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成岩作用中的地下水碳酸体系与方解石溶解度 总被引：4，自引：1，他引：4
方解石在沉积岩成岩环境中的溶解度与地下水化学特征、温度等有着极为密切的关系。地下水碳酸体系中各碳酸组分的比例是溶液pH值的函数,可溶性CO2、HCO3-和CO32-分别在pH≤pK1的酸性介质、pK1≤pH≤pK2的弱酸至中性介质和pH≥pK2的碱性介质中具有绝对数量。而地下水体系中碳酸总量及各组分的变化受到pH值、气相CO2分压PCO2及固相方解石的溶解-沉淀效应的控制。通过限定溶液中离子的电价平衡和质量守恒约束条件可以确定各种温压环境中的地下水组成及方解石的溶解度特征。溶液pH值和温度是方解石溶解度的最直接的控制因素,且方解石的溶解随pH值不同分别在强酸、弱酸和碱性介质中表现出不同的反应方式。基于质量守恒条件,溶液中初始[ΣCO2]-[Ca2+]值对中性至碱性介质中的方解石溶解度带来很大的影响,当[ΣCO2]0<[ca2+]0有利于方解石的溶解,当[σco2]0>[Ca2+]0时有利于方解石的沉淀。如果CO2—H2O—CaCO3体系同时受到电价平衡和质量守恒条件的约束,则方解石只在酸性介质中溶解,碱性介质中沉淀。新疆塔里木盆地库车坳陷克拉2气田及相关储层中方解石分布特征表明,该区碎屑岩储层中方解石的大量沉淀发生于重碳酸钠型地下水环境中,而孔隙度极好、次生孔隙发育的储集段则出现于氯化型的地下水环境,从而验证了成岩作用中地下水类型对方解石溶解—沉淀的控制机制。 相似文献
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贵州茂兰是研究森林覆盖下岩溶表层系统结构特征、运行规律的重要基地。本文初步研究了该地区碳迁移的若干特征 :(1)土壤剖面中CO2 浓度变化。秋、冬季土下CO2 浓度 ,5 0cm处始终高于 2 0cm处 ,而在春、夏季土壤剖面中CO2 浓度变化幅度大 ,2 0cm处的浓度时常高出5 0cm处。土下 2 0cm、 5 0cm处CO2 浓度在不同季节的变化趋势是夏季 (32 833× 10 - 6、 386 6 6× 10 - 6)春季 (2 4 4 16× 10 - 6,2 880 0× 10 - 6)秋季 (6 4 5 0× 10 - 6) ,142 16× 10 - 6>冬季 (3833× 10 - 6,8833× - 6) ,土下CO2 浓度变化趋势与温度和降雨量有较好的正相关关系。 2 0cm处的CO2 浓度变化与温度的相关系数r =0 89,与降雨量的相关系数r =0 70 ;5 0cm处的CO2 浓度变化与温度的相关系数r =0 6 9,与降雨量的相关系数r =0 6 6。 (2 )土壤呼吸释放CO2 的速率有类似的变化规律 :夏季为 339 6 8mg m- 2 h- 1、为 2 81 74mg m- 2 h- 1、秋季为 2 0 6 5 9mg m- 2 h- 1、冬季为 6 5 5 3mg m- 2 h- 1。年均排放量为 1 96kg m- 2 yr- 1。 (3)随水排泄HCO3 - 1是岩溶表层泉碳迁移的重要组分。表层泉水的HCO3 - 1浓度的季节变化与气温、月降雨量、土下 2 0cm处CO2浓度存在着负相关 ,其相关系数r =- 0 5 7、 相似文献
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南水北调水源进京后既要与地下水混合供水,又要将余裕水回灌地下保存,两地水源混合后的水质变化是人们关注的重要课题。本次研究中采集了丹江口地表水和北京调蓄池附近地下水,并开展了不同比例的混合试验。研究表明:丹江口水库水质优良;两地原水混合后,Na+、Mg2+、Cl-、SO24-等组分表现为物理混合;Ca2+、HCO3-、pH值则受到碳酸平衡的强烈影响,当丹江口地表水占比较大时,混合溶液中硝化作用主导碳酸平衡,当地表水占比较小时,溶液中二氧化碳分压变化主导碳酸平衡。研究结果对南水北调进京后的供水具有重要意义。 相似文献
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亚热带森林岩溶区土壤CO2迁移动态初步研究 总被引：6，自引：0，他引：6
贵州茂兰是研究森林覆盖下岩溶表层系统结构特征、运行规律的重要基地.本文初步研究了该地区碳迁移的若干特征
(1) 土壤剖面中CO2浓度变化.秋、冬季土下CO2浓度,50cm处始终高于20 cm处,而在春、夏季土壤剖面中CO2浓度变化幅度大,20cm处的浓度时常高出50cm处.
