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1、第三章第三章 气水热液矿床气水热液矿床一气水热液矿床及成矿总论资源地质学（Resourses Geology)一、气水热液矿床及成矿总论一、气水热液矿床及成矿总论（一）概述（一）概述 1 1、定定义义：大大量量的的地地质质资资料料表表明明，在在内内生生成成矿矿作作用用过过程程中中，除除了了有有在在岩岩浆浆结结晶晶的的主主要要阶阶段段形形成成的的岩岩浆浆矿矿床床、和和在在岩岩浆浆结结晶晶之之后后形形成成的的伟伟晶晶岩岩矿矿床床之之外外，在在地地壳壳中中还还有有另另一一大大类类矿矿床床，即即与与各各种种成成因因的的气气水水热热液液有有关关的的“气气水热液矿床水热液矿床”。所所谓谓“气气水水热热液液
2、”，指指在在地地壳壳一一定定深深度度下下（n-nn-n十十公公里里）通通过过各各种种方方式式形形成成的的具具有有较较高高温温度度和和压压力力、以以水水为为主的气态和液态物质。主的气态和液态物质。资源地质学（Resourses Geology)岩石圈内气液的产生与循环岩石圈内气液的产生与循环资源地质学（Resourses Geology)2 2、气液的主要成分、气液的主要成分主要组分：主要组分：H2O，水。，水。挥发份挥发份O、CO2、H2S、SO3、HCl、HF；盐类物质：盐类物质：K、Na、Ca、Mg、Ba、Sr等的硫等的硫酸盐酸盐SO2-4),氯化物氯化物(Cl-)，氟化物，氟化物(F-)
3、，硼酸盐，硼酸盐（B）等。）等。成矿元素：成矿元素：亲铜元素亲铜元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sn、Sb、Bi、Hg。过渡元素过渡元素Fe、Co、Ni、Mn、W、Mo、Be、TR、U、In、Re。资源地质学（Resourses Geology)（二）气水热液的来源（二）气水热液的来源 气气水水热热液液的的来来源源是是这这类类矿矿床床的的一一个个重重要要问问题题。由由于于其其来来源源十十分分复复杂杂，因因此此人人们们曾曾提提出出过过多多种种看看法法，争争议议较较大大。这这个个问问题题，也也是是人人们们目目前前大大力力研研究的一个课题。究的一个课题。气气水水热热液液的的来来源源可可分分为为五五
4、种种基基本本来来源源资源地质学（Resourses Geology)资资料料表表明明，成成矿矿的的热热水水溶溶液液是是多多组组分分体体系系，其其来来源源是是多多途途径径，类类型型是是多多种种多多样样的的，而而且且不不同同来来源源和和成成因因的的溶溶液液常常常常是是相相互互掺掺杂杂混混合合。从从根根本本来来讲讲，几几乎乎气气水水热热液液均均通通过过火火山山作作用用来自于地球内部，来自于地球内部，不同来源的水有不同的氢、氧同位素组成不同来源的水有不同的氢、氧同位素组成资源地质学（Resourses Geology)1.1.岩浆水岩浆水：这这这这主主主主要要要要是是是是指指指指硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐
5、盐熔熔熔熔浆浆浆浆在在在在侵侵侵侵位位位位后后后后发发发发生生生生的的的的冷冷冷冷凝凝凝凝分分分分异异异异作作作作用用用用过过过过程中，所形成的程中，所形成的程中，所形成的程中，所形成的“岩浆气水岩浆气水岩浆气水岩浆气水”。因此这类气液来自岩浆。因此这类气液来自岩浆。因此这类气液来自岩浆。因此这类气液来自岩浆。岩岩岩岩浆浆浆浆是是是是一一一一种种种种成成成成分分分分很很很很复复复复杂杂杂杂的的的的流流流流体体体体，它它它它主主主主要要要要由由由由硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐、氧氧氧氧化化化化物物物物和挥发份组成。其中挥发份约占和挥发份组成。其中挥发份约占和挥发份组成。其中挥发份约占和挥发份组成。其
6、中挥发份约占5 5 5 510%10%10%10%，且以水为主。，且以水为主。，且以水为主。，且以水为主。在在在在高高高高温温温温时时时时，岩岩岩岩浆浆浆浆是是是是一一一一种种种种均均均均匀匀匀匀的的的的熔熔熔熔融融融融体体体体，但但但但随随随随着着着着温温温温度度度度逐逐逐逐渐渐渐渐下下下下降降降降，压压压压力力力力降降降降低低低低，这这这这时时时时熔熔熔熔浆浆浆浆中中中中的的的的水水水水等等等等挥挥挥挥发发发发份份份份逐逐逐逐渐渐渐渐集集集集中中中中，于于于于是是是是形成了高温的含矿气水热液。形成了高温的含矿气水热液。形成了高温的含矿气水热液。形成了高温的含矿气水热液。资源地质学（Reso
