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CO2-H2O流体不混溶对Au溶解度的影响——以贵州省贞丰县水银洞金矿床为例 总被引：3，自引：0，他引：3
运用热力学原理和方法,研究了CO2-H2O流体不混溶作用对Au的溶解度的影响。结果表明,贵州水银洞金矿床的成矿流体是一种富含挥发分( fCO 2=70.79MPa)、酸性(pH=3.71)、还原性(fO 2=0.50×10-36MPa)、中温(267℃)、具有超压(180MPa)性质的含Au(a∑Au=3.744×10-8mol/L)流体。当超压流体的封闭层——炭质页岩因断裂作用而被破坏时,热液体系的压力发生骤降(28.50～35.30MPa),CO2-H2O流体发生不混溶作用,并有大量CO2溢出。CO2的流失可使成矿溶液的CO2逸度和O2逸度降低(fCO 2=0.80MPa、fO 2= 2.512×10-42MPa),酸碱度升高(pH=4.32),同时伴随温度的下降(224℃),成矿热液中Au溶解度的降低(a∑Au=3.790×10-9mol/L),从而快速沉淀下来成矿。 相似文献
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根据CO2—H2O体系均一法测温过程中出现的部分均一和完全均一现象,采用最新的热力学参数及相关模型,分别建立相应的热力学方程。根据同一体系的摩尔体积在均一法测温升温过程中几乎不变的特征可知,部分均一与完全均一状态下,体系的摩尔体积近似相等。据此对影响摩尔体积的充填度进行微调,通过迭代运算,直至两种条件下的摩尔体积近似相等,从而可以获得精确的摩尔体积和充填度,进而获得体系中的CO2含量、完全均一压力以及流体包裹体的总密度等热力学参数。本方法只需提供部分均一温度和完全均一温度以及部分均一方式便可求取相关热力学参数,符合地质研究方法和思路。该方法只适用于完全均一温度低于623.15K、完全均一压力小于100MPa以及最后均一至液相或临界点的CO2—H2O流体包裹体体系。对比研究表明,该方法也适用于盐度低于6%的NaCl—CO2—H2O流体体系,所获得的热力学参数相对误差在10%左右。 相似文献
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采用等温溶解平衡法开展了三元体系K+,Mg2+∥B4O72--H2O 348K的稳定相平衡研究,获得溶解度数据及平衡液相的密度,折光率,pH值。根据溶解度数据绘制了三元体系稳定相图。该三元体系在348K时的稳定相图含有一个共饱点E、两条单变量曲线AE,BE和两个结晶相区MgB4O7.9H2O(AECA)和K2B4O7·4H2O(BEDB)。共饱点的平衡固相组成为MgB4O7·9H2O和K2B4O7·4H2O,对应的平衡液相组成为w(K2B4O7)=42.28%、w(MgB4O7)=8.11%。研究结果表明,该三元体系属于简单共饱和型,无复盐和固溶体形成。K2B4O7·4H2O和MgB4O7·9H2O互相存在盐溶作用,使得这两种盐的溶解度明显增大。平衡液相的密度、折光率均随溶液中K2B4O7质量分数的增大而增大。 相似文献
4.
