电气石和水之间的氢同位素分馏

作者对电气-水体系氢同位素平衡分馏和动力学分馏和动力学分馏开展了实验研究，丰富了羟基矿物氢同位素分馏资料。本文对该研究的实验技术、分析方法作了介绍，并对实验结果进行讨论与国外已有的该方面的资料作了对比。在800-650℃时电气石和水之间氢同位素平衡分馏系数与温度间线性关系为103lna电气石-水=-28.24（106/T2）+2.60；交换速率常数与温度间关系为lnk2=-0.19-6.70（103/T）     

一种确定火山岩淬火温压的新方法

火山岩中玻璃基质或细粒基质在淬火条件下形成,其熔体结构受淬火温压和熔体成分所控制。在已知熔体成分的条件下,淬火温压可根据熔体结构来确定。对于玄武质熔浆有NBO/T=0.098 57+2.77×10~(-4)T+9.13×10~(-10)p;对于粗面安山质熔浆有:NBO/T=-0.465 5+9.10×10~(-4)T+1.14×10~(-9);对于英安质熔浆有:NBO/T=-0.512 3+8.10×10~(-4)T+1.2×10~(-9)p。     

基于等转化法及多元非线性拟合的高岭石非等温脱羟基动力学分析

采用Netzsch STA409PC同步热分析仪研究了苏州高岭石(KW125)在30℃~1 200℃间的热分解过程。采用"Netzsch Thermokinetics software"软件对其脱羟基机理进行了非等温动力学研究。基于等转化法评价了反应活化能及反应进程的依存关系。基于多元非线性拟合确定了最可能反应机理及动力学参数。研究结果表明:苏州高岭石在30℃~1200℃温度范围的热分解为脱羟基与相转变等两个阶段。其脱羟基(30℃~800℃)过程中活化能呈现三个变化:197.68 kJ/mol±12.95 kJ/mol→181.04kJ/mol±18.98kJ/mol→269.7kJ/mol±14.64kJ/mol。脱羟基反应遵循三步连续反应模型t:f,f;(D3-Fn-Fn),一个三维扩散(D3)反应,然后是两个n序列(Fn)反应。第一步,f(α)=3(1-α)^2/3/(2(1-(1-α)^1/3),E1=185.27 kJ/mol,logA=10.83s^-1;第二步,f(α)=(1-α)^n,n=1.75,E2=187.81 kJ/mol,logA=10.32s^-1;第三步,f(α)=(1-α)^n,n=4.4,E3=262.70 kJ/mol,logA=13.26s^-1。     

企岭花岗岩特征及其成因探讨

企岭岩体属于南岭花岗岩。侵入海西和燕山早期花岗岩及寒武纪浅变质岩系,与围岩接触界线明显。同位索年龄141—162Ma。岩性为二云母花岗岩,为碱质含量高、富钾、铝过饱和的酸性岩石。~(87)Sr/~(86)Sr初始值为0.7162、δ~(18)O为11.90‰,∑REE含量为177.78 ppm,其稀土模式与寒武纪浅变质岩的稀土模式相似。岩体形成温度560—710℃,水气压118×10~6—17×10~7Pa,氢逸度316×10~2—1259×10~3Pa,氧逸度10~(-16)—10~(-17-5)atm(1atm=101325Pa),水逸度79433×10~3—80895×10~3Pa,成因类型属陆壳改造型。     

25～75℃酸性NaCl溶液中方铅矿的溶解动力学

在25～75℃、pH=0.43～2.45的1mol/LNaCl溶液中进行了方铅矿的溶解动力学实验。发现在远平衡条件下,方铅矿的溶解速率r与氢离子活度犤H+犦呈线性关系,溶解速率方程(速率定律)为:r=k犤H+犦,即对H+而言,溶解反应为一级。其中速率常数k为2.344×10-7mol/m2·s(25℃)、1.380×10-6mol/m2·s(50℃)、7.079×10-6mol/m2·s(75℃)。溶解反应的活化能为43.54kJ/mol,方铅矿的溶解机理为表面化学反应,速率决定步骤为表面配合物的离解。     

