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.pdf

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1、1背地质论评GEOLOGICALREVIEWVoJ1a．n5．5N20o．091岩浆一热液体系成矿流体演化及其金属元素气相迁移研究进展冷成彪，张兴春¨，王守旭，秦朝建¨，吴孔文，任涛1)中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室，贵阳，550002；2)中国科学院研究生院，北京，100049；3)山东黄金集团有限公司，济南，260014内容提要：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COz在成矿过程中作用的研究现状

2、。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[MeX·(Hz0)]水合物的形式存在，其溶解度随着Hz0逸度和HC1逸度的增大而增加；熔体一流体体系分配实验研究揭示，Nacl—HzO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一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

3、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C1两种络合物的形式迁移的。COz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NaCI-HO体系相分离，并且促使HS一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

4、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)一硫化物脉的沉淀。关键词：金属元素气相迁移；COz；岩浆一热液体系近年来随着微区分析测试技术的进步，激光剥2005)，即Cu、Au、As等元素在富含S(Heinrichet蚀电感耦合等离子质谱(LA—ICP—MS)(Audftateta1．，2004)的岩浆流体相分离时优先进入蒸汽相，a1．，1998；H

5、einricheta1．，1999；Ulricheta1．，而Cu、Fe、Zn、Pb等元素在富cl的岩浆流体相分离1999，2001)、质子诱发X射线(PIXE)(Heinrichet时优先进入卤水相(Heinrich，2007)。从而逐渐认a1．，1992；RyanandJamieson，1993；Ryaneta1．，识到蒸汽在岩浆热液体系中对金属元素迁移搬运的2001)以及同步辐射X射线荧光(SXRF)(Huanget重要性。a1．，2001；NagasekiandHayashi，2008；Nagaseki

6、Henley和McNabb(1978)研究斑岩型矿床时eta1．，2006；Vankoeta1．，1993)等分析技术被成即提出了金属是由蒸汽相迁移的，但当时只引起极功用于单个流体包裹体的成分测试。这些分析技术少数学者(Eastoe，1978；Sillitoe，1983)的重视。的应用，促进地质学家对与岩浆热液作用密切相关这是因为，基于热力学原理，即使温度大于800℃，的斑岩型Cu—Au矿床(Heinricheta1．，1999；金属元素(Hg、As和sb除外)在蒸汽相中的溶解度Ulricheta1．，1999

7、，2001)、矽卡岩型Cu矿(Baker都可以忽略不计(Krauskopf，1957，1964)，但是这eta1．，2004)以及低温热液型(高硫和低硫型)等矿一观点忽略了金属与其它溶剂反应从而增大其溶解床(Heinricheta1．，2004)成矿机理的认识达到了度的可能性。当时，对于金属在蒸汽中溶解度的实一个新的高度(Williams—JonesandHeinrich，验数据还相当有限(MillnerandNeugebauer，注：本文为国家自然科学基金资助项目(编号40372049和40873039)的成

8、果。收稿日期：2008—0519；改回日期：2008—0912；责任编辑：章雨旭。作者简介：冷成彪，男，1982年生。博士研究生，研究方向为矿床地球化学。Email：lcb8207@163．corn。通讯作者：张兴春，男，1964年生，博士，副研究员。电话：0851—5895047；Email：zhangxingchun@vip．gyig．ac．cn。第1期冷成彪等：岩浆热液体系成矿流