7、urses Geology)岩浆水产生和岩浆水产生和喷发喷发资源地质学（Resourses Geology)人们不可能直接识别岩浆水，但通过氢人们不可能直接识别岩浆水，但通过氢-氧同位素的计氧同位素的计算可以确定岩浆水的参与：算可以确定岩浆水的参与：DD=-80=-80-40-40（DD=-=-8080-50-50）；）；1818O OHH2 2OO=5.5=5.59.59.5（或（或 1818OOH H2 2O O=6=68 8）。）。H-OH-O同位素与同位素与初生水初生水相似，相似，COCO2 2 、NaNa+、K K+、SiSi4+4+、AlAl3+3+、SOSO4 42-2-、ClC
8、l-有所增加。有所增加。资源地质学（Resourses Geology)2.2.初生水初生水，或原生水或原生水，或或“地幔热液地幔热液”：指指直直接接来来源源于于上上地地幔幔“去去气气作作用用”（“脱脱气气”，“除除气气”）所形成的气水热液。）所形成的气水热液。这这种种气气液液从从未未参参加加过过水水的的循循环环作作用用，在在地地球球形形成成时时期期就就已经存在。已经存在。一一般般通通过过测测量量上上地地幔幔硅硅酸酸盐盐的的H-OH-O同同位位素素组组成成来来推推断断“初生水初生水”的组成其氢氧同位素为的组成其氢氧同位素为:D=-48D=-48（或或-70-70-30-30），），1818O
9、OH2OH2O=7=7（或或6 68.58.5）。）。成成分分中中COCO2 2含含量量很很高高，可可达达78.54%78.54%，且且常常见见纯纯COCO2 2（占占100%100%）的包裹体，其中金属元素以富含）的包裹体，其中金属元素以富含Fe,Mg,MnFe,Mg,Mn为特征。为特征。资源地质学（Resourses Geology)地幔去气作用地幔去气作用资源地质学（Resourses Geology)3.3.变质水变质水，或称或称“花岗岩化热液花岗岩化热液”：当当当当地地地地壳壳壳壳（即即即即硅硅硅硅铝铝铝铝层层层层）中中中中的的的的非非非非花花花花岗岗岗岗岩岩岩岩类类类类岩岩岩岩石石
10、石石，如如如如沉沉沉沉积积积积岩岩岩岩，火火火火山山山山岩岩岩岩等等等等，在在在在变变变变质质质质作作作作用用用用过过过过程程程程中中中中以以以以及及及及在在在在花花花花岗岗岗岗岩岩岩岩化化化化和和和和再再再再熔熔熔熔化化化化作作作作用用用用过过过过程程程程中中中中会会会会产产产产生生生生大大大大量量量量含含含含矿矿矿矿热热热热液液液液，即即即即“变变变变质质质质热热热热液液液液”。变变变变质质质质热热热热液液液液的的的的同同同同位位位位素素素素组组组组成成成成变变变变化化化化很很很很大大大大，受受受受原原原原岩岩岩岩成成成成分分分分的的的的制制制制约约约约。但但但但典典典典型型型型的的的的区
11、区区区域域域域变变变变质质质质水水水水的的的的DDDD变变变变化化化化范范范范围围围围为为为为-20202020-65-65-65-65，18181818O OO OHHHH2 2 2 2OOOO=5=5=5=525252525。资源地质学（Resourses Geology)变质水的形成作用变质水的形成作用资源地质学（Resourses Geology)4.4.地下热卤水，或称地下水热液地下热卤水，或称地下水热液 又可分成两个亚类：同生沉积溶液和后生下渗溶液。又可分成两个亚类：同生沉积溶液和后生下渗溶液。又可分成两个亚类：同生沉积溶液和后生下渗溶液。又可分成两个亚类：同生沉积溶液和后生下渗溶
12、液。同生沉积水同生沉积水同生沉积水同生沉积水 又叫同生水；又叫同生水；又叫同生水；又叫同生水；建造水（地层水）：建造水（地层水）：建造水（地层水）：建造水（地层水）：是是是是指指指指在在在在沉沉沉沉积积积积物物物物形形形形成成成成时时时时一一一一起起起起被被被被埋埋埋埋入入入入在在在在沉沉沉沉积积积积物物物物中中中中或或或或在在在在成成成成岩岩岩岩过过过过程程程程中中中中产产产产生生生生的的的的溶溶溶溶液液液液，这这这这些些些些溶溶溶溶液液液液在在在在沉沉沉沉积积积积物物物物固固固固结结结结成成成成岩岩岩岩之之之之后后后后或或或或成成成成岩岩岩岩期期期期后后后后的的的的挤挤挤挤压压压压作作作作
