CO2-H2O流体不混溶对Au溶解度的影响——以贵州省贞丰县水银洞金矿床为例

运用热力学原理和方法,研究了CO2-H2O流体不混溶作用对Au的溶解度的影响。结果表明,贵州水银洞金矿床的成矿流体是一种富含挥发分( fCO 2=70.79MPa)、酸性(pH=3.71)、还原性(fO 2=0.50×10-36MPa)、中温(267℃)、具有超压(180MPa)性质的含Au(a∑Au=3.744×10-8mol/L)流体。当超压流体的封闭层——炭质页岩因断裂作用而被破坏时,热液体系的压力发生骤降(28.50～35.30MPa),CO2-H2O流体发生不混溶作用,并有大量CO2溢出。CO2的流失可使成矿溶液的CO2逸度和O2逸度降低(fCO 2=0.80MPa、fO 2= 2.512×10-42MPa),酸碱度升高(pH=4.32),同时伴随温度的下降(224℃),成矿热液中Au溶解度的降低(a∑Au=3.790×10-9mol/L),从而快速沉淀下来成矿。     

四川丹巴燕子沟金矿床成矿流体不混溶的流体包裹体证据

四川丹巴燕子沟金矿床是产于泥盆系碳质板岩、千枚岩中的石英脉型金矿床,矿体形态呈脉状、似层状,明显受断裂构造和顺层韧性剪切带或层间破碎带控制。成矿过程可分为沉积期、热液期和表生期3个成矿期,其中热液成矿期为主要成矿期。该期石英脉中的流体包裹体分为H2O包裹体、CO2包裹体和CO2-H2O包裹体3大类,并以富含CO2-H2O包裹体为显著特征。加热时富H2O相CO2-H2O包裹体完全均一成H2O相,富CO2相CO2-H2O包裹体完全均一成CO2相,而且二者的完全均一温度和压力一致,说明它们是同期捕获的CO2-低盐水不混溶流体包裹体组合。当含CO2流体发生不混溶时,CO2的溶离使成矿流体中pH值升高、f(O2)降低,从而导致Au溶解度降低,这是形成本矿床的主要原因。成矿温度为393℃,成矿压力为148.5~179.0MPa,矿床属于高温高压的变质热液金矿床。     

云南大坪金矿床流体包裹体研究及其意义

云南大坪金矿床是产于闪长岩中的石英脉型金矿床,矿体形态呈脉状,明显受断裂构造控制。成矿阶段可分为:早期成矿阶段(白钨矿石英脉)、主成矿阶段(硫化物石英脉)和晚成矿阶段(碳酸盐石英脉)。石英脉中的流体包裹体分为H2O包裹体、CO2包裹体、CO2-H2O包裹体,以富含CO2-H2O包裹体为特征。CO2-H2O包裹体的完全均一温度为283.1~382.0℃,盐度为(4.44~11.33)wt%Na Cleqv,计算的均一压力为151.2~261.5MPa,相应的成矿深度为10.272~12.649km,显示出该矿的成矿流体是一种富含CO2的高压、中高温、中低盐度的H2O-Na Cl-CO2的流体。加热时,富H2O相的CO2-H2O包裹体完全均一到H2O相,富CO2相的CO2-H2O包裹体完全均一到CO2相,而且二者的完全均一温度和压力一致,说明流体发生了不混溶作用,CO2的溶离使成矿流体的p H值升高,氧逸度降低,从而导致Au溶解度降低,并造成金沉淀成矿。大坪金矿床属于深成中高温热液石英脉型金矿床。     

贵州水银洞金矿床成矿物理化学条件及金的迁移和沉淀

对水银洞金矿床流体包裹体开展了研究和热力学计算,解析了该矿床成矿物理化学条件及金的迁移形式和沉淀机制。研究表明:金的主成矿温度为215℃～267℃,压力28.5MPa～37.2MPa;成矿流体具弱酸性(pH=4.312)、还原性(fO2﹤10-35.315×105 Pa)。金在成矿溶液中主要以AuHS0等络合物形式进行迁移,HS-活度和氧逸度降低以及pH值升高是促使金沉淀的主要机制。     