土下20cm、50cm处CO2浓度在不同季节的变化趋势是夏季(32 833×10-6、 38
666×1 0-6)春季(24 416×10-6,28 800×10-6)秋季(6 450×1 0-6),14 216×10-6＞冬季(3
833×10-6,8 833× -6),土下CO2浓度变化趋势与温度和降雨量有较好的正相关关系.20cm处的CO
2浓度变化与温度的相关系数r＝0.89,与降雨量的相关系数r＝0.70;50cm处的CO
2浓度变化与温度的相关系数r＝0.69, 与降雨量的相关系数r＝0.66.(2)土壤呼吸释放C
O2的速率有类似的变化规律夏季为339.68mg.m-2.h-1、为281. 74mg.m-2.h-1、秋季为206.59mg.m-2.h-1、冬季为65.53mg.m-2.h-1.年均排放量为1.96kg.m-2.yr-
1.(3)随水排泄HCO3-1是岩溶表层泉碳迁移的重要组分.表层泉水的H CO3-1浓度的季节变化与气温、月降雨量、土下20cm处CO2浓度存在着负相关,其相关系数r＝-0.57、-0.71和-0.47,而与表层泉水的pH值之间没有显著的相关关系.这与非森林岩溶区的观测结果有一定的差异,内在的机理需要对相关的生物学的指标进一步的研究;(4)野外溶蚀试片的测试结果表明,夏季的岩溶作用强度是春季的2.6倍. 相似文献
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为揭示碳酸盐岩风化对河流流域化学风化过程及碳汇效应的影响,以流经我国亚热带地区的典型河流——西江为对象流域,在2011年4月~2012年3月对西江阳朔、昭平、梧州三个干流断面每月定期和暴雨期加密分析河水水样。研究结果表明:(1)三个断面都属于偏碱性水质,水化学类型为HCO3—Ca型,电导率沿西江干流逐渐升高,这主要是体现了流域内广泛分布的碳酸盐岩对河水水化学特征的控制作用。(2)在一个完整的水文年中,通过对三个干流断面逐月计算得出西江河口梧州断面碳通量总通量为51.03×108kg CO2/a,昭平段和阳朔段分别为1.55×108kg CO2/a和1.80×108kg CO2/a;碳通量强度分别为15 606.13kg CO2/km2/a、10 373.61kg CO2/km2/a、32 223.08kg CO2/km2/a。(3)流量为岩溶碳通量的主控因子,降雨影响流量,进而影响碳汇效应的这种现象可能会受到人为作用的干扰。三个干流水体HCO3-浓度的变化趋势各有不同,这可能是因为HCO3-浓度与碳通量的关系比较复杂,涉及到不同的反应机理。三个断面的p H值和温度与碳通量没有明显的相关性,这可能是由于生物的"生物泵"作用主要是日变化为主,月尺度的p H和水温变化并不能真正反映p H和温度对碳通量的影响。 相似文献
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为研究利用滤泥与不同有机肥搭配对岩溶土壤进行改良增加无机碳汇的最佳实施方案，在果化示范区开展了滤泥、滤泥+秸秆+沼液和滤泥+秸秆+牛粪等三种土壤改良方案试验，在各个改良地和对照地埋放标准溶蚀试片和土壤水收集器，测试一年试片溶蚀速率和不同月份土壤水主要阴阳离子浓度。结果表明:滤泥中含有大量钙盐和硫酸盐，导致土壤水类型为Ca-SO4。各个改良地和对照地土壤水中参与岩溶作用的[Ca2+ +Mg2+ ]/HCO3-（当量浓度）均大于1，表明外源酸参与了土壤中碳酸盐岩溶蚀。施肥高峰期，试验区本底土壤CO2净消耗量出现负值，原因是硝化作用产生的H+与土壤水中HCO3-发生脱气作用，导致CO2从水中逸出。单施滤泥改良后，滤泥有机酸显著提高了试片溶蚀速率，但土壤水pH值降低，H+的大量存在导致脱气作用加剧，年均碳酸贡献率为-0.32，年均减少CO2净消耗量0.66 mmol·L-1。滤泥配施秸秆和牛粪引起8月脱气作用加剧，其他月份同样削弱了脱气作用，最终导致CO2年均净消耗量几乎不变。滤泥配施秸秆和沼液大大削弱了单施滤泥引起的脱气作用，同时减小了土壤中碳酸盐岩溶蚀速率的增强程度，最终导致CO2年均净消耗量增加了0.065 mmol·L-1，该方案为最佳增加无机碳汇的实施方案。 相似文献