13、用用用用而而而而汇汇汇汇集集集集在在在在一一一一起起起起形形形形成成成成“囚囚囚囚水水水水”，“封封封封存存存存水水水水”，“建造水（地层水）建造水（地层水）建造水（地层水）建造水（地层水）”。按照沉积背景的不同，又可分为按照沉积背景的不同，又可分为按照沉积背景的不同，又可分为按照沉积背景的不同，又可分为海成海成海成海成溶液和溶液和溶液和溶液和陆成陆成陆成陆成溶液溶液溶液溶液。资源地质学（Resourses Geology)资源地质学（Resourses Geology)后生下渗溶液后生下渗溶液 指指由由地地表表大大气气降降水水和和海海水水沿沿着着岩岩石石的的裂裂隙隙或或海海底底裂裂隙隙、间间
14、隙隙、孔洞等下渗到地壳不同的深度形成的溶液。孔洞等下渗到地壳不同的深度形成的溶液。大大气气降降水水（或或地地表表雨雨水水）的的同同位位素素组组成成随随海海拔拔高高度度、纬纬度度、温温度度的的变变化化有有规规律律地地改改变变，一一般般说说来来，大大气气降降水水的的同同位位素素组组成成D=-D=-340340+50+50，1818OOHH2 2OO=-44=-44+10+10。大气水热液及其成矿模式大气水热液及其成矿模式大气水热液及其成矿模式大气水热液及其成矿模式（斯米尔诺夫）（斯米尔诺夫）（斯米尔诺夫）（斯米尔诺夫）资源地质学（Resourses Geology)当大气降水进入地壳表层以后在渗流
15、和环流作用中，受地热的影响当大气降水进入地壳表层以后在渗流和环流作用中，受地热的影响当大气降水进入地壳表层以后在渗流和环流作用中，受地热的影响当大气降水进入地壳表层以后在渗流和环流作用中，受地热的影响以及岩浆和火山活动的影响，使得这些水加热升温，以至其温度达到以及岩浆和火山活动的影响，使得这些水加热升温，以至其温度达到以及岩浆和火山活动的影响，使得这些水加热升温，以至其温度达到以及岩浆和火山活动的影响，使得这些水加热升温，以至其温度达到300300300300400 400 400 400 ，处于岩石的，处于岩石的，处于岩石的，处于岩石的脆脆脆脆-韧性构造带的接触带，深约韧性构造带的接触带，深
16、约韧性构造带的接触带，深约韧性构造带的接触带，深约1215km1215km1215km1215km。这时，水的密度小，岩石的渗透率减弱，地下水热液便不再向下渗透。这时，水的密度小，岩石的渗透率减弱，地下水热液便不再向下渗透。这时，水的密度小，岩石的渗透率减弱，地下水热液便不再向下渗透。这时，水的密度小，岩石的渗透率减弱，地下水热液便不再向下渗透。于是向着上昂的方向，或沿着断层，向着减温减压的方向循环流动。于是向着上昂的方向，或沿着断层，向着减温减压的方向循环流动。于是向着上昂的方向，或沿着断层，向着减温减压的方向循环流动。于是向着上昂的方向，或沿着断层，向着减温减压的方向循环流动。这种地下水热
17、液在循环流动过这种地下水热液在循环流动过程中，不断发生程中，不断发生“水水-岩反应岩反应”，从围岩，矿源层，甚至，从围岩，矿源层，甚至从已形成的矿床中溶解萃取大从已形成的矿床中溶解萃取大量成矿物质以及盐类，形成含量成矿物质以及盐类，形成含矿热卤水或含矿热液：矿热卤水或含矿热液：水水热水热水热卤水热卤水含矿热液含矿热液（含矿热卤水）（含矿热卤水）资源地质学（Resourses Geology)海水海水 海海海海水水水水也也也也属属属属于于于于大大大大气气气气降降降降水水水水一一一一大大大大类类类类，但但但但海海海海水水水水中中中中的的的的化化化化学学学学组组组组成成成成显显显显然然然然与与与与地
18、地地地表表表表的的的的大大大大气气气气降降降降水水水水不不不不完完完完全全全全一一一一样样样样。海海海海水水水水的的的的含含含含盐盐盐盐水水水水度度度度约约约约为为为为3.5WB%NaCl3.5WB%NaCl3.5WB%NaCl3.5WB%NaCl，海海海海水水水水沿沿沿沿着着着着海海海海底底底底的的的的深深深深大大大大断断断断裂裂裂裂下下下下渗渗渗渗到到到到洋洋洋洋壳壳壳壳深深深深处处处处，形形形形成成成成环环环环流流流流热液。热液。热液。热液。海水热液及其成矿模式海水热液及其成矿模式海水热液及其成矿模式海水热液及其成矿模式资源地质学（Resourses Geology)海海水水可可以以在在
