化探第13章++蒸发盐类沉积环境和历史的研究
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鄂尔多斯盆地耿湾地区长6段泥岩微量元素地球化学特征及古盐度分析文华国,郑荣才,耿威,王昌勇成都理工大学沉积地质研究院,成都(610059)E-mail:wenhuaguo@摘要:应用B、Sr、Rb、Sr/Ba比值、Rb/K比值和K+Na质量分数等微量元素地球化学方法并结合粘土矿物X衍射分析对鄂尔多斯盆地耿湾地区长6古盐度进行综合判别,认为长6期古水介质盐度为0.014‰~6.47‰,平均值为2.56‰,属于淡水-微咸水环境,局部为半咸水环境,且自长63沉积期至长61沉积期湖盆水体是逐渐变咸的;微咸化的湖水介质和封闭还原的深水环境既有利于优质烃源岩的发育,又能促使砂体早期环边绿泥石胶结形成抗压实-压溶组构,有利于原生粒间孔的保存而对储层发育非常有利;在研究区长6古盐度定量计算基础上,编制了古盐度等值线图,从中划分出淡水、微咸水和半咸水3个古盐度平面分区,确定0.5‰古盐度等值线是淡水河流发育区与微咸水湖盆分界的古湖岸线位置,为预测岩性地层油藏有利发育区带提供了重要依据。
关键词:微量元素;古盐度;定量恢复;湖岸线;长6段;鄂尔多斯盆地古盐度是记录在古代沉积物中的水体盐度[1~2],可作为分析地质历史中沉积环境特征的一个重要标志。
据资料检索,Walker等[3]1963年就曾创造性地使得古盐度从定性分析转为定量计算;Adams等(1965)[4]和Couch(1971)[5]使古盐度的定量计算精度进一步提高。
而国内古盐度研究起步较晚,赵永胜等(1998)[6]最早曾对云南保山盆地湖相泥岩进行了系统的古盐度定性和定量化研究;郑荣才等(1999)[7]在古盐度系统计算分析基础上首次探讨了古盐度的油气地质意义;沈吉等(2000)[8]通过湖泊中近几千年来形成的介形类壳体化石进行古盐度恢复,以图在古气候重建和定量预测研究开辟途径;王冠民等(2005)[9]曾利用泥页岩的B/Ga比值作为古盐度半定量指标来研究济阳坳陷古近纪的海侵方向;而近年来针对古盐度的研究报道多集中在其本身不同判别标志的综述性探讨[1~2,10]。
第六章盐岩成因及层序充填动力学探讨第一节盐岩形成及沉积模式综述一、关于盐湖的形成条件盐湖作为一个水动力系统,对于气候条件的变化和构造条件是十分敏感的。
前者决定着盐湖的性质,即是常年性盐湖还是暂时性盐湖,后者不仅对盐湖的封闭起着决定性作用,而旦还控制着物源区和沉积区的分布以及地貌条件,进而控制了盆地的水动力条件。
因此,气候和构造条件强烈地影响着盐湖的形成、演化和消亡过程。
1.封闭和稳定沉降的构造条件封闭的盆地地形有利于盐分通过入流不断地向湖盆中汇集而不致外泄,稳定的构造条件有利于湖水进行充分的蒸发和渗透作用,从而使湖水浓度逐渐升高形成盐湖。
因此,盐湖形成的构造条件往往与断陷盆地和山间盆地有关(李思田,1996)。
断陷盆地的一侧或两侧往往以深大断裂或同生断裂为界,形成半地堑或地堑式盆地。
断陷或山间盆地决定了湖盆具有独特的地貌和水动力特征。
盆地周围的山脉或高地起着明显的封闭作用,它不仅有效地汇集着周围地区的地表径流,同时还为在盐湖中大量溶质的聚集提供了足够的入流量。
此外,构造条件对盐湖盆地岩相的空间配置关系或结构样式也起着重要的控制作用。
同时,它还控制和影响着沉降速率和沉积速率、湖盆水动力条件以及沉积物搬运形式等。
通常,在盐湖盆地的陡坡一侧,由于剥蚀区不断抬升,地形高差大,水流急,湖水相对较深,往往发育由粗粒碎屑物组成的扇三角洲和重力流沉积;而在其缓坡的一侧,由于地形起伏小,水流缓,湖水也较浅,以发育河流、三角洲沉积为特征。
细粒碎屑沉积物和盐类化学沉积则主要分布于湖盆坳陷中央部分,并逐渐向湖盆边缘变薄。
2.干旱和半干旱的气候条件干旱和半干旱的气候条件是盐湖形成的最基本条件(Sam Boggs J,2001)。