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为了解冰川微生物生长特点,分析了青藏高原木孜塔格冰川、玉珠峰冰川和扎当冰川可培养细菌在不同温度,及木孜塔格冰川可培养细菌在不同盐度和p H下的生长特性.木孜塔格冰川52%的可培养细菌不耐盐,只能在0%盐度下生长,38%的细菌可以在0%~4%/6%盐度培养基中生长,其余细菌可以在0%~1%/2%的盐度培养基中生长,且62%的细菌具有较广的p H值生长范围(p H 5~9);另外,38%的细菌只能在弱酸性(5%)或者只能在弱碱性(33%)培养基中生长.3个冰川可培养细菌生长温度范围均为0~35℃,木孜塔格冰川最适生长温度≤20℃的细菌占其细菌总数的86%,而玉珠峰冰川和扎当冰川最适生长温度≤20℃的细菌则分别占其细菌总数的69%和53%.不同冰川具有不同最适生长温度的细菌的比例不同,同一冰川不同深度相同属类的细菌有相近的生长温度特征、耐盐度和耐酸碱特征. 相似文献
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山东玲珑金矿床成矿流体地球化学特征 总被引：3，自引：0，他引：3
玲珑金矿床第一成矿阶段与含金黄铁矿共生的石英中主要发育4种类型的原生流体包裹体:Ⅰ气液两相,Ⅱ含CO2三相,ⅢCO2,Ⅳ单液相包裹体。流体包裹体成分激光拉曼光谱分析及测温结果显示:①Ⅰa型包体,气液比10%~15%,均一温度为162.7~235.6℃,w(NaCl)(盐度)为4.65%~7.59%,气相平均摩尔分数为:H2O 96.48%,CO22.4%;②Ⅰb型包体,气液比30%~45%,均一温度266.9~349.2℃,w(NaCl)为10.8%~13.4%,气相平均摩尔分数为H2O 69.75%,CO224.74%;③Ⅱ型含CO2包体,CO2相所占比例为20%~90%,其均一温度为193.5~321.6℃,w(NaCl)2.9%~5.3%,CO2相中,H2O的摩尔分数为27.72%,CO2为70.6%。包裹体成分分析及测温结果综合研究认为,玲珑金矿成矿过程中存在大气降水热液与地幔来源流体的混合作用,前者与从流体中分离出的富CO2流体混合,以不同比例被捕获形成Ⅱ型包体;而与分异出CO2后的CO2不饱和地幔流体混合,被捕获形成Ⅰb型包体。两种流体混合导致的含矿热液物化条件变化对金的沉淀成矿具有重要意义。 相似文献
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山东谢家沟金矿流体包裹体研究及其地质意义 总被引：7，自引：6，他引：7
山东谢家沟金矿是新发现的产于玲珑型花岗岩中的蚀变岩型金矿。对3个成矿阶段含矿流体的温度、压力和成分分析表明, 矿床属于浅成中温热液矿床。含矿流体的演化是从高温向低温、从低盐度、低密度向高盐度、高密度的转变。Ⅰ成矿阶段流体包裹体均一温度为320~350℃, 盐度为2 7% ~6 6%, 密度为0 498~0 886g/cm3;Ⅱ成矿阶段包裹体均一温度为270~330℃, 盐度为3 6% ~8 4%, 密度为0 571~0 959g/cm3; Ⅲ成矿阶段包裹体均一温度为250~290℃, 盐度为5 8% ~10 6%, 密度为0 724~1 158g/cm3。流体成分以CO2和H2O为主, 尚有CO、CH4、H2S、SO2、N2等, 流体中CO2含量与矿石金品位正相关。据不同类型包裹体共生组合及流体演化特征, 认为流体的不混溶性是导致大量金沉淀的主要原因。 相似文献