19、海海底底岩岩石石中中下下渗渗几几公公里里，甚甚至至十十几几公公里里，然然后后变变成成上上昂昂热热液液，在在深深部部的的环环流流过过程程中中，可可以以与与所所途途径径的的岩岩石石发发生生水水岩岩反反应应，变变成成含含矿矿热热卤卤水水，然然后后沿沿着着海海底底断断裂上升至海底，形成海底喷发和海底裂上升至海底，形成海底喷发和海底“烟囱烟囱”。近近 代代 海海 水水 的的 DD和和 1818O OHH2 2OO都都 近近 于于 0 0（或或 均均 为为1 15 5）含）含SOSO4 42-2-，盐度盐度3.5%3.5%。5.5.混合水混合水 指上述各种水溶液不同程度、不同比例的混合。由指上述各种水溶液
20、不同程度、不同比例的混合。由于水、岩石间的同位素交换反应，水的于水、岩石间的同位素交换反应，水的DD和和 1818O OH2OH2O 均均有变化。有变化。资源地质学（Resourses Geology)1.1.气水热液运移的原因气水热液运移的原因：大大大大多多多多数数数数热热热热液液液液矿矿矿矿床床床床是是是是自自自自下下下下而而而而上上上上运运运运移移移移的的的的热热热热液液液液形形形形成成成成的的的的。引起气液上升的原因，主要有以下几种：引起气液上升的原因，主要有以下几种：引起气液上升的原因，主要有以下几种：引起气液上升的原因，主要有以下几种：压力差：压力差：内压力：内压力：溶溶溶溶液液液
21、液依依依依靠靠靠靠自自自自身身身身的的的的力力力力量量量量，打打打打开开开开通通通通道道道道而而而而发发发发生生生生上上上上升升升升运运运运移移移移，即即即即处处处处入入入入地地地地下下下下较较较较深深深深处处处处的的的的矿矿矿矿液液液液由由由由于于于于其其其其本本本本身身身身的的的的内内内内压压压压力力力力推推推推动动动动，热液沿着各种大小裂隙、破碎带运动。热液沿着各种大小裂隙、破碎带运动。热液沿着各种大小裂隙、破碎带运动。热液沿着各种大小裂隙、破碎带运动。（三）气水热液的运移及其矿质的沉淀：（三）气水热液的运移及其矿质的沉淀：资源地质学（Resourses Geology)资源地质学（Re
22、sourses Geology)外压力：外压力：外压力：外压力：当构造运动发生时则可产出大量断层，勾通了地壳深处岩当构造运动发生时则可产出大量断层，勾通了地壳深处岩当构造运动发生时则可产出大量断层，勾通了地壳深处岩当构造运动发生时则可产出大量断层，勾通了地壳深处岩浆活动的地区或地下深处汇集在一起的热液区，促使深处的热浆活动的地区或地下深处汇集在一起的热液区，促使深处的热浆活动的地区或地下深处汇集在一起的热液区，促使深处的热浆活动的地区或地下深处汇集在一起的热液区，促使深处的热液在地表不同部位压力差的驱使下向减压方向运移。液在地表不同部位压力差的驱使下向减压方向运移。液在地表不同部位压力差的驱使
23、下向减压方向运移。液在地表不同部位压力差的驱使下向减压方向运移。虹吸作用：虹吸作用：虹吸作用：虹吸作用：当构造形成大量裂隙时，尤其是那些隐伏于地下并未与地表当构造形成大量裂隙时，尤其是那些隐伏于地下并未与地表当构造形成大量裂隙时，尤其是那些隐伏于地下并未与地表当构造形成大量裂隙时，尤其是那些隐伏于地下并未与地表勾通的裂隙，开始形成张口，此时裂隙中处于真空状态，产生勾通的裂隙，开始形成张口，此时裂隙中处于真空状态，产生勾通的裂隙，开始形成张口，此时裂隙中处于真空状态，产生勾通的裂隙，开始形成张口，此时裂隙中处于真空状态，产生负压力，从而能吸取周围的含矿热液（虹吸作用），并产生沉负压力，从而能吸取
24、周围的含矿热液（虹吸作用），并产生沉负压力，从而能吸取周围的含矿热液（虹吸作用），并产生沉负压力，从而能吸取周围的含矿热液（虹吸作用），并产生沉淀。这实质上也是压力差所产生的运移，大多数矿脉，如阿尔淀。这实质上也是压力差所产生的运移，大多数矿脉，如阿尔淀。这实质上也是压力差所产生的运移，大多数矿脉，如阿尔淀。这实质上也是压力差所产生的运移，大多数矿脉，如阿尔卑斯型卑斯型卑斯型卑斯型Pb,ZnPb,ZnPb,ZnPb,Zn矿脉，被认为是这样形成的。矿脉，被认为是这样形成的。矿脉，被认为是这样形成的。矿脉，被认为是这样形成的。资源地质学（Resourses Geology)构造压力引起流体构造压力
25、引起流体流动流动资源地质学（Resourses Geology)密度差密度差密度差密度差：原原原原始始始始成成成成因因因因的的的的多多多多种种种种溶溶溶溶液液液液，若若若若它它它它的的的的密密密密度度度度不不不不同同同同，产产产产生生生生密密密密度度度度差差差差引引引引起起起起物物物物质质质质的的的的对对对对流流流流。另另另另外外外外，局局局局部部部部热热热热源源源源，如如如如地地地地壳壳壳壳深深深深部部部部的的的的岩岩岩岩浆浆浆浆热热热热能能能能或或或或变变变变质质质质热热热热能能能能，地地地地幔幔幔幔梯梯梯梯度度度度等等等等能能能能造造造造成成成成含含含含矿矿矿矿热热热热液液液液的的的的密
