如何区分CuCl,AgCl,Hg2Cl2
AgCl溶解?CuCl都是难溶的.
但是AgCl与Hg2Cl2都是白色难溶物,用水时无法区分的,可以试着用浓氨水
前者与浓氨水生成[Ag(NH3)2]+的无色溶液
后者与浓氨水生成白色Hg(NH2)Cl沉淀,及Hg黑色沉淀.
而白色的CuCl也是加入浓氨水
加入浓氨水的话,亚铜离子会和氨水中的氨分子发生配位形成二氨合亚铜配离子,此离子是无色的:Cu+ + 2NH3 = [Cu(NH3)2]+;这种离子虽然由于形成配合物而相对稳定存在,但放置一段时间的话,空气中的氧气会把里面的Cu(Ⅰ)氧化为Cu(Ⅱ),而变成了深蓝色的溶液:4[Cu(NH3)2]+ + 8NH3 + O2 + 2H2O = 4[Cu(NH3)4]2+ + 4OH-.
有关包裹体溶液和金属络合物的研究表明,硫和氯是中低温成矿热液中最主要的矿化剂。湘西是我国最典型的低温矿床密集区之一,主要成矿温度在200℃以下,早期矿化温度可达300℃左右。前文已指出,从江南古陆元古宇造山带内的沃溪成矿带向西至古陆边缘的渣滓溪Sb矿带以及古陆外缘的寒武系铜仁-凤凰汞矿带,依序发育Au、Sb(W)-Sb(W)-Hg(Sb)等中低温矿化,存在明显的水平矿化分带。自古陆内元古宇板溪群的Au、Sb(W)矿化至古陆外侧的寒武系Hg矿化,成矿流体的硫浓度明显降低,氯浓度显著升高,盐度升高,大气降水的比例不断增加。
为了解有关元素的低温矿化与成矿流体性质演化的相互关系,作者针对湘西低温矿化集中区的具体地质实际,开展了含硫、氯地层水热系统中Au、Sb、Hg、As的多元素中—低温淋滤实验。此外,尽管硫在成矿溶液中,尤其在低温成矿溶液中是重要的络合物配体,但迄今为止,有关含硫体系的成矿淋滤实验几乎尚无报道,因此,该研究对揭示我国典型低温成矿区中的矿化分带机制,填补含硫水热淋滤实验研究的空白等都具有重要意义。
一、实验方法
1.实验样品及其地质特征
根据湘西Au、Sb、Hg矿化主要与元古宇板溪群和寒武系密切相关的地质事实,分别选取了有关含矿层位中未受矿化的有代表性的岩石类型作为样品。牛贺才等(1990)曾做过马底驿组典型岩石在含氯及含碳酸根体系中的同类实验。由于五强溪组为该区Sb矿的主要赋矿层位,且地处江南古陆与古生界交界的地段,故实验样品以五强溪组的典型岩性——凝灰质粉砂岩为主,其它样品辅作对比。各类样品的岩石化学特征及成矿元素含量见表24。从表可见,有关地层岩石的Au、Sb、Hg含量较高,分别是上部大陆地壳平均值的5~10倍、8~12倍和2.5~5.6倍。
2.实验条件
对湘西典型矿床成矿流体性质的对比研究表明,元古宇板溪群Au、Sb(W)矿床成矿流体的温度为150~230℃,主要集中在200℃,具有明显的中一低温成矿特征;寒武系Hg矿床成矿流体的温度为110~220℃,主要集中在170℃,具典型的低温成矿特征。成矿流体成分的对比研究表明,沃溪成矿带矿化流体以富硫贫氯为特征,渣滓溪Sb矿带以低硫低氯为特点,而铜仁-凤凰汞矿带则以富氯贫硫为特色。根据成矿流体的系统研究成果,实验温度选为100~300℃,并主要集中在200℃;考虑到以往研究硫化物对Au、Sb、Hg迁移作用的溶解度实验所用溶液大部分为碱性溶液,而自然界Au等矿床成矿流体多为弱酸性至中性的事实,结合自然界成矿流体中硫、氯等配体的实际浓度范围,选用的实验介质为(NH4)2)S、NaCl、(NH4)2)S、+NaCl等三组不同浓度的系列水溶液。实验压力为400×105Pa。
表24 实样样品岩石化学特征及成矿元素质量分数
3.实验步骤
实验在冷封式高压釜中进行,反应容器为石英管。将样品预磨至180~200目,精确称取1g样品装入石英管,向管内注入用纯化学试剂和去离子水新配制的反应溶液,并立刻焊封石英管。将焊封后的石英管装入高压釜,置入筒式电阻炉内加热恒温,实验时间为216~408小时。实验温度用XCT-101型台式动圈温度调节仪及HAW型变压器联合控制,压力用充满度控制。达到恒温时间后,将高压釜立刻淬火,取出石英管定容抽取反应清液,加盐酸稀释后即刻送测。
Au用泡塑吸附石墨炉原子吸收光谱法,Sb用孔雀绿显色苯萃取分光光度法,Hg用酸溶冷原子吸收光谱法,As用砷化汞纸斑点法分析。全部实验和测试均在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学重点开放实验室内完成。