只有在这种气候条件下,才有利于湖水的大量蒸发。
当湖盆中的蒸发量大于湖面降水量和地表入流量的总和时,湖盆中的水质经强烈蒸发,其盐分浓度不断增高,从而形成不同类型卤水的盐湖。
流域内各种盐类物质通过入流由上游流向低洼的盐湖中心,并沿程显示因溶解度不同而有着明显分带的盐类沉积。
几种沉积相的主要鉴别标志鉴别标志沉积相岩石类型及成分结构构造生物化石剖面结构砂体形态深水浊积相陆源碎屑浊积岩以复成分砾岩和杂砂岩为特征。
古代海相复理石浊积岩中有大量成熟度低的物质,如岩屑、长石和棱角状石英。
近源的沟道浊积岩主要为不等粒结构的长石砂岩和岩屑砂岩。
远源的末稍至深水平原浊积岩以粉砂—细砂为主,主要为石英杂砂岩或长石石英杂砂岩,其次为长石砂岩,岩屑砂岩较少浊积岩的颗粒/杂基比值低,分选性很差到较好。
概率图只有一条斜度不大的较平的直线或微向上凸的弧线,说明只有一个递变悬浮次总体,粒度范围分布很广,分选差。
在C—M图上,点的分布平行于C=M线,属于粒度悬浮区,也反映递变悬浮沉积为主的特点以递变层理或叠覆递变层理为其最主要的鉴别标志,其次还有平行层理、波状层理、旋涡层理、滑塌变形层理等。
除层理外,还有槽模、沟模、重荷模、撕裂屑、旋涡层、变形砾、直立砾、漂浮砾、液化锥、液化管、碟状构造、水下岩脉等特殊构造类型,它们具有良好的指相性除指示深水环境的实体化石如有孔虫、放射虫、钙质超微化石外,深水的遗迹化石如平行层理的爬迹、网状迹和平行潜穴等更具良好的指相性具完整或不完整的鲍马序列(鲍马层序)在平面上呈扇形,舌形;剖面上呈透镜状三角洲相以砂岩、粉砂岩、粘土岩为主,成分成熟度较河流相高,在三角洲平原沉积中常见有暗其结构成熟度较河流相高,由陆向海方向,砂岩中的碎屑粒度和分选有变细变好的总趋势。
层理类型复杂多样。
河流中沉积作用和海洋波浪潮汐作用形成的各种构造同时发育,如砂岩海生和陆生生物化石的混生现象是三角洲沉积的又一重要特征。
但在三角洲形成过程中,由三角洲沉积在垂向上由下向上依次为前三角洲泥、三角洲前在平面上呈朵状或指状,垂直或斜交海岸分布;剖面上呈发色有机质沉积,如泥炭或薄煤层等。
无或极少砾岩和化学岩, 这是与河流相和湖泊相的区别之一在C—M图上,三角洲前缘具有QR和RS段,其中以RS段最发育,反映以悬浮搬运为主,滚动组分较少。
文章编号:1671-1505(2003)01-0029-07江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组含盐岩系沉积特征与沉积环境张永生1 杨玉卿2 漆智先3 乔悦东2 袁鹤然11中国地质科学院矿产资源研究所,北京1000372中海油田服务有限公司测井事业部,北京1011493中国石化股份有限公司江汉分公司勘探开发研究院,湖北潜江433124摘要 潜江组盐层间的层段(盐间段)由砂岩和非砂岩两部分组成。
其中非砂岩分布广泛,主要由单层厚度为毫米—厘米级、累积厚度达几十厘米至几米的含盐韵律组成,并多为复成分的蒸发盐矿物、碳酸盐矿物及陆源的粘土和细碎屑矿物组成的混积岩。
过去,人们对盐间段非砂岩的研究主要基于对岩性的认识,对于其沉积特征和沉积环境方面的研究较薄弱。
文中通过对潜江凹陷西北部王场构造3口井共约151m 岩芯的精细研究,对盐间段沉积特征和沉积环境进行了系统分析。
认为潜江组盐间段湖盆环境为常年性较深水分层盐湖,大体可分为微咸水湖、半咸水湖、咸水湖和盐湖,水体深度自下而上逐渐变浅。
关键词 江汉盆地 潜江组 含盐岩系 沉积特征 常年性分层盐湖第一作者简介 张永生,男,1963年生,1995年获中国地质科学院博士学位,现为中国地质科学院矿产资源研究所研究员,主要从事盐湖学及沉积学研究工作。
中图分类号 P512.2 文献标识码 A1 概述江汉盆地是我国东部第三系陆相含油盐湖盆地中的典型一例,它由枝江、江陵、陈沱口、潜江、小板、云应、沔阳7个次级凹陷组成(图1)。
