ph值變化與熱液成礦

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1、pH值變化與熱液成礦pH值變化與熱液成礦廣東海洋大學(xué)廖永巖電子信箱：rock6783@126.com熱液，就是地球深處的高溫氣體冷卻成的溫度較高的液體，或高溫氣體溶于水而形成溫度較高的液體。當然，熱液的較高溫度是相對的，它的溫度并不一定很高，有時，可能很接近常溫。熱液礦床，就是指有這些熱液參與作用時，形成的各種礦床。其實，除一部分是由于巖漿直接冷卻分異而形成的礦床、有機物沉積形成的礦床和特殊環(huán)境形成的如金剛石等礦床外，現(xiàn)有的大部分有重要經(jīng)濟價值的礦床，基本上都是熱液礦床。所以，研究熱液礦床及其成因，是相當重要的（陳福等，1997；陳福，2000；KrauskopfandBir

2、d,1995）。1地球的去氣作用1.1地球具有去氣作用有關(guān)地球的起源，雖然有很多種假說，但現(xiàn)在一致認為，地球和太陽系的9大行星一樣，都是由原始星云物質(zhì)通過吸積作用而形成的（LyonsandVasavada,1999;Wood,1968;Halliday,2000）。原始星云所帶有的主要是氫、氦等氣體。所以，在地球等9大行星形成早期，包裹在其周圍的，肯定是氫、氦等原始宇宙大氣（Rezanov,1995）。比較現(xiàn)今9大行星的大氣可知，水星和火星由于質(zhì)量太小，由于強烈的太陽風(fēng)作用，現(xiàn)在幾乎沒有大氣；金星具有稠密的二氧化碳大氣，地球具有以氮、氧為主的大氣層。這說明，地球上現(xiàn)有的大氣，

3、是次生大氣，是由于地球演化過程逐漸去氣作用而形成的。40Ar的宇宙豐度相對于36Ar的宇宙豐度是極小的，一般認為40Ar全部是地球巖石中40K放射性衰變的產(chǎn)物。因此，大氣圈中的36Ar含量代表了原宇宙氣體的殘留部分，而40Ar的含量則代表由地球脫氣產(chǎn)生的部分。地球大氣的40Ar/36Ar比值接近300，表明現(xiàn)代大氣圈中99.7%的Ar來自地球內(nèi)部，地球現(xiàn)有的大氣，的確是由地球脫氣作用形成的（韓吟文和馬振東，2003；MatsudaandMarty,1995;Marty,1995）?；鹦堑?0Ar/36Ar比值接近2750，這說明火星等地外行星，也有強烈的脫氣作用，只是大部分氣

4、體物質(zhì)已經(jīng)喪失（韓吟文和馬振東，2003；OwenandBiemann,1976）。Goldschmidt根據(jù)原生火成巖風(fēng)化形成海洋鹽分和沉積物的推測，建立了原生火成巖、海洋和沉積物之間的物質(zhì)平衡（Goldschmidt,1961;Goldschmidt,1945;Goldschmidt,1971）。假設(shè)質(zhì)量為A的火成巖原生物質(zhì)風(fēng)化形成總量為B的沉積物和溶解在海水中的元素C，并假設(shè)ai、bi和ci分別為i成分在火成巖、沉積巖和海水中的平均重量百分數(shù)，那么aiA=biB+ciCHorn和Adams利用電子計算機技術(shù)，認真推敲這個模型，并利用它來研究65種元素的分布情況（Horn

5、andAdams,1966）。他們推斷出每生成1升海水的鹽分，大約要風(fēng)化1.2千克的火成巖。他們從計算的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對于大多數(shù)元素來說，幾乎都處于平衡，也就是說風(fēng)化分解所釋放出的量與在海水和沉積物中所找到的量相吻合。但是，有一些元素，如B、S、Cl、As、Se、Br、Mo、Pb、Mn、I等是不平衡時，這可能是由于在沉積物和海洋環(huán)境中這些元素的總量的相當一部分是來源于地球去氣作用（HornandAdams,1966）。其中biB+ciC-aiA差值最大的是Cl，其次為S。就氯來說，巖石風(fēng)化僅有9.79×1020g，而海水中有氯267×1020g，沉積巖石中有氯302.6×1020

6、g，biB+ciC-aiA差值為559.8×1020g。這說明，有559.8×1020g氯，是通過46億年來的地球去氣作用形成的（HornandAdams,1966）。就硫來說，巖石風(fēng)化有10.6×1020g，海水中有硫12.6×1020g，沉積巖石中有硫28.17×1020g，biB+ciC-aiA差值為30.2×1020g。這說明，有30.2×1020g硫，是通過46億年來的地球去氣作用形成的（HornandAdams,1966）。1.2地球去氣作用與火山噴發(fā)和地震有關(guān)地球的大氣圈的主體，一般被認為由地幔和地殼脫氣形成。脫氣可在火山噴發(fā)和地震過程中直接發(fā)生，或者通過地表巖

7、石的風(fēng)化間接進行。通過對火山氣體和近地表儲庫（包括大氣圈、水圈、生物圈和沉積圈）的比較研究發(fā)現(xiàn)，兩者的相對比例是基本一致的（Rubey,1951）。結(jié)果見表1（Rubey,1951）：表1：火山氣體與近地表氣儲庫的比較（Rubey,1951）氣體種類火山氣體/%近地表儲庫/%H2O8387CO21212Cl、N2、S51這說明了大氣圈由脫氣形成，地球的脫氣主要由火山噴發(fā)和地震完成。1.3地球去氣作用產(chǎn)生強酸性氣體現(xiàn)在的火山研究證明，火山噴氣中，能噴出大量的氯化氫、氟化氫、硫化氫和二氧化硫等酸性氣體（Th