流体逸度

成矿流体的逸度反映了成矿物理化学环境，是分析矿物成分、矿物组合和矿物生成顺序的重要参数。结合包裹体组成成分，对冷水坑矿田流体活动的一些物理化学参数进行了估算。

1.氧逸度

包裹体成分中有大量的H2O和CO2及少量的CO，H2和CH4等，因此流体体系内可能存在下列反应：

2H2O=2H2+O2

CH4+2O2=CO2+2H2O

利用化学平衡反应求出氧逸度。

根据上述两方程式，用矿田矿物流体包裹体成分数据计算出对应于斑岩成矿期各阶段最佳温度所得的fO2上、下限值(表5-4)。矿田斑岩型矿床形成时的fO2为10-59.15～10-35.90。总体上看，从斑岩成矿期早阶段到晚阶段，成矿作用进行时的氧逸度逐渐降低。

表5-4 冷水坑矿田斑岩型矿床各成矿阶段气体逸度及流体硫逸度表

(据江西省地勘局九一二大队)

2.硫逸度

矿田斑岩成矿期各成矿阶段，硫化物硫逸度和生成温度的对应关系，可借助下列相应的化学反应方程求得。

(1)铜硫化物阶段

有下列平衡反应方程：

5CuFeS2(S)+S2(g)=4FeS2(S)+Cu5FeS4(S)

(黄铜矿Cp)(黄铁矿Py)(斑铜矿Bn)

江西冷水坑斑岩型铅锌银矿床

式中：ΔGθ为标准自由能；R为气体常数；T为绝对温度；k为反应平衡常数；α为组分活度(固体活度等于1)。

平衡常数lgk1采用Schneeberg(1972)的计算值(300℃时lgk1=6.67；350℃时lgk1=5.14)。

根据上式，当黄铁矿、黄铜矿和斑铜矿在300～350℃生成并达到平衡时，则lgfS2=lgk1=-6.67～-5.14。

(2)铅锌硫化物阶段

根据闪锌矿的FeS含量求硫逸度。闪锌矿的FeS含量、形成温度及其硫逸度之间具有函数关系(Barnes et al.，1971)：

FeS分子%=72.266 95-15 900.5/T+0.014 48lgfS2-0.389 18(108/T2)(7205.5/T)lgfS2-0.344 86(lgfS2)2

矿田内闪锌矿的FeS含量为0.30%～11.38%，换算为FeS 分子%为0.52%～20.93%，当温度为300℃时，所得lgfS2为-9.89～-7.48。陈武等(1988)据此方法得到铅锌矿化阶段硫逸度为-10.5～-9。

(3)银铅锌硫化物阶段

根据银金矿的脱色温度可求硫逸度(Barton et al.，1966)。在Au-Ag-S体系中，以下平衡反应可导致银金矿脱色：

4Ag(aq)+S2(g)=2Ag2S(辉银矿)

可给出下列公式：

江西冷水坑斑岩型铅锌银矿床

{lgXAg+4(1-XAg)2·[5650-1600(1-XAg)-1.375T]}

式中：XAg为银金矿中银的原子分数。

根据上式，用矿田自然金-银金矿成分数据计算出温度为200～250℃时所得的lgfS2值：当Ag=26.95%，Au=72.86%，200℃时，lgfS2=-11.54；250℃时，lgfS2=-9.99。当Ag=9.30%，Au=90.00%，200℃时，lgfS2=-7.78；250℃时，lgfS2=-6.47。表明自然金-银金矿形成温度为200～250℃时，它们与辉银矿平衡***存时的lgfS2值为-11.54～-6.67。

由上可知，矿田斑岩型矿床形成时的lgfS2值为-11.54～-5.14(表5-4)，从斑岩成矿早阶段到晚阶段，成矿时硫逸度逐渐降低。

3.气体逸度

矿物流体包裹体的气体成分主要有CO2，H2O，CO，NH4，H2等，可借助包裹体上述气体摩尔分数以及假设的矿田成矿总压计算出这些气体的分压(逸度)。实际气体方程为

fi=P总·xi·ri

式中：fi为气体逸度；P总为混合气体总压；xi为某种气体的摩尔分数；ri为逸度系数。

根据上式，设P总=200×105Pa，气体逸度系数采用Rychenkn(1971)部分数据，用矿田矿物流体包裹体气体摩尔分数平均值计算出对应于斑岩成矿期从早阶段至晚阶段假定温度为300℃，250℃和200℃时所得的lgfCO2，lgfH2O，lgfCO，lgfCH4，lgfH2值，列于表5-3。从表中可以看出，矿田斑岩型矿床形成时的lgfCO2为1.50～2.03，lgfH2O为1.32～0.79。总体看，从斑岩成矿期早阶段到晚阶段，成矿时的CO2逸度有升高趋势，而水蒸气的逸度则有降低的趋势，其他气体逸度变化规律不太明显。