8成礦流體地球化學(xué)

1、第六章 成礦流體地球化學(xué)地質(zhì)流體在各種成礦作用中都起到重要媒介作用，從古代的礦床到現(xiàn)代的地?zé)釁^(qū)，從洋底經(jīng)島弧區(qū)到大陸內(nèi)部，都有一系列熱水沉成礦作用出現(xiàn)，一些大型、超大型礦床的形成與熱水流體作用有密切關(guān)系。現(xiàn)代地?zé)釁^(qū)熱水流體作用研究表明，海底熱水活動(dòng)區(qū)及大陸地?zé)釁^(qū)是正在發(fā)生成礦作用的地區(qū)，因此是成礦作用研究的天然實(shí)驗(yàn)室，我們可以根據(jù)現(xiàn)代大洋底部熱水活動(dòng)規(guī)律及成礦作用模式的總結(jié)，指導(dǎo)過(guò)去地質(zhì)歷史中礦床成因的研究。1熱水流體來(lái)源與成礦作用類型2第一節(jié) 成礦流體成分及化學(xué)性質(zhì)一、成礦流體成分熱水溶液的主要成分是水，但是純水并不能溶解金屬。都是含有溶解鹽類的鹵水，例如NaCl, KCl, CaSO4 及

2、 CaCl2。鹽度范圍從海水3.5%的鹽度到海水鹽度的十幾倍。這樣的鹵水能夠溶解少量的Au, Ag, Cu, Pb 及Zn.金屬離子，高溫?zé)猁u水溶解金屬的能力尤其顯著。成礦流體的主要成分有：最主要的組份是水；Na、K、Ca、Mg、Sr、Ba、Al、Si等及Cl-、F-、SO42-等。溶解的氣體有：H2S、CO2及HCl等。成礦元素，主要為親銅元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sn、Sb、Bi、Hg等。其次為過(guò)渡性元素Fe、Co、Ni等，以及W、Mo、Be、TR、U，In、Re等稀有，稀土和放射性等元素。其它微量元素：Li、Rb、Cs、Br、I、Se、Te等。3在氣成熱液成礦作用過(guò)程中，水、氧、

3、硫和二氧化碳的性狀，特別是硫和氧的性狀的影響是較大的。1、水H2O是極弱的電解質(zhì)，它可部分電離為H+和OH-。雖然它們的數(shù)量不大，但H2O的這種性質(zhì)卻很重要。因?yàn)榈V物在熱液中所進(jìn)行的化學(xué)作用，主要是在水溶液中進(jìn)行的。它可以使許多物質(zhì)溶解，也可以使溶解的物質(zhì)發(fā)生水解作用，促成某些礦物的沉淀，如褐鐵礦、錫石、金紅石等的形成。H+和OH-的濃度，還影響著溶液的pH值。而且在水中H+對(duì)電子具有較大親和力，因此，H+的濃度越大，氧化能力越強(qiáng)。所有這些因素對(duì)成礦物質(zhì)的遷移的沉淀均起著重要的影響。42、硫硫在熱液中存在的形式與H2S的解離作用有關(guān)。當(dāng)溫度高于400(在1.013105Pa壓力下)時(shí)，H2S發(fā)

4、生分解：H2S=H2十S2隨著溫度的降低，H2和S2結(jié)合成H2S。在熱液的高溫階段(約400)，H2S以未離解的中性分子存在，它不參與化學(xué)反應(yīng)。因此在氣水熱液的高溫階段很少形成硫化物，或者只形成低硫的硫化物，如磁黃鐵礦(FeS)、毒砂(FeAsS)等。隨著溫度的下降，H2S在水中的溶解度逐漸加大，這對(duì)形成大量的硫化物來(lái)說(shuō)具有重要意義，因?yàn)镠2S的離解程度與它在水溶液中的溶解度正比，因此硫化物中溫到低溫?zé)嵋弘A段大量沉淀。53、氧氧在水中的溶液度很小，但游離氧或O2-具有很高的化學(xué)活動(dòng)性，所以在水溶液中能發(fā)生重要的化學(xué)作用。在地殼中，游離氧的濃度一般隨著深度的增加而減少。因此，氣水熱掖在深部含氧較