这些凹陷在平面上以潜江凹陷为中心,其余环绕其四周构成卫星式展布,其中以潜江凹陷下陷最深。
在古近系上始新统—下渐新统潜江组沉积期,潜江凹陷受北部潜北大断层强烈活动的影响,呈现北深南浅、北陡南缓、东西平缓的箕状深凹陷,构成湖盆汇水中心和沉降中心[1]。
潜江组自下而上可分为四段,即潜四下段、潜四上段、潜三段、潜二段和潜一段(表1),其中潜四上段至潜一段沉积层序中就有160多个Ⅲ级盐韵律,盐层累计厚度达1800余m 。
2007年8月28卷4期:3352340地 球 学 报ACT A GE OSC I E NTI CA SI N I C A Aug .200728(4):3352340责任编辑:刘志强;收稿日期:2006205210;改回日期:2006208217。
第一作者简介:刘刚,男,1977年生,博士,从事造山带前陆含油气盆地与层序地层学的研究;通讯地址:100037,北京西城区百万庄大街26号;E 2mail:lgst911@ 。
运用地球化学分析研究潜江凹陷潜江组沉积环境刘 刚中国地质科学院,北京100037摘 要 运用同位素及粘土矿物的沉积地球化学特征在沉积环境方面的指示意义分析了潜江凹陷潜江组硫、碳、氧同位素及粘土矿物,结合层序地层学分析,对其演化规律与沉积环境的关系进行了探讨。
认为硫、碳、氧同位素值及粘土矿物的高低变化与气候的变化和沉积环境的变化具有很好的相关性;潜江凹陷潜江组的沉积环境是一个封闭的较高盐度的陆相咸化湖泊沉积环境。
关键词 碳同位素,氧同位素,硫同位素,粘土矿物,沉积环境The Appli ca ti on of Geochem i ca l Ana lysis to the Study of Sed i m en t aryEnv i ronm en t of Q i a n ji a ng Forma ti on i n Q i a n ji a ng D epressi onL I U GangChinese Acade m y of Geological Sciences,B eijing 100037Abstract U sing the geoche m ical indicating significance of S,C,O is ot opes and clay m inerals in the sedi m entary envir on 2ment,the authors have studied geoche m ical characteristics of is ot ope compositi on and clay m inerals of Q ianjiang For mati on in Q ianjiang Dep ressi on .Based on the sequence stratigraphy analysis,this paper deals with the relati onshi p bet w een geo 2chem istry and sedi m entary envir on ment .It is concluded that the variati on of S,C,O is ot opes and clay m inerals is correlat 2able with the change of sedi m entary envir on ment,and that the sedi m entary envir on ment of Q ianjiang For mati on in Q ianjiang Dep ressi on is an obstructed saline lake of inner land .Key words sulfur,carbon,oxygen,is ot ope,clay m inerals,sedi m entary envir on ment 盐湖盆地研究的关键是如何解释盐岩沉积在层序发育中的地位和作用,如何确定不整合面,了解盐岩沉积的湖平面变化特征,确定体系域的发育位置和分布,从而研究盆地发育与沉积充填历史。
