德兴铜矿花岗闪长斑岩体岩浆期HF、HCl浓度特征和其对Cu成矿的指示意义.pdfVIP

矿 物 学 报 2009年 德兴铜矿花岗闪长斑岩体岩浆期 HF、HCl浓度特征及其对Cu成矿的指示意义 王蝶1，一，毕献武1，尚林波1 (1．中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室。贵州贵阳550002； 五中国科学院研究生院，北京100049) 热力学和实验地球化学研究表明，由于化学 当反应达到平衡时，平衡常数与各反应组分 性质和成键方式的不同，不同成矿元素对主要络 活度有以下关系 阴离子的种类具有明显的选择性。尽管特定成矿 。 口(H20)×口[c如(P04)3(F)] 元素的络阴离子种类可能具有多样性，但作为优 1、‘1’一口(HF)×口[Ca5(P04)3(OH)] 势和普遍性的情况，Cu通常主要与cl关系密切， 。， 口(H2)×口[Ca5(P04)3(C1)] 形成CI的络合物进行迁移。因此，要形成金Cu 1、(2)一口(Hcl)×口[Ca5(P04)3(OH)] 的花岗质岩浆热液矿床，关键的前提条件之一是 联立热力学中平衡常数与反应自由能的关 花岗质岩浆富含能与Cu形成稳定络合物的特定 系：△G(r，p)=一2．303尺z1萨，以及每个物相的 挥发性组分，如cl等。然而，这一认识主要是基 吉布斯自由能变化表达式： 于实验地球化学的推测，还缺少真实地质体的流 △Gf(丁，p)=△磷=箕(r一298)+ 一 体地球化学的支持。为此，我们选择德兴斑岩铜 J刍谚，dF一巧磊等dr+J：K．，dp 矿这一典型的岩浆热液矿床作为研究对象，试图 探明岩浆作用过程中流体F、Cl的浓度特征。由 可得到磷灰石形成时流体相中HF和HcI的活度 于岩浆结晶过程中存在的去气作用以及F、Cl在 口(HF)、口(HCl)。 流体-熔体-矿物中的不均匀分配，简单测定全岩 将上述理论认识运用于德兴斑岩铜矿花岗闪 或单矿物中F、Cl的含量并不能完全代表岩浆期 长斑岩体岩浆期的F、Cl含量研究。在运用锆石 F、Cl的含量特征。矿物结晶学和热力学计算研 饱和温度计和Al角闪石压力计得到成岩温度和 究显示，F。、cI’常替代OH‘位置而进入含水矿物富压力的条件下，运用以上的热力学方法计算得到 集，因此，在测定单矿物中F一、cI‘含量的基础上， 与铜成矿有关的铜厂花岗闪长斑岩体斑晶矿物磷 通过热力学计算，可获得含水矿物结晶时与之平 灰石结晶时，与之平衡的流体中HF和HCl的活 度分别为0．00079和O．196。 衡的流体中的HF、HCl含量，代表原始岩浆分异 出的初始岩浆流体F、Cl的含量特征。 由于元素在矿物和流体中的不均匀分配，所 用矿物中F、Cl含量来计算其形成时流体中 测得岩浆期和热液期同种矿物中某种元素比值的 HF、HCl含量的方法是基于假设F—OH、Cl—OH在增大与减少未必指示流体中也有相应的趋势。相 含水矿物中的理想替位。磷灰石在花岗质岩石中 对于直接运用磷灰石电子探针数据中F／OH，CV 为较早期结晶、接近液相线矿物，因此，通过岩浆 OH比值来分析流体中F、Cl含量和演化的方法， 成因磷灰石端元组分计算出来的流体HF、HCl含这种通过热力学计算得到的浓度值则更为具体和 量能够代表岩浆期液相线组分。磷灰石端元组分 接近流体中的真实浓度。由于磷灰石为接近液相 具有以下反应： 线矿物，所以这个浓度也近似可视为岩浆结晶早 Cas(P04)3(OH)+HF= 期所分异出的流体中HF和Hcl的活度。实验和 Ca5(Pq)3(F)+H20(1) 热力学计算证明在高温下(575℃以上