钨的气态迁移与岩浆——热液成矿作用：实验研究及其成矿学意义

低密度的水热蒸气和超临界似气流体广泛存在于中地壳至地球表面的各种地质环境中，是成矿金属搬运和富集的重要介质。火山喷气凝结水、火山结壳和升华物、矿床的流体包裹体气相中均存在具有地质意义的W含量或含钨矿物，表明W同样可在含水气相中溶解和迁移。本文在350℃～400℃和压力为60～200bar的实验条件下，测定了WO3-H2O体系中W在水蒸气和似气流体中的溶解度，考察了水蒸气压力对W溶解度的影响。结果显示，W在水蒸气中的逸度（或含量）远高于依据无水体系中固体WO，挥发性数据计算的蒸气压力，证明气态溶质W与溶剂水蒸气之间存在促进W溶解的水合作用。经热力学方法分析，认为可能形成了WO3·nH2O（g）形式的水合气体物种，其水合数n在350℃、370℃和400oC时分别为1．4、1．6和2．9。因此WO3·3H2O（g）或H2WO4·2H2O（g）及H6WO6（g）在温压较高的岩浆一热液或气成一热液成矿环境中（如斑岩系统）对W的气态迁移和浓集可能具有重要作用，而在温压较低的水热蒸气条件下，W的迁移形式可能以水合数较小的WO，·H2O（g）（或H2WO4）和WO3·2H2O（g）（或H2WO4·H2O）物种为主，其含量或比例随水蒸气的压力而改变。某些斑岩型和脉型钨（钼）矿床常存在富气体包裹体，伴随酸性岩浆结晶出溶的以低盐度含水蒸气占优势的岩浆流体对斑岩系统中W、Mo在高温阶段的气态迁移和矿质在花岗岩体顶部和上覆岩层的聚集具有重要意义，之后蒸气冷凝可产生高盐度的含矿卤水或与渗流地下水混合形成低一中等盐度的成矿流体，流体的减压沸腾（相分离）和对围岩的交代蚀变导致W、Mo等金属在不同阶段和构造一岩性部位沉淀富集。