油区岩相古地理实验报告班级:地质1202学号:201211030201姓名:张瑞尧指导老师:赖生华完成日期:2015年1月9日目录一:实验内容 (02)二:实验的性质和目的 (02)三:实验的具体内容 (02)大型大型浅水三角洲沉积相研究 (02)1.沉积特征及环境 (02)2.浅水三角洲平原与前缘微相类型及特征 (04)3.浅水三角洲沉积模式 (07)4.结论 (09)5.参考文献 (09)鄂尔多斯盆地东部子洲地区上古生界海相沉积特征研究 (09)1.地层及岩性特征 (11)2.沉积相类型及特征 (11)3.古地理演化及沉积相展布 (14)4.结论 (15)5.参考文献 (15)四:心得体会 (15)一:实验内容该实验内容是研究陆、海相油区岩相古地理,其中分别以大型浅水三角洲沉积相研究—以新立油田泉四段陆相沉积为例、鄂尔多斯盆地东部子洲地区上古生界海相沉积特征研究为例,分析陆海相盆地岩相古地理图,总结其地层和岩性特征,气候和水体特点,沉积相类型与展布规律,分析环境变化及演化规律等。
二、实验的性质和目的油区岩相古地理是石油地质专业基础课,主要任务是重建地质历史时期的古沉积环境,它是沉积学研究的高度概括和最后总结。
古环境沉积特征的研究是一项综合性很强的工作,不仅要求研究者具有比较广泛的地质学基础,而且还要有活跃的学术思想。
油区岩相古地理实验属于综合性实验,实验的目的是通过分析典型的陆相盆地岩相古地理图,综合认识沉积环境和沉积相。
三:实验的具体内容大型浅水三角洲沉积相研究—以新立油田泉四段沉积相为例20世纪60年代首次提出浅水三角洲的概念。
Donaldon最早将河控三角洲分为深水型及浅水型三角洲,Postma将低能盆地中的三角洲分为浅水三角洲及深水三角洲。
浅水三角洲通常是在水体较浅和构造相对稳定的台地和陆表海或地形平缓、整体缓慢沉降的坳陷盆地条件下形成的。
针对中国陆相湖盆浅水湖泊三角洲沉积特征、沉积模式的建立及其对岩性油藏形成的控制作用研究较少。
中国盐湖及盐类矿产资源研究回顾与展望宣之强【摘要】Through the efforts of several generations of salt mine scientific and technical personnel,and by scientific investigation of salt mineral resources and salt lakes,it has been found out that China is rich in salt lake and salt mineral resources, and the exploitation of resources of potassium,magnesium, born, lithium, etc.and study of cause of formation of the resources have achieved success and gained recognition.50 collected important monographs and literatures are analyzed in order to review the past, to look forward to the future and to provide references for proposing research content and development suggestion for geological prospecting of salt minerals in future.