碳酸盐建造中汞矿床形成过程中汞的存在形式及重金属分异的热力学分析

根据有关资料笔者推断,形成碳酸盐建造中的汞矿床的运矿流体可能是一种富含氯离子Cl~-和硫氢离子HS~-的pH≈pH_中而多为pH>pH_中、温度<200℃的热水溶液。借助于这种溶液模型,本文用热力学方法分别计算了运矿和成矿条件下汞、铅、锌的硫化物作为氯络合物和作为S(-Ⅱ)的络合物的溶解度。结果表明,运矿流体中汞的主要运移形式是硫氢络合物而不是氯络合物。在运矿流体的作用下,矿源层中的汞和锌以硫氢络合物运移,而铅不被搬运。然而在成矿条件下,汞作为辰砂而成矿;锌则转变为氯络合物而继续运移;同时成矿层中的铅也可作为氯络合物而运移。因此,造成了重金属的分异。讨论了成矿过程中重金属汞、铅、锌的分异,探讨了这类汞矿床形成的物理化学条件和单汞矿床单一性的内在原因。     

重金属硫化矿物溶解度的近似计算及其讨论

在H.C.Helgeson等人根据热力学导出的简单矿化物(MS型)溶解度公式的基础上,引进了ψ函数,考虑了氧化还原电位Eh对溶解度的影响,导出了新的硫化物溶解度公式。     

铜仁—万山—带辰砂的基本特征

辰砂是常见的汞矿物。不同矿床类型中辰砂的特征是不同的。本文以铜仁—万山一带汞矿为例,讨论该类型辰砂的基本特征。 铜仁—万山汞矿位于湘黔汞矿带南部。矿体产于寒武系石灰岩和白云岩中,区域内未见火成岩分布。矿体呈层状、似层状、透镜状,均由含辰砂的碳酸盐脉组成。辰砂是     

铜仁—万山一带辰砂的基本特征

辰砂是常见的汞矿物。不同矿床类型中辰砂的特征是不同的。本文以铜仁—万山—带汞矿为例,讨论该类型辰砂的基本特征。 铜仁—万山汞矿位于湘黔汞矿带南部。矿体产于寒武系石灰岩和白云岩中,区域内未见火成岩分布。矿体呈层状、似层状、透镜状,均由含辰砂的碳酸盐脉组成。辰砂是     

贵州岩屋坪汞矿床有机流体成矿的包裹体证据

岩屋坪汞矿床是铜(仁)凤(凰)汞矿带内重要的汞矿床之一。对该矿床中的流体包裹体进行了研究,结果表明:矿床内存在多种类型包裹体,包括H2O包裹体、烃H2O包裹体、烃类包裹体和固体辰砂包裹体。气液H2O包裹体均一温度变化于82.4~176.5 ℃,流体盐度为13.40％~21.75％NaCl,密度主要集中在1.05~1.10 g/cm3,成矿流体属于一种高盐度、高密度的油田卤水。矿石中沥青和辰砂晶体常分布在同一微裂隙中,辰砂晶体中常捕获有沥青包裹体,沥青包裹辰砂颗粒,烃类包裹体和固体辰砂包裹体密切共生,说明有机质与汞矿化的关系极为紧密,为研究有机质在汞的成矿过程中的作用提供了重要依据。     

热液中银、铅、锌共生分异的实验研究

对NaCl—HCl—H2O体系中银、铅、锌氯络合物稳定性进行实验研究，结果表明：热液中银、铅、锌氯络合物的稳定性受体系温度、pH、Eh以及组分浓度的控制。相同温度下，H^ 、Cl^-浓度降低，还原硫增加，均使络合物趋于不稳定，发生不同程度的沉淀分异。当t=300℃,[Cl^-]=0.24mol/L,pH＝6．86时，铅氯络合物的沉淀量达55％，锌氯络合物的沉淀量超过92％。热液体系中硫化物的存在，对银的影响最大，溶液中的银氯络合物几乎沉淀完全，浓度可降至检测限以下。而铅和锌的氯络合物相对稳定。热力学计算表明：溶液中的银是以硫化银或自然银的形式沉淀析出。因此，还原硫的存在是导致热液体系中银与铅锌发生分异的重要因素。     

300℃时钯和铂氯络合物稳定性的实验研究

在控制氧逸度和酸度的条件下测定了３０℃时钯和铂氯络合物溶解度，将溶解度资料作用，求得它们的氯络合物种类分别为ＰｄＣｌ＾２－４和ＰｔＣｌ＾２－４，计算了相应反应式的平衡常数及推导了平衡常数与温度从属关系表达式，讨论了实验结果的地质意义。     

