大别-苏鲁高压、超高压变质带榴辉岩和脉体中磷灰石氯含量和流体盐度关系的研究

流体的盐度对含羟基变质矿物组合的稳定温压条件和岩石-流体的相互作用有重要影响.流体的盐度可从矿物中氯含量的角度加以研究.磷灰石是一个含氯矿物,作为副矿物广泛分布在各种岩石中,且能在较宽的温压范围内稳定存在.本文选择大别-苏鲁造山带中典型的高压、超高压岩石开展了磷灰石成分的研究,结合前人流体包裹体的研究结果,探讨了榴辉岩相条件下流体盐度和磷灰石中的氯含量之间的关系.榴辉岩和脉体中磷灰石的XClAp/XOHAp比值与已有的流体包裹体盐度呈很好的线性正相关.榴辉岩和脉体中磷灰石的XClAp/XoHAp比值范围为0.00～0.35时,对应的流体包裹体盐度约为0～40％ NaCleqv.     

含油气盆地微观裂缝脉体期次、成因与流体演化研究进展及展望

沉积岩石中断裂与裂缝是含油气盆地流体活动的重要通道,断裂与裂缝中充填的不同期次、不同类型的矿物脉体是烃-水-岩相互作用的产物,记录了断裂、裂缝形成过程中不同期次流体性质、组分、来源以及温压场、氧化还原环境等信息,为研究沉积盆地断裂发育、流体动力场特征、物理化学环境及封闭与保存条件等地层古流体活动、动态演化过程提供了重要线索。系统总结了含油气盆地微观裂缝脉体流体活动示踪、演化的基本方法及其地质应用现状,认为目前主要集中在三个方面:(1)通过对裂缝脉体充填的成岩矿物岩石学观察,分析成岩矿物类型、结构及形成的相对次序;(2)通过对脉体成岩矿物的同位素、微量-稀土元素、流体包裹体等地球化学测试,示踪成脉古流体性质、来源、温压-氧化还原环境等;(3)通过对脉体成岩矿物放射性同位素(如U-Pb、Re-Os等)的测试,精确确定脉体形成时间,结合区域构造演化探讨脉体形成过程、流体动力场环境及其动态演化过程。最后分析了现有研究方法存在的问题,探讨今后的发展趋势及地质应用前景,以期为含油气盆地古流体演化及其与油气运移、聚集与保存等油气成藏机理的研究提供参考。     

流体晶、流体晶矿物组合、流体岩及其研究意义

流体是地球各圈层之间相互作用的纽带,在成岩、成矿过程中起着十分重要的作用。目前,流体的研究主要集中在流体对先存矿物岩石进行的交代作用方面,而对流体直接结晶形成的矿物领域研究较少。文中根据作者近几年的研究成果对从流体直接结晶而成的矿物——流体晶以及流体晶矿物组合、流体岩等的定义、特征进行了归纳总结。最新的研究结果显示：岩浆中可以含有大量的流体,这些流体来源既可以是岩浆演化富集、岩浆与围岩相互作用产生,亦可以是外部来源。因此,流体晶矿物、流体岩在自然界应该是普遍存在的。流体晶矿物的提出将深化人们对地质过程的理解,发展岩石学及矿床学的研究新领域,有利于矿床勘探和成矿预测。     

拉曼光谱高压在线定量观测矿物-流体相互作用

<正>地球内部所含的挥发分流体广泛参与了各种成岩、成矿、成藏过程。确定参与各种地质作用的古流体的组成、研究复杂含多挥发分组分流体的热力学性质与演化规律、探究流体-岩石相互作用过程与机理,是深入理解流体参与的各种成岩、成矿、成藏过程的重要途径之一。我们近十年来努力发展流体-岩石相互作用的高压在线定量观测技术,在高压模拟设备的研发运用、高压在线定量观测技术、地质流体的物理化学性质以及成岩、成矿背景下流体-矿物反应动力学过程等方面取得了一些进展:     