该文将段振豪及合作者建立的单气体溶解度模型推广到混合气体系,建立了能够计算CO2-CH4-N2-C2H6-H2S混合气
体在电解质水溶液中溶解度的热力学模型。本模型将DMW92方程扩展到上述多组分混合气体系并使用其计算气体组分的
逸度系数,采用Pitzer活度系数模型描述液相并沿用段振豪及合作者以前确定的纯CO2、CH4、C2H6和H2S的溶解度模型参
数,而纯N2的溶解度模型参数由本研究确定。由于本模型不包含依赖混合气体溶解度实验数据确定的参数,因此对混合气
体溶解度的计算是预测性的。通过与实验数据的对比,证实了本模型能够在宽广的温度、压力范围内准确预测
CO2-CH4-N2-C2H6-H2S混合气体在水溶液中的溶解度（对于CO2和CH4的摩尔百分数超过90%的混合气体,本模型适用于
273~523 K和0~2000×105 Pa的温压范围）。本模型的计算表明,相对于纯CO2气相,少量CH4、N2或H2S的加入会降低CO2的溶解度。对于CO2-H2O-NaCl型流体包裹体,少量CH4的加入会增大流体包裹体的均一压力。相关的计算程序可从通讯作者
处获得。 相似文献
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本文介绍一个通过状态方程和特定粒子相互作用理论建立起来的气体在水溶液中的溶解度模型,用以计算气体(CH4、H2S、CO2)在纯水和含盐水溶液中的溶解度、流体包裹体的均一条件、成矿热液沸腾、流体不混溶性、水合物形成条件、CO2地质储藏量等.该模型不仅重现了上百套实验数据(约8000多个数据点),而且具有很强的外延能力.因... 相似文献
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根据CO2-H2O体系均一法测温过程中出现的部分均一和完全均一现象,采用最新的热力学参数及相关模型,分别建立相应的热力学方程.根据同一体系的摩尔体积在均一法测温升温过程中几乎不变的特征可知,部分均一与完全均一状态下,体系的摩尔体积近似相等.据此对影响摩尔体积的充填度进行微调,通过迭代运算,直至两种条件下的摩尔体积近似相等,从而可以获得精确的摩尔体积和充填度,进而获得体系中的CO2含量、完全均—压力以及流体包裹体的总密度等热力学参数.本方法只需提供部分均一温度和完全均一温度以及部分均一方式便可求取相关热力学参数,符合地质研究方法和思路.该方法只适用于完全均—温度低于623.15K、完全均一压力小于100MPa以及最后均一至液相或临界点的CO2-H2O流体包裹体体系.对比研究表明,该方法也适用于盐度低于6％的NaCl-CO2-H2O流体体系,所获得的热力学参数相对误差在10％左右. 相似文献
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CO2流体与金矿化：流体包裹体的证据 总被引：13，自引：1，他引：12
在世界的各种类型的金矿包括石英脉型、网脉型以及蚀变岩型金矿床中均见到H2O.CO2:和富含CO2的包裹体.在金矿的围岩蚀变中见到碳酸盐化、黄铁矿化、绢云母化和硅化,说明Au的成矿流体中有C2O和硫等这些组分.金矿床中的C2O流体包裹体有以下特点:(1)在金矿床中常见四类包裹体即水溶液包裹体、H2O-CO2包裹体、富CO2包裹体和含NaC1子矿物包裹体,但以前三者为主,这四类包裹体可以在一起分布,常见水溶液包裹体和CO2包裹体分别分开分布,常单独成行分布,显示出成矿流体的相分离.(2)CO2包裹体与自然金的关系,可以见到自然金与富CO2包裹体分布在同一行上,或者CO2流体与自然金产在一起,或者自然金分布于CO2包裹体中,说明Au是与CO2同时搬运和沉淀的.(3)对金矿中的流体包裹体成分分析表明,除Au、H2O和CO2是流体的主要成分外,还有少量的CH4、H2S和N2等.H2S和H2CO3的相图研究表明,Au的络合物可能是AuHS或AuH2S,这种Au的络合物只有在CO2作为缓冲剂的热液中其溶解度最大,这样的热液就是Au的成矿流体.这种流体在上升过程中与围岩发生交代作用形成蚀变,并且流体发生了相分离,分出相对富含H2O的流体和相对富含CO2的流体,Au在这种相分离的过程中与CO2一起沉淀下来,形成金矿. 相似文献