%经过几代盐矿科技人员的努力,通过盐类矿产资源及盐湖科学考察,查明我国盐湖及盐类矿产资源十分丰富,其中钾、镁、硼、锂等资源开发及成因研究分别获得成功和认可.通过对所收集到的50部重要专著和文献进行分析,以期回顾过去、展望未来,为提出今后盐类矿产地质找矿研究内容和发展设想提供参考.【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2018(045)001【总页数】7页(P53-59)【关键词】盐湖;盐类矿产资源;钾盐;钾肥【作者】宣之强【作者单位】中化地质矿山总局地质研究院河北涿州 072754【正文语种】中文【中图分类】TD871自袁见齐先生等从1940年起,中国盐类矿产资源及盐湖科学调查至今已有70多年的历史,经过几代盐矿科技人员的努力,查明我国盐湖及盐类矿产资源十分丰富,固体矿多产石盐、石膏、芒硝,次之为钾镁盐、硼酸盐、天然碱、硝酸盐及锶盐等;卤水矿多为富含钾、镁、钠、硼、锂、铷、铯、锶、铀、镭、溴、碘、氯、硫、重水等金属和非金属资源。
第十三章蒸发盐类沉积环境和历史的研究海水中总是含有少量的Br-。
由于它在海水中的浓度低,不能形成Br的独立矿物,一般都是呈类质同相混入物形式分散到氯化物类矿物中去。
布赖奇和赫尔曼(Braitsch and Hermann,1963)以实验方法测定了Br在海水与NaC1晶体之间的分配系数(T=25°C岩盐开始从海水中沉淀讨):K Br=[Br-]NaCl/[Br-]海水=0.15这意味着,一但岩盐开始沉淀,海水(卤水)Br含量的增长要比海水盐度增长快的多。
同时还证明直到Br的浓度很高时,K Br值仍然恒定不变,但MgC12在溶液中的含量增高则影响K Br。
应用B r-的这种分配规律,如果在蒸发岩沉积序列中发现了一个NaC1层,就可以根据NaC1中的Br含量来判断NaC1自其中沉淀的古海水盐度。
蒸发盆地的历史往往是复杂的,图18表示出一个蒸发盆地发展的两种可能类型。
图中下面的曲线说明一个封闭盆地进行简单蒸发的情况,而上面的曲线则是反映海水的补充刚好抵消由于蒸发而失去的水量的情况。
而在后一种情况下,盆地中水的体积是恒定的,但其盐度则在逐渐增长。
对于固定体积,“半开放”的盆地来说,必然会形成具厚的盐层序列。
德国斯特斯福特(Stassfurt)附近发现的盐类地层,称为泽施田系(Ze-Chst1einSeries)。
盐类层序研究证明,该区的许多蒸发盆地过去都经过几个阶段,图19反映了该岩系底部的情况,说明由于岩盐的形成而引起的卤水中盐度的最初变化,根据图中的曲线,考虑Br的分配规律,可以认为有很厚的岩盐曾是在海水不断补给盆地的情况下沉淀的。
由于Br在NaC1中含量的增长来得慢些(对比图18与19),可以推断当时海水流入量必定超过由于蒸发而失去的水量。
剖面的顶部盐类中,Br含量曲线反映出封闭盆地快速变化的情况,其结果是盐度迅速增高,而最终导致钾盐的沉淀。
图18 a-岩盐中Br的含量与两种水体平衡情况盆地中沉积盐类厚度的关系(据Holserr,1966) b-泽施田岩系盐类Br中的沉积盐类厚度的关系(据Holserr,1966)地质温度计:微迹元素服从亨利稀溶液定律,K基本受T影响,而独立于组分的浓度,做地质温度计比较理想。
K D与T的关系一般表达如下:1nK D=AT-1+b通过实验确定了两相间某一微量元素的K D与T的关系式,则可作为地质温度计。
例如,通过实验确定了Se在方铅矿和闪锌矿(两者平衡共生)之间的分配系数(K S e GL-Sph)与绝对温皮(T)的关系式为:1n K S e GL-Sph=(1/T-0.00044)/0.00035根据共生方铅矿和闪锌矿中测定的Se含量,计量出K S e GL-Sph。
