热液中元素的迁移

热液中引起元素迁移的因素较多，如流动、温度、压力、浓度、电位等。元素的迁移可分为流动和非流动两类。若元素的迁移受热液的流动制约，则为流动迁移。若元素的迁移与热液的流动无关，则为非流动迁移。除流动迁移外，其它因素导致的迁移均属非流动迁移。

（一）流动迁移

由热液流动产生的元素迁移具有下列特征：迁移方向单一（与热液流动方向一致）；迁移速度相近，在迁移区段内，只发生单纯的元素迁移，不引起热液成分的变化，并被认为是远源热液迁移至矿化部位的主要迁移方式。

（二）温度迁移

温度迁移为非流动热液中因存在温度差异而产生的元素迁移。自然界中很多热液体系规模巨大，不同部位的热液具有不同的温度（最大温度差可达400～500℃），相应地常常具有元素的不同浓度，这必然会引起元素的迁移。季克俭等所做的NaCI溶液中不同温度区元素含量的对比实验证实了这一点。

实验装置为由连通器连通的两个试管，注入去离子水溶液，含NaCl 20%，或含Cu2＋约9mg/mL，液面高于连通器，然后用沸水加热其中的一个试管，温度为93℃，加热时间为200h，另一个试管温度随室温变化，平均温度为16℃。在冷、热试管中各取6个样，分别测定其中的Na＋、Cu2＋含量（表13-14）。由表可见，试管冷端和热端的溶液浓度是有明显差异的，热端溶液的Na＋含量平均为6.983%，冷端平均为7.045%，冷端的Na＋含量比热端高0.062%。溶液中Cu2＋的含量差异与 Na＋相似，热端Cu2＋浓度平均为8.6555（mg/g），冷端平均为8.6638（mg/g），冷端比热端高0.0083（mg/g）。

表13-14 同一溶液中不同温度处Na＋、Cu2＋含量表

实验结果表明，同一容器内均匀的溶液，当不同部位存在温度差异时，会发生变化，溶液的浓度由均一变为不均一，Na、Cu等离子浓度都是在低温部位增高，在高温部位降低，也就是从高温部位向低温部位迁移。溶液中由于温度差异引起元素迁移，化学上称之为索列（Soret）效应。

（三）压力迁移

压力迁移为非流动热液中因存在压力差异而产生的元素迁移。在 NaCI-H2O体系中，当温度不变，压力发生变化时，不仅体系的相态可能发生变化，而且，不同相中NaCl的含量也发生变化。如在400℃的等温条件下，当压力达临界压（285 bar）时，体系呈均一的流体相，当压力低于临界压时，体系分解为气、液两相。随压力的降低，气相中的NaCl含量显著降低，而液相中NaCl含量不断增高（表13-15）。在这一过程中，NaCl从气相迁移至液相，从高压液相转移至低压液相，直至液相达饱和而沉淀。压力从临界态的285 bar至NaCl饱和溶液压182 bar，下降了103 bar，压力降低了36%，而气相中NaCl含量从2.6%下降至0.008%，降低了325倍。液相中NaCl含量从2.6%增至46.0%，增长了18倍。由此可知，压差迁移可能是热液体系中元素的重要迁移形式。

表13-15 NaCl-H2O体系气液平衡区的压力、温度和成分

（四）浓度迁移

浓度迁移为非流动热液中因存在浓度差异而产生的元素迁移。

交代热液主要为粒间溶液，它是高温条件下水－岩反应的产物，其成分受主岩控制，不同主岩的粒间溶液的成分不同，花岗岩的粒间溶液富含Si、Al，碳酸盐岩的粒间溶液富含Ca、Mg，因此，这两种岩石接触带上的粒间溶液可能存在显著的浓度差，并导致浓度迁移，元素从高浓度区向低浓度区移动，Si、Al从花岗岩向碳酸盐岩迁移，Ca、Mg从碳酸盐岩向花岗岩迁移。这样，在接触带上形成主要由上述元素组成的矽卡岩。因此，矽卡岩是浓度迁移和双向或多向迁移的典型代表，也是主要元素来自附近围岩的重要证据。

非流动迁移明显有别于流动迁移。元素的迁移与热液的流动无关，而与热液的温度、压力、浓度和电位等密切相关。不同元素的迁移具双向或多向性。带状蚀变岩是交代作用的产物，在交代过程中，每个蚀变岩带既有元素的带出，又有另一些元素的带入。非流动迁移普遍地见于热液体系内，对成矿热液的形成和交代成矿作用起重要作用。