金屬礦床成礦流體物理?xiàng)l件分析

張 樂

（陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司商洛分公司，陜西 商洛 726000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,對礦產(chǎn)資源的需求在不斷的增加，但是由于礦產(chǎn)資源在很長的時間內(nèi)無法再生，因此,對礦產(chǎn)資源的開發(fā)以及利用都需要進(jìn)行仔細(xì)的研究。在礦產(chǎn)資源中，金屬礦床數(shù)量居多，要想對其進(jìn)行有效的開發(fā)與利用，就需要對其成礦流體進(jìn)行分析[1]。

本文主要對金屬礦床成礦流體的物理?xiàng)l件進(jìn)行分析。主要從溫度、鹽度、密度與壓力四個方面對金屬礦床成礦流體的物理?xiàng)l件進(jìn)行分析。

1 成礦流體溫度分析

金屬礦床成礦流體主要是發(fā)育于巖石和礦石中，其主要包含螢石、石英、石榴石、方解石等礦物。根據(jù)成礦流體所含相的類型與比例對其進(jìn)行分類，其結(jié)果如表1所示。

表1 成礦流體分類標(biāo)準(zhǔn)

圖1 溫度頻率直方圖

關(guān)于金屬礦床成礦流體溫度的研究是比較多的。其中王昌烈主要是針對不同礦物的流體進(jìn)行了統(tǒng)一的研究，一共對400個流體的溫度進(jìn)行測量并研究。研究結(jié)果顯示，金屬礦床成礦流體的溫度變化范圍比較大，可以將其變化的范圍分為三個區(qū)間：400℃～700℃；250℃～400℃；100℃～250℃。其中，在250℃～400℃的溫度區(qū)間內(nèi)是金屬礦床形成的溫度。宋學(xué)信主要是對380個氣液流體的溫度進(jìn)行監(jiān)測與研究，其溫度的主要變化范圍為150℃～420℃。經(jīng)過作者的研究發(fā)現(xiàn)，金屬礦區(qū)礦化的溫度主要是在200℃～300℃之間，礦化開始發(fā)生的溫度大約在380℃左右，礦化結(jié)束的溫度為150℃～180℃之間[2]。

本文主要對金屬礦床成礦流體的溫度進(jìn)行統(tǒng)一的測量，獲得的溫度變化范圍為130℃～450℃，其中主要的流體溫度分布在200℃～300℃區(qū)間之內(nèi)。

將本文測量的溫度與王昌烈、宋學(xué)信研究的結(jié)果進(jìn)行整理，制成溫度頻率直方圖，具體如圖1所示。這樣更方便觀察結(jié)果。

如圖1所示，金屬礦床成礦流體的溫度主要是分布在200℃～300℃區(qū)間之間，超過400℃的溫度數(shù)據(jù)是相對來說較少的。經(jīng)過上述研究發(fā)現(xiàn)，金屬礦床成礦作用主要發(fā)生在200℃～300℃區(qū)間之間，其中成礦流體形成的溫度大約在400℃左右，這也是流體開始形成的溫度。

2 成礦流體鹽度分析

現(xiàn)今，取得的成礦流體鹽度的數(shù)據(jù)是將流體當(dāng)做NACL-H2O體系，采用降低溫度的方法或者是消失溫度的方法來獲取鹽度的數(shù)據(jù)。陳俊主要是研究了三種流體的鹽度，取得了六個冰點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)。其中，溫度數(shù)值達(dá)到-25℃，說明體系已經(jīng)開始變化。依據(jù)上述研究得出金屬礦床成礦流體為高鹽度，鹽度值為10%～23%。宋學(xué)信經(jīng)過對380個氣液流體鹽度的測量得到鹽度變化范圍為0.5%～11%,其主要是在1%～3%區(qū)間內(nèi)浮動，說明金屬礦床成礦流體的鹽含量較低。

由于金屬礦床成礦流體中含有多相流體，所以，很有可能出現(xiàn)高鹽度的成礦流體。但是大部分金屬礦床成礦流體主要是以氣液流體為主，溫度分布范圍為200℃～300℃區(qū)間之間，因此金屬礦床成礦流體屬于低鹽度體系，其鹽度的主要分布范圍為1%～3%區(qū)間之間。

3 成礦流體密度與壓力分析

根據(jù)上述分析，將金屬礦床成礦流體視為NACL-H2O體系，獲得了成礦流體的溫度與鹽度，采用劉斌提出的密度公式與等容公式對成礦流體的密度與最低壓力進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果顯示，金屬礦床成礦流體的密度分布為0.7g/cm3～0.9g/cm3；其中大部分集中在0.8 g/cm3～0.9g/cm3之間，其密度的平均值為0.82g/cm3。一般成礦流體的壓力是較低的，大多數(shù)是小于20 KPa，最低為5KPa。

由于成礦流體的溫度與壓力只能代表流體的最低溫度與最小壓力，因此，必須對金屬礦床成礦流體的捕獲溫度與捕獲壓力進(jìn)行計(jì)算。主要是將成礦流體當(dāng)做等容體系，采用等容公式對成礦流體的捕獲溫度與壓力進(jìn)行計(jì)算。

經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，金屬礦床成礦流體的捕獲溫度范圍為250℃～350℃，其與流體的溫度是比較接近的，說明金屬礦床成礦流體的溫度基本上就是捕獲溫度。捕獲壓力范圍為38 KPa～68KPa。

4 結(jié)語

本文主要對金屬礦床成礦流體的溫度、鹽度、密度與壓力四個方面進(jìn)行分析：金屬礦床成礦流體成礦作用主要發(fā)生的物理?xiàng)l件為200℃～300℃，鹽度為1%～3%，密度主要分布在0.7 g/cm3～0.9g/cm3，捕獲壓力為38KPa～68KPa。但是本文所考慮的方面有限，需要進(jìn)一步對其進(jìn)行研究分析。