云南大坪韧性剪切带型金矿富CO2流体包裹体及其成矿意义

大坪金矿成矿可分为三个成矿阶段：早期成矿阶段（白钨矿石英脉）、主成矿阶段（团块状多金属硫化物含金石英脉）和晚成矿阶段（碳酸盐石英脉）。本文利用显微测温和拉曼光谱分析了大坪矿脉的流体包裹体特征,结果表明：流体包裹体基本由富液相CO2包裹体和不同CO2/H2O比例的CO2-H2O型包裹体组成,早阶段白钨矿石英脉中同时富含富气相CO2包裹体,主成矿阶段团块状多金属硫化物金矿石中富液相CO2包裹体占明显优势,只有晚成矿阶段碳酸盐石英脉中含有居次要地位的H2O溶液包裹体。流体包裹体中气相组成基本为纯CO2,早阶段者还含少量N2。早阶段CO2-H2O型包裹体的盐度为6.37%-14.64%NaCl,峰值9%-10.5%NaCl,均一温度为299.4-423.7℃,峰值320-380℃,CO2包裹体密度为0.352-0.798g/cm^3,多数在0.64-0.71g/cm^3;主成矿阶段的CO2-H2O型包裹体的盐度在3.70%-14.64%NaCl之间,峰值7.2%-9.0%NaCl,均一温度279.0-406.5℃之间,峰值320-360℃,CO2包裹体密度为0.591-0.843g/cm^3,多数大于0.8g/cm^3;晚成矿阶段CO2-H2O型包裹体的盐度为4.80%-6.54%NaCl,均一温度为287.6-337.1℃。计算表明早阶段成矿压力约为190-440MPa,主阶段成矿压力约为133.5-340.0MPa,相当的成矿深度为5.1-12.9km。这些特征揭示了该矿成矿流体为近临界的高CO2（CO2≥H2O）的中低盐度的CO2-H2O-NaCl体系流体,在成矿过程中基本不存在流体混合,但发生了明显的沸腾和相分离作用。该矿是剪切带控制下的中深中温热液金矿,成矿作用主要是减压沸腾环境下的快速沉淀。结合其它证据,作者认为该矿的成矿流体主体为深源的壳幔混合流体,而不是地壳浅部的大气降水、岩浆水或其混合流体。金在高CO2的成矿流体中可能主要以硫氢络合物形式迁移,矿质沉淀主要与压力速降条件下发生流体的相分离作用相关。     

新疆东准噶尔南明水金矿床成矿流体特征：流体包裹体及氢氧同位素证据

新疆东准噶尔南明水金矿床位于卡拉麦里成矿带东段,矿体受NW—NWW向韧-脆性断裂控制,赋矿围岩为下石炭统姜巴斯套组的浅变质海相火山碎屑-沉积岩。以流体包裹体和氢、氧同位素为研究手段,查明了矿床成矿流体性质、来源及其演化特征与金成矿的关系。其热液成矿过程可划分早、中、晚3个阶段,石英中原生包裹体主要有CO2-H2O包裹体、水溶液包裹体和纯CO2包裹体3种类型。早阶段石英中以CO2-H2O包裹体和纯CO2包裹体为主,均一温度变化于257~339 ℃,盐度为04%~22%;中阶段石英中3种类型包裹体均发育,CO2-H2O包裹体和水溶液包裹体均一温度为196~361 ℃,盐度为04%~60%;晚阶段石英中仅见水溶液包裹体,均一温度相对较低,为174~252 ℃,盐度为14%~32%。由CO2-H2O包裹体计算的早、中阶段捕获压力分别为214~371 MPa、236~397 MPa,对应的成矿深度分别为81~140 km、89~150 km。成矿流体由早、中阶段的CO2-H2O-NaCl±CH4体系演化至晚阶段贫CO2的H2O-NaCl体系,成矿温度和流体密度呈逐渐降低趋势,盐度变化不大。流体包裹体和氢、氧同位素研究表明,主成矿阶段成矿流体主要来源于变质水,CO2-H2O-NaCl流体的不混溶是导致Au富集成矿的重要机制,南明水金矿属于中深成造山型金矿床。     