溶液的pH值用pH试纸测定。分别对配制的溶液和反应后未稀释的清液进行测定。
二、实验结果
1.温度对凝灰质粉砂岩中元素淋滤率的影响
在反应介质的种类及其浓度不变的条件下,温度对元素淋滤率的影响(表25、图47)是显著的,主要表现在如下几个方面。
表25 不同温度条件下的实验结果
①淋滤率=液体中某元素质量/(实验样品原始元素质量分数×实验样品质量),以下同。
②此栏介质成分前的数字表体积摩尔浓度(mol/L),以下同。
图47 温度与淋滤液中元素含量的关系
1)100~150℃时,As、Sb、Au的淋滤率均较低(分别为8.57%、12.50%和26.71%),而Hg则具有较高的淋滤滤(64.3%)。低温条件下,在含硫水热系统中,Hg具有强活动性,Au、Sb有一定的活动性。
2)五强溪组凝灰质粉砂岩中的Au、Sb、Hg、As四种元素在200~250℃的温度范围内,于含硫水热系统中均可达到最高淋滤率:Au为47.5%(250℃),Sb为77.9%(200℃),Hg为90.9%(250℃),As为17.1%(200℃)。
3)实验温度范围内,成矿元素由Hg→Sb→Au→As活化能力减弱。
实验结果表明,低温条件下(≤200℃),含硫热流体与五强溪组凝灰质粉砂岩相互作用,可使其中的Au、Sb、Hg等元素有效活化,并于相同温度条件下,首先造成Hg的大量活化(淋滤率大于60%),从而导致Hg与Au、Sb在空间上的分离。在200~300℃温度区间内,Hg、Sb、Au均可产生明显的活化转移,使成矿介质中的成矿元素达到最高浓度。
2.介质种类及浓度对凝灰质粉砂岩中元素淋滤率的影响
为了解水溶液中硫和氯的浓度对元素活化能力的影响,在200℃条件下对五强溪组凝灰质粉砂岩中的Au、Sb、Hg、As进行了淋滤对比实验。结果表明(表26、图48),水溶液中硫、氯含量对元素的淋滤率有显著影响。主要表现在如下几个方面。
表26 不同介质条件下的实验结果
1)随介质浓度的增高,Au、Sb、Hg的淋滤率均相应增加。Au的淋滤率为32.7%(0.025mol/L(NH4)2S)和18.7%(2mol/L NaCl),Sb的淋滤率为91.7%(0.01mol/L(NH4)2S)和41.7%(2mol/L NaCl),Hg的淋滤率为74.4%(0.01mol/L(NH4)2S)和92.4%(2mol/L NaCl)。
2)Au和Sb在含硫水热体系(淋滤率分别在21.0%~32.7%和33.3%~91.7%间变化)中的活动性明显比在含氯水热体系(淋滤率分别在9.7%~18.7%和12.5%~41.7%内)中为强。
3)尽管Hg在含硫、氯水溶液中都有较高的活动性,但其最高淋滤率(>90%)出现在以含NaC1为主的水溶液中。
4)As的淋滤率与介质种类的变化关系不大,但在含硫(0.001mol/L)、氯(0.5~2mol/L)混合配体溶液中具有稳定的较高淋滤率(22.9%)。
实验结果表明,低温条件下,含硫热流体对Au、Sb活化转移的作用较强,而含硫及含氯热流体对Hg活化转移的作用均很大。因此,成矿流体性质应对矿化类型有明显的控制作用。
图48 介质种类及浓度与淋滤液中元素含量的关系
介质种类:a列图为(NH4)2S溶液;b列图为(NH4)2S+NaC1溶液,0.001mol/L为(NH4)2S浓度;c列图为NaC1溶液
3.岩性对元素淋滤率的影响
为客观评价含矿建造对成矿作用的实际贡献,选取了各有关含矿层位中未受矿化影响的有代表性岩石类型进行了成矿元素淋滤的对比性实验。结果表明(表27),在200℃的0.025mol/L的(NH4)2S水溶液中,碎屑岩类普遍具有较泥灰岩类为高的Au、Sb、Hg、As淋滤率。碎屑岩和泥灰岩中Au的淋滤率分别为27.9%~58%和16.5%~26.1%,Sb的淋滤率分别为33.3%~100%和18.8%~25%,Hg的淋滤率分别为39.2%~68%和39.2%~43.4%,As的淋滤率分别为4.17%~30%和4.9%~6.67%。结果表明,在提供成矿物源上,碎屑岩类比泥灰岩类的贡献为大。这与前文讨论的湘西元古宇板溪群为典型的Au-Sb(-W-As)组合的含矿建造,下寒武统黑色岩系为以Hg为主的多金属含矿建造且两类含矿建造为湘西Au、Sb、Hg矿化的重要矿源层的结论是一致的。
表27 不同岩性(层位)的实验结果
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