正文 第三章 熱液成礦作用的實驗(三)(3 / 3)

溶液的變化對硫化物絡合物的作用與氣化物絡合物相反,即上升使金屬硫化物絡合物更穩定,下降(酸度增加)使溶液發生硫化物礦物沉澱。這從硫化物在含還原硫溶液中的溶解度實驗溶液成分成礦溶液本身的成分對成礦元素的遷移和沉澱起著很大的作用,正因為如此,人們通常把富含金屬絡合物配位體的高溫溶液(熱液)稱作成礦介質由於金屬礦物溶解度與溶液的成分以及陰離。等的濃度有著極大的依賴關係,因此,它們的濃度變化格外重要。成礦溶液一般是富的,最普通的濃度變化就是這種溶液與不含及水混合而發生的稀釋作用稀釋對氯化物型和硫化物型的成礦溶液之金屬礦物沉澱都有影響,尤其對前者影響更大根據硫化物在氯化物溶液中的溶解反應式。

大兩個數量級據計算,在金屬以從形式溶解的情況下,如果原來含金屬飽和的氯化物溶液稀釋一倍(即1份氯化物溶液被一份水稀釋)則在其它條件保持不變時,將有大約85%的金屬從溶液中沉澱出來。稀釋對以硫化物絡合物形式存在的金屬沉澱作用的影響也大致相同。例如稀釋一倍導致大約一半的發生沉澱。

在一些情況下,壓力和氧逸度也能影響礦物的沉澱據現有資料,礦物的溶解度隨壓力增大而略有增加,因此原則上說,壓力降低亦能引起金屬礦物的沉澱。但實際上。由於壓力對溶解度影響小,熱液礦床成礦的壓力不大,因此單一的壓力波動不大可能成為礦體形成的主要原因,但在壓力降低使成礦熱液發生沸騰的情況下,壓力則可能是金屬礦物沉澱和礦石形成的主要因素,因沸騰使蒸汽從溶液中分出,從而使溶液的成分和性質發生急劇的變化,堿度變大,金屬濃度增大這些都促進了礦物的沉澱。

有不少人實驗研究了礦物從成礦溶液沉澱出來的機理。在450℃下研究了鉛鋅硫化物交代大理岩的問題他們讓含鐵及鋅的硫化物溶液及氧化溶液作用於大理岩,則在兩種溶液能同時作用於大理岩的反應界麵上,閃鋅礦和磁黃鐵礦交代了大理岩,在大理岩麵上和內部形成了大量硫化物礦物堆積實驗結果的分析得出,大理岩的交代和硫化物礦物的沉澱經曆了如下幾個過程:氧化溶液循環使硫化物溶液氧化,沉澱出少量硫化物膜並產生隻產生的酸溶液使大理岩溶解,形成裂隙或洞隙;含金屬的溶液與氧化溶液進一步反應,在大理岩洞隙處形成硫化物礦物堆積。

在天然成礦過程中,氧化溶液應是含氧的表生水。它氧化了硫化物溶液,引起了碳酸鹽的溶解和硫化物沉澱。

根據方鉛礦在100℃溶液中的溶解度實驗資料探討了密西西比河穀型鉛鋅礦床的礦石沉澱機理。方鉛礦的溶解度除與溫度有關外,主要是溶液,如果把方鉛礦的溶解度以鉛的濃度形成投到圖上,並把硫的總濃度及礦石的主要礦物穩定區標出,就可以判斷鉛的遷移和沉澱條件。點區是區間,如果鉛與硫同時遷移,則隻有鉛與硫的濃度都大時,溶液才能由於冷卻稀釋而發生沉澱成礦。這種條件隻在圖的左邊點與斜線交叉區才能滿足。但是在密西西比河各型礦床中,方鉛礦與方解石、黃鐵礦及黃銅礦是共生的,在點與斜線交叉區方解石及黃銅礦是不穩定的,因此在這個區間,即在酸性溶液中,發生方鉛礦沉澱是不可能的圖右邊的斜線區,硫濃度足以沉澱出方鉛礦,並且方解石和芮銅礦也能與方鉛礦穩定共生,然而溶液能溶解的鉛很微,不可能沉澱成礦。依據上述分析,認為鉛和硫不可能由同一溶液搬運,而是氯化物熱液把鉛攜帶遷移至碳酸鹽成分的灰岩處,與灰岩中含還原硫的溶液相遇發生了方鉛礦、閃鋅礦沉澱。

尋址地推算金屬礦物沉澱貴及沉澱速度是熱液礦床研究的新課題之一,它將導致真正了解成礦過程的演化和成礦作用的動力機理。如前所述,冷卻、變化、稀釋等因素能夠引起金屬礦物的沉澱。那麼,變化多少才能形成一個礦體或一個礦床呢?利用成礦溶液的包裹休分析和礦物溶解度數據進行了探討。首先要估算出多大的沉澱量才能形成一個礦床。設定一個有價值的礦床具有一百萬噸的有色金屬儲量,如果礦石品位為11%,那麼這個礦床應有一億噸的礦石貴。對侵入岩冷卻的研究,估計出熱液成礦作用持續的時間約為104—105年。選擇了合理的成礦溶液流動速度。為形成一個礦床,成礦溶液需要至少沉澱出的金屬量(當成礦持續時間為105年)至金屬量(當成礦持續時間為104年、根據方鉛礦和閃鋅礦在100℃之溶液中的溶解度,以及溶解度與溫度及溶液?隻的關係,成礦溶液的溫度隻需下降10℃,或者成礦溶液的口隻值上升0.1單位,就可以從溶液中沉澱的鉛鋅金屬。也就是說,實際上有可能形成鉛鋅礦床。