控制晶质铀矿溶解度的各种化学因素及其在与不整合面型有关：铀？…

在热液条件下水溶液中晶质铀矿溶解度的定量估算是采用已报道的热力学数据进行的，并用来研究阿萨巴斯卡铀矿田不整合面型铀矿化的控制因素。溶解度计算结果表明，ＵＯ２ＣＯ３＾０，ＵＯ２（ＣＯ３）＾２－２和ＵＯ２（ＣＯ３）＾４－３等碳酸铀酰络合物在相对氧化和弱酸－弱碱条件下占主导地位；在酸性条件下氯铀酰络合物（ＵＯ２ＣＬ＾＋）占优势。在温度２００℃以上和一定的二氧化碳分压（Ｐｃｏ２）和盐度的范围以内，上述特征     

岩浆—热液体系成矿流体演化及其金属元素气相迁移研究进展

本文从火山喷气、岩浆热液矿床的成矿流体性质、金属元素在蒸汽相中的溶解及在蒸汽/卤水相的分配实验等方面概述了有关金属元素气相迁移及CO2在成矿过程中作用的研究现状。火山喷气的凝结物中高浓度的Cu、Zn、Pb、As、Ag和Au,以及斑岩型矿床中低密度流体包裹体（蒸汽相）中硫化物矿物的存在,预示着上述金属是以蒸汽相搬运的。金属元素在蒸汽相中溶解实验研究表明,金属元素在蒸汽相中以［MeXm·(H2O)n］水合物的形式存在,其溶解度随着H2O逸度和HCl逸度的增大而增加;熔体—流体体系分配实验研究揭示,NaCl—H2O体系中存在蒸汽—卤水相分离,在含S条件下Au、As等元素通常以HS-离子络合物的形式优先溶于蒸汽相,Fe、Zn、Pb、Mn、Cs等元素以Cl-离子络合物的形式优先富集于卤水相;Cu在富S热液中优先进入蒸汽相,在富Cl贫S热液中通常富集于卤水相,表明Cu在岩浆热液中是以HS-和Cl-两种络合物的形式迁移的。CO2在Au、Cu等金属元素迁移和沉淀过程中可能起重要的作用,不仅促进NaCl—H2O体系相分离,并且促使HS-络合物在蒸汽相富集以及调节成矿流体的酸碱度。斑岩型Cu—Au矿床的矿化过程可概括为3个阶段：高侵位的斑岩分异出的少量岩浆流体主要形成了青磐岩化带和部分钾硅化带,矿化通常不成规模;深部岩浆房早阶段去气作用分异出的岩浆流体主要在斑岩体早期钾化基础上叠加蚀变并形成广泛的浸染状矿化和石英—硫化物细脉,在斑岩体上部形成高级泥化带并形成低温热液型Cu—Au矿化,此阶段为主矿化期;深部岩浆房晚阶段去气作用形成的岩浆流体可能主要使斑岩体和部分围岩形成绢英岩化,并伴随晚期石英—(方解石)—硫化物脉的沉淀。     

陕西旬阳公馆—青铜沟汞锑矿床地球化学研究

陕西旬阳公馆—青铜沟汞锑矿床位于南秦岭东部,矿床受赋矿的泥盆纪白云岩地层和发育于其中的断裂的双重控制,矿体呈脉状,矿石主要由辉锑矿、辰砂、石英、方解石组成。氢氧同位素研究表明,该矿床的成矿流体为大气水。碳氧同位素显示热液方解石的形成与地层碳酸盐关系密切,并有少量有机碳参与成矿。矿石硫来源于地层中硫化物的分解或硫酸盐的还原作用。锶、铅同位素研究表明其与成矿物质汞、锑共同来源于下覆基底地层。综合研究表明公馆-青铜沟汞锑矿是一种受断裂控制的脉状矿床。     

广东潮安厚婆坳锡矿床成矿物质来源及物理化学条件研究

通过厚婆坳锡石硫化物矿床地层元素含量、花岗岩特征、稳定同位素和包裹体成分的研究,模拟了沉积岩中锡的淋滤实验;探讨矿床的物质来源和成矿物理化学条件。认为兰塘群为一衍生含锡建造,在花岗岩浆的热动力驱动下,在混合水的成矿热液作用下,地层中成矿元素活化转移,以亚锡氯络合物形式迁移,后金属络合物不稳定而分解,沉淀成矿。     

闪锌矿活化迁移形式的实验研究

本文根据水热体系同时平衡理论,应用电动势法,于1atm,pH=4—7范围内,分别测定并计算了不同温度(30°,50°,70°,90℃)和不同离子强度(I=0.1,0.5)条件下,锌的几种无机和有机各级络合物的稳定常数。为探讨矿源层中铅锌硫化物矿物重新活化后,在成矿溶液中的存在形式及其稳定性,以及再次产生闪锌矿结晶沉淀作用的机理,进行热力学条件分析提供了基本参数。     

