ch6气水热液矿床概论.ppt

第六章：气水热液矿床概论6.1气水热液及其在内生矿床中的意义3、温度及物理状态：
a、温度变化范围：50—800ºC，一般成矿温度：100—600ºC
b、状态：气态（高温低压条件）、液态（高压中低温条件）、超临界状态（高温高压条件）6.2热液的成因（类型）（一）岩浆热液：
1、成因：岩浆热液是岩浆中所含的H2O及其他挥发组分在岩浆上侵和冷凝结晶过程中，由于温度、压力和成分的变化与其所溶解的化学成分一起被析出形成的。
2、特征：岩浆热液H2O的氢氧同位素值一般变化范围是δ18ΟH2O=6‰-9‰δD=-48‰--80‰,此外多有高盐度、富K＋的特征。（见图6-1）图6-1不同成因水的同位素组成简图（据.M.F.Sheppard，1997）（二）地下水热液
1、成因：地下水热液是大陆地区向下渗透的地下水及沉积物中的封存水因地热梯度的影响和（或）受深部岩浆的烘烤，温度升高、化学活动性增强进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。图6-2大气水热液及其成矿模式（斯米尔诺夫）（三）海水热液：
海水热液是向下渗透的海水受深部岩浆的烘烤和地热梯度的影响，温度升高、化学活动性增强进而从所经岩石中溶解了成矿物质而形成的。此种热液多形成与洋中脊及岛弧环境，热液H2O的氢氧同位素接近海水的标准值。（见图6-3）图6-3黑矿型矿床简要横剖面图（四）变质热液：
1、成因：变质热液是岩石在变质过程中随变质温度和压力不断增加依次释放出来的粒间水、矿物的结晶水和结构水溶解了成矿物质形成的。如沉积岩（含水20-30%）→绿片岩相（一般含水6%）→角闪岩相（含水1-2%）→麻粒岩相（含水0.5%），可见变质过程中可产生大量的变质热液。
2、特征：变质热液H2O的δ18O=5‰—25‰，δD=-20‰—-65‰，多富CO2。6.3热液中主要挥发组分的性状及其影响2、硫：
a、氧化态为SO42-，与Cl-性状相似，影响热液的ph值和有助于大部分金属元素的迁移，也可形成难溶硫酸盐而沉淀成矿，如重晶石（BaSO4）。
b、还原态为H2S，是弱电解质和重要的矿化剂，性状如下：
(a)温度＞400ºC时，H2S为中性分子，不电离，或分解为S和H2。
(b)温度＜400ºC，H2S开始电离，
H2S=H++HS-，k1=[H+][HS-]/[H2S]=8.4×10-8，[HS-]=k1[H2S]/[H+]
HS-常可与多种金属元素结合形成易溶络合物，有助于元素在热液中迁移。
[HS-]=H++S2-，k2=[H+][S2-]/[HS-]=1.2×10-15,[S2-]=k2[HS-]/[H+]=k1k2[H2S]/[H+]2
S2-常与金属阳离子结合形成难溶的硫化物而沉淀成矿。
上式可见，影响H2S解离的因素是热液中H2S的浓度和pH值：H2S的溶解度又与压力呈正相关，与温度呈负相关；pH值低溶液中[HS-]高，有利于矿质的迁移，pH值高溶液中[S2-]高，有利于硫化物的沉淀。3、CO2：
高温条件下为中性分子，温度降低水和为H2CO3并解离，
H2CO3=H++HCO3－(利于矿质迁移)，HCO3－=H++CO32－（有利于形成难溶碳酸盐沉淀成矿）,与H2S性状相似，[HCO3－]和[CO32－]与热液的温度、压力和pH值有关，温度降低和pH值升高有利于成矿元素以碳酸盐沉淀。6.4成矿元素在热液中的迁移与沉淀1、卤化物形式：高温条件下可能
a、卤化物气态形式：一些卤化物(如FeCl3、AuCl3、SnF4)高温下具有挥发性质，可以气态形式迁移。但是，温度降低会发生水解。如SnF4+2H2O=SnO2+4HF
b、卤化物溶液形式：多数元素的卤化物都具有较大的溶解度，使之具有溶解迁移的可行性。但是，随H2S和H2CO3解离，则与成矿元素离子结合形成难溶的硫化物、碳酸盐而沉淀，使以卤化物溶液形式迁移的可能性减小。2、胶体溶液形式：因高温下不稳定并且不断会有来自围岩的电解质，因此仅在低温、局部可行。3、易溶络合物的形式：为最重要的迁移形式。
络合物在水溶液中解离的形式为：An(BXm)=nA++[BXm]n-。其中A为碱金属，B为形成体(成矿元素)，X为配位体（酸根及氢氧根等）例：[AuCl2]-、[AuCl4]-、[Au(HS)2]-。因不存在游离的成矿元素离子，因此其溶解迁移能力不受热液中S2－和CO32－的影响。影响因素是络合物的不稳定常数和配位体的浓度及热液的pH值等。（二）导致成矿元素沉淀的因素
1、温度降低温度降低可导致成矿物质溶解度减小；可导致挥发性物质状态变化；可导致水解反应和H2S、H2CO3等电离产生S2－、CO32－。以上变化都可能导致成矿元素沉淀成矿。2、压力下降压力降低导致作为络合物配位体的挥发组分因挥发而在溶液中浓度降低，引起络合物分解和矿质沉淀；可导致