南极拉斯曼丘陵高级区假蓝宝石及有关矿物组合的形成过程

通过对南极拉斯曼丘陵含假蓝宝石矿物及有关组合的研究,得知假蓝宝石的成分以富镁、铁、铝但贫硅为特征,其粒间及粒内成分的变化均较为明显,这种变化主要表现为以钙契尔马克代换(Mg, Fe) + Si = 2Al为主的类质同象置换。在形成假蓝宝石的高级变质-深熔作用过程中,岩石矿物组合的变化主要是多阶段变质造成的,如浅-暗色组分发生了分离,其中含镁铁组分多的矿物较早结晶,而镁铁组分的分离使得相对富Fe的矿物较早结晶,即晚期形成的镁铁质矿物更富Mg组分,并形成递进演化的不同阶段的组合。假蓝宝石的出现与组分的活动有关,而不仅仅是由岩石成分决定的。变质矿物组合的多次递进演化,反映了活动组分的不断变化,以及体系组分相当程度的开放性。含假蓝宝石的变质岩石之原岩未必是富镁泥质岩。本区假蓝宝石成分的多变性主要是环境成分而不是pT变化所引起的,假蓝宝石形成于840~880℃,并没有达到超高温（>1 000℃）的条件,其形成与高级变质-深熔作用过程中组分渗透和扩散的共同作用有关。     

成矿侵入体的岩石学标志

侵入体的含矿性是资源勘查领域最为关注的问题之一。确定含矿性的宏观标志并为其提供理论基础因而是科学研究的重要任务。但是,传统岩石学研究主要关注含少量水体系或干体系的形成与演化,内生金属成矿作用却主要与流体有关,所取得的岩石学认识常常不适应矿区的地质实际。本文基于透岩浆流体成矿理论分析了熔浆-流体相互作用的性质及其对成矿作用的可能影响,指出在大量流体参与的情况下,成岩过程将具有明显不同的特征,并留下显著的岩石学标志。流体的增减可以导致岩浆密度和黏度的巨大变化,也导致熔浆固相线温度和首晶区矿物相类型和共结成分的变化,因而侵入岩结构构造特征可反映流体参与成岩过程的程度,并指示侵入体的成矿潜力。熔浆与流体的分离导致岩浆黏度增加和快速固结,达到临界值后必然圈闭部分含矿流体于颗粒之间和内部,因而含有造矿矿物的共结结构和浸染状构造确定性地指示了含矿流体通道的位置。多晶体岩浆的流变学特征与多斑斑状结构在矿区的广泛出现是一对线性系统中不可调和的矛盾,可以用含矿流体的突然大规模注入来解释。据此,可以认为多斑斑状是大部分成矿金属仍保留在侵入体内的可靠标志。此外,文章还提供了另外几个辅助性标志,可用于综合分析侵入体的含矿潜力。最后,作者得出结论,大量流体参与的成岩过程是一种非线性过程,可以产生一系列特殊的结构构造,对成矿作用具有重要的指示意义。     

超高压变质矿物中的多相固体包裹体研究进展

大陆碰撞过程中熔/流体的组成和演化是研究大陆深俯冲动力学的重要内容,而超高压岩石记录了大陆俯冲和折返过程中的熔/流体-岩石相互作用,因而是研究大陆碰撞过程中熔/流体组成和演化的天然实验室。大陆俯冲带高压/超高压变质矿物中多相固体包裹体作为熔/流体活动的直接记录,为我们提供了揭示超高压变质过程中熔/流体演化的重要制约。近年来,围绕超高压岩石中多相固体包裹体的形成时间、演化过程及其所反映的俯冲带超高压变质熔/流体的组成和性质,进行了大量的研究工作。超高压岩石中多相固体包裹体的发现,为理解峰期超高压变质流体的组成和演化提供了重要制约,同时也为研究俯冲板片-地幔楔界面的熔/流体交代作用提供了新的途径。本文从多相固体包裹体形成机制、结构形态特征、矿物化学成分及其地质地球化学意义等方面,对于超高压变质岩中多相固体包裹体的研究现状和存在的问题进行系统地总结和探讨,以期促进多相固体包裹体的岩石学和地球化学研究。     

