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

论文摘要

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H2O含量对于S的溶解度影响也很大,S的溶解度随着熔体中H2O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%H2O,经结晶分异形成的残余中酸性岩浆中H2O含量可以达到20–30 wt%,从而达到H2O饱和,残余熔体中可出溶10 wt%的流体。H2O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。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 许婷

导师: 许文良

关键词: 实验地球化学,下地壳,硫化物,流体出溶,斑岩型铜金矿

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,矿业工程

单位: 吉林大学

基金: 国家自然科学基金重点项目“古太平洋板块中生代在欧亚大陆下的俯冲历史:东北亚陆缘火山岩与增生杂岩证据”,国家自然科学基金面上项目“下地壳条件下硫化物,熔体之间Cu分配系数实验测定”

分类号: P612

总页数: 60

文件大小: 2463K

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