26、密密密度度度度差差差差，引引引引起起起起对对对对流流流流循环，从而使密度小的上升。循环，从而使密度小的上升。循环，从而使密度小的上升。循环，从而使密度小的上升。另另另另外外外外，含含含含盐盐盐盐度度度度很很很很高高高高的的的的含含含含矿矿矿矿溶溶溶溶液液液液因因因因密密密密度度度度较较较较大大大大而而而而下下下下沉沉沉沉，驱驱驱驱使使使使密密密密度度度度小小小小的的的的流流流流体体体体上上上上升升升升。这这这这样样样样产产产产生生生生的的的的密密密密度度度度差差差差也也也也能能能能推推推推动动动动含含含含矿矿矿矿热热热热液液液液的的的的运运运运移。移。移。移。资源地质学（Resourses G
27、eology)浓度差、密度差、热差引浓度差、密度差、热差引起气液流通循环起气液流通循环资源地质学（Resourses Geology)2.2.2.2.气水热液运移的通道气水热液运移的通道气水热液运移的通道气水热液运移的通道：气气气气水水水水热热热热液液液液的的的的运运运运移移移移通通通通道道道道主主主主要要要要是是是是岩岩岩岩石石石石中中中中的的的的区区区区域域域域性性性性大大大大断断断断层层层层、区域性大裂隙区域性大裂隙区域性大裂隙区域性大裂隙，以及巨大的渗水层以及巨大的渗水层以及巨大的渗水层以及巨大的渗水层，亦称亦称亦称亦称“导矿构造导矿构造导矿构造导矿构造”。资源地质学（Resourse
28、s Geology)而在这些巨大断层的旁侧，呈分枝的次一级的裂隙，而在这些巨大断层的旁侧，呈分枝的次一级的裂隙，而在这些巨大断层的旁侧，呈分枝的次一级的裂隙，而在这些巨大断层的旁侧，呈分枝的次一级的裂隙，断裂则容易被矿液充填，以致沉淀堆积成矿物质，形成断裂则容易被矿液充填，以致沉淀堆积成矿物质，形成断裂则容易被矿液充填，以致沉淀堆积成矿物质，形成断裂则容易被矿液充填，以致沉淀堆积成矿物质，形成矿体，亦称容矿、储矿、含矿构造。矿体，亦称容矿、储矿、含矿构造。矿体，亦称容矿、储矿、含矿构造。矿体，亦称容矿、储矿、含矿构造。资源地质学（Resourses Geology)图中主断裂为导图中主断裂为导
29、图中主断裂为导图中主断裂为导矿构造，次级断裂为矿构造，次级断裂为矿构造，次级断裂为矿构造，次级断裂为“配矿构造配矿构造配矿构造配矿构造”控制矿控制矿控制矿控制矿体形态的构造为容矿体形态的构造为容矿体形态的构造为容矿体形态的构造为容矿构造，导矿构造与配构造，导矿构造与配构造，导矿构造与配构造，导矿构造与配矿构造合称为运矿构矿构造合称为运矿构矿构造合称为运矿构矿构造合称为运矿构造造造造”。这些构造一这些构造一这些构造一这些构造一般为成矿前构造或成般为成矿前构造或成般为成矿前构造或成般为成矿前构造或成矿间构造。这些类型矿间构造。这些类型矿间构造。这些类型矿间构造。这些类型的构造主要影响矿液的构造主要
30、影响矿液的构造主要影响矿液的构造主要影响矿液的运动，并形成成矿的运动，并形成成矿的运动，并形成成矿的运动，并形成成矿作用的多期多阶段性作用的多期多阶段性作用的多期多阶段性作用的多期多阶段性（因为是构造薄弱环（因为是构造薄弱环（因为是构造薄弱环（因为是构造薄弱环节，多次活动，而造节，多次活动，而造节，多次活动，而造节，多次活动，而造成矿液的多次运动）。成矿液的多次运动）。成矿液的多次运动）。成矿液的多次运动）。断裂控制了气液的流通通道断裂控制了气液的流通通道断裂控制了气液的流通通道断裂控制了气液的流通通道资源地质学（Resourses Geology)孔孔隙隙和和裂裂隙隙的的渗透作用渗透作用资源
31、地质学（Resourses Geology)3.3.气水热液中成矿物质的搬运方式气水热液中成矿物质的搬运方式 气气水水热热液液中中成成矿矿元元素素的的搬搬运运形形式式是是现现代代矿矿床床学学和和地地球球化化学学的的重重要要研研究究课课题题之之一一，它它对对于于研研究究热热液液矿矿床床的的成成矿矿条条件件，元元素素和和矿矿物物的的共共生生关关系系，矿矿床床的的分分带带以以及及成成矿矿专属性等等都有直接的联系。专属性等等都有直接的联系。资源地质学（Resourses Geology)金属能否迁移主要取决于成矿物质在水溶液中的溶解度，为此前金属能否迁移主要取决于成矿物质在水溶液中的溶解度，为此前金属