大别造山带汞洞冲铅锌矿床矿物学特征和铅同位素研究

汞洞冲矿床位于大别造山带北麓,是以热液角砾岩型铅锌为主的多金属矿床。岩矿相显微鉴定、SEM/EDS及电子探针分析结果表明,矿床中Ag以独立银矿物相为主(硫锑铜银矿和含银黝铜矿),呈粒状、柱状、板状、不规则状等,以显微或亚显微状被包裹于先期形成的方铅矿中,金属硫化物中不可见银极少。结合矿床金属硫化物铅同位素结果表明,矿床的形成与燕山期岩浆活动密切相关,成矿物质具有壳幔混合的特征。自岩浆出溶的Pb、Zn、Ag等金属离子在成矿早期以氯络合物的形式迁移,随着成矿热液温度、盐度、f_(O2)降低,以及p H值的升高,Pb、Zn氯络合物因稳定性降低而解体形成铅锌角砾型矿石,而Ag则形成硫氢络合物继续存在,当温度继续降低后发生分解沉淀,Ag~+与Sb~(3+)、As~(3+)、Cu~+结合形成大量独立银矿物。     

硫化物矿物溶解度与溶液pH值的关系

硫化物作为自然界常见的一大类矿物 ,由于溶解度很小 ,硫化物对水pH值的影响以及水对它的溶解度影响往往被人们所忽视。通过计算常见硫化物矿物的自由能ΔG0f、溶度积Ksp和溶解度S、绘制logS—pH曲线 ,得出硫化物矿物在不同 pH值条件下的溶解规律 ,水溶液的pH值受硫化物矿物的控制 ;反过来 ,水溶液的pH值也影响着矿物溶解度的大小。此外 ,对硫化物矿物饱和溶液的缓冲范围、缓冲容量和硫化物与溶液pH值相互作用的机理进行了探讨     

河南洛宁沙沟Ag-Pb-Zn矿床银的赋存状态及成矿机理

位于河南洛宁境内的沙沟热液脉型Ag-Pb-Zn矿床是熊耳山地区近年来新发现的大型矿床.野外观察和矿相学研究表明成矿过程包含4个阶段, 分别为石英-菱铁矿阶段(Ⅰ)、石英-闪锌矿阶段(Ⅱ)、石英-银矿物-方铅矿阶段(Ⅲ)和石英-碳酸盐阶段(Ⅳ), 其中Ⅱ、Ⅲ阶段为主成矿阶段.扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS)和电子显微探针微区成分分析(EMP)结果显示, 沙沟矿床中的银以不可见银和可见银两种形式存在, 但以可见银为主.不可见银主要以次显微包体(< 1 μm)的形式被包裹在黄铜矿和闪锌矿等硫化物中, 而可见银通常以各种银的独立矿物形式交代方铅矿和黄铜矿等硫化物或充填在硫化物和石英的显微裂隙内.结合本文研究和前人对沙沟矿床流体包裹体的研究认为, 银和铅、锌等金属离子在成矿早期高温阶段以氯络合物的形式搬运, 随着成矿热液温度和氧逸度的降低以及pH值的升高, 氯络合物因稳定性降低而解体, 硫氢络合物成为银、铅、锌的主要迁移形式.随着成矿热液温度的继续降低, 铅、锌等金属硫氢络合物开始分解, 方铅矿、黄铜矿和闪锌矿等硫化物得以沉淀, 此时部分银以显微和次显微包体银的形式被包裹于这些硫化物中.铅锌硫化物的大量沉淀引起成矿热液组成和性质的显著变化, 最终导致银从硫氢络合物中彻底解体, 并与Cu+、Sb3+等离子结合形成大量独立银矿物(如含银黝铜矿、硫锑铜银矿和辉铜银矿等), 而溶液中过饱和的银则以自然银的形式沉淀.      

CH4—H2O体系流体包裹体拉曼光谱定量分析和计算方法

CH4—H2O体系流体包裹体研究对含油气盆地流体分析和成矿流体研究都有重要的意义。本文详细介绍了H2O、CH4和CH4—H2O体系的拉曼光谱特征及分子作用，分析了CH4—H2O体系热力学特征，同时对CH4—H2O体系流体包裹体拉曼光谱定量分析和计算的方法及步骤进行了叙述。利用人工合成流体包裹体建立甲烷浓度与拉曼特征峰面积比值之间的校正曲线是实现CH4—H2O体系流体包裹体定量分析的基础。盐度对包裹体定量分析的影响最为显著，在恒定甲烷浓度下，甲烷与水的拉曼峰面积比值随着盐度增加而减少。对于流体包裹体封闭体系，随温度升高，液相甲烷浓度增大。校正曲线必须包含对温度和盐度的校正。石英主矿物性质和方位对甲烷浓度定量分析的影响可以忽略。实验研究表明，原位拉曼光谱技术是准确获取流体包裹体中甲烷水合物生成条件的一种有效方法。因此，基于拉曼光谱分析和显微测温分析结果，采用热力学模型可以定量计算CH4—H2O体系流体包裹体的相关参数。     