5、少，這就有利于硫化物及元素低價(jià)離子的化合物的形成。當(dāng)熱液上升到近地表處，其中游離氧的濃度增加，從而引起元素高價(jià)離子的氧化物和硫酸鹽礦物的形成。例如重晶石即常產(chǎn)在熱液礦床的頂部。在地殼深處，氣水熱液的成礦作用過(guò)程中，某些組份在強(qiáng)還原條件下，能產(chǎn)生部分游離氧，如：2CO2=2CO十O22H2O=2H2十O26大氣圈中游離氧大量增加，導(dǎo)致元古代末形成鮞狀、腎狀構(gòu)造、含鮞綠泥石特殊結(jié)構(gòu)的宣龍式鐵礦。7氧、硫濃度比例影響金屬化合物的沉淀，而另外一些金屬則呈易溶的化合物而保留在熱液中。1）銅和鋅，當(dāng)熱液中硫陰離子濃度高時(shí)，可形成硫化物沉淀，則形成這些金屬的巨大礦床。硫陰離子氧化成(SO42-)時(shí)，則產(chǎn)生銅

6、和鋅的硫酸鹽，成為易溶化合物，則不可能形成這些金屬的礦床。在高氧環(huán)境，則溶液中的銅和鋅，并不參加置換和分解反應(yīng)，不能形成這些金屬的礦床。2）在自然界中，一些既能形成硫化物又能形成氧化物的金屬(如Fe、Sn等)，在富含硫化氫的溶液中，主要成硫化物沉淀；在氧濃度高的情況下，則形成氧化物而沉淀。3）具有顯著親氧性，在自然條件下并不形成硫化物的金屬，例如鈾和鎢等，在富含硫化氫的強(qiáng)還原介質(zhì)中，能和熱液一起轉(zhuǎn)移，直到其中氧離子濃度足夠使其沉淀時(shí)為止。4）在熱液中不形成氧化物的金屬(如金、銀、鉍等)，在還原條件下，可形成自然元素而沉淀下來(lái)。84、 CO2CO2可溶于水，在溶液中CO2成下列化學(xué)平衡：CO2十

7、H2O=H2CO3=H+十HCO3-=2H+十CO32-在溶液中CO32-的含量與CO2的溶解量成正比，同時(shí)與pH值的變化有關(guān)。當(dāng)溶液酸度增加(即pH值減小)反應(yīng)向左進(jìn)行，CO32-的濃度減小，當(dāng)溶液的鹼性增加(即pH值增大)，則CO32-的濃度增加。此外，CO2的溶解度與溫度成反比。在高溫條件下，CO2在溶液中成中性的分子，對(duì)金屬元素的遷移和化學(xué)反應(yīng)的影響較小。隨著溫度的降低，CO2的作用增強(qiáng)了，因此在熱液礦床的中溫和低溫階段，往往有大量的碳酸鹽礦物和碳酸鹽化圍巖蝕變的出現(xiàn)。9礦床地球化學(xué)研究就已發(fā)現(xiàn)，成礦流體中揮發(fā)分（也有人稱為礦化劑）的作用是非常重要的，各種成礦作用，甚至于是生物成礦作用

8、，都要通過(guò)提供某些揮發(fā)分來(lái)改變流體的物理化學(xué)性質(zhì)，參與搬運(yùn)礦質(zhì)或成礦，而尤為重要的揮發(fā)分是甲烷及二氧化碳的作用。甲烷與二氧化碳等揮發(fā)分與金屬礦化有密切關(guān)系，在國(guó)內(nèi)外許多礦床中都已發(fā)現(xiàn)，其中礦床類型包括W-Sn礦床，中低溫?zé)嵋航鸬V，卡林金礦，太古界脈狀金礦,Ag、Pb、Zn、As、Sb、Cu等多金屬礦床，斑巖銅鉬礦床,花崗巖型鈾礦床，在現(xiàn)代地?zé)嵯到y(tǒng)中也發(fā)現(xiàn)了大量CO2、CH4揮發(fā)氣體存在。在云南中新生代層控礦床礦化與碳酸鹽化蝕變或鐵白云石、菱鐵礦有關(guān)，也說(shuō)明CO2或重碳酸根離子參與了成礦作用。10CO2、CH4等揮發(fā)分在成礦中有兩種作用：一是碳酸絡(luò)合物搬運(yùn)金屬的作用，根據(jù)H2O-NaCl-CO2