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云南大坪金矿床是产于闪长岩中的石英脉型金矿床,矿体形态呈脉状,明显受断裂构造控制。成矿阶段可分为:早期成矿阶段(白钨矿石英脉)、主成矿阶段(硫化物石英脉)和晚成矿阶段(碳酸盐石英脉)。石英脉中的流体包裹体分为H2O包裹体、CO2包裹体、CO2-H2O包裹体,以富含CO2-H2O包裹体为特征。CO2-H2O包裹体的完全均一温度为283.1~382.0℃,盐度为(4.44~11.33)wt%Na Cleqv,计算的均一压力为151.2~261.5MPa,相应的成矿深度为10.272~12.649km,显示出该矿的成矿流体是一种富含CO2的高压、中高温、中低盐度的H2O-Na Cl-CO2的流体。加热时,富H2O相的CO2-H2O包裹体完全均一到H2O相,富CO2相的CO2-H2O包裹体完全均一到CO2相,而且二者的完全均一温度和压力一致,说明流体发生了不混溶作用,CO2的溶离使成矿流体的p H值升高,氧逸度降低,从而导致Au溶解度降低,并造成金沉淀成矿。大坪金矿床属于深成中高温热液石英脉型金矿床。 相似文献
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本文介绍一个通过状态方程和特定粒子相互作用理论建立起来的气体在水溶液中的溶解度模型,用以计算气体(CH4、H2S、CO2)在纯水和含盐水溶液中的溶解度、流体包裹体的均一条件、成矿热液沸腾、流体不混溶性、水合物形成条件、CO2地质储藏量等.该模型不仅重现了上百套实验数据(约8000多个数据点),而且具有很强的外延能力.因此适用宽广的温度、压力和盐度范围(CH4:273～523K,1～2000bar,0～6m;H2S:273～500K,0～200bar,O～6m;CO2:273～533K,0～2000bar,0～4.5m),而且精度高、形式简洁.由于使用状态方程和特定粒子相互作用理论相结合的方法,这一模型在无需实验数据的情况下能够拓展到诸如海水和地下热卤水等更为复杂的体系.该模型在国际上得到日益广泛的应用,已被许多国家的同行用以多方面的研究工作,如计算CH4、H2S和CO2气体在水、卤水和海水等天然水溶液不同温度、压力和盐度条件下的溶解度(即水溶液中最大允许的气体含量),分析矿物流体包裹体的PVTX条件(根据包裹体中气体的总含量和均一温度,用该模型就会很方便得到均一化压力,在此基础上还可以迸一步通过状态方程得到密度和等容线)、计算成矿流体的不混溶性或沸腾点、计算CO2地质储藏量、实验校正等方面.相关研究可进行在线计算:www.geochem-model. 相似文献
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运用热力学原理和方法,研究了CO2-H2O流体不混溶作用对Au的溶解度的影响。结果表明,贵州水银洞金矿床的成矿流体是一种富含挥发分（fCO2=70.79MPa）、酸性（pH=3.71）、还原性（fO2=0.50×10-36MPa）、中温（267℃）、具有超压（180MPa）性质的含Au（a∑Au=3.744×10-8mol/L）流体。当超压流体的封闭层——炭质页岩因断裂作用而被破坏时,热液体系的压力发生骤降（28.50～35.30MPa）,CO2-H2O流体发生不混溶作用,并有大量CO2溢出。CO2的流失可使成矿溶液的CO2逸度和O2逸度降低（fCO2=0.80MPa、fO2=2.512×10-42MPa）,酸碱度升高（pH=4.32）,同时伴随温度的下降（224℃）,成矿热液中Au溶解度的降低（a∑Au=3.790×10-9mol/L）,从而快速沉淀下来成矿。 相似文献
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硫酸盐流体是自然界中的常见热液,其盐度可以为成矿流体演化、成矿元素的迁移富集和矿床类型的划分等提供重要信息。但是现有文献报道的Na_2SO_4和K_2SO_4溶解度多是在饱和蒸气压条件或超临界条件下,而对于低温成矿热液体系的实验研究较少。热力学计算是研究流体性质的重要手段,特别是在实验结果较少的温压范围内起着重要作用,但是利用热力学模型来计算硫酸盐溶解度的工作却少有开展。