韧性剪切带内流体作用及成分变化与体积变化

韧性剪切带中的大量流体活动,影响了变形机制和矿物成分的变化。由于流体的渗透,造成某些元素的迁移,形成剪切带的物质成分变化和体积变化。流体与岩石的相互作用则是剪切带发展过程中的重要作用。应用成分变化计算体积变化已成为研究的热点问题     

东营凹陷下第三系流体-岩石相互作用研究

盆地内地层流体-岩石相互作用导致储层特征和流体性质发生变化,影响油气藏的形成与分布。本文分析了东营凹陷下第三系地层孔隙流体的化学和动力学特征及其分布规律,根据地层中矿物的组成和结构特征对成岩过程中地层古流体的地球化学特征进行了推测。并通过对典型油田泥岩层和砂岩层中矿物组合及其在地层剖面上的变化规律的实例剖析,揭示了东营凹陷下第三系储层中流体-岩石相互作用的基本特点,在此基础上,建立储层中流体-岩石相互作用的地质/地球化学模型。     

中国矿物岩石地球化学学会第七次全国会员代表大会暨第12届学术年会将于2009年4月20～26日在贵阳召开

中国矿物岩石地球化学学会第七次全国会员代表大会暨第12届学术年会将于2009年4月20～26日在贵阳召开（详情见：http://www.csmpg.org.cn/cn/index.asp）。会议将设13个分会场。 1）第九届全国同位素地质年代学和同位素地球化学会议分会场。主要讨论国内近4年来同位素地质年代学和同位素地球化学技术、方法和应用方面的最新成果。 2）矿物微区元素和同位素分析及其地球化学应用分会场。主要讨论矿物微区分析技术进步及其引发的岩石学和地球化学研究方面的新进展。 3）地质流体与成岩成矿作用分会场。主要内容包括热液系统和成矿过程中的流体作用,岩浆过程中的流体作用,变质过程中的流体作用,沉积、油气成藏过程中的流体作用,构造运动与流体作用,流体包裹体分析实验新技术、新方法。 4）矿床地球化学分会场。主要内容包括中国主要成矿区带成矿地球动力学和成矿规律,岩石圈伸展与大规模成矿作用,壳幔相互作用及其成矿效应,碰撞造山与成矿,成矿作用地球化学示踪及成矿年代学,成矿过程模拟和实验,重要矿产成矿预测地质地球化学理论和方法,危机矿山及深部找矿,矿产资源综合利用。 5）矿物学发展与新技术应用-新矿物及矿物命名分会场。主要内容包括工艺矿物与岩石,矿物材料（含宝石矿物材料）及其优化处理工艺,矿物物理与结构矿物学的应用与发展,稀有金属和贵金属的赋存状态,环境矿物学与生物矿物学,成因矿物学与找矿矿物学,新矿物研究成果交流,中国新矿物工作存在的问题及补救办法。 6）环境矿物学分会场。主要内容包括地球各层圈相互作用中的矿物反映与变化,矿物记录环境变化、影响环境质量及生态平衡,矿物与微生物交互作用、矿物与人体健康,矿物环境属性的开发与利用,治理环境污染的矿物学新技术、新方法、新设备,固体废弃物资源化新技术与新方法。 7）沉积学分会场。主要内容包括中国沉积学基础研究与发展,中国南方海相碳酸盐岩沉积作用与油气资源,中国西部（特别是青藏高原）含油气盆地分析、战略选区与评价。 8）环境地球化学分会场。主要内容包括地方病与元素的区域地球化学过程,重金属污染的生物地球化学过程及环境效应,有机污染物的生物地球化学过程及环境效应,矿山环境污染与修复,全球变化的地球化学记录,营养元素的生物地球化学循环过程。 9）实验矿物岩石地球化学分会场。主要内容包括高温高压下岩石的相变和流变,矿物-流（熔）体反应和水岩相互作用的化学动力学,岩石部分熔融的实验研究,高温高压下岩石的物性测试,地球化学数值模拟,地球化学分析测试技术研究。 10）地球深部气体地球化学与资源、灾害分会场。主要内容包括深部气体成因类型及其地球化学行为,成矿作用的气体地球化学耦合机制,深层天然气和非生物成因天然气形成机制及其地球化学特征,深部岩浆、构造活动及地震与火山作用的气体地球化学行为。 11）壳幔相互作用与岩浆成矿过程分会场。主要内容包括区域壳幔相互作用事件幕（岩浆活动事件幕）与成矿作用事件幕的时空耦合关系及其产物的时空分布规律;幔源岩浆的底侵作用与深部地壳的部分熔融和多层位岩浆-热流体系统的形成、演化及其对成矿组分富集成矿过程的制约;幔源岩浆的分异演化与壳幔同熔和（多层位）岩浆-热流体系统的形成、演化及其对成矿组分富集成矿过程的制约;区域壳幔相互作用与成矿过程。 12〖DK〗）〖DK〗（微）生物地球化学过程与物质循环分会场。主要内容包括喀斯特生态系统生态过程中的地球化学问题,营养元素的耦合生物地球化学循环过程〖DK〗,〖DK〗（微）生物-岩石-土壤界面相互作用的地球化学,养分和水分生物地球化学循环同位素示踪和创新应用,流域-湖泊（和水库）生物地球化学过程与流域水环境,陆地生态系统演化和功能对大气沉降的响应。 13）大陆岩石圈岩浆作用、火山活动与地幔深部过程分会场。主要内容包括岩石圈转型与克拉通破坏,地幔柱活动与大火成岩省,中新生代岩浆活动与地球动力学背景,新生代火山活动及火山灾害,增生型造山带与壳幔相互作用,幔源捕虏体与地幔交代作用。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987114000395

