富硫酸盐流体的形成及稀土元素迁移能力

摘要

传统观点通常认为硫酸盐具有两点性质:高熔点,如常压下Na2SO4,K2SO4 和CaSO4晶体的熔点分别为884、1069 和1460°C,并且水的加入不会导致硫酸盐熔点显著降低;逆溶解度,硫酸盐在水中的溶解即随温度升高而逐渐降低,这暗示在高温的地质流体不能溶解大量的硫酸盐.然而,实际地质观察却揭示部分热液流体中极富硫酸盐.前人研究揭示川西牦牛坪、里庄稀土矿床成矿期包裹体中含大量硫酸盐子矿物,而且这些硫酸盐子矿物在升温至335～350°C会发生熔融,形成与水溶液不混容的硫酸盐熔体.这一熔融温度远低于含水条件下硫酸盐的熔点.热力学模拟结果显示，硅饱和条件下的富硫酸盐流体中，稀土元素溶解度较高，主要与SO42-形成配合物迁移，具有成矿潜力。