使用Pitzer模型,利用Na_2SO_4和K_2SO_4溶液高温高压条件下的密度数据,使用非线性最小二乘法拟合,获得了压力对Na_2SO_4和K_2SO_4的活度系数及其溶解过程中的标准偏摩尔体积影响的模型参数,评价了压力对其活度系数和标准偏摩尔体积的影响。结合文献中饱和蒸气压下的相关参数,构建了温度范围为0～250oC,压力范围为0.1～40.0 MPa,Na_2SO_4和K_2SO_4溶解度的热力学计算模型。模型计算结果与文献数据吻合较好。计算结果还显示,压力对Na_2SO_4和K_2SO_4的平均活度系数和溶度积都有正向的促进作用,但是由于平均活度系数随压力的变化更大,导致Na_2SO_4和K_2SO_4的溶解度随压力的增大而降低,并且随着温度的升高这种降低的程度变得更大。 相似文献
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胶东寺庄金矿床成因:流体包裹体与石英溶解度证据 总被引：3，自引：3，他引：0
寺庄金矿床位于胶北地体西北缘,招远-莱州金矿区焦家金矿带南段。矿体赋存于焦家主断裂寺庄段下盘的玲珑花岗岩中,以蚀变岩型矿石为主,石英脉型矿石为次。成矿流体可分为石英-钾长石(成矿前)和石英-黄铁矿-金(主成矿期)两个主要阶段。流体包裹体测温结果表明,主成矿期石英中流体包裹体均一温度为133~310℃,盐度为0%~12%NaC leqv,成矿流体属于中低温、中低盐度的H2O-CO2-NaC l体系。根据氢、氧同位素测试结果并结合前人数据发现,石英δ18O石英值变化于9.7‰~14.2‰,δDH-2O变化于77.7‰~-55.0‰,经计算获得的石英包裹体的δ18OH‰2O值落在-0.5‰~6.1之间,因此推测寺庄金矿床成矿流体为岩浆水与大气降水的混合,且主要为岩浆水,演化到后期可能有部分大气降水参与。硫同位素研究表明,寺庄金矿床与矿带中段的焦家和新城金矿床具有类似的硫同位素组成,其黄铁矿的δ34S值为7.5‰~9.4‰。这一范围与玲珑花岗岩和胶东群变质岩的硫同位素组成相近,可能暗示寺庄金矿床成矿物质来自中生代花岗岩。利用最新提出的适用于H2O-CO2-NaC l三元混合流体的石英溶解度模型,计算发现寺庄金矿床成矿流体中石英溶解度为0.015mol/kg,这与胶东地质事实相符。成矿期热液中的SiO 2含量极低,其对热液物理化学条件的改变极为敏感。随着成矿流体演化到后期可能有部分大气降水的加入,或是流体迁移至容矿构造压力下降导致的沸腾作用使得成矿流体温度下降,造成SiO 2的大量沉淀,改变了残余流体中Au-S络合物的稳定保存条件,进而发生大规模的金矿化事件。这可能是寺庄乃至整个胶西北金矿都发育有强烈的硅化蚀变带以及石英脉型矿体的一个主要原因。 相似文献
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迭代法计算H2O-CO2-NaCl包裹体均一压力的改进及其应用 总被引：1，自引：0，他引：1
文章在宋玉财等于2007年提出的利用迭代法计算流体包裹体成分及均一压力的基础上,结合Duan等通过热力学模拟研究所获得的最新的热力学方程及H2O-CO2-NaCl包裹体pVtx计算程序,对宋玉财等所提出的H2O-CO2-NaCl包裹体成分及均一压力的迭代计算法提出了改进意见,同时对其进行了适当的修改。文章利用中-低温条件下求解CO2在盐水中的溶解度及摩尔体积的方程,提高了原方法的计算精度,并将原方法的适用范围（均一温度≥300 ℃）扩展到中_低温（0～260 ℃）、中_低压力（0～1 000×105Pa）以及中等盐度的范围。本方法适用于求解CO2部分均一温度高于笼形物融化温度、不含石盐子矿物且完全均一到水溶液相的H2O-CO2-NaCl包裹体。 相似文献
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利用人造流体包裹体数据和甲烷笼合物熔化温度和压力的实验数据获得了在高温高压下H2O-CH4两元系的摩尔体积。并将所得数据与用传统的高温高压设备和状态方程所获得的数据进行了比较。这三组数据均吻合的很好。这表明用人造流体包裹体方法获得流体系统摩尔体积的可行性和已有的状态方程在描述该两元系在高温高压下的摩尔体积的正确性。本项工作对H2O-CH4系统高温高压下实验数据的重要补充。同时将已有的状态方程的适用性推广到更高的温度和压力。 相似文献
15.