The study of fluid inclusions in high-grade rocks is especially challenging as the host minerals have been normally subjected to deformation, recrystallization and fluid-rock interaction so that primary in- clusions, formed at the peak of metamorphism are rare. The larger part of the fluid inclusions found in metamorphic minerals is typically modified during uplift. These late processes may strongly disguise the characteristics of the ＂original＂ peak metamorphic fluid. A detailed microstructural analysis of the host minerals, notably quartz, is therefore indispensable for a proper interpretation of fluid inclusions. Cathodoluminescence （CL） techniques combined with trace element analysis of quartz （EPMA, LA- [CPMS） have shown to be very helpful in deciphering the rock-fluid evolution. Whereas high-grade metamorphic quartz may have relatively high contents of trace elements like Ti and A1, low- temperature re-equilibrated quartz typically shows reduced trace element concentrations. The result- ing microstructures in CL can be basically distinguished in diffusion patterns （along microfractures and grain boundaries）, and secondary quartz formed by dissolution-reprecipitation. Most of these textures are formed during retrograde fluid-controlled processes between ca. 220 and 500 ℃, i.e. the range of semi-brittle deformation （greenschist-facies） and can be correlated with the fluid inclusions. In this way modified and re-trapped fluids can be identified, even when there are no optical features observed under the microscope.     

