第九届青年地学论坛

    铅锌矿矿床成因类型多样，包括MVT型、Sedex型、VMS型、斑岩型和矽卡岩型等，其中MVT型（Mississippi Valley Type）铅锌矿床数量和储量分别占大型和超大型铅锌矿床数量和储量24%和23%。大量研究表明,MVT铅锌矿床主要发育在前陆盆地，与油气田烃类流体关系密切。MVT型铅锌矿成矿流体具高盐度（10-25%NaCleq）油田卤水地球化学特征，还原硫（H₂S,HS⁻或S²⁻）是必具条件之一，成矿温度与油气形成温度一致(60-200℃)，普遍有固体沥青、油气包裹体等烃类流体。人们建立的MVT型铅锌矿多个成矿模式，大都是基于前陆盆地构造演化背景下含矿流体汇聚、烃类流体直接参与成矿、或通过提供还原剂还原硫酸盐成矿而建立的。本文以此为依据建立铅锌矿烃类流体地质模型，通过地球化学实验模拟烃类流体携带Pb/Zn元素与H₂S还原反应成矿过程，揭示烃类流体在成矿中的角色与作用。
    模拟实验选用国际油标（锌含量为1000 ppm的原油），以浓盐酸（HCl）和硫化钠（Na₂S）为原料制备H₂S还原气体进行地球化学反应。实验时以外压鼓入手段将反应生成的H₂S气体引入至上层为油标，下层为质量浓度为15%的卤水混合溶液中，在一定温度和压力下静置48 h，使烃类流体与金属离子在还原条件下充分反应。实验结束后，通过过滤洗涤实验沉淀产物，并将其放入烘箱内在80℃烘干10-12h，即得到反应最终产物。
    依据化学反应物质平衡原理，通过消耗的初始国际油标中Pb/Zn量定量计算出反应产物的闪锌矿量，从而确定出烃类流体对Pb/Zn成矿的贡献。本研究通过改变实验反应温度和卤水类型，研究温度和流体性质对成矿作用的影响。实验结果可以看出，随着温度的改变，在实验温度低于80℃时，几乎没有闪锌矿形成，但是温度一旦达到80℃，闪锌矿大量形成并急剧增多，对应的特征峰强度不断增加。分别选择NaCl, CaCl₂以及NaCl+CaCl₂混合物作为不同卤水类型，结果表明在盐度一定时NaCl+CaCl₂混合液卤水条件下可大量成矿。实验表明80℃是MVT型形成的最低温度，混合卤水有利于成矿。