32、能否迁移主要取决于成矿物质在水溶液中的溶解度，为此前金属能否迁移主要取决于成矿物质在水溶液中的溶解度，为此前人从矿物化学的角度作了大量实验研究，表明影响成矿物质溶解人从矿物化学的角度作了大量实验研究，表明影响成矿物质溶解人从矿物化学的角度作了大量实验研究，表明影响成矿物质溶解人从矿物化学的角度作了大量实验研究，表明影响成矿物质溶解的因素包括：溶剂、溶质性质（离子、络合物、胶体、机械微粒的因素包括：溶剂、溶质性质（离子、络合物、胶体、机械微粒的因素包括：溶剂、溶质性质（离子、络合物、胶体、机械微粒的因素包括：溶剂、溶质性质（离子、络合物、胶体、机械微粒等）、溶液的温度、压力、等）、溶液的温度、压
33、力、等）、溶液的温度、压力、等）、溶液的温度、压力、PhPhPhPh值、阴离子性质和浓度等。值、阴离子性质和浓度等。值、阴离子性质和浓度等。值、阴离子性质和浓度等。（1 1 1 1）金属矿物的溶解度）金属矿物的溶解度）金属矿物的溶解度）金属矿物的溶解度资源地质学（Resourses Geology)x0 to x1000 x0 to x1000 ppmppm Cu,Cu,PbPb,Zn,Fe,Zn,Fe0.x to x1ppb Au,Ag,Hg0.x to x1ppb Au,Ag,Hg资源地质学（Resourses Geology)矿物溶解度的影响因素矿物溶解度的影响因素矿物溶解度的影响因素矿
34、物溶解度的影响因素资源地质学（Resourses Geology)脉石矿物的溶解度与脉石矿物的溶解度与脉石矿物的溶解度与脉石矿物的溶解度与影响因素影响因素影响因素影响因素资源地质学（Resourses Geology)成络合物的形式成络合物的形式成络合物的形式成络合物的形式：什么叫络合物什么叫络合物什么叫络合物什么叫络合物?由一个简单的离子和几个中性分子（或在溶液中能独立存在的离子）结合由一个简单的离子和几个中性分子（或在溶液中能独立存在的离子）结合由一个简单的离子和几个中性分子（或在溶液中能独立存在的离子）结合由一个简单的离子和几个中性分子（或在溶液中能独立存在的离子）结合而成的复杂离子叫络
35、阴离子，含有络阴离子的化合物叫络合物，如：而成的复杂离子叫络阴离子，含有络阴离子的化合物叫络合物，如：而成的复杂离子叫络阴离子，含有络阴离子的化合物叫络合物，如：而成的复杂离子叫络阴离子，含有络阴离子的化合物叫络合物，如：3NaCl+FeCl3NaCl+FeCl3NaCl+FeCl3NaCl+FeCl3 3 3 3=Na=Na=Na=Na3 3 3 3FeClFeClFeClFeCl6 6 6 6 式中的式中的式中的式中的NaNaNaNa3 3 3 3FeClFeClFeClFeCl6 6 6 6 即为即为即为即为络合物。络合物。络合物。络合物。气水热液可以呈络合物形式从岩石，矿物气水热液可以
36、呈络合物形式从岩石，矿物气水热液可以呈络合物形式从岩石，矿物气水热液可以呈络合物形式从岩石，矿物中萃取金属元素。大多数络合物的溶解度很大，中萃取金属元素。大多数络合物的溶解度很大，中萃取金属元素。大多数络合物的溶解度很大，中萃取金属元素。大多数络合物的溶解度很大，如如如如AgSHAgSHAgSHAgSH比比比比AgAgAgAg的溶解度大的溶解度大的溶解度大的溶解度大101010109 9 9 91010101012121212倍。倍。倍。倍。络合物还具有很大的稳定性络合物还具有很大的稳定性络合物还具有很大的稳定性络合物还具有很大的稳定性，在溶液中能长距离搬运，而不致于在中途发在溶液中能长距离搬
37、运，而不致于在中途发在溶液中能长距离搬运，而不致于在中途发在溶液中能长距离搬运，而不致于在中途发生水解和沉淀。金属络合物还可溶于气体中，使许多成矿元素以气体状态迁移。生水解和沉淀。金属络合物还可溶于气体中，使许多成矿元素以气体状态迁移。生水解和沉淀。金属络合物还可溶于气体中，使许多成矿元素以气体状态迁移。生水解和沉淀。金属络合物还可溶于气体中，使许多成矿元素以气体状态迁移。实验证明，许多金属实验证明，许多金属实验证明，许多金属实验证明，许多金属如如如如NbNbNbNb.Ta.Ta.Ta.Ta.W.Sn.Be.Fe.CuW.Sn.Be.Fe.CuW.Sn.Be.Fe.CuW.Sn.Be.Fe.C
