成矿金属元素在花岗质熔体中的扩散:对金属富集和熔体包裹体的意义
编号:1969
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更新:2023-04-10 23:06:56 浏览:467次
特邀报告
摘要
斑岩型矿床是很多基本成矿金属(例如Cu、Ag、Mo和W)的重要来源。在成矿过程中,硅酸盐熔体中元素的扩散是影响金属迁移和富集效率的决定因素,然而相关成矿金属元素的扩散系数却鲜有实验探究。我们在活塞圆筒压机和冷封式高压釜中对水含量高达6.9 wt%的花岗质熔体于973–1873 K和0.1–1 GPa条件下系统进行了关于Cu、Ag、Mo和W的扩散实验。实验手段采用扩散偶和扩散溶解进入两种方法。实验产物的金属元素含量曲线通过LA-ICP-MS分析得到,均可以用误差函数(即扩散系数为常数)来很好地拟合。扩散溶解进入实验中金属源物质和熔体界面出的金属含量可以代表其在花岗质熔体中的溶解度,该溶解度随温度上升而上升。金属元素的扩散系数随着温度和水含量的增大而显著增大,随着压力的上升而减小。Cu和Ag在硅酸盐熔体中以+1价形式存在,Mo和W则以+6价形式存在。Cu和Ag的扩散系数和扩散活化能相当,虽不及Na和Li,但仍为扩散最快的元素之一;Mo和W的扩散系数和扩散活化能相当,远低于Cu和Ag。出溶流体气泡相和硫化物熔体相主要组分(H2O、Fe和S)在花岗质熔体中的扩散比Cu和Ag慢1–2个数量级左右,比Mo和W快1–2个数量级,这暗示Cu和Ag从硅酸盐熔体富集到出溶相的过程是高效的,可以达到平衡分配允许的程度,而Mo和W则不然。在没有后期改造的情况下,熔体包裹体中的Ag和Cu含量可以忠实地记录母岩浆信息,而其中的Mo和W含量相对于母岩浆有一定程度的提升。我们的实验数据同样可以用来评估这些金属元素溶解度和分配实验所需时间的下限。
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