Fugacidad del fluido

La fugacidad del fluido de formación de minerales refleja el entorno físico y químico de la formación de minerales y es un parámetro importante para analizar la composición mineral, la combinación de minerales y la secuencia de generación de minerales. Combinados con la composición de las inclusiones, se estimaron algunos parámetros físicos y químicos de la actividad de los fluidos en el campo mineral de Lengshuikeng.

1. Fugacidad del oxígeno

Los componentes de inclusión contienen una gran cantidad de H2O y CO2 y una pequeña cantidad de CO, H2 y CH4, etc., por lo que pueden ocurrir las siguientes reacciones en el sistema de fluidos:

p>

2H2O=2H2+O2

CH4+2O2=CO2+2H2O

Utilice reacciones de equilibrio químico para encontrar la fugacidad del oxígeno .

De acuerdo con las dos ecuaciones anteriores, los límites superior e inferior de fO2 correspondientes a las temperaturas óptimas en cada etapa del período de mineralización del pórfido se calculan utilizando los datos de composición de las inclusiones de fluido mineral en el campo de mineral (Tabla 5-4). La fO2 cuando se formó el depósito de pórfido en el campo de mineral fue de 10-59,15 ~ 10-35,90. En términos generales, desde la etapa inicial hasta la etapa tardía de la mineralización del pórfido, la fugacidad del oxígeno disminuye gradualmente a medida que avanza la mineralización.

Tabla 5-4 Tablas de fugacidad de gas y fugacidad de azufre fluido en diversas etapas de mineralización de depósitos de pórfido en el campo de mineral de Lengshuikeng

(Según la Brigada 912 de la Oficina Provincial de Exploración Geológica de Jiangxi)

2. Fugacidad del azufre

La relación correspondiente entre la fugacidad del azufre del sulfuro y la temperatura de generación se puede determinar mediante las siguientes reacciones químicas correspondientes en cada etapa de mineralización en el período de mineralización del pórfido del campo mineral. Encuentra la ecuación.

(1) Etapa de sulfuro de cobre

Existe la siguiente ecuación de reacción balanceada:

5CuFeS2(S)+S2(g)=4FeS2(S)+ Cu5FeS4 (S)

(Calcopirita Cp) (Pirita Py) (Bornita Bn)

Depósito de pórfido de plomo-zinc-plata de Jiangxi Lengshuikeng

En la fórmula: ΔGθ es la energía libre estándar; R es la constante del gas; T es la temperatura absoluta; k es la constante de equilibrio de la reacción;

La constante de equilibrio lgk1 adopta el valor calculado por Schneeberg (1972) (lgk1=6,67 a 300℃; lgk1=5,14 a 350℃).

De acuerdo con la fórmula anterior, cuando se generan pirita, calcopirita y bornita y alcanzan el equilibrio a 300~350 ℃, entonces lgfS2=lgk1=-6,67~-5,14.

(2) Etapa de sulfuro de plomo-zinc

Calcular la fugacidad del azufre en función del contenido de FeS de la esfalerita. Existe una relación funcional entre el contenido de FeS, la temperatura de formación y la fugacidad del azufre de la esfalerita (Barnes et al., 1971):

Molécula de FeS%=72,266 95-15 900,5/T+0,014 48lgfS2- 0,389 18 (108/T2)(7205.5/T)lgfS2-0.344 86(lgfS2)2

El contenido de FeS de la esfalerita en la mina es del 0,30 % al 11,38 %, que se convierte en % molecular de FeS al 0,52 %. ~20,93%, cuando la temperatura es 300℃, el lgfS2 obtenido es -9,89~-7,48. Chen Wu et al. (1988) utilizaron este método para obtener la fugacidad del azufre de -10,5 a -9 en la etapa de mineralización de plomo-zinc.

(3) Etapa de sulfuro de plata-plomo-zinc

La fugacidad del azufre se puede calcular en función de la temperatura de decoloración del mineral de plata-oro (Barton et al., 1966). En el sistema Au-Ag-S, la siguiente reacción de equilibrio puede causar la decoloración del mineral de plata-oro:

4Ag(aq)+S2(g)=2Ag2S (calcita)

Puede Se da la siguiente fórmula:

Depósito de pórfido de plomo-zinc-plata de Jiangxi Lengshuikeng

{lgXAg+4(1-XAg)2·[5650-1600(1-XAg) )- 1.375T]}

Donde: XAg es la fracción atómica de la plata en la mina de plata-oro.

De acuerdo con la fórmula anterior, el valor lgfS2 obtenido cuando la temperatura es de 200~250 ℃ se calcula utilizando los datos de composición natural del mineral de oro y plata en el campo minado: cuando Ag=26,95%, Au= 72,86%, a 200 ℃, lgfS2 = -11,54 a 250 ℃, lgfS2 = -9,99; Cuando Ag=9,30%, Au=90,00%, a 200℃, lgfS2=-7,78 a 250℃, lgfS2=-6,47;

Muestra que cuando la temperatura de formación de los minerales naturales de oro y plata es de 200~250℃, el valor de lgfS2 cuando existen en equilibrio con la calcopirita es de -11,54~-6,67.

De lo anterior se puede ver que el valor de lgfS2 cuando se forma el depósito de pórfido en el campo de mineral es -11,54 ~ -5,14 (Tabla 5-4). Mineralización de pórfido, el escape de azufre durante el grado de mineralización disminuyó gradualmente.

3. Fugacidad del gas

Los componentes gaseosos de las inclusiones de fluidos minerales incluyen principalmente CO2, H2O, CO, NH4, H2, etc., que se pueden determinar con la ayuda de lo anterior. fracción molar de gas de las inclusiones y la presión parcial (fugacidad) supuesta de estos gases se calcula a partir de la presión total de formación de mineral del campo de mineral. La ecuación real del gas es

fi=Ptotal·xi·ri

En la fórmula: fi es la fugacidad del gas; Ptotal es la presión total del gas mezclado xi es el mol; de una determinada fracción de gas; ri es el coeficiente de fugacidad.

De acuerdo con la fórmula anterior, asumiendo P total = 200×105Pa, el coeficiente de fugacidad del gas adopta algunos datos de Rychenkn (1971) y utiliza el valor promedio de la fracción molar del gas de la inclusión del fluido mineral en el campo de mineral para calcular el valor correspondiente a la mineralización del pórfido. Los valores de lgfCO2, lgfH2O, lgfCO, lgfCH4 y lgfH2 se obtienen cuando se supone que la temperatura es de 300°C, 250°C y 200°C desde el principio. etapa hasta la etapa tardía se enumeran en la Tabla 5-3. Se puede ver en la tabla que el lgfCO2 y el lgfH2O en el momento de la formación del depósito de pórfido en el campo de mineral eran de 1,50 a 2,03 y de 1,32 a 0,79, respectivamente. En términos generales, desde la etapa inicial hasta la etapa tardía de la mineralización del pórfido, la fugacidad del CO2 durante la mineralización tiende a aumentar, mientras que la fugacidad del vapor de agua tiende a disminuir y los cambios de fugacidad de otros gases son menos obvios.