基于原位拉曼光谱分析揭示热液条件下钨的迁移方式

作者：丘靥,王小林,陆建军,胡文瑄,万野,高婉露,李真

摘要：石英脉型钨矿是典型的热液矿床,揭示热液中钨(W)的迁移方式是重建成矿过程和查明成矿机制的基础。一般认为,W在热液流体中以简单钨酸(如[WO4]^2−、[HWO4]^−和[H2WO4]0等)和碱金属钨酸盐离子对(如[KHWO4]0和[KWO4]^−)的形式迁移。然而,钨酸在流体中具有极强的络合能力,能形成类型多样的复杂络合物。但是,时至今日,关于复杂络合物能否作为热液中W的有效迁移方式这一基础问题仍悬而未决。本文以K2WO4-HCl-H2O体系为例,系统收集并分析了W=O对称伸缩振动(v1)在23~400℃和20~50 MPa下的原位拉曼光谱,查明了温度和流体pH值对热液中W迁移方式的影响。研究发现:(1)在碱性流体中,W主要以[WO4]^2−形式迁移,当温度高于300℃时,流体中还存在少量的[HWO4]^−;(2)在近中性流体中,当温度在100~150℃之间时,除[WO4]2−外,还有少量W以钨多酸络合物的的形式迁移;(3)在中度酸性流体中,如当流体pH=4.88时(23℃,下同),在中低温(<300℃)条件下,钨多酸络合物的比例可达47.8%,而在高温(>300℃)条件下,钨多酸络合物将全部分解,转化为简单钨酸根[WO4]2−和[HWO4]^−;(4)若流体呈强酸性,如pH<2时,则即使流体温度高于400℃,钨多酸络合物仍然是W最为主要的迁移方式。需要注意的是,拉曼光谱无法有效区分碱金属钨酸盐离子对,因此,本文并不否认W迁移过程中碱金属钨酸盐离子对的参与。

发文机构：南京大学地球科学与工程学院 科廷大学应用地质学系地球科学研究所

关键词：原位分析拉曼光谱热液流体钨迁移机制in situ analysisRaman spectroscopyhydrothermal fluidstungstentransport mechanism

分类号： P595[天文地球—地球化学]