周冠轩, 王英滨*, 黄 靖, 张德会

中低温成矿流体中氯配合物和硫氢配合物在铜金属迁移中的行为

周冠轩1, 王英滨1*, 黄 靖1, 张德会2

(1. 中国地质大学(北京) 数理学院, 北京 100083; 2. 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院, 北京 100083)

热液成矿系统是世界上最主要的金属矿物来源, 其中的S和Cl是流体中最为重要的两种配体, 对地壳内金属在流体中的迁移起到重要作用。在中低温(25～300 ℃)的温度范围下, 根据最新的可用热力学性质, 利用地球化学模拟软件GWB (Geochemist’s Workbench), 对Cu-Fe-NaCl-H2O-S体系进行了地球化学模拟, 比较了氯配合物和硫氢配合物在Cu金属迁移当中的作用。模拟流体的各组分浓度均以天然热液的流体范围相当, 该模型解释了热液中Cu对于S和Cl的配合模式。在较低的温度下, 硫氢配合物是体系中主要的Cu迁移物种, 但这种优势也与所处的pH值和氧化还原环境关系密切。而较高温度下则主要为氯配合物形态进行迁移。作为硫氢配合物或氯配合物的输送则决定了金属富集的模式, 该模型可用于参考评估自然界中的热液流体成矿过程。

成矿流体; 铜; 热力学; 地球化学模拟

0 引 言

热液成矿系统是世界最主要的金属来源, 成矿元素通过对源区的萃取、迁移和沉淀在热液系统中富集[1–4]。1977年首次发现了海底排出的热液[5]。从那时起, 大量的关于热液流体的研究开始进行, 而现在水热溶液在各类金属矿床的形成中起到的重要作用已经得到了广泛的认可。可以通过流体包裹体所显示的数据, 来描述在相对简单的H2O-NaCl-(CO2-H2S-CH4)体系中具有不同成矿温度和地质特征的沉积物的流体[6], 而在流体中的Cl和S元素则是被认为金属在其中进行迁移最重要的配体。……