T<623.15K, P<100MPa条件下CO2—H2O体系相关热力学参数计算新方法

根据CO2—H2O体系均一法测温过程中出现的部分均一和完全均一现象,采用最新的热力学参数及相关模型,分别建立相应的热力学方程。根据同一体系的摩尔体积在均一法测温升温过程中几乎不变的特征可知,部分均一与完全均一状态下,体系的摩尔体积近似相等。据此对影响摩尔体积的充填度进行微调,通过迭代运算,直至两种条件下的摩尔体积近似相等,从而可以获得精确的摩尔体积和充填度,进而获得体系中的CO2含量、完全均一压力以及流体包裹体的总密度等热力学参数。本方法只需提供部分均一温度和完全均一温度以及部分均一方式便可求取相关热力学参数,符合地质研究方法和思路。该方法只适用于完全均一温度低于623.15K、完全均一压力小于100MPa以及最后均一至液相或临界点的CO2—H2O流体包裹体体系。对比研究表明,该方法也适用于盐度低于6%的NaCl—CO2—H2O流体体系,所获得的热力学参数相对误差在10%左右。     

湘南骑田岭芙蓉锡矿田流体包裹体特征和成分

芙蓉矿田流体包裹体研究表明,从成岩到主成矿阶段的有关矿物中,以富含CO2包裹体和出现大量高盐度包裹体为特征.从成矿作用早期到主成矿期直至成矿期后无矿石英脉,其均一温度由290～560℃逐渐降至230～450℃（主成矿期）,无矿石英脉仅为150～220℃;其盐度w（NaCl）相应由47%～67%逐渐降至10%～57%,最后为4%～6%.似伟晶岩石英、矽卡岩的透辉石中群体包裹体的气、液相成分研究表明,成矿流体的主要成分是H2O（w（H2O）=66.34%～71.54%）和CO2（w（CO2）=28.33%～33.5%）,其CO2含量比大脉型W,Sn矿床中的CO2含量高出一个数量级,同时远远高于大厂锡石-硫化物型锡矿床中的CO2含量;溶液中的阳离子主要是Na＋,其次是K,Na＋/K＋=16;阴离子中Cl-很高,其Cl-/H2O比值较大脉型W,Sn矿床高一个数量级以上,但与大厂锡石-硫化物型锡矿床中的Cl-/H2O比值较接近.似伟晶岩石英、矽卡岩的透辉石和锡石-硫化物石英中单个包裹体的激光拉曼光谱分析同样表明,其成矿流体主要是H2O,其次是CO2,液相中x（H2O）= 66.9%～89.1%, x（CO2）=8.1%～15.5%.     

H2O-CO2-NaCl体系石英溶解度模型(适用于高达1000℃、1.5GPa的高温高压环境)

石英在热水溶液中的溶解度对地球化学和岩石学的研究都极为重要.我们提出一个能够适用于H2O-CO2-NaCl 复杂流体成分,高温高压(0～ 1000℃,0～ 1.5GPa)条件下的石英溶解度计算模型,形式如下:logmSiO2=A(T)+B(T)·logMH2O/V*H2O+C(t)? logxH2O 其中A(T)、B(T)、C(t)均为温度T(K)和t(℃)的多项式.xH2O和V*H2O分别代表流体中水的摩尔分数和有效偏摩尔体积.V*H2O值由公式Vmix=xHOV*H2O+∑xsVs计算得到.其中,Vmix代表流体混合物的摩尔体积,由Mao et al.(2010)的最新模型计算得到,xs和Vs分别代表溶质的摩尔分数和本征体积.具体采用VCO2=29.9cm3/mol、VNaCl=30.8cm3/mol.本模型精度较前人模型有所提高,并且适用深达下地壳的温度-压力-成分环境,如:巴罗式变质带、板块俯冲带等.另外,本模型可被用于建立石英地质温度计,加深人们对于石英脉及有关矿床成因的认识,并且可用来指导实验及工程.本模型的在线计算程序可通过以下网站获得:www.geochem-mode1.org.     

水体中微量汞的测定问题

环境中的汞有元素态和化合态两种,后者又分为有机汞和无机汞。汞和无机汞进入水体后存在为元素汞、一价汞和二价汞三种状态。以那一种状态为主,取决于水环境的氧化还原电位、pH值以及能与汞形成稳定的络合物的阴离子。当氧化还原电位不高于0.5V,pH在6—8,金属汞可能成为主要形式,溶解度为25微克/升(25℃);地面水充氧时,汞以