四川雪宝顶钨锡铍矿床流体包裹体研究及其意义

四川雪宝顶钨锡铍矿床产于花岗岩体与三叠系地层大理岩的接触带,赋矿石英脉受大理岩中的劈理破碎带控制。绿柱石与白钨矿中的包裹体可分为熔融包裹体、流体熔融包裹体和流体包裹体3类。流体包裹体又可分为H2O包裹体、CO2包裹体和CO2-H2O包裹体,其中,绿柱石中以富含CO2-H2O包裹体为显著特征。加热时,富H2O相CO2-H2O包裹体完全均一至H2O相,富CO2相CO2-H2O包裹体完全均一至CO2相,而二者的完全均一温度和均一压力一致,表明它们是同期捕获的CO2-低盐水不混溶包裹体组合。与绿柱石相比,白钨矿中CO2-H2O包裹体数量明显减少,H2O包裹体数量增多,成矿压力与成矿温度均有所降低。含CO2流体在花岗岩体与大理岩接触带附近发生流体不混溶和相分离,CO2的出溶使成矿流体中pH值升高,f(O2)降低,导致钨的溶解度降低而沉淀,这是形成白钨矿的主要原因。     

广东长坑金银矿床的成矿流体地球化学

长坑金银矿床的流体包裹体以单相液体和两相气液包裹体为主,气体和气液包裹体共存反映流体曾发生沸腾作用。成矿流体的温度为300～170℃,压力为20×106～45×106Pa,属于中-低盐度、较高密度的弱改-弱碱性热液。成矿流体的总硫浓度为10-5～10－2m数量级,氧逸度和疏逸度分别为lgfo2=－32~－50和lgfs2=－10~-20。早期流体为K－Ca－CI型,后期演化为Ca－Na－CI型,流体成分有别于典型的现代海底热液（热水）。     

桂东北花山铀矿床流体包裹体初步研究

对花山铀矿床内与成矿关系密切的各成矿阶段石英进行流体包裹体研究,结果显示,整个成矿作用中主要成矿流体为中-低温、中-低盐度及中等密度热液。从成矿早阶段至晚阶段,成矿流体的演化具有盐度和均一温度不断降低的趋势。C、H、O同位素分析结果表明,流体具有大气降水与深源流体的混合成因。∑CO2来源于幔源脱气作用,对铀的活化迁移起着重要作用,流体混溶导致∑CO2溢出是铀沉淀成矿的主要机制。     

CO2流体与金矿化：流体包裹体的证据

在世界的各种类型的金矿包括石英脉型、网脉型以及蚀变岩型金矿床中均见到H2O.CO2:和富含CO2的包裹体.在金矿的围岩蚀变中见到碳酸盐化、黄铁矿化、绢云母化和硅化,说明Au的成矿流体中有C2O和硫等这些组分.金矿床中的C2O流体包裹体有以下特点:(1)在金矿床中常见四类包裹体即水溶液包裹体、H2O-CO2包裹体、富CO2包裹体和含NaC1子矿物包裹体,但以前三者为主,这四类包裹体可以在一起分布,常见水溶液包裹体和CO2包裹体分别分开分布,常单独成行分布,显示出成矿流体的相分离.(2)CO2包裹体与自然金的关系,可以见到自然金与富CO2包裹体分布在同一行上,或者CO2流体与自然金产在一起,或者自然金分布于CO2包裹体中,说明Au是与CO2同时搬运和沉淀的.(3)对金矿中的流体包裹体成分分析表明,除Au、H2O和CO2是流体的主要成分外,还有少量的CH4、H2S和N2等.H2S和H2CO3的相图研究表明,Au的络合物可能是AuHS或AuH2S,这种Au的络合物只有在CO2作为缓冲剂的热液中其溶解度最大,这样的热液就是Au的成矿流体.这种流体在上升过程中与围岩发生交代作用形成蚀变,并且流体发生了相分离,分出相对富含H2O的流体和相对富含CO2的流体,Au在这种相分离的过程中与CO2一起沉淀下来,形成金矿.     