(C Se GL/C Se Sph)的值,代入上式,即可得出这两种矿物形成的温度。
这就是方铅矿-闪锌矿温度计(适用范围:872~1163°K)。
其他还有利用Rb在金云母和透长石之间分配的地质温度计:1n K Rb金-透=0046.³10-3/T+0.091利用Ni在橄榄石和辉石之间分配的地质温度计:1n K Ni橄-辉=16.8/RT+7.65还有利用Na在钾长石和斜长石之间分配的长石温度计等等。
其他应用:分配定律的应用范围正在逐年扩大,目前,它还常被引用来解决下列间题:(1)检验变质作用是否达到平衡;(2)解释和确定变质区域中的等温线和等压线;(3)研究岩浆形成的部分熔融过程;(4)花岗岩的成因;(5)成矿溶液的成分;(6)岩浆与气液间金属元素的分配;(7)挥发元素的地球化学行为;(8)古海水含盐度;(9)利用固-气相间元素分配规律研究太阳星云凝聚过程;(10)作为寻找盐类矿床的指示等。
从1967年开始,分配定律已被引入化探领域,例如前面介绍的巴尔苏科和奥洛索关所设计的利用F含量指示盲矿规模和埋深的方法中,就引用了F在多相平衡中的分配系数。
前苏联学者又开创了应用分配系数随温度变化的规律(温度随深度增高,指示元素在脉和晕间的分配系数也随深度而变化),探索指示矿床侵蚀截面深度的新途径。
第十四章有关成矿成晕的某些基础理论—、关于原生晕形成的补充材料在《有关地球化学找矿的某些基础理论》中,己指出在热液矿床原生晕的诸特征中最具有理论与实际意义的应为原生晕的分带结构,并且重点讨论了阐明原生晕分带的某些理论探索情况,例如:(1)元素搬运形式(络合物)的稳定性;(2)元素沉淀的条件;(3)类质同相;(4)吸咐作用;(5)扩散;(6)渗滤和过滤效应:(7)其他因素。
从以上7各方面等角度探讨了原生晕的分带间题。
现在主要补充有关热力学研究的某些进展情况及原生晕研究必须注意的其他因素。
1、关于热液中络合物稳定性的热力学探讨巴恩斯(Barnes,H,L,1962)曾运用热力学计算方法近似地标定成矿金属元素络合物(络离子,多具共价健)的相对稳定性。
一个简单的络合物生成反应可写作:M2+(“.)+nA z- (“.)=MAn2-nx并证明可以用:D=△G0+C(未知常数)来度量具有相同价态、不同元素的同类络合物的稳定性,其中△G0是络合物形成反应的标准自由能。
对于各种金属形成硫化络合物,巴恩斯赋于未知常数C以-200千卡的值,然后计算这些络合物的相对稳定性。
例如:Hg2+(aq)+2S2-=HgS22-D=△G0+C△G0 =△G0HgS22――△G0Hg2+-2³△G0S2―=11.6-39.38-21.96³2=-71.7千卡D=△G0+C=-71.7-200=271.7千卡/克分子(本例与Barnes 的计算结果不一致,可能是由于采用的热力学参数值不同或络离子的形式不同)。
通过这样的计算,巴恩斯按同类络合物稳定性减小顺序将不同金属做如下排列:元素Hg Cd Pb Cu Zn Sn N i Fe Co Mn-D值227 158 154 134 132 126 83 82 81 78这一结果与热液矿床原生晕中观察到的轴向分带序列十分一致。
研究证明,当电解质浓度增大时,络合物将变得越来越重要;随着温度的上升,络合物的作用将更加明显。
然而,由于缺乏高温下的数据,这方面的工作往往是从低温关系外推的。
尽管如此,现有的工作仍足以证明,以热力学估计的络合物稳定性来阐明原生晕分带是可取的。
2、元素沉淀条件的热力学研究及原生晕分带奥夫饮科夫和格里戈良在研究大量热液矿床原生晕的基础上,综合得出统一的原生晕分带序列。
这有力的说明,不同类型、不同成因、不同地质条件下的成矿溶液应具有相似的阳离子-阴离子成分和性质,反映出成矿过程中体系的物理化学条件在时间和空间中变化的范围是极窄的和单方面的。