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新疆东准噶尔南明水金矿床位于卡拉麦里成矿带东段,矿体受NW—NWW向韧-脆性断裂控制,赋矿围岩为下石炭统姜巴斯套组的浅变质海相火山碎屑-沉积岩。以流体包裹体和氢、氧同位素为研究手段,查明了矿床成矿流体性质、来源及其演化特征与金成矿的关系。其热液成矿过程可划分早、中、晚3个阶段,石英中原生包裹体主要有CO2-H2O包裹体、水溶液包裹体和纯CO2包裹体3种类型。早阶段石英中以CO2-H2O包裹体和纯CO2包裹体为主,均一温度变化于257~339 ℃,盐度为04%~22%;中阶段石英中3种类型包裹体均发育,CO2-H2O包裹体和水溶液包裹体均一温度为196~361 ℃,盐度为04%~60%;晚阶段石英中仅见水溶液包裹体,均一温度相对较低,为174~252 ℃,盐度为14%~32%。由CO2-H2O包裹体计算的早、中阶段捕获压力分别为214~371 MPa、236~397 MPa,对应的成矿深度分别为81~140 km、89~150 km。成矿流体由早、中阶段的CO2-H2O-NaCl±CH4体系演化至晚阶段贫CO2的H2O-NaCl体系,成矿温度和流体密度呈逐渐降低趋势,盐度变化不大。流体包裹体和氢、氧同位素研究表明,主成矿阶段成矿流体主要来源于变质水,CO2-H2O-NaCl流体的不混溶是导致Au富集成矿的重要机制,南明水金矿属于中深成造山型金矿床。 相似文献
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中国东北与俄罗斯远东富CO2矿泉是宝贵的饮用、医用矿水资源。五大连池、长白山天池、俄罗斯远东Primorye地区各泉水水化学特征对比显示,中国东北五大连池与俄罗斯远东Primorye地区出露泉水为低温、微酸、HCO3型、富含Si、Fe、Sr和CO2气体的综合优质饮用矿泉水;长白山天池出露泉水为高温、中性-微碱、HCO3型、富含Si和CO2气体的优质热矿泉水。五大连池和俄罗斯远东富CO2冷矿泉与长白山天池富CO2热矿泉具有相似而不同的形成过程,CO2气体对水化学的形成起了决定性的作用,广泛发育的花岗岩提供了富CO2热泉的物质来源,断层破碎带增加了CO2气体-地下水-花岗岩之间的反应程度,温度仅对可溶性Si有影响。 相似文献
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以靖宇县典型泉岩样为实验材料,结合野外实际情况,考虑pH值和CO2影响因素设计了矿泉水中H2SiO3实验,对实验结果进行了化学动力学分析,并利用matlab建立数学模型分析了矿物反应的机理。结果表明:1)仅考虑pH值的情况下:初始pH值近中性(pH=7.25)时,实验溶液中H2SiO3释放量较小,反应难以发生;初始pH值为碱性(pH=8.10)时,实验溶液中H2SiO3缓慢增加,平均释放速率为3.08mg/(kg·d)。2)在考虑pH值和CO2情况下:初始pH值为碱性条件时,通入CO2能够较快促进H2SiO3产生,平均释放速率可由4.29mg/(kg·d)升高为12.00mg/(kg·d);初始pH值为弱酸性(pH=6.64)时,实验溶液中H2SiO3增加较快,通入CO2,溶液中H2SiO3释放速率稍微增加。3)实验溶液中H2SiO3释放规律符合Stanford一阶反应动力学模型。靖宇县矿泉水中H2SiO3主要来自偏硅酸矿物(斜长石、镁橄榄石、辉石)的反应。在中性条件下,玄武岩矿物很难反应;在碱性条件时,主要是玄武岩矿物的水解,反应缓慢;在弱酸性条件下,主要是玄武岩矿物与H+和CO2的反应,反应强度较大。 相似文献