氢氧同位素体系成矿流体示踪若干问题 总被引：4，自引：2，他引：2
综合分析国内外氢氧同位素研究进展结合部分热液矿床成矿流体的氢氧同位素示踪体系的可靠性,认为该方法存在以下问题:(1)通过石英矿物δ18 O计算流体的δ18O,同位素平衡温度厘定具有主观性,并且石英与流体之间的同位素平衡状态是否达到很难确定。同样的石英矿物δ18 O通过不同的平衡温度计算,得到不同的流体δ18 O,得出晚期大气降水混合的模糊认识;(2)石英中除流体包裹体外,由于晶格结构缺陷而含有部分结构水。在热爆裂法提取流体包裹体时石英中结构水的释放严重影响石英中流体包裹体δD测试结果。大量的已发表数据没有明确指定热爆裂温度,因此无法评价石英结构水对测试结果的影响程度;(3)石英作为流体包裹体寄主矿物对流体包裹体封闭性不佳,流体包裹体捕获后容易与外界流体发生物质交换,使流体包裹体δD不能代表成矿流体同位素组成,这直接挑战了石英作为寄主矿物进行流体包裹体δD测定的可靠性;(4)通过含差劲基热液蚀变矿物δD计算成矿流体δD,由于高温下压力对D/H分馏的影响难以定量评价,已有平衡方程大多忽略压力对D/H同位素分馏的影响,使得计算结果意义不明确。因此硫化物中流体包裹体的δD-δ18 O系统测试,需要辅以微量气体比值、H... 相似文献
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采用等温溶解平衡法研究了288K时Li+, Mg2+//SO2-4, B4O2-7- H2O四元体系的固液相平衡关系,测定了该四元体系在288K时平衡液相的溶解度和密度。依据实验测定的平衡溶解度数据及对应的平衡固相,绘制了该四元体系的平衡相图及密度组成图。研究结果表明：交互四元体系Li+, Mg2+//SO2-4, B4O2-7- H2O 288K时平衡相图中有2个共饱点,5条单变量曲线,4个结晶区对应的平衡固相分别为Li2B4O7·3H2O,Li2SO4·H2O,MgB4O7·9H2O和MgSO4·7H2O。 相似文献
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黑钨矿是石英脉钨矿床的主要矿石矿物,其沉淀机制一直存在争议。CO2逃逸能否造成黑钨矿有效沉淀尚缺乏定量模型的评价。文章建立了W-Fe-Cl-Na-O-C-H体系的反应平衡模型,涉及22种组分和16个化学反应;相关热力学参数来自SUPCRT数据库。模型计算结果表明,pH与流体压力呈负相关关系,而钨溶解度与流体压力呈正相关关系;当成矿流体压力从静岩压力降至静水压力水平,钨溶解度降幅可达到27%~47%,降幅与温度和深度成正比。因而,降压造成的CO2逃逸是黑钨矿沉淀的有效机制之一。 相似文献
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柿竹园钨多金属矿床形成机制的物理化学分析 总被引：14，自引：0，他引：14
通过对柿竹园钨多金属矿床流体包裹体的研究发现 ,矿物流体包裹体的均一温度主要集中在2 0 0～ 330℃ ,而矿区大规模的成矿作用主要发生在 2 5 0～ 35 0℃ ,成矿流体的压力大约在 38～ 6 8MPa。依据 34MPa、w(NaCl) =4 .0 %溶液中WO3 的溶解度数据计算了化学反应WO3 (s) +NaCl +H2 O =NaH WO4+HCl在 2 5 0 ,30 0 ,35 0和 4 0 0℃的lgK分别为 - 4 .0 6、- 4 .0 5、- 3.83和 - 3.4 9,此条件下NaH WO4(aq) 的表观吉布斯自由能分别为 - 12 81.2 ,- 12 91.3,- 130 4 .1和 - 1319.7kJ/mol。