论成矿流体
  • 【摘要】

    成矿流体是指形成矿床的流体.在自然界中有各种各样的矿床,因此也有各种各样的成矿流体.但不管其矿床的不同,但均是从成矿流体中形成的.自然界中的成矿流体包括,按其主要成分,司分为1.岩浆即形成岩浆矿床的岩浆,有人称之谓矿浆.2.以H2O为主的流体:3.以CO2为主的成矿流体. 成矿流体研究是一个很大的领域,也是目前国际上最关注的一个方向.地壳中的流体很多,只有含一定金属元素含量的,并且达到一定浓度时才... 展开>>成矿流体是指形成矿床的流体.在自然界中有各种各样的矿床,因此也有各种各样的成矿流体.但不管其矿床的不同,但均是从成矿流体中形成的.自然界中的成矿流体包括,按其主要成分,司分为1.岩浆即形成岩浆矿床的岩浆,有人称之谓矿浆.2.以H2O为主的流体:3.以CO2为主的成矿流体. 成矿流体研究是一个很大的领域,也是目前国际上最关注的一个方向.地壳中的流体很多,只有含一定金属元素含量的,并且达到一定浓度时才称为成矿流体.对於金属矿床耒说,成矿流体中金属含量是多少?换句话来说,流体中含多少金属就称为成矿流体.所以金属矿床的成矿流体主要述及到其中的金属元素含量.我们通过对各种矿床的流体包裹体化学成份分析,对加拿大地质的深部卤水,沉积盆地中的卤水,地热卤水,以及在花岗岩和变质岩中的热液的分析研究,大洋中脊的成矿流体中Cu,Pb,Zn含量,并通过计算机模拟得出Cu、Pb、Zn和Fe等元素在热液流体中的含量.不同金属元素在成矿流体中的含量大致可分为五组:第一组为Fe,其含量为35000ppm左右.有时Al也在这一组.第二组为Zn,Cu,Pb,Ni,和Co.这五种元素的含量范围为5-70ppm.其中Zn为5-70ppm.Cu为5-25ppm.Pb为5-20ppm,Ni为7-20ppm,Co为8-10ppm.第三组为Sn,U,W,和Mo,其含量为2-13ppm.其中Sn为6-10ppm,U为3-11ppm,W为2-12ppm,Mo为2-13ppm.第四组为Bi,Cd,Hg和Ag.其含量为0.05到18ppm.第五组为Au和Pt(铂族元素),其含量从0.001到21ppm.其中Au从0.002到20ppm,Pt从0.001到20ppm.这五组含量的主要差别在于其下限的区别,从第一组到第五组其下限越耒越低或越耒越小. 细心的读者可能已经想到,这些金属元素的含量很微,而成矿流体的大多数成分应为岩浆、H2O和CO2等.而且除了这些金属元素和金属矿物外,还有许多脉石矿物,这包括石英,方解石,萤石,长石,辉石等矿物.因此这些脉石矿物的成分即SiO2,CaCO3,CaF2等在流体中的含量也要引起我们的注意,因为他们是成矿流体的重要组成.综上所述,从成分上未讲成矿流体的组成应由三部分:岩浆,水,和二氧化碳;以及SiO2,CaCO3,CaF2;和各种金属. 五种土要Cu,Pb,Zn金属矿床中流体包裹体的金属含量代表了成矿流体中这些金属的含量.在矽卡岩型Cu,Pb,Zn矿床中,流体包裹体中的Cu,Pb,Zn含量为740-7700ppm之间.在斑岩型Cu,Pb,Zn矿床中,流体包裹体的中的Cu,Pb,Zn的含量为80-4600ppm之间.在密西西比型铅锌矿中,流体包裹体中Pb Zn的含量为131-10900ppm,而在不含矿的矿石中的流体包裹体中,Pb,Zn含量为1.3-1.9 ppm,相差甚大.在脉状的Cu-Zn-Pb矿床中,流体包裹体的中的Cu,Pb,Zn的含量变化较大,从3.5到2200ppm,人多数在10-1000ppm之间.