“矿物-流体”界面反应在自然界普遍发生,了解界面反应机制可提高人们对于同位素分馏、元素循环、矿床形成和改造等过程的认识(Putnis,2014;Putnis and Ruiz-Agudo,2013)。为查明“矿物-流体”相互作用所导致的铜矿化和改造等过程,论文通过一系列水热实验,分析了产物物相种类、化学成分并讨论了界面反应机制。实验在容积为9ml的聚四氟乙烯管(PTFE)中进行,实验调查了反应温度、溶液pH、离子浓度、反应时间等对反应过程的影响,实验结束后通过X射线衍射分析(XRD)、激光拉曼光谱分析(RS)、扫描电子显微分析(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)对产物进行了物相、成分、结构等分析。结果表明:(1)黄铁矿与Cu(Ⅰ)-C1相互作用可产生一系列矿物,矿物种类随着反应温度、pH、反应时间等变化而变化。主要的产物为黄铜矿、斑铜矿、蓝辉铜矿、斜方蓝辉铜矿、赤铁矿、磁铁矿等。赤铁矿可在不同温度和pH条件下形成,低温条件下形成更多,可沉淀在聚四氟乙烯管底部和内侧。黄铜矿和斑铜矿可在弱酸性条件下形成而蓝辉铜矿可在弱碱性条件下形成。在低温条件下(大约100℃)黄铁矿主要转变为赤铁矿。(2)黄铜矿在含SO2和H2S的溶液体系中不稳定,可转变为铜蓝和黄铁矿。铜蓝和黄铁矿在反应界面“竞争”沉淀,最终黄铁矿以假象替代方式替代黄铜矿,而铜迁移入溶液以铜蓝的形式沉淀在矿物表面和特氟龙管管底和管壁。(3)实验首次在200℃成功通过“矿物-流体”界面反应机制合成出硫砷铜矿。以往认为硫砷铜矿是吕宋矿的高温变体,两者转变温度为280℃～320℃(D’Souza et al.,1971;Skinner,1960),因此常被用作地质温度计。但实验合成温度比以往文献报道低很多,这说明不能简单将硫砷铜矿作为地质温度计。硫砷铜矿形成温度的下限,还需要更系统、细致的实验探讨,硫砷铜矿的形成可指示较高的硫逸度和氧逸度。实验研究表明,铜铁(砷)硫体系中,黄铁矿向赤铁矿、黄铜矿、蓝辉铜矿以及黄铜矿向斑铜矿、黄铁矿、硫砷铜矿等转变均属界面耦合的溶解-再沉淀机制。