發(fā)布時(shí)間：2018-01-03 22:13

  本文關(guān)鍵詞：Cu-Pb-Zn在成礦流體中的化學(xué)形態(tài)研究　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)(北京)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：成礦流體中金屬的遷移、沉淀機(jī)制一直是科學(xué)家最為關(guān)注的內(nèi)容,由于地殼中成礦物質(zhì)比較復(fù)雜、成礦條件難以控制,對(duì)此的研究也僅限于特定的環(huán)境下。銅、鉛、鋅作為地球化學(xué)中較易形成礦床的三種賤金屬,對(duì)它們的研究較多,但苦于實(shí)驗(yàn)條件有限,只能得出一些片面結(jié)論,還有待進(jìn)一步研究。GWB(The Geochemist’s Workbench)是一種功能強(qiáng)大的商用地球化學(xué)模擬軟件。其包含了不同的程序可進(jìn)行活度-活度、溫度-活度、pH值、逸度及Eh-pH的相圖模擬,得出物理化學(xué)因素對(duì)金屬在成礦流體中的化學(xué)形態(tài)影響。本論文運(yùn)用GWB模擬Cu、Pb、Zn三種金屬在成礦流體中的化學(xué)形態(tài)是一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn),并且該模擬省時(shí)省力、節(jié)源開支、保障安全。此外,實(shí)驗(yàn)室研究只能得到部分礦物如銅藍(lán)的溶解度隨溫度變化的關(guān)系,較片面,而GWB模擬可以一次性得出相關(guān)遷移物種和形成礦物類型,比較全面。在查閱大量中英文文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,本課題主要借助于GWB中的Act2、Rxn、Tact等程序模擬不同條件下金屬存在的形態(tài),為地質(zhì)科學(xué)研究者找礦工作提供一些幫助。研究表明:溫度、離子濃度、pH值、氧逸度及Eh對(duì)三種金屬在成礦流體中的化學(xué)形態(tài)影響因素中溫度的影響最大,幾乎任何一種因素都受溫度的影響,在三種金屬中,五個(gè)因素對(duì)銅的遷移影響最大,對(duì)鉛和鋅的影響幾乎一致,這也解釋了在礦床形成過程中鉛鋅礦床幾乎都是共存的,如MVT型鉛鋅礦床、矽卡巖鉛鋅礦床等。在形成礦床類型中,發(fā)現(xiàn)赤銅礦、銅礦和輝銅礦的形成不受溫度的影響,而孔雀石、黑銅礦、銅藍(lán)受溫度影響較大;鉛主要形成硫酸鉛礦、白鉛礦和方鉛礦;鋅主要形成菱鋅礦和閃鋅礦。與氯形成配合物的模擬結(jié)果表明,三種金屬均最多與4個(gè)Cl-配合,銅的一價(jià)和二價(jià)均可形成配合物,鉛和鋅都能形成四種配合物,具體形式受溫度和氯的離子濃度共同影響。Eh對(duì)銅這樣的變價(jià)金屬存在形式影響較大,對(duì)鉛和鋅無變價(jià)金屬無影響。lgk與溫度的關(guān)系模擬結(jié)果表明:大多數(shù)銅、鉛礦物及全部鋅礦物和全部鉛、鋅配合物的lgk都隨溫度的升高而減小;但赤銅礦隨溫度的升高而增大;白鉛礦在低溫時(shí)隨溫度的升高而增大,中溫時(shí)隨溫度的升高而減小;銅的配合物較復(fù)雜,CuCl32-隨溫度的升高而減小,Cu~(2+)、CuCl+、CuCl2隨溫度的升高而增大,CuCl2-、CuCl3-和CuCl42-隨溫度的升高先增大后減小。
[Abstract]:The migration and precipitation mechanism of metals in ore-forming fluids have been the most concerned by scientists. Because of the complexity of ore-forming materials in the crust, the ore-forming conditions are difficult to control, and the study is limited to the specific environment. As three base metals in geochemistry, lead and zinc are easy to form ore deposits. They have been studied more widely, but due to the limited experimental conditions, only some one-sided conclusions can be drawn. The Geochemist's Workbench remains to be further studied. It is a powerful commercial geochemical simulation software. It contains different programs to carry out activity-activity. The effects of physical and chemical factors on the chemical form of metal in the ore-forming fluid were obtained by the simulation of temperature activity pH value fugacity and Eh-pH. In this paper GWB was used to simulate the chemical form of metal in the ore-forming fluid. The chemical form of three Zn metals in ore-forming fluid is an innovation point, and the simulation saves time and labor, saves resources and expenses, and ensures safety. The relationship between solubility and temperature of some minerals such as copper blue can be obtained only in laboratory, but the GWB simulation can obtain the related migrating species and forming mineral types at one time. On the basis of consulting a large number of Chinese and English literature, this paper mainly uses the program of Act2Tact in GWB to simulate the shape of metal in different conditions. The results show that the temperature, ion concentration and pH value are the most important factors. Oxygen fugacity and Eh have the greatest influence on the temperature of the three metals in the ore-forming fluid. Almost any factor is affected by the temperature in the three metals. The five factors have the greatest influence on copper migration, and almost the same effect on lead and zinc, which also explains that almost all lead-zinc deposits coexist in the process of deposit formation, such as MVT type lead-zinc deposit. Among the deposit types, it is found that the formation of chalcopyrite, copper ore and chalcopyrite is not affected by temperature, but malachite, black copper and copper blue are greatly affected by temperature. Lead mainly forms lead sulfate, white lead and galena; Zinc is mainly formed in smithsonite and sphalerite. The simulation results of forming complexes with chlorine show that the three metals are all combined with 4 Cl- at most, and copper can form complexes in both valence and bivalent. Lead and zinc can form four kinds of complexes. The specific form is influenced by temperature and chloride ion concentration. Eh has a great influence on the existence of copper. The simulation results show that the lgk of most copper, lead minerals, all zinc minerals and all lead and zinc complexes decrease with the increase of temperature. But the chalcopyrite increases with the increase of temperature. The white lead ore increases with the increase of temperature at low temperature, and decreases with the increase of temperature at medium temperature. The complex of copper complex CuCl32- decreases with the increase of temperature and increases with the increase of temperature. CuCl3- and CuCl42- increase first and then decrease with the increase of temperature.
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P612

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本文編號(hào)：1375814