黔西南灰家堡金矿田成矿流体来源及演化:流体包裹体和稳定同位素证据

为厘清滇黔桂地区卡林型金矿床成矿流体的特征,本文以灰家堡金矿田为代表,对太平洞、紫木凼、水银洞和簸箕田4个典型矿床中热液矿物的流体包裹体进行了系统研究,并对热液矿物进行了碳、氢、氧、硫同位素的分析测试。结果表明,灰家堡金矿田流体包裹体类型丰富,包括NaCl-H2O溶液包裹体、CO2包裹体、CO2-H2O包裹体、烃-H2O包裹体和烃类包裹体五大类。从成矿早阶段到晚阶段,成矿流体组分大致经历了从H2O+NaCl→H2O+NaCl+CO2+CH4±N2→H2O+NaCl±CH4±CO2的演化,均一温度和盐度略有降低。流体包裹体及稳定同位素组成特征显示,成矿流体属于富含金属和碳氢化合物的盆地流体;沉积黄铁矿的硫主要来源于封闭海洋盆地中硫酸盐的细菌还原硫;热液硫化物与沉积黄铁矿的硫同位素特征相似,表明成矿流体中的硫来源于成岩黄铁矿的溶解作用,同时有机质热分解和硫酸盐有机质热还原作用亦提供了部分硫。成矿主阶段发生的H2O-NaCl-CO2流体不混溶作用是导致Au沉淀富集的重要机制。     

小秦岭文峪金矿床流体包裹体研究及矿床成因

文峪金矿位于小秦岭矿田南部,其产出受脆-韧性剪切带控制,赋矿围岩为太华群变质杂岩.根据脉体穿切关系和矿物交代关系,可以将文峪金矿流体成矿过程分为早、中、晚三个阶段,其热液石英中发育CO2-H2O型、纯CO2型和H2O溶液型三种类型流体包裹体.平阶段石英中原生包裹体主要是CO2-H2O型和纯CO2型,其成分为CO2+H2O±N2±CH4,均一温度集中在290～330℃,盐度为1.02％～9.59％ NaCleqv;中阶段为主成矿阶段,该阶段石英中包含了所有3种类型的包裹体,其中以CO2-H2O型包裹体为主,获得CO2-H2O和水溶液包裹体均一温度集中在250～290℃,盐度为0.02％～12.81％NaCleqv;晚阶段石英仅发育水溶液型包裹体,具有较低的均一温度(114～239℃)和盐度(4.18％～8.95％ NaCleqv).根据CO2-H2O型包裹体计算早、中阶段压力分别为130 ～ 178MPa和85 ～ 150MPa,对应的成矿深度分别为4.7～6.5km和3.1～5.5km.总体而言,文峪金矿的初始流体具有中高温、富CO2、低盐度的变质流体特征,晚成矿阶段流体演化为低温、低盐度水溶液流体,流体的不混溶导致了主成矿期矿质的大量沉淀,文峪金矿为中浅成的造山型矿床.     

黔西南紫木凼金矿床流体包裹体特征及对成矿的指示意义

紫木凼金矿床是黔西南微细浸染型（卡林型）金矿带上的一个代表性金矿床。本文对该矿床主成矿阶段（Ⅱ）石英和方解石以及晚成矿阶段（Ⅲ）方解石中的流体包裹体进行了岩相学和显微测温研究,结果表明,各成矿阶段包裹体类型有H2O包裹体、CO2包裹体、CO2-H2O包裹体、气相CH4包裹体和CH4-H2O包裹体5类,其中CO2包裹体和CO2-H2O包裹体只在主成矿阶段（Ⅱ）的石英中发育。主成矿阶段和晚阶段流体包裹体均一温度范围分别为180～220℃和100～180℃,盐度分别为0.35%～7.45% NaCl和0.18%～5.71% NaCl,密度分别变化于0.745～0.969 g/cm3和0.868～0.993 g/cm3,总体属于中低温、低盐度、中等密度的H2O-NaCl-CO2流体体系。矿床成矿过程是一个温度退缩、盐度降低、密度增大的过程。主成矿阶段H2O-NaCl-CO2流体发生不混溶作用,是导致矿质沉淀成矿的主要原因。CO2流体、CH4流体在金的成矿过程中起重要作用。     