38、u.Pb.Zn.Au.AgPb.Zn.Au.AgPb.Zn.Au.AgPb.Zn.Au.Ag.Hg.Hg.Hg.Hg.Sb.USb.USb.USb.U 等均能以络合物形式在热液中迁移。而一些挥发组份、如卤族元素、等均能以络合物形式在热液中迁移。而一些挥发组份、如卤族元素、等均能以络合物形式在热液中迁移。而一些挥发组份、如卤族元素、等均能以络合物形式在热液中迁移。而一些挥发组份、如卤族元素、HSHSHSHS、S S S S2-2-2-2-、OOOO2 2 2 2、COCOCOCO3 3 3 32-2-2-2-等可构成络合物的配位体等可构成络合物的配位体等可构成络合物的配位体等可构成络合物的配位体
39、 成矿元素的迁移形式成矿元素的迁移形式成矿元素的迁移形式成矿元素的迁移形式资源地质学（Resourses Geology)络络离离子子在在溶溶液液中中的的稳稳定定性性，取取决决于于络络离离于于电电离离能能力力的的大大小小。络络离离子子的的电电离离能能力力越越强强，络络离离子子则则越越不不稳稳定定，因因而而在在溶溶液液中中出出现现简简单单的的金金属属离离子子也也就就愈愈多多。这这些些金金属属离离子子就就能能通通过过化学反应形成难溶化合物而沉淀下来。化学反应形成难溶化合物而沉淀下来。当溶液中富硫时，可形成当溶液中富硫时，可形成Zn(HS)Zn(HS)2 2、Fe(HS)Fe(HS)3 3)，Hg(
40、HS)Hg(HS)3 3 络阴离子，当溶液中富氯时，可形成络阴离子，当溶液中富氯时，可形成ZnClZnCl3 3 CuClCuCl3 3 2 2,FeCl,FeCl6 6 3 3等络阴离子等络阴离子资源地质学（Resourses Geology)以卤化物的形式以卤化物的形式：我我们们在在许许多多矿矿床床的的矿矿石石矿矿物物中中常常见见到到的的硫硫化化物物，氧氧化化物物，如如方方铅铅矿矿，闪闪锌锌矿矿，黄黄铁铁矿矿，黄黄铜铜矿矿，锡锡石石，黑黑钨钨矿矿，赤赤铁铁矿矿，磁磁铁铁矿矿等等，它它们们的的溶溶解解度度很很小小，表表明明热热液液矿矿床床中中的的矿矿物物，绝绝大大多多数数是是成成矿矿作作用用
41、过过程程中中形形成成不不易易溶溶解解的的化化合合物物沉沉淀淀的的结结果果，而而不不表表示示这这些些矿矿物物即即是是以以这这种种方方式式搬搬运运的的。考考虑虑到到一一些些火火山山喷喷出出物物中中含含有有大大量量的的HCl,HFHCl,HF等等气气体体.火火山山热热泉泉中中常常含含有有高高盐盐度度的的氯氯化物溶液及含丰富的化物溶液及含丰富的Pb.Zn.Cu.Fe.Ag.W.MoPb.Zn.Cu.Fe.Ag.W.Mo等成矿元素。等成矿元素。一一些些高高温温热热液液矿矿床床，矽矽卡卡岩岩矿矿床床中中含含有有多多量量F,ClF,Cl等等气气成成矿矿物物。矿矿物物气气液液包包裹裹体体的的研研究究表表明明，
42、含含矿矿热热液液是是一一种种含含盐盐度度较较高高的的K,NaK,Na氯氯化化物物溶溶液液。重重金金属属的的简简单单卤卤化化物物具具有有高高挥挥发发性性和和溶溶解解度。因此有人认为许多金属元素呈卤化物形式搬运的。度。因此有人认为许多金属元素呈卤化物形式搬运的。资源地质学（Resourses Geology)以胶体的形式以胶体的形式 ：由由于于在在热热液液矿矿床床中中，发发现现有有矿矿石石的的胶胶状状构构造造，因因此此许许多多地地质质学学者者认认为为成成矿矿物物质质在在热热液液中中是是呈呈胶胶体体状状态态被被搬搬运运的的。同同时时实实验验证证明明，金金属属硫硫化化物物在在胶胶体体溶溶液液中中的的含
43、含量量比比它它在在真真溶溶液液中中的的溶溶解解度度大大100100万万倍倍。而而且且胶胶体体溶溶液液的的形形成成条条件件，几几乎乎可可以以在在任任何何温度、压力条件下产生。温度、压力条件下产生。在在气气水水热热液液成成矿矿过过程程中中，SiOSiO2 2，Fe(OH)Fe(OH)3 3，AuAu，AgAg，PbPb，ZnZn等等硫硫化化物物或或其其它它化化合合物物均均能能以以胶胶体体状状态态迁迁移移。金金矿矿：黄黄铁铁矿矿型型金金矿矿，石石英英多多金金属属脉脉型型金金矿矿，斑斑岩岩型型金金矿矿，矽矽卡卡岩岩型型金金矿矿，石石英英脉脉金金矿矿中中均均有有产产出出。石石英英，硫硫化化物物，硅硅酸酸
44、盐盐，碳碳酸酸盐盐，铁铁的氧化物等均可作为胶体金的载体矿物。的氧化物等均可作为胶体金的载体矿物。资源地质学（Resourses Geology)呈真溶液的形式：呈真溶液的形式：呈真溶液的形式：呈真溶液的形式：由由由由于于于于在在在在气气气气水水水水热热热热液液液液矿矿矿矿床床床床中中中中，矿矿矿矿物物物物大大大大多多多多以以以以硫硫硫硫化化化化物物物物的的的的形形形形式式式式出出出出现现现现，因因因因此此此此人人人人们们们们早早早早就就就就认认认认为为为为成成成成矿矿矿矿物物物物质质质质是是是是以以以以简简简简单单单单硫硫硫硫化化化化物物物物的的的的真真真真溶溶溶溶液液液液的的的的形形形形式式