9、溶液中黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦溶解實(shí)驗(yàn)，在CO2壓力較高時(shí)，F(xiàn)e、Pb、Zn可以作為碳酸絡(luò)合物 FeHCO3+、PbCO3、ZnHCO3+溶解于溶液。鈾在熱液中以 UO2(CO3)22-、UO2(CO3)34-存在。二是含CO2、CH4等揮發(fā)份的流體的沸騰及不混溶作用，在含CO2、CH4 流體中只要溫度壓力稍有降低，就可以造成大量CO2、CH4等溢出，引起沸騰。CO2、CH4 的流失與沸騰可以使成礦溶液濃縮、鹽度升高、PH值升高、溫度與Eh值降低及不同溶液的不混溶現(xiàn)象，從而導(dǎo)致礦質(zhì)結(jié)晶沉淀。11由于含CO2、CH4揮發(fā)份流體多是在高溫高壓條件下形成的，當(dāng)這種流體噴發(fā)到地表時(shí)常導(dǎo)致強(qiáng)烈的水熱爆炸，

10、并伴隨著明顯的成礦作用，如新西蘭現(xiàn)代地?zé)嵯到y(tǒng)中的爆炸成礦作用，以及我國(guó)云南滕沖地?zé)釁^(qū)的礦化特征。噴流地表的熱水沸騰常導(dǎo)致強(qiáng)烈的水熱爆炸，形成熱水沉積角礫巖，并伴隨明顯的礦化，淺源熱液沸騰也常引起爆炸，形成爆炸角礫巖脈導(dǎo)致礦化。這一方面的研究還剛剛開始，沒有更多資料可以借鑒。過(guò)去的研究常把與擠壓構(gòu)造、韌性剪切構(gòu)造帶相伴的平行角礫巖解釋為不同期構(gòu)造活動(dòng)的結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，金滿銅礦區(qū)這兩種構(gòu)造常同時(shí)出現(xiàn)而不具先后的交切關(guān)系，是在構(gòu)造活動(dòng)期間同時(shí)伴隨水熱爆炸形成的。125、 Cl-熱液Cl-濃度增加，Na+、K+等堿金屬與堿土金屬濃度也隨著增加，實(shí)際是表示了鹽度的增加，從組成氣水熱液的成分來(lái)看，其中含N

11、aCl較多，一般NaCl(重量)%來(lái)表示。重金屬元素(銅、鉛、鋅)及鐵、錳重金屬元素的濃度與Cl-濃度密切相關(guān)。從理論和實(shí)驗(yàn)研究上得出，氯絡(luò)合作用對(duì)硫化物礦床的形成起到重要作用，許多重金屬元素在含Cl熱液中，均容易形成Cl絡(luò)陰離子。根據(jù)對(duì)硅酸鹽熔融體和以水為主的液體中的重金屬元素與Cl之間的分配實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到這些絡(luò)合物郡比較容易進(jìn)人流體相。因此Cl-及含鹽度是控制其他元素活動(dòng)的一個(gè)重要因子。13在不同的礦床和同一個(gè)礦床的不同成礦階段鹽度都可能不一樣。因此系統(tǒng)地研究礦床(或工作地區(qū))中氣水熱液的鹽度，能有助于認(rèn)識(shí)成礦溶液的成分、性質(zhì)、成礦作用的機(jī)理以及對(duì)比劃分礦床的類型和普查勘探礦床與盲礦體

12、的找尋。RE比恩斯(Beans，1980)研究了美國(guó)新墨西哥州和亞利桑納州南部的一群斑巖銅礦床，根據(jù)溫度和鹽度的不同，劃分出三類熱液流體。最早的流體含有高鹽度，為45一70%NaCl當(dāng)量，礦物包裹體均一溫度超過(guò)750；第二類的流體的鹽度為35一60%NaCl當(dāng)量，均一溫度一般小于500。而最后的流體的鹽度小于15%NaCl當(dāng)量，均一溫度為250一400。14二、成礦流體的化學(xué)性質(zhì)在氣水熱液成礦作用過(guò)程中，氣水熱液的化學(xué)性質(zhì)是變化的。隨著溫度、壓力的降低，流經(jīng)圍巖的性質(zhì)的不同以及它們相互間的作用，氣水熱液與其它溶液的混合等因素的影響而變化。氣相中含有許多酸性組份(如HCl、HF、SO2等)，酸性