巴夫洛夫(A.JI.ЛαB иоб,1976)通过热力学分析的方法证明,原始热液在其刚分出时应具有明显的碱性和还原特征,这决定着成矿热液阳离子-阴离子成分的特殊性。
因此矿石沉淀的基本原因的最大可能是:体系物理化学条件,首先是PH 和Eh 的自发演化,即在氧化电位不断增长的基础上(由于热液从地壳深部向浅部富氧环境上升),随着温度和压力的降低,成矿溶液的酸度逐渐向增高方向自发演化。
正是成矿溶液的酸-碱度和氧化-还原电位等条件,决定着矿物共生组合的成分及它们在时间和空间中的沉淀顺序。
在上述思想的指导下,巴夫洛夫尝试把硫化物矿床原生晕轴向分带序列同金属元素硫化物和硫氧络离子由于原始碱性还原热液的酸性(和氧化)发生分解,而引起的硫化物和自然金属沉淀的顺序进行对比。
为了进行这种对比,巴夫洛夫提出以下两点假定:(1)硫化物是同金属元素一道在一种统一的成矿溶液中被搬运到矿石沉淀带中,并且溶液中硫化物硫(S 2-、H S -、H 2S )的活度足够高(10-1克分子/升);(2)硫化络离子(MS n x -)和硫氢络离子(MHS n x -)活度的下限(低于它时,溶液就被认为不能成矿或不育的)和决定着矿物稳定场与络合物溶液之间平衡的这两种络离子的活度都假定为相等,即都为10-6克分子/升。
为了确定反映PH 值与溶液中硫化物和溶解络合物活度之间的函数关系,采取了如下方法。
例如,对锡的硫化络离子(SnS 32-)在溶液酸化过程中的分解,就可以采取下列途径找出所要求的函数关系或方程。
在含有络离子SnS 32-的碱性溶液酸化时(SnS 32-、△G 0=24.21千卡/克分²子),SnS 2(△G 0=-47.55千卡/克分子)的沉淀按下列反映式进行:△G 0==SnS 32-+H += SnS 2+HS -在这种情况下,PH 值和溶解组分活度之间的函数关系式可以推导如下:依据,△G 0反应=RTlnK=-1.3641g+--∙∙H SnSSnSHS αααα232(1)得出:PH =--+∆23lg lg 1.364SnSS G αα-反应 (2)由于△G 0反应==∆-∆+∆--2320SnSHSSnSGGG -47.55十3.01十24.21-0=-20.33千卡/克分子代入(2),得:PH=(-20.33/1.364)—-+-23lg lg SnSS αα (3)此即所求方程式。
考虑到上述提出的假定:-HS α=10-1克分子/升,-23SnSα =10-6克分子/升,在形成原生晕过程中难溶化合物SnS 2的沉淀将在溶液PH 值降低到10.0就已发生(PH =15.0-1g10-1+1g10-6=15.5+1-6=10.0)。
利用己有的热力学常数,计算得出原始碱性热液酸化过程中,主要通过硫化和硫氢络合物的分解顺序沉淀出硫化物、自然元素矿物或氧化物时的PH值(表1)。
分析表中资料,可以看出存在物理化学梯度的情况下,PH值相当可靠地控制着元素的带状分配。
显然,自然条件下情况将更为复杂,因为围岩结构构造特征的不同、存在温度和压力梯度等因素都在发生影响。
但上述PH值与溶解络合物活度之间存在的函数关系,可以使我们有根据地认为,原生晕成分和结构方面存在的规律首先取决于热液PH值和Eh自变演化过程中硫化物、自然元素、氧化物和硫酸盐矿物的沉淀分带。
正是由于存在这种情况,硫化物矿床原生晕的分带规律实际上才很少取决于围岩的成分。
3、奈恩斯特(Nest)分配定律在研究原生晕中的应用梁布契科关(1965)从理论上证明,奈恩斯特分配定律也适用于元素在热液脉(与围岩有清楚的界限),与脉旁蚀变晕之间的分配,亦即适用于多项平衡的元素分配。
这时分配系数K≌C P/Co P。
其中,C P~脉中给定元素的平均含量或线金属量:Co P~晕中该元素的平均含量或线金属量。
根据热力学原理,分配系数应为温度、其次是压力的函数。
在温度和压力固定的条件下K值为固定常数,在温、压发生变化的条件下,K值也应发生变化。