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斑岩型矿床是Cu、Mo、Au等多种金属的重要来源。富金斑岩型矿床和浅成低温热液矿床有相当可观的金储量,占据了世界黄金产量的39.9%,是目前经济效益最大的金矿床类型之一。富金斑岩型矿床与岩浆-热液过程密切相关,而对岩浆-热液演化过程中金的地球化学性质的深入理解,是认识此类矿床成矿规律的重要基础。岩浆流体相转变过程中,Au在两相之间的分配行为是影响其在岩浆热液演化过程中富集的一个重要环节。已有的研究显示了温度、压力、氧逸度等物理化学条件的影响以及流体组分变化对Au在流体/熔体之间分配行为的影响,而熔体组分变化对其分配行为影响的了解相对匮乏,这制约了人们对岩浆-热液过程中金富集过程的深入认识和全面评价。本论文侧重于熔体组分变化对金在流体/熔体相间分配行为影响的实验研究。并同时结合前人关于金在热液以及气相中迁移行为的认识,以及铜、金在不同相态间分配行为对比分析研究,探讨了富金斑岩型矿床的形成机理和成矿条件。研究结果对深入认识富金斑岩型矿床的成因具有重要的借鉴意义。 实验工作在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利用快速内冷淬火高压釜装置(RQV)完成。实验条件为:温度850℃,压力100MPa、氧逸度接近NNO,时间5天。合成的硅酸盐凝胶作为初始熔体,开展了两个系列Au在熔流体之间分配系数的实验研究:系列一Na/K摩尔比值变化,铝饱和指数(ASI)摩尔比值不变;系列二ASI摩尔比值变化,Na/K摩尔比值不变。得到以下的初步认识。 初始固相的SiO2摩尔百分含量相同(78%),ASI摩尔比值不变(0.90-1.00),改变Na/K摩尔比(0.64-3.37)。实验结果显示,在0.1mol/L HCl流体条件下,随着Na/K比值变化,金在流体-熔体相间分配系数并没有呈现明显变化规律,在33.97-48.04之间波动。因此熔体中碱质总量不变的前提下,熔体中钠或钾的变化对金分配系数都没有明显的影响。 控制SiO2摩尔百分含量相同(78%),Na/K摩尔比值相同(1.33-1.42),改变ASI摩尔比值(0.66-1.16)。实验结果显示,在0.1 mol/LHCl流体条件下,随着ASI比值变化,金在流体-熔体相间分配系数随着ASI比值增大而增大,金分配行为明显受到熔体总碱质含量和熔体铝饱和指数的制约。熔体总碱质含量增高或者铝含量降低,金的分配系数减小,金倾向于分配进入熔体相中;而过铝质熔体相对有利于金分配进入流体相中,为后期岩浆热液矿床提供成矿物质来源。 通过铜、金在不同相间分配系数对比发现,不论是硫化物相/硅酸盐熔体相间还是流体/熔体相间、气相/卤水相间,相同条件下金在两相间分配系数均比铜大,这意味着金的富集或者迁移能力比铜强,这可能是形成不同Au/Cu比值斑岩型矿床的原因之一。铜、金在气相/卤水相间分配系数的差异,表明金在气相中更稳定更易于迁移到更远端形成浅成低温热液型矿床,而铜则倾向于在卤水相中富集沉淀形成斑岩型矿床。