13、氣體離開巖漿源向上移動(dòng)時(shí)，因溫度降低而變?yōu)樗嵝砸后w，若與圍巖反應(yīng)，則可以變?yōu)辂|性溶液，例如高溫?zé)嵋何g變?cè)朴r化?？聽柸仕够芯苛藥r漿期后階段產(chǎn)生的礦物組合，劃分出氣水熱液的早期鹼性階段、以后的酸性階段和晚期的鹼性階段。在花崗巖結(jié)晶后隨之而來(lái)的早期鹼性階段，強(qiáng)鹼性陽(yáng)離子活度增高，在與圍巖的相互作用下，給圍巖帶進(jìn)鉀、鈉、鎂等。因而引起許多礦床早期的鹼性交代作用(鉀長(zhǎng)石化和鈉長(zhǎng)石化)，以及出現(xiàn)鹼性角閃石和鹼性輝石等。1516酸性階段提高了陰離子的活度，在酸性溶液作用下圍巖中大量金屬元素被淋濾。這一階段的現(xiàn)象對(duì)與云英巖化、次生石英巖、綠泥石化、黃鐵長(zhǎng)英巖化、絹云母化、高嶺石化、硅化巖石有關(guān)的礦床是典型

14、的。溫度逐漸降低，當(dāng)氣水溶液重新轉(zhuǎn)變?yōu)橹行曰螓|性時(shí)，便進(jìn)入晚期鹼性階段。低溫碳酸鹽脈的出現(xiàn)可證實(shí)這一點(diǎn)。溶液酸度的降低，有的是由于它們和圍巖相互作用時(shí)，發(fā)生了中和作用。但有的則是由于溫度下降所致而與圍巖無(wú)關(guān)。石英脈中沉淀碳酸鹽、黑鎢礦被白鎢礦的深成交代、云英巖化時(shí)在硅化巖石中形成正長(zhǎng)石和云母細(xì)脈等事實(shí)都證明了這一點(diǎn)。這些現(xiàn)象可以用溫度降低而隨之出現(xiàn)新的鹼性熱水溶液來(lái)解釋。17根據(jù)礦床中礦物氣液包裹體研究資料，一般溶液pH值的變化范圍為6一9，表現(xiàn)為偏堿性特征。例如蘇聯(lián)帕米爾某水晶礦床水晶晶體中液態(tài)包裹體，據(jù)測(cè)定其pH值為8.6。蘇聯(lián)遠(yuǎn)東某矽卡巖礦床石英包裹體，測(cè)定其溶液的pH值為7.3。我國(guó)某

15、鈾礦床中含鈾礦物包裹體的研究，其成礦熱液的pH值為7.2一7.3。綜上所述，氣水熱液的pH值，在成礦作用過(guò)程中是有變化的。然而，大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)是在中性、弱鹼性和弱酸性環(huán)境中進(jìn)行的。根據(jù)礦床中主要礦物成分的分析，可發(fā)現(xiàn)Fe2+常比Fe3+占優(yōu)勢(shì)，硫化物要比硫酸鹽多得多，而As、Sb等也多以低價(jià)的As3+、Sb3+狀態(tài)出現(xiàn)。因此，可以推論在氣水熱液成礦作用中，多數(shù)情況是屬于還原環(huán)境。18第二節(jié) 流體運(yùn)移與成礦物質(zhì)遷移方式一、熱液運(yùn)移熱液在地下運(yùn)移需要有流體可以通過(guò)的空間，即孔隙，其也要有熱液會(huì)聚的空間提供沉淀位置。不同地質(zhì)作用形成的空間是不同的，對(duì)于斑巖銅鉬礦床，熱液運(yùn)移沉淀的空間是密集的破碎，

