下地壳条件下硫化物稳定性的实验研究：对铜、金、硫迁移行为的制约

发布时间：2020-09-07 21:38

　　为了探索斑岩型矿床深部岩浆-热液过程中铜(Cu)、金(Au)、硫(S)的地球化学行为,本论文通过活塞圆筒装置高温高压实验得到了下地壳条件下和不同氧逸度环境中,S在含水硅酸盐熔体中的溶解度和S在流体和硅酸盐熔体间的分配系数。实验中,我们使用了钾长石玻璃和英安岩玻璃两种初始物。实验温压条件分别是1.0 GPa(对应下地壳~30 km)和950 ~oC;实验时间为48 72小时。采用CCO(钴-氧化钴)、NNO(镍-氧化镍)和RRO(铼-氧化铼)等固体氧逸度缓冲剂控制实验过程的氧逸度,使实验氧逸度覆盖从还原到氧化范围。实验产物为淬火玻璃、硫化物(磁黄铁矿)和流体气泡,其中淬火玻璃和硫化物成分以及S含量均用电子探针(EMP)分析。我们的实验结果显示,在初始物中加入不同含量的硫化物,对于S的溶解度而言,没有影响;但是随着熔体中FeO含量的增加,S的溶解度也随之增加。在硫化物饱和条件下,随着氧逸度从FMQ-1.5增加到FMQ+2.5,硅酸盐熔体中S的溶解度从~200 ppm增加到~8000ppm。另外,S的溶解度也受硫逸度的影响,即随着硫逸度升高而增加。熔体中的H_2O含量对于S的溶解度影响也很大,S的溶解度随着熔体中H_2O含量的增加而增大。S的流体/熔体分配系数显示,随着氧逸度升高,熔体中的S含量增大,S的流体/熔体分配系数从~400下降到~50。用我们的分配系数可以计算硫化物饱和时,硅酸盐熔体出溶的流体中的S含量:在还原条件(CCO和NNO)下,流体中的S含量为~10 wt%,氧化条件(RRO)下S含量可达~20 wt%。这意味着,源区或岩浆硫化物饱和时,含有流体气泡的岩浆迁移S的能力主要取决于氧逸度、S在熔体中的溶解度和出溶流体的量。在氧化条件下,主要取决于出溶流体的量;在还原条件下,除了出溶流体的量外,还取决于熔体中S的溶解度。斑岩型矿床有关的中酸性岩浆具有高Sr/Y比值,由下地壳铁镁质岩石部分熔融或铁镁质岩浆结晶分异产生。岛弧玄武岩岩浆含2 6 wt%H_2O,经结晶分异形成的残余中酸性岩浆中H_2O含量可以达到20 30 wt%,从而达到H_2O饱和,残余熔体中可出溶~10 wt%的流体。H_2O饱和导致流体出溶有助于毁坏硫化物,这种富S气泡对Cu、Au、S起到迁移和富集的作用,形成富矿岩浆。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P612
【部分图文】：

截面图,组装设计,截面图,示意图

末干燥后置于 Pt 坩埚里后放入马弗炉，升温至 1000o除碳酸盐里的 CO2，并尽量减少钾和钠的损失；（4）继 2 小时使其成分充分均一；（5）然后将 Pt 坩埚迅速取出最后将淬火玻璃取出后放在玛瑙研钵里研磨 2 小时。玻璃用以电子探针分析测试以确定初始物的准确成分燥装瓶待用。不含水的初始物长期置于 110oC 烘箱里从烘箱中取出即可用于实验。筒实验设计实验中，采用多样品管组装设计（图 2.1）（Matjuschkin e里放入两个不同的内管进行实验，其中一个内管（Au）（Pt）用于控制氧逸度。

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图 2.2 活塞圆筒实验组装示意图（1/2 英寸）法质样品中硫含量的分析技术可分为整体分析体分析硫的方法是燃烧法，通过检测红外样品法还包括元素分析耦合质谱仪，通过对质量 6以进行分析。X 射线荧光法是另一种测定煤法，但由于检出限较高且样品熔合困难，很少于个别矿物或玻璃的测试，最常用的方法是针（SIMS）和激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱是有用的。核硫分析方法对某些材料是有用的外，一种比较新的技术是应用 LA-ICP-MS 法

红外光谱图,含水,红外光谱,差异法

第 2 章高温高压实验与分析测试方法含量由 Lambert-Beer 定律的表达公式给出（Stolper，Cwater= 100×0.01802/dρ×(abs2.2μm/ε2.2μm+abs1.9μm/ε1.9μm示水的含量（wt.%），d 表示样品的厚度（m），ρ表示μm和 abs1.9μm表示各个波段的吸收峰高度，ε2.2μm和ε1系数（m3/mol m）。吸收峰的高度是通过邻近区域峰值.3）。含量（~3 wt%）时测得的数据准确性更高（Yamashita的水含量大于 1 wt%时，差异法具有比较高的可信度（nd London，1996； Melekhova et al.，2013），用差异法含水量相对比，结果在误差范围内，由此可见，本研具有足够的精确度和可信度。

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