斑岩-浅成低温热液型Cu-Au矿H2O-Cl-S流体性质和演化方式对成矿的制约

斑岩—浅成低温热液型Cu—Au成矿流体最具代表性的是H2O—Cl—S流体。流体的性质强烈控制着Cu、Au的成矿行为,包括溶解性、迁移形式和气—液分配。流体的氧逸度和流体中Cl、S物种相对含量决定金属在流体中的溶解形式,高氧逸度的高温高盐度流体中Cu、Au主要和Cl络合,S-3也可能是促进Au溶解的重要S物种形式。而过量的S有利于Cu、Au等元素以含S离子络合物进入液相流体,与含S中性络合物配分进入气相流体并迁移Au至浅成低温热液环境形成矿床。岩浆需要经历充分的分异,出溶成分和性质有利于金属迁移的流体,形成高品位的斑岩型Cu、Au矿体;上覆叠加浅成低温热液型Au矿体可能需要初始的成矿流体状态进入NaCl—H2O的超临界区、有效的演化方式、良好的流体缓冲环境和有利的Au沉淀场所。相分离和流体—流体反应是沉淀斑岩—浅成低温热液型Cu—Au矿体最重要的流体演化方式。气相流体具有独特的流体性质和演化方式,可能成为十分重要的成矿流体。     

气体（CH4、H2S、CO2）在水溶液中的溶解度模型

本文介绍一个通过状态方程和特定粒子相互作用理论建立起来的气体在水溶液中的溶解度模型,用以计算气体(CH4、H2S、CO2)在纯水和含盐水溶液中的溶解度、流体包裹体的均一条件、成矿热液沸腾、流体不混溶性、水合物形成条件、CO2地质储藏量等.该模型不仅重现了上百套实验数据(约8000多个数据点),而且具有很强的外延能力.因...     

贵州丫他卡林型金矿床流体包裹体特征及其成矿意义

黔西南丫他金矿床是典型的沉积岩容矿的微细浸染型金矿床。从流体包裹体的角度,探讨了丫他金矿床成矿的温度压力条件和流体演化。各阶段石英、雄黄的流体包裹体岩相学和显微测温研究结果表明:主成矿阶段包裹体主要类型有H2O、CO2和CO2-H2O包裹体,流体包裹体组合呈现CO2-H2O不混溶的特征,晚成矿阶段包裹体类型主要为H2O包裹体;从主成矿阶段到晚成矿阶段,流体包裹体均一温度由139～268℃变化至121～194℃,盐度由2.9%～7.4%变化至2.7%～6.6%。根据共存CO2包裹体和H2O包裹体的等容线计算法,还原主成矿期包裹体捕获温度为260～294℃,捕获压力为59～98 MPa。对比不同类型金矿床中的富CO2流体特征,指出黔西南卡林型金矿床中存在的富CO2流体可能在金的搬运过程中起到一定的作用,CO2-H2O相分离可能是导致矿质沉淀的主要原因。     