16、而對(duì)于沉積巖型礦床來(lái)說(shuō)，熱液運(yùn)移沉淀的空間是顆粒之間的空隙。因此研究巖石孔隙度、滲透率是熱液礦床的一部分。1、孔隙與孔隙度巖石的孔隙是指顆粒之間能夠容納通過(guò)流體的空隙，孔隙占巖石總體積的百分?jǐn)?shù)稱為孔隙度，孔隙度的大小范圍可以從致密無(wú)空隙到50%的孔隙度。如果巖石有均勻一致的球形顆粒堆積而成，則最小孔隙度為25.95%，最大為47.64%。19自然平衡過(guò)程中，顆?？偸且宰罹o密結(jié)構(gòu)堆積，產(chǎn)生最小孔隙度，當(dāng)球形顆粒無(wú)序堆積時(shí)，產(chǎn)生最大孔隙度。不規(guī)則帶棱角的碎屑堆積其孔隙度大于球形顆粒，細(xì)碎屑堆積物孔隙度比粗顆粒堆積物孔隙度大。2、滲透率滲透率是指流體通過(guò)巖石的難易程度。巖石的滲透率依賴于巖石孔隙度及

17、孔隙之間的連通程度，及吸附力或摩擦力，同樣孔隙度的砂巖比頁(yè)巖具有更高的滲透率。3、主要巖石孔隙類型：1）地層層面可以讓熱水溶液通過(guò)，并且與巖石發(fā)生交代。2）碎屑巖碎屑類型有沉積碎屑巖、火山碎屑巖、層間構(gòu)造角礫巖都具有良好的滲透性。3）氣孔或爆破孔是玄武巖流頂部所特有的構(gòu)造現(xiàn)象，由蒸汽膨脹所產(chǎn)生的空隙，如果氣孔被充填則形成杏仁構(gòu)造。204）火山巖流通道由于火山巖漿內(nèi)外冷卻不均勻收縮形成，當(dāng)外部熔巖凝固，中心液態(tài)熔漿流走后留下的空心巖管或隧道。5）冷卻裂隙巖漿不均勻冷凝收縮產(chǎn)生裂隙，冷卻裂隙可以形成規(guī)則排列的節(jié)理或不規(guī)則的裂紋等。6）火山角礫巖空隙隱爆和噴發(fā)角礫巖的碎屑顆粒之間具有較大的孔隙度和較

18、高的滲透率。7）裂隙由于構(gòu)造作用造成的巖石破裂，可以發(fā)展為斷層，由于所受應(yīng)力性質(zhì)不同，裂隙按照不同的規(guī)律排列，可以成為熱液運(yùn)移的通道或熱液充填的空間。218）剪切斷裂空穴由于不規(guī)則的剪切面，在不同剪切地段會(huì)形成明顯的帶狀虛脫空間，及破碎角礫巖帶是熱液運(yùn)移充填的有力空間。9）褶皺撓曲地層褶皺撓曲會(huì)造成虛脫空間和張裂隙破碎，成為熱液運(yùn)移集中的有力部位。10）管道在火山爆發(fā)通道中充填粗碎屑物角礫巖具有較高的孔隙度，是熱液礦化的良好空間。隱伏爆破巖體邊緣巖石形成震碎角礫巖及火山口周邊的震碎角礫巖都是熱液充填的有力部位。11）溶蝕空隙溶洞、溶蝕裂隙、壓溶面等均屬溶蝕空隙，可以成為后期熱液集中的部位。12

19、）不同滲透率的巖石互層在滲透率高的巖層更易于產(chǎn)生有效的滲透率和熱液運(yùn)移空間。2213）巖石蝕變空間蝕變巖石經(jīng)常是小離子元素代替巖石中的大離子元素，如白云石化是Mg2+置換Ca2+，巖石體積減小，孔隙度增加。硅化交代中巖石脆性程度增加，從而易于破碎形成裂隙。滲透率高的巖石有利于熱液運(yùn)移，但不利于熱液集中，往往造成成礦物質(zhì)分散，而只有在運(yùn)移通道的終止端或邊側(cè)的相對(duì)低滲透率的部位才會(huì)發(fā)生成礦物質(zhì)沉淀結(jié)晶富集。23二、成礦元素的遷移形式在成礦作用過(guò)程中，成礦元素遷移的形式是礦床學(xué)研究領(lǐng)域中重要課題之一，它關(guān)系到成礦的條件，熱液的性質(zhì)和成分，元素和礦物的共生以及礦床的分帶等。但目前對(duì)這一問(wèn)題的認(rèn)識(shí)還不一