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TSR产物对碳酸盐岩储层是否具有改良作用——实验地质学的依据 总被引：6，自引：0，他引：6
采用SYS-1型碳酸盐岩溶蚀速率测定仪,选取四川东北地区5种碳酸盐岩样进行溶蚀实验,研究了三种主要TSR流体产物对碳酸盐岩的改造作用。H2S的溶蚀能力相对较强,在120℃温度下对微晶灰岩的溶蚀率可达17.09%;CO2的溶蚀能力次之;水的溶蚀作用可以忽略不计。H2S和CO2这两种酸性溶液的溶蚀能力从常温到200℃呈较强—强—弱的变化趋势,其中CO2的最大溶蚀率所处温度范围为60～90℃,H2S的最大溶蚀率所处温度范围为60～150℃。TSR产物中的酸性气体可以对储层进行改造,但不一定能够改良储层,而TSR过程中石膏向方解石的转变可以使储层孔隙度增加,从而改良储层物性。 相似文献
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黔东天柱磨山—油麻坳金矿流体包裹体地球化学研究 总被引：3，自引：0，他引：3
磨山—油麻坳金矿矿脉中石英的流体包裹体以单相液态和两相气液包裹体为主。含CO2 包裹体占5%±。成矿流体均一温度 1 70～ 2 3 0℃ ,盐度为 3 .1 %～ 1 0 .1 % ,密度为 0 .850～ 0 .958g/cm3 ,为中低盐度、较低密度的弱酸—弱碱性溶液。包裹体气相成分主要为H2 O、CO2 及CH4 ,液相成分中Na+ 、Ca2 + 及Cl-含量较高 ,相对贫K+ 、F-。成矿流体属Na Ca Cl型 ,为大气降水与变质水混合形成。 相似文献
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通过会泽矿山厂铅锌矿床闪锌矿流体包裹体显微测温和成矿物理化学条件参数计算,结合前人研究结果,得出以下认识:会泽矿山厂铅锌矿床闪锌矿流体包裹体均一温度为126280℃,具有较宽的变化区间,盐度(w(NaCl))为3.2%22.8%;白云石流体包裹体均一温度为86163℃,大部分盐度较低,为1.1%-14.8%。3个成矿阶段闪锌矿和白云石中流体包裹体均一温度和盐度具有较明显的分布特征:从热液成矿期Ⅰ阶段→Ⅱ阶段→Ⅲ阶段→围岩蚀变,流体呈现中高温-高盐度→中温-中高盐度→中低温-中高盐度→中低温-低盐度的演化规律。在整个热液成矿过程中,有两种不同盐度的流体参与了作用,流体混合可能是矿物沉淀的主要机制。pH值计算结果表明,迁移阶段时,成矿流体呈酸性,从成矿阶段Ⅰ—Ⅳ,流体pH逐渐增大,主成矿阶段Ⅱ—Ⅲ时,闪锌矿和方铅矿在中性、弱碱性下大量析出。受控于CO、CO_2、O_2间逸度平衡的CO_3~(2-)和HCO_3~-缓冲对调节了成矿流体的pH值,碳酸盐岩在铅锌的运移沉淀中起了至关重要的作用。 相似文献
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低温热液成矿作用中铊有机络合物搬运形式的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
文章依据等库伦反应外推原理,计算了铊的醋酸(TlAc0)、柠檬酸(TlCit2-)、苹果酸(TlMal-)、草酸(TlOx-)及琥珀酸(TlSuc-)络合物在25～100℃之间的稳定常数。将这些稳定常数输入EQ3/6的DATA0.SUP热力学数据库后,在75℃和100℃温度条件下,对铊的诸物种于低温热液中在不同pH值条件下的分配进行了计算。计算表明,在中性及偏碱性条件下,在75℃还原环境中,自由铊离子(Tl+)所占比例约为55%,TlHS0约占10%,而其余则为铊的有机络合物,并以铊的柠檬酸络合物占绝对优势。在75℃氧化环境中,自由铊离子约占55%,而铊的有机络合物则为45%左右。在100℃还原环境中,自由铊离子所占比例约为20%,TlHS0约占20%,其余则为铊的有机络合物。在100℃氧化环境中,自由铊离子所占比例约为30%,其余则为铊的有机络合物。因而笔者认为,铊的有机络合物,尤其是铊的柠檬酸络合物,在低温热液中对于铊的溶解及搬运起着重要的作用。 相似文献