由此热力学数据计算了白钨矿在该体系中的溶解度 ,结果发现白钨矿的溶解度较相同条件下WO3 的溶解度低 2个数量级以上。柿竹园超大型钨多金属矿床的形成具备有持续的“热源”、充沛的“水源”和丰富的“矿源” ,而且成矿流体对成矿物质具有超强的萃取和搬运能力。千里山花岗岩体的多次夕卡岩化和云英岩化围岩蚀变是成矿流体中钨产生有效富集的重要机制。 相似文献
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恰夏铜矿床位于新疆阿尔泰山南缘克兰火山-沉积盆地内,赋矿地层主要为下泥盆统康布铁堡组上亚组变质岩系.脉状铜矿化主要特征为:早期顺层石英脉,呈脉状或透镜状沿变质片理分布,有星点状黄铁矿产出;晚期含铜黄铁矿-石英脉,斜切变质围岩,黄铜矿以浸染状分布于石英脉裂隙中.石英脉中流体包裹体主要为富CO2包裹体,其次为水溶液包裹体,同时含有少量的碳质流体包裹体.显微测温研究表明,早期顺层石英中原生富CO2流体包裹体,CO2三相点温度(tm,CO2)集中在-61.5～-57.5℃,CO2部分均一温度(th,CO2)集中在25～27℃,完全均一温度(th,tot)集中于223～280℃,流体密度为0.82～0.90 g/cm3;含铜黄铁矿-石英脉中原生富CO2包裹体的tm,CO2集中于-61.5～-58.7℃,th,CO2集中在23.5～28.7℃,th,tot集中在230 ～ 310℃,流体密度0.81～0.86 g/cm3.成矿流体为中高温、中低盐度、富CO2的CO2-H2O-NaCl±CH4±N2体系.恰夏铜矿脉状铜矿化的成矿流体特征与造山型金矿床的流体包裹体特征类似,结合矿床产出的地质背景、控矿构造特征,认为脉状铜矿化的成因与造山-变质热液有关,是阿尔泰山南缘晚泥盆世一二叠纪造山-变质作用的产物.SRXRF测试富CO2流体包裹体中金属微量元素,显示其富集Au,可能表明富CO2流体对金的富集起到一定作用. 相似文献
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林伍德石中的结构水(OH-)对林伍德石的密度、成分和弹性等物理化学性质,以及地幔转换带地震波的传播速度等都有着重要影响。本文首次尝试在计算地球化学领域引入van der Waals长程作用力修正的第一性原理计算方法,该方法比基于传统密度泛函理论计算的结果更加接近实验观测值。采用该方法我们分别计算模拟了水在林伍德石中不同的赋存机制:Mg空位机制(V″Mg+2H*O)、Si空位机制(V″″Si+4H*O)和反位机制(Mg″Si+2H*O)。通过对缺陷形成能和相关化学反应能的模拟计算,我们发现在不同的压力条件下结构水在林伍德石中的赋存机制不同。在低压条件下,V″″Si+4H*O机制最稳定,而在高压条件下,结构水更倾向于Mg空位取代机制,而这2种机制在所考虑的全部压力条件下都比反位取代机制Mg″Si+2H*O在能量上更稳定。对于在林伍德石晶格中同时存在3价离子Fe3+、Al3+、Sc3+、Lu3+、Y3+、Nd3+的情况下,含Al3+、Fe3+和Nd3+的体系中Si位取代机制M'Si+H*O比Mg位取代机制V″Mg+M*Mg+H*O稳定,而含Sc3+、Lu3+和Y3+的体系中Mg空位取代机制最稳定。 相似文献