20、致。歸納起來(lái)有如下四種假說(shuō)。1. 以硫化物的形式遷移由于在熱液礦床中，礦物大多以硫化物的方式出現(xiàn)，因此。早期就有人提出成礦元素是以簡(jiǎn)單硫化物的形式存在于真溶液中，并進(jìn)行遷移。但由于絕大多數(shù)的金屬硫化物在水溶液中的溶解度非常低，據(jù)實(shí)驗(yàn)資料，它們的溶解度為nl0-5一nl0-27mol(濃度)，不可能實(shí)現(xiàn)大量的聚集而形成礦床。因此這一假說(shuō)已不為多數(shù)人所重視。242. 以鹵化物的形式遷移金屬在熱液中是以能夠分解為簡(jiǎn)單離子的易溶鹵化物的形式進(jìn)行遷移的。熱液中的成礦物質(zhì)，完全不是我們?cè)诘V石中所觀察到的各種硫化物或氧化物，這些化合物是成礦作用中經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而生成的不溶物質(zhì)。因?yàn)?，在熱液中，除鹵化物外，同時(shí)還

21、存在有H2S，當(dāng)溫度降低時(shí)(400以下)，H2S電離為S2-和(S2)2-，則可與鹵化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生硫化物沉淀。如：FeCl2+H2S=FeS+2HCl可溶 不溶如果當(dāng)含礦熱液上升到地殼上層，由于O2、H2O、SO2、CO2等含量的增加，而使某些金屬成為氧化物、硫酸鹽、碳酸鹽而沉淀。25這種假說(shuō)的依據(jù)是：各種金屬元素的鹵化物在水中溶解度比較大；在火山噴出物中有As、Fe、Zn、Sn、Bi、Pb、Cu等的可溶性氟化物和氯化物。在一些礦床中有含Cl和F的礦物出現(xiàn)，如氯鉛礦(PbCl2)、螢石、黃玉、水鋁氟石等；在礦物的液體包裹體中，氯化物的濃度很高，有時(shí)有NaCl的子晶出現(xiàn)。從現(xiàn)有資料分析，

22、在高溫氣化熱液階段，鹵族元素對(duì)成礦物質(zhì)的遷移和富集可能起了重要作用，如W和Sn可能是以鹵化物方式進(jìn)行遷移。但是，一些親硫元素的鹵化物，在有H2S存在的情況下，也是不穩(wěn)定的，在較低的溫度條件下，難于形成金屬氯化物。如果Cl-濃度增加，Na+、K+及堿土金屬離子濃度也隨著增加，具有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)Cl-濃度增加，重金屬元素(銅、鉛、鋅)及鐵、錳隨著Cl-濃度增加，大體上也隨之增加。26從這些分析得知，礦液的化學(xué)成分(鹼、鹼土金屬和重金屬元素的濃度)與Cl-濃度之間有著很大的依賴關(guān)系。從理論和實(shí)驗(yàn)研究上得出，氯絡(luò)合作用對(duì)硫化物礦床的形成作用的研究表明，許多重金屬元素在含Cl熱液中，均容易形成

23、Cl絡(luò)陰離子。根據(jù)對(duì)硅酸鹽熔融體和以水為主的液體中的重金屬元素與Cl之間的分配實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到這些絡(luò)合物比較容易進(jìn)人流體相。綜上所述，表明Cl是控制其他元素活動(dòng)的一個(gè)重要因子。成礦流體是富含揮發(fā)分的鹵水，其中含NaCl較多，一般可與NaCl溶液對(duì)比，稱之為鹽度NaCl(重量)%。在不同的礦床和同一個(gè)礦床的不同成礦階段鹽度可能不一樣。27因此系統(tǒng)地研究礦床(或工作地區(qū))中氣水熱液的鹽度，能有助于認(rèn)識(shí)成礦溶液的成分、性質(zhì)、成礦作用的機(jī)理以及對(duì)比劃分礦床的類型和普查勘探礦床與盲礦體的找尋。美國(guó)新墨西哥州和亞利桑納州南部的一群斑巖銅礦床，根據(jù)溫度和鹽度的不同，劃分出三類熱液流體。1）最早的流體含有高