45、式式被被被被搬搬搬搬运的。运的。运的。运的。但但但但是是是是这这这这种种种种看看看看法法法法很很很很快快快快能能能能为为为为人人人人们们们们所所所所否否否否定定定定。因因因因为为为为发发发发现现现现重重重重金金金金属属属属硫硫硫硫化化化化物物物物在在在在水水水水中中中中的的的的溶溶溶溶解解解解度度度度极极极极小小小小，例例例例如如如如铜铜铜铜的的的的硫硫硫硫化化化化物物物物在在在在不不不不同同同同温温温温度度度度（25252525400400400400）和和和和不不不不同同同同的的的的PHPHPHPH值值值值（777713131313）的的的的溶溶溶溶液液液液中中中中，溶溶溶溶解解解解度度度
46、度变变变变化化化化范范范范围围围围为为为为1010101010101010-6-6-6-62.32.32.32.310101010-24-24-24-24克克克克分分分分子子子子/升升升升。此此此此外外外外，矿矿矿矿物物物物中中中中的的的的其其其其它它它它金金金金属属属属矿矿矿矿物物物物如如如如赤赤赤赤铁铁铁铁矿矿矿矿、锡锡锡锡石石石石、黑黑黑黑钨钨钨钨矿矿矿矿等等等等基基基基本本本本上上上上也也也也是是是是不不不不溶溶溶溶于于于于水水水水的的的的。那那那那么么么么，要要要要形形形形成成成成硫硫硫硫化化化化物物物物矿矿矿矿床床床床，就就就就需需需需要要要要多多多多得得得得不不不不可可可可估估估
47、估量量量量的的的的海海海海水水水水，例例例例如如如如有有有有人人人人估估估估算算算算过过过过要要要要想想想想沉沉沉沉淀淀淀淀几几几几吨吨吨吨硫硫硫硫化化化化铜铜铜铜矿矿矿矿石石石石，就就就就需需需需要要要要整整整整个个个个地地地地中中中中海海海海那那那那么么么么多多多多的的的的海海海海水，这当然是不可能的。水，这当然是不可能的。水，这当然是不可能的。水，这当然是不可能的。资源地质学（Resourses Geology)4.4.气水热液中成矿物质沉淀的原因气水热液中成矿物质沉淀的原因 成成矿矿物物质质在在气气水水热热液液中中经经过过一一定定距距离离搬搬迁迁之之后后，如如果果环环境境的的物物理理-
48、化化学学条条件件发发生生变变化化，或或者者溶溶气气液液的的成成分分和和性性质质发发生生了了改改变变，气气水水热热液液体体系系的的化化学学平平衡衡就就会会被被破破坏坏，因因而而其其中中被被携携带带的的成成矿矿物物质质就就会会呈呈各各种种形形式式沉沉淀淀集集中中，形形成成各各种种金金属属硫硫化化物物及及氧氧化化物物等。引起成矿物质沉淀富集的原因有：等。引起成矿物质沉淀富集的原因有：资源地质学（Resourses Geology)由于简单离子交换反应由于简单离子交换反应由于简单离子交换反应由于简单离子交换反应，破坏了络合物而形成沉淀，破坏了络合物而形成沉淀，破坏了络合物而形成沉淀，破坏了络合物而形成
49、沉淀如如如如当钨的易溶络合物与灰岩相遇，常发生离子交换形成白当钨的易溶络合物与灰岩相遇，常发生离子交换形成白当钨的易溶络合物与灰岩相遇，常发生离子交换形成白当钨的易溶络合物与灰岩相遇，常发生离子交换形成白钨矿：钨矿：钨矿：钨矿：R2WO4+CaCO3CaWO4R2WO4+CaCO3CaWO4R2WO4+CaCO3CaWO4R2WO4+CaCO3CaWO4（白钨矿）（白钨矿）（白钨矿）（白钨矿）+R2CO3+R2CO3+R2CO3+R2CO3 式中，式中，式中，式中，R R R R为碱金属为碱金属为碱金属为碱金属K.NaK.NaK.NaK.Na阳离子，故常伴生有钾长石阳离子，故常伴生有钾长石阳离
50、子，故常伴生有钾长石阳离子，故常伴生有钾长石化，钠长石化，云母化。化，钠长石化，云母化。化，钠长石化，云母化。化，钠长石化，云母化。ZnCl2(aq)+H2S=ZnS +2 Cl-+2H+资源地质学（Resourses Geology)由于水解作用由于水解作用：一一些些高高价价阳阳离离子子FeFe3+3+、SnSn4+4+、TiTi4+4+、ZrZr4+4+、HfHf4+4+、TaTa5+5+等等的的络合物，当其分解后常发生水解，形成氧化物或硫化物：络合物，当其分解后常发生水解，形成氧化物或硫化物：2Na2Na3 3FeClFeCl6 6+3H+3H2 2OFeOFe2 2OO3 3+6NaC