在火山岩中的块状硫化物矿床流体包裹体的中的Cu,Pb,Zn的含量从1.2到55ppm.在石英大脉的金银矿床中,流体包裹体中Au的含量从0.001到0.010ppm,Ag的含量从0.008到1.0ppm.可以看出从矽卡岩型矿床剑块状硫化物矿床,其金属元素(Cu,Pb,Zn)的含量是逐渐降低的.这与我们上述的第二组值相似,第二组Cu,Pb,Zn含鼙的总和为15-116ppm.略低于矽卡岩型,斑岩型,密西西比型和Cu,Pb,Zn大脉型矿床中流体包裹体中Cu,Pb Zn的含量.实测的大洋中脊的成矿流体中Cu,Pb,Zn含量为1 ppm到1500ppm. 除金属元素外,流体中主要阳离子为Na,K,Ca,Si等.流体中主要的阴离子为Cl,HS-,NH3,OH-,CH3COO2-.其次有F,SO42-,HCO3-,CO32-等.在大多数的成矿流体中,Cl是很重要的,含量较高并且常与Cu,Pb,Zn,Fe,Mn等金属元素形成各种络合物而存在于成矿流体中.Pb的氯化物的溶解度,当pH=4.96时铅的氯化物的浓度随Cl浓度的增长而增长.铅的氯化物在与白云母,钾长石,钠长石,石英和钙硅酸盐等共存时,其浓度曲线陡然上升.换句话耒说当含有铅的氯化物的成矿流体沿含有白云母,钾长石,钠长石,石英和钙硅酸盐的岩石上升时铅氯化物的浓度增高.可以看到Cu,Fe,Pb,Zn,和Mn的氯化物在流体中的含量与温度成正比.Cu,Pb,Zn,Mn,Fe等金属的含量与流体中Cl的浓度呈正比.Zn的氯化物有好几个,如ZnCl,ZnCl2等.同样Pb,Fe,Mn Cu也有好几个氯化物但主要是MeCl和MeCl2(Me=Cu,Zn,Pb,Fe,Mn).Cl在成矿流体中的含量从1000ppm到500000ppm.这个范围与这些矿床中的流体包裹体的成分分析得出的Cl的含量范围十分接近. 从矿床的矿石矿物和脉石矿物的研究可以反推出成矿流体的成分.对于硫化物矿床来说其主要的矿石矿物为硫化物,脉石矿物为石英、方解石等.也就是说在成矿流体中一定含有金属,硫,SiO2,Ca,CO32-等组分.而已知的成矿流体(如海底黑烟囱中的热液)的分析表明这些组分在其中的含量很低,低于5%.亦即成矿流体中的主要组分如H2O、NaCl、CO2等并且他们不在矿床沉淀中沉淀下来. 并不是地球上的所有流体均可以形成矿床,除非它们成为成矿流体.由普通流体形成成矿流体最重要的过程是流体与岩石的相互作用.这种相互作用使流体和岩石的成分(元素和同位素成分)发生很大的变化,导致流体中富含某种或某一类成矿元素而形成成矿流体.流体与岩石相互作用的程度,元素尤其是成矿元素在特定温压条件下活动的流体中的溶解度,流体中挥发分如F、Cl、S、B、C等以及碱金属、碱_十金属和可溶性硅与 收起<<

  • 【作者】

    卢焕章 

  • 【作者单位】

    中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室

  • 【会议名称】

    全国成矿理论与深部找矿新技术新方法交流研讨会

  • 【会议时间】

    2009-07-31

  • 【会议地点】

    西宁

  • 【主办单位】

    中国国土经济学会

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    成矿流体  金属元素含量  氯络合物  流体和岩石相互作用  流体迁移  成矿作用