24、鹽度，為45一70%NaCl當(dāng)量，礦物包裹體均一溫度超過(guò)750；2）第二類的流體的鹽度為35一60%NaCl當(dāng)量，均一溫度一般小于500。3）最后的流體的鹽度小于15%NaCl當(dāng)量，均一溫度為250一400。據(jù)對(duì)我國(guó)華北某地銅-鉬礦床進(jìn)行研究的資料，認(rèn)為該礦床鉬礦體與高鹽度區(qū)相吻合，而銅的礦化則集中在低鹽度區(qū)。283. 以易溶絡(luò)合物的形式遷移自然界中，絕大多數(shù)的金屬原子(Fe3+、Fe2+、Be2+、Nb5+、Ta5+、W6+、Sn4+、Mo4+、Mo6+)，都可以構(gòu)成絡(luò)合物的形成體(或稱中心原子、中心離子)、鹼金屬和鹼土金屬則構(gòu)成絡(luò)合物外面的陽(yáng)離子。一些揮發(fā)組份，如鹵族元素(F-、Cl-)、

25、HS-、S2-、O2-、CO32-、OH-、等可構(gòu)成絡(luò)合物的配位體。很多元素，都可以是絡(luò)合物的組成部分，在適宜條件下相互結(jié)合而形成絡(luò)合物。許多金屬元素還能在不同性質(zhì)和不同成分的溶液中，形成不同種類的絡(luò)合物，從而擴(kuò)大了這些元素的活動(dòng)性。絡(luò)合物在水溶液中的溶解度，比簡(jiǎn)單化合物要大幾百萬(wàn)倍。溶解后，金屬元素就呈絡(luò)離子的形式存在于溶液中，它們?cè)谌芤褐惺潜容^穩(wěn)定的，但對(duì)溶液在物理化學(xué)性質(zhì)的變化方面相當(dāng)靈敏。29絡(luò)離子在溶液中的穩(wěn)定性，取決于絡(luò)離子電離能力的大小。絡(luò)離子的電離能力越強(qiáng)，絡(luò)離子則越不穩(wěn)定，因而在溶液中出現(xiàn)簡(jiǎn)單的金屬離子也就愈多。這些金屬離子就能通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成難溶化合物而沉淀下來(lái)。絡(luò)合物在溶

26、液中的穩(wěn)定程度，用絡(luò)合物的不穩(wěn)定常數(shù)來(lái)表示。這個(gè)常數(shù)值越大，即絡(luò)合物俞不穩(wěn)定，溶液中的金屬離子和配位體的濃度也越大。反之，這個(gè)常數(shù)值越小，則絡(luò)合物越穩(wěn)定，元素遷移能力也越強(qiáng)。由于不同絡(luò)合物的穩(wěn)定性不一樣，它們遷移的能力也就各異，結(jié)果導(dǎo)致在礦床中元素的分離和在空間上的分帶性。30一般認(rèn)為，在熱液中有兩種絡(luò)合物是重要的，即硫化物、硫氫化物絡(luò)合物和氯化物絡(luò)合物。如果熱液中硫的含量很豐富，就可能形成像Zn(HS)3-、Fe(HS)3-、Hg(HS)3-等金屬的絡(luò)陰離子。這些絡(luò)陰離子與鹼金屬陽(yáng)離子結(jié)合形成硫氫化物絡(luò)合物都有較大的溶解度和穩(wěn)定性。問(wèn)題在于要形成上述絡(luò)合物，必須要求溶液中含有較多的硫離子，即S2-在溶液中的濃度，一定要大大地超過(guò)金屬離子的濃度。然而許多礦物的流體包裹體的分析和現(xiàn)代地?zé)嵯到y(tǒng)中流體的組成表明，金屬/硫化物的比值是不固定的，說(shuō)明與實(shí)際地質(zhì)情況還有些差距。31如果溶液中氯的含量很高，則能形成氯化物絡(luò)合物的金屬絡(luò)陰離子，如ZnCl3-和CuCl32-、FeCl63-等。在溶液中硫離子的濃度很低的情況下，金屬可以這種方式大量被遷移。要形成氯化物絡(luò)