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为了查明湖南省地热水的赋存状况、估算研究区热储的温度、冷热水的混合比值及热水循环深度等信息,文章利用离子比值法、phreeqc计算矿物饱和指数法以及硅—焓模型等方法,对研究区69处地热水进行水文地球化学分析。结果表明:研究区地热水主要的水化学类型为HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg,其次为SO4·HCO3-Ca·Mg和SO4-Ca;77%地热水中钙镁离子的比值大于3,表明地热水的封存时间久;利用phreeqc计算出多矿物饱和指数,表明二氧化硅矿物最接近饱和状态;使用硅—焓混合模型估算研究区热储温度和冷水混入比例,表明热储温度范围为32~226 ℃,均值为140 ℃,冷水混入比例平均为85%,占比较大;利用地温梯度计算地热水循环深度范围为5~6 km,平均深度5.34 km。总之,湖南省地热水演化时间长,径流时间比较久,区域循环深度大,热液经热储增温后,经过长时间的径流、水岩作用等,地热水在高压以及热动力驱动下向地表循环,在地表附近与冷水混合后形成以低温为主的“未成熟”中低温热水。 相似文献
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为查明冀东北地区中低温对流型地热系统中氟的富集过程,通过对地热流体水化学特征和同位素数据的分析,研究地热流体中氟的分布特征、富集规律、水化学过程及影响因素。结果表明:研究区地热流体F^-含量为1.36~23.83 mg/L,呈现北高南低的趋势;在HCO3^-—Na^+和SO4^2-·HCO3^-—Na^+等Na型水中富集程度高于HCO3^-—Ca^2+和HCO3^-—Ca^2+·Mg^2+等Ca型水;碱性环境、温度和循环深度是影响氟离子富集的主要因素;水岩作用、含氟矿物溶解及阳离子交换作用,是控制高氟地热水水化学特征的主要地球化学过程。氟浓度异常可为寻找地热资源提供基础参考线索,为地热资源的科学合理利用提供科学依据。 相似文献
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西天山伊耳曼得型金矿流体特征及成矿环境 总被引：8，自引：0，他引：8
西天山一种以伊耳曼得和恰布坎卓它等金矿为代表的金矿类型,其成矿流体液相成分以K+离子为主,其次是Na+、Cl-、SO42-及少量的Ca2+、Mg2+.流体气相成分以H2O为主,其次是CO2、H2,少量的O2、N2、CH4和CO.流体的矿化度平均为8.28g/L,盐度比较低,其范围为1.5%~0.39%(NaCl),流体的pH值在2.8~5.5之间.流体离子强度为0.146~0.18.氧逸度为lgf o2=-35.2~-38.9,流体的pH-lgf o2稳定范围与冰长石-绢云母型和酸性硫酸盐型金矿床的稳定范围不一致.流体温度范围为93~151.4℃.流体压力范围为5.6~17 MPa.表明成矿流体具有低温、低压和低盐度的特点.流体属于H2O-NaCl-CO2体系,来自大气降水.大气降水渗滤到地下,受到火山和地温梯度的影响,形成了沿一定深度运动的热循环流体.成矿流体的物理化学环境是一种过渡类型.成矿流体沿火山碎屑岩孔隙和微裂隙多次渗透交代而成矿. 相似文献