表生还原条件下翡翠水岩反应的热力学计算

一些翡翠在表生还原条件下可观察到明显的水岩反应过程以及颜色与组织的改变。根据地质现象,从热力学计算的角度探讨了翡翠中的主矿物硬玉发生水岩反应后形成部分新的自生矿物的可能性。热力学计算的结果显示,在表生作用过程中,在环境存在额外的Mg2＋与Fe2＋的条件下,翡翠最易与Mg2＋和Fe2＋发生反应生成绿泥石。该结果为大多数无色翡翠经过表生还原作用后出现暗绿色-水绿色的颜色提供了一定的理论解释。     

Research advances,geological implication and application in Ordos Basin of the “pore-size controlled precipitation” in diagenesis of carbonate rock reservoir

Based on the discovery of pore-size controlled mineral precipitation and cementation heterogeneity in carbonate rock reservoirs,the state of art and the geological implications are summarized,referring to the fluid-rock interaction and chemical hydrodynamics in porous media. (1)The pore-size controlled precipitation phenomenon is common in geological environments,as shown by the heterogeneous cementation and eventual features that the large pores are filled while small pores can be preserved. Related studies are mainly divided into three aspects,including pore structure observations at different scales,numerical simulation of fluid-rock interaction and mineral precipitation experiment. (2)The kinetic models related to surface chemistry can be used to explain the heterogeneous precipitation affected by pore-size distribution. The larger interfacial tension and mineral crystal curvature in the micropores result in the much higher effective solubility.Thus the fluids in micropores can maintain a higher supersaturation with no minerals precipitation. (3)The pore-size controlled precipitation leads to the selective preservation of micropores. It means that the much larger pores tend to be cement-filled while the smaller pores are preserved in the case of coexistence of pores at different scales. The impacts of cementation types on the overall permeability of rock are different. The pore-size controlled precipitation phenomenon is also worthy of attention in the research of geothermal development and geologic sequestration of carbon dioxide. In the last part, based on the heterogeneous cementation and porosity distribution of the Majiagou Formation in the Ordos Basin,we study the impacts of diagenetic fluids properties,origin and cementation patterns on the evolution of pore structure and high-quality reservoir distribution.The discovery and emphasis of pore-size controlled precipitation is of great theoretical significance to our understanding of the complex fluid-rock interaction process,which provides a new perspective for reservoir diagenesis and pore preservation.     

碳酸盐岩储集层成岩作用中“孔隙尺寸控制沉淀”研究进展、地质意义及鄂尔多斯盆地实例*

基于碳酸盐岩储集层成岩作用中受孔隙尺寸控制的矿物沉淀和胶结非均质特征的发现与思考,结合当今国内外有关多孔介质中流体—岩石相互作用及化学流体动力学研究进展的调研,对相关研究进展及其地质意义进行了简单的梳理和归纳。(1)地质环境中“孔隙尺寸控制沉淀”现象广泛存在,表现为储集层孔隙的胶结非均质性及其最终形成的“大孔充填而小孔保存”特征。现今研究主要从不同尺度孔隙结构观察、流体—孔隙介质相互作用的数值模拟、矿物沉淀实验3个方面开展。(2)受孔隙尺寸控制的非均质沉淀特征可以利用与表面化学相关的动力学模型进行解释,即微孔隙中更大的界面张力和矿物晶体曲率导致矿物的有效溶解度更高,因而更容易保持过饱和状态而不发生沉淀。(3)“孔隙尺寸控制沉淀”现象可使油气储集层发生微孔的选择性保存,在不同尺度孔隙共生的情况下,较大孔隙更倾向于被胶结充填而小孔则更易于被保存,不同的胶结模式对岩石整体渗透率的影响略有不同;该现象在地热储集层开发和二氧化碳地质封存研究中也值得重视。最后,结合鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩储集层的非均质胶结特征和孔隙分布,分析总结成岩流体性质、来源及胶结模式差异对孔隙结构演化和优质储集层分布的影响。“孔隙尺寸控制沉淀”现象的发现和重视对于理解流体—岩石复杂作用过程具有重要理论意义,也为储集层成岩作用和孔隙保存研究提供了新的视点和思考角度。     

