热液矿床中关于络合物的文献综述

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1、热液矿床中关于络合物的文献综述热液成矿作用中，络合物因其独特的优于其它搬运形式的性质及对成矿的重要贡献，越来越受到人们的重视并投入大量的研究。近20年来，地球化学家进行的高温高压溶解度测定、溶液光谱学和电导等的实验研究及理论计算，大大深化了我们对热液成矿环境中元素存在形式、络合物稳定常数及稳定的物理化学条件的认识。络合物是热液中元素迁移的主要形式，最重要的是氯化物络合物、硫化物络台物、氟化物络合物及轻基化物络台物等。影响络合物稳定性的主要因素为中心离子的性质、酸碱的软硬、相对话效应、配位场稳定能等内在因素及温度、压力等环境因

2、素。元素在热液中的络合物形式及其稳定性是影响矿质沉淀及矿床分带的首要因素【引自1】。成矿元素如Fe、co、Ni、Cu、Ag>Au>Hg>Zn、Pb>Nb、Ta、W、Sn、Mo等都是热液中易形成络合物的中心离子，许多矿化剂如cr,OH~,HS_F一等则是热液中常见的配位体。在这儿，我就只介绍铜、金、银等重金属成矿元素在热液中络合物形式：铜，热液中铜主要呈ciT,以硫化物及氯化物络合物存在。>250°C的弱酸性氯化物溶液中，居优势的铜物种是氯化物络合物。即使cl浓度很低（约mcll0-3mol/kg）,氯化物及氯径基络合物也是铜

3、的主要物种。硫浓度较高的低温（<250C）弱碱性溶液中,铜的硫化物络合物起重要作用。热液中金以Au一和Au。（溶胶）形式存在,<300°C时.金以硫化物络合物迁移.更高温度下，氯化物络合物可能变得重要。300°C之上，Au(Hs)2■对金的搬运作用将逐渐减小，但硫化物络合物仍是金的重要携带者。中低温、富硫还原及中偏碱性溶液中，金以含硫络合物为主，高温(>300“C)、富氯氧化及酸性介质中，金呈氯化物络合物迁移；银的氯化物络合物是很稳定的。据实验。>300°C的偏酸性氧化条件下，银的主要物种是氯化物络合物；而温度<300°C、

4、中一碱性较低氧化还原条件，总硫化物较高时，银的主要物种是Ag(Hs)2-重金属元素在水热溶液中主要以络合物形式存在，目前已得到普遍的承认。由于络合物的形成,明显地增加硫化物的溶解度，这就证明了金属和硫在同一组分溶液中进行迁移。近十年来，高温高压实验研究确立形成这种或那种络合物的可能性,并且测定了一些重要金属络合物的不稳定常数。所有这些新资料，可用来定量估计水热溶液中重金属元素各种络合物的作用，并判断成矿元素在溶液中的浓度•从而分析硫化物矿物沉淀的原因。成矿溶液中重金属元素的迁移形式，冃前存在着两种主要的观点，其中以H丄巴内斯

5、(BarnesJ966)为代表的一派，认为在迁移过程中起主要作用的是硫氢络合物。巴内斯比较了ZnCI2和Zn(HS)3-在100°CzpH=6时的稳定条件后指出。Zn若以氯络合物迁移。需要2H2S浓度小于10一8克分子/升;而以2n(HSb—形式迁移则要求5H2S浓度大于1克分子/升。然而目前所测定的包裹体资料表明，通常总硫不超过0.1克分子/升o但巴内斯认为包裹体中ZH2S很低,可能是由于所测包裹体中SH2S不代表原始成矿溶液的成分或者分析前SH2S被逸散的结果。他又从地质现象出发，认为闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿等共生吋SH

6、2S的浓度要比SO占大许多数量级。围岩又有大量黄铁矿矿化•也表明ZH2S在成矿溶液中大大超过重金属元素的浓度。以H.c赫尔格森(Helgesen,1969)为代表的另一些研究者对许多重金元素氯络合物的稳定性进行了热力学计算，指出了元素从氯络合物进行迁移的可能性。有关包裹体分析资料和硫化物在氯化物溶液中溶解度增高的实验资料进一步补充说明了这一观点。[引自2]重金属氯络合物在酸性和低浓度ZH2S溶液中才是稳定的。硫氢络合物在高浓度SH2S和碱性到中性溶液中是稳定的。而碳酸盐络合物必须满足SH2S浓度很低和Co2分压较高的碱性溶液

7、中才能稳定。目前高于100°C的氟络物还没有测定，按性质应接近于氯，因氟比氯在成矿溶液中浓度低许多数量级，可以认为它不起很大作用。有关氢氧络合物、碳氢络合物、氯一碳酸盐混合型络合物以及某些其它形式的络合物的作用，资料还是很少，[引自2]水热溶液中破坏络合物稳定的因素就是矿物沉淀原因•巴内斯引进的关系式可以得出，当固定CH2s及CoI—时二价金属氯络合物的浓度与2次方的氢离子浓度成正比,即变化pH一个单位时，络合物的浓度变化两个数量级。而在硫氢络合物关系式中，硫氢络合物的浓度则与氢离子浓度的一次方成反比。当温度从200°C降到

8、100°C时,矿物沉淀的pH及CH2s范围大大扩大。目前认为矿物沉淀的主要原因是成矿溶液的温度降低和溶液的pH变化。一般说来，压力下降应发生矿物沉淀，由于压力急剧下降，水热溶液沸腾，发生蒸汽相分离和不挥发化合物浓缩破坏了络合物平衡，引起沉淀。因而在地质上经常出现一定的金属矿物组合伴牛.一定