胶东三甲金矿床流体包裹体特征

三甲金矿是胶东牟平-乳山金成矿带内重要的石英脉型金矿,金主要产于黄铁矿和多金属硫化物石英脉中。流体包裹体研究表明,三甲金矿蚀变岩石和各成矿阶段金矿石中的流体包裹体主要有三种类型：H2O-CO2包裹体、富CO2包裹体和H2O溶液包裹体。早期乳白色石英中主要赋存原生的H2O-CO2包裹体;成矿期黄铁矿石英脉和多金属硫化物石英脉中的富CO2包裹体主要为原生,随机分布,气液比变化较大,常与早期H2O溶液包裹体共生且均一温度接近,显示不混溶流体包裹体组合特征;在成矿晚期的石英和方解石中主要发育原生H2O溶液包裹体。显微测温结果显示,成矿前（第1阶段）H2O-CO2包裹体的完全均一温度（Tb．TOT,至液相）为280℃至416℃,成矿期（第Ⅱ和Ⅲ阶段）富CO2包裹体的完全均一温度为210—330℃,同期的H2O溶液包裹体均一温度为253～377℃,成矿后（第Ⅳ阶段）H2O溶液包裹体的均一温度为176—207℃。成矿流体为低盐度的CO2-H2O-NaCl型热液,成矿应力场转变导致的流体减压沸腾作用可能是三甲金矿金沉淀成矿的主要原因。     

北山金窝子金矿床流体包裹体特征及成矿流体演化

金窝子金矿床为于甘肃北山中成矿带。包裹体测温研究表明，从成矿初期到主成矿阶段，石英捕获了H2O—NaCl，H2O-CO2-CH4-NaCl，或H2O-CO2-NaCl体系的流体。大脉型金矿成矿初期，热液成矿流体由高温中盐度H2O-NaCl-CO2-CH4四端元组份混溶的均一相热液流体；石英-黄铁矿和多金属硫化物阶段，石英捕获两成分和温度都不相同的热液组份：低盐度、富水溶液、较冷的热液和高盐度、富挥发份CO2、CH4和水蒸气、较热的热液。主成矿阶段石英捕获的两类型包裹体的完全均一温度相差近100℃，而且富挥发份流体盐度相对于贫挥发份流体盐度高，上述特征表明主成矿期3号脉大规模金成矿并非流体沸腾作用结果。网脉型金矿（210号脉）黄铁矿-石英成矿阶段、石英．黄铁矿和多金属硫化物成矿阶段石英捕获的地质流体的温度-成分特征无明显差异，均捕获了两种组份不同、成矿温度一 致的地质流体（高盐度富水溶液流体和富堤盐度CO2＋CH4流体），与许多金矿的流体不混溶金成矿机制矛盾。     

新疆阿希金矿浅成低温流体特征

阿希金矿的成矿分 5个阶段 ,流体成分以K+为主 ,其次是Na+、SO2 - 4、Cl- 、NO- 3 ,Ca2 +和Mg2 +少量。气相成分以H2 O为主 ,其次是CO2 、H2 和O2 。矿化度平均 9 68g/L ,pH为5 7～ 8 8,成矿早期氧逸度为 - 37～ - 38 3,晚期为 - 37～ - 39。温度平均为 173 9℃ ,压力4 16 7× 10 5～ 511× 10 5Pa。流体属于H2 O NaCl CO2 体系 ,来自于大气降水。大气降水渗滤到地下 ,受到来自火山和地温梯度的热力影响 ,形成近地表地下热循环水 ,吸取大量成矿物质 ,构成成矿流体。在lgfO2 —pH图中显示了 2个稳定区间 ,因此 ,阿希金矿应为浅成低温热液型。     

豫陕小秦岭脉状金矿床三期流体运移成矿作用

位于豫陕交界处的小秦岭脉状金矿是我国第二大黄金产出集中地。流体包裹体研究表明，脉状金矿床石英及碳酸盐矿物中流体包裹体主要有富CO2包裹体、CO2-H2O包裹体和H2O溶液包裹体等三种类型，各热液阶段形成的脉体内有不同的流体包裹体组合。脉状金矿体的形成经历了三期流体成矿作用，第一期形成乳白色石英大脉，它构成了矿脉的主体，流体的性质为富H2O热液，但无金的成矿；第二期(成矿期)流体为中低盐度CO2-H2O-NaCl热液，它叠加在了石英大脉之上，形成(块状)黄铁矿-浅色石英矿体和(网脉状)多金属硫化物-烟灰色石英矿体，成矿期内热液的温度、压力及流体组成的变化是金沉淀成矿的原因；第三期热液又转成低盐度的富水流体，形成石英-碳酸盐脉体，金矿化微弱。