内蒙古拜仁达坝银铅锌矿区成矿前围岩蚀变与元素迁移规律

为了厘清内蒙古拜仁达坝银铅锌矿床围岩蚀变特征,探索蚀变流体-岩石相互作用过程中的元素迁移规律,在野外地质工作的基础上,文章开展蚀变岩岩相学研究,发现矿区内存在多期围岩蚀变,其中成矿前蚀变规模大、强度强、范围集中、类型丰富、多阶段叠加：从早阶段硅化-绢云母化、中间阶段黏土化-绿泥石化到晚阶段碳酸盐化,且蚀变程度逐步增强。文章对矿区内不同蚀变程度的石英闪长岩和黑云斜长片麻岩的主微量元素测试和质量平衡计算表明,随着蚀变过程中原生矿物减少、蚀变矿物增加,主微量元素发生规律性迁移。结合成矿作用以高中温硫化物充填为主,矿化脉穿切各类蚀变岩、成矿元素未随蚀变增强而富集等地质事实,文章认为该期蚀变与成矿并不是同一次流体-岩石相互作用的结果,该期蚀变的体积效应可能仅有利于后期成矿物质充填的构造-围岩条件的形成。     

氯同位素地球化学研究进展

作为最具代表性的、地球丰度最高的卤素,氯元素因其独特的性质和各大储库中的可观分布而受到重视。氯元素具有显著的亲硫性和挥发性(不相容性),这些性质也影响着其地球化学行为以及在地球中的分布。氯含有两种稳定同位素,分别是³⁵Cl和³⁷Cl,同位素丰度分别为75.76%和24.24%,Cl同位素组成也常以δ³⁷Cl值报道;目前对Cl同位素进行分析的最为传统也是最主要的方法是IRMS(同位素比值质谱法),尽管存在分析速度慢、对样品质量要求大等缺陷,但因其相对更高的精度而被广泛应用于现代氯稳定同位素研究。其他常见的分析方法还有TIMS,SIMS,LA-ICP-MS,在Cl同位素研究领域尚在实验探索阶段。Cl同位素标准在目前也已有广泛接受的统一国际标准,即Kaufmann所提出的平均海洋Cl同位素标准(SMOC),海水Cl同位素组成在长久演化中已经相对稳定,取样也简单方便,在实验室分析中也能产生优良的再现性。氯在地球上的储库可在宏观上分为地幔、陆壳与洋壳、海洋。地幔以其较大的体量无疑是氯元素主要储库之一,但受限于现有观测技术,各研究通过各种方法观测到的氯含量有较大出入;关于地幔的Cl同位素分布也并不明确,各种如俯冲带流体输入等深部过程都可能是同位素异质性的原因,许多研究观测到的地幔流体的Cl同位素有正也有负。陆壳可下分为沉积物及其孔隙水、蒸发岩和硅质岩石圈,氯因其亲水性和化学沉积性质则主要集中于沉积物孔隙水和蒸发岩中,而硅质岩石圈中的氯则相对较少;沉积物孔隙水常被观测到极低的δ³⁷Cl值,扩散和离子淋滤都是对其可能的解释,但对其完全做出解释的机理还有待继续研究;蒸发岩中的δ³⁷Cl值常因其氯盐种类而有所不同,也已有诸多实验给出制约;硅质岩石圈虽含氯较少,但出露于地表的岩株或岩脉中观测到的磷灰石中的Cl同位素有明显的随岩性变化的规律性,对于热液交代历史与热液成分都有很好的限制作用。洋壳中的氯也主要分布在洋壳沉积物及其孔隙水、蒸发岩,以及蚀变洋壳(以角闪石、蛇纹石等蚀变矿物为代表)中。蚀变矿物常被观察到较高的δ³⁷Cl值,一些研究认为可能和与氯结合的金属阳离子氧化状态有关,该高δ³⁷Cl值也常被用来解释俯冲板片输入地幔流体的高δ³⁷Cl值。海洋也是巨大的氯元素储库,其同位素组成稳定性也已经得到证明。除以上储库以外,Cl同位素还应用于对陨石、月球和大气圈的研究。Cl同位素的分馏机制也同其他许多同位素一样可大体分为平衡分馏和动力学分馏,平衡分馏主要包括由与氯结合的金属阳离子的价态高低或氯自身价态的高低决定的分馏,动力学分馏则包括扩散和离子淋滤以及与地球岩浆去气、月球岩浆去气有关的动力学分馏。总体而言,氯元素及与其结合的金属离子的氧化状态、轻重同位素逃逸倾向、扩散系数的差异是决定分馏行为的两种机理。从氯的两种稳定同位素自大约100年前被发现起到现在,与氯稳定同位素相关的地球化学方法已经在各地质学科分支中得到广泛应用。从利用Cl同位素解释地层水来源的水文地质、示踪污染物来源的环境地质,到利用Cl同位素证据支撑矿床形成机制研究的矿床学以及参与解释地球演化过程的行星地质等领域,都有Cl同位素应用研究的尝试与探索。但受限于对实际地质过程的认知,仍然具有许多前沿问题阻碍Cl同位素研究的进展,如太阳系早期过程如何决定了地球现今的氯元素含量、地球中的挥发分经历了怎样的演化过程才达到至今状态、现今地球挥发分的循环过程又具体如何、俯冲过程中氯在俯冲带与地幔之间的流通过程具体如何等。     

