基于原位拉曼光譜分析揭示熱液條件下鎢的遷移方式

作者：丘靨,王小林,陸建軍,胡文瑄,萬野,高婉露,李真

摘要：石英脈型鎢礦是典型的熱液礦床,揭示熱液中鎢(W)的遷移方式是重建成礦過程和查明成礦機制的基礎。一般認為,W在熱液流體中以簡單鎢酸(如[WO4]^2?、[HWO4]^?和[H2WO4]0等)和堿金屬鎢酸鹽離子對(如[KHWO4]0和[KWO4]^?)的形式遷移。然而,鎢酸在流體中具有極強的絡合能力,能形成類型多樣的復雜絡合物。但是,時至今日,關于復雜絡合物能否作為熱液中W的有效遷移方式這一基礎問題仍懸而未決。本文以K2WO4-HCl-H2O體系為例,系統收集并分析了W=O對稱伸縮振動(v1)在23~400℃和20~50 MPa下的原位拉曼光譜,查明了溫度和流體pH值對熱液中W遷移方式的影響。研究發現:(1)在堿性流體中,W主要以[WO4]^2?形式遷移,當溫度高于300℃時,流體中還存在少量的[HWO4]^?;(2)在近中性流體中,當溫度在100~150℃之間時,除[WO4]2?外,還有少量W以鎢多酸絡合物的的形式遷移;(3)在中度酸性流體中,如當流體pH=4.88時(23℃,下同),在中低溫(<300℃)條件下,鎢多酸絡合物的比例可達47.8%,而在高溫(>300℃)條件下,鎢多酸絡合物將全部分解,轉化為簡單鎢酸根[WO4]2?和[HWO4]^?;(4)若流體呈強酸性,如pH<2時,則即使流體溫度高于400℃,鎢多酸絡合物仍然是W最為主要的遷移方式。需要注意的是,拉曼光譜無法有效區分堿金屬鎢酸鹽離子對,因此,本文并不否認W遷移過程中堿金屬鎢酸鹽離子對的參與。

發文機構：南京大學地球科學與工程學院 科廷大學應用地質學系地球科學研究所

關鍵詞：原位分析拉曼光譜熱液流體鎢遷移機制in situ analysisRaman spectroscopyhydrothermal fluidstungstentransport mechanism

分類號： P595[天文地球—地球化學]