaCl=3g/l，t=100℃，當pH=5時，PbS的溶解度為1.47×10-6，當pH=3時，則可升至147×10-6。相反；硫絡合物（如Na3AsS3）在鹼性溶液中穩定，若pH值減小，則可發生沉澱。還有的絡合物只在一定的pH條件下穩定，如[UO2(CO3)3]4-（三碳酸鈾醯），只在pH為7.2時穩定，而pH值增加或減少都將引起沉澱。第四節成礦物質的沉澱通常，當熱液體系的壓力降低時，H2S、CO2等揮發分在熱液中的溶解度減小，從而降低體系中S2-、[CO3]2-的濃度，促使含有S2-、CO32-等的絡合物穩定性降低，使金屬陽離子析出，如：Na3[Ce(CO