磁化率各向异性与剪切带

岩石组构记录了地壳形成与演化的关键信息,提取这些信息对分析和恢复地球动力学过程具有重要意义。磁化率各向异性(AMS)是一种重要的岩石组构方法,可以有效地揭示岩石的应变特征,分析其地球动力学过程,是研究构造变形性质以及应力作用方式的有效手段。本文在梳理AMS的研究历史、主要成果和最新进展的基础上,系统阐述了AMS的基本原理以及在剪切带的应用:①岩石组构具有复杂性,AMS作为一种间接组构手段受控于矿物的物理特性、含量以及变形变质等多方面因素;②AMS可以提供剪切带的运动学以及不同部位应变状态的信息;③对于剪切带,AMS主要受控于磁性矿物(矿物成分和粒度的变化导致全岩磁化率各向异性的变化)、构造变形强度(决定磁线理发展的重要因素)以及流体的作用(流体导致磁性矿物的类型与定向性的变化)。     

Partitioning of rare earth elements between an aqueous chloride fluid phase and melt during the decompression-driven degassing of granite magmas

This paper reports the results of numerical simulation for the behavior of rare earth elements (REE) during decompression degassing of H₂O- and Cl-bearing granite melts at pressures decreasing from 3 to 0.5–0.3 kbar under near isothermal conditions (800 ± 25°C). Fluid phase in equilibrium with the melt contains mainly chloride REE complexes, and their behavior during magma degassing is, therefore, intimately related to the behavior of chlorine. It was shown that the contents and distribution patterns of REE in the aqueous chloride fluid phase formed during decompression vary considerably depending on (1) the contents of volatiles (Cl and H₂O) in the initial melt, (2) the redox state of the magma, and (3) the dynamics of fluid phase separation from magmas during their ascent toward the Earth’s surface. During decompressiondriven degassing, the contents of both Cl and REE in the fluid decrease, especially dramatically under opensystem conditions. The REE patterns of the fluid phase compared with those of the melt are characterized by a higher degree of light to heavy REE fractionation. A weak negative Eu anomaly may be present in the REE patterns of Cl-rich fluids formed during the early stages of degassing at relatively high pressures. At a further decrease in pressure and Cl content in the fluid, it is transformed into a positive Eu anomaly increasing during decompression degassing. Such an anomalous behavior of Eu during degassing is related to its occurrence in magmatic melts in two valence states, Eu³⁺ and Eu²⁺, whereas the other REE occur in melts mainly as (REE)³⁺. The Eu³⁺/Eu²⁺ ratio of melt is controlled by the redox state of the magmatic system. The higher the degree of melt reduction, the more pronounced the anomalous behavior of Eu during decompression degassing. The amount of REE extracted by fluid from melt during various stages of degassing does not significantly influence the content and distribution patterns of REE in the melt.