矿物-水体系氢同位素平衡分馏和动力分馏的实验研究

矿物水体系氢同位素平衡分馏系数和动力分馏系数是同位素地球化学研究中的重要参数。这些参数大多由实验测定。氢同位素分馏的实验研究主要包括矿物水体系氢同位素交换实验,交换实验前后矿物、水的氢同位素分析及分馏机理、平衡分馏、动力分馏理论研究。为确保氢同位素分馏系数和一系列动力学参数的准确可靠,实验中防止氢透过容器壁扩散,避免空气中水汽污染样品,正确控制实验温度等都很重要。本研究以石英管代替前人常用的金（银、铂）管作反应容器,建立了一套实验研究羟基矿物水体系氢同位素平衡分馏和动力分馏的新方法,并开展了电气石水、黑柱石水体系氢同位素分馏的实验研究。所得一系列参数的精度明显好于国外报道的资料。此研究方法可广泛应用于羟基矿物水体系的氢同位素分馏的实验研究。     

钨—水杨基荧光酮络合物的极谱催化波研究

在HCl、KCl介质中,W(Ⅵ)-水杨基荧光酮络合物有一灵敏的催化波,峰电位为-1.22V(υs.SCE),W(Ⅵ)浓度在4.4×10~(-11)—4.4 ×10~(-8)mol/L范围内与峰电流呈线性关系,检测限2.2×10~(-11)mol/L。实验表明该波为氢催化波,可用于痕量或超痕量W的测定。     

安徽月山矿田成矿流体的迁移速率和规模

安徽月山铜、金矿田成矿流体从深部向浅部沿断裂、裂隙以及多孔介质(含微裂隙)运移,运动速率分别为1.4m/s、9.8×10~(-1)～9.8×10~(-7)m/s、3.6×10~(-7)～4.6×10~(-7)m/s,流体运移通道介质性质的变化引起流体运移速率的变化是导致成矿物质在介质接触界面中沉淀的主要原因之一。成矿流体在高温时主要迁移方向向上,流体通量为n×10~4～n×10~5mol/cm~2,中低温时运移方向多样,大气降水介入岩浆热液体系导致流体通量增大,流体通量为n×10~5～n×10~6mol/cm~2;成矿流体中所携带的成矿物质具备形成大型铜矿床的潜力。     

石英、钠长石、钙长石、方解石中的氧同位素分馏

在t≥600℃的温度条件下,通过硅酸盐和方解石之间的无水交换,用实验测定了石英、钠长石、钙长石、方解石中的乎衡氧同位素分馏.这些体系中的氧同位素交换就象硅酸盐和水之间的交换那么快.分馏系数可概括为的△Q-Cc=×0.8310~6/t~2;△Ab-Cc=－0.57×10~6/t~2;△An-Cc=－1.59×10~6/t~2.从这些方程式很容易得到硅酸盐矿物对的分馏系数。将这些结果与热液实验所得到     

贵州赫章土法炼锌导致的重金属积累

贵州省赫章县的土法炼锌不仅导致植被的破坏,而且使附近土壤和溪流沉积物中重金属有不同程度的积累,土壤中w(Pb)达到37.24×10~(-6)～30100×10~(6),w(Zn)为162.23×10~(-6)～31625×10~(-6),w(Cd)为0.50×10~(-6)～113×10~(-6),大大超过了当地的土壤背景值;沉积物中w(Pb)达到325.00×10~(-6)～21850×10~(-6),w(Zn)为1250.00×10~(-6)～30425×10~(-6),w(Cd)为25×10~(-6)～97×10~(-6)。土壤和沉积物中Pb、Zn含量与Fe_2O_3有极显著的正相关性;土壤中重金属Pb、Zn含量与Al_2O_3有极显著的正相关性,而沉积物中Pb、Zn含量与Al_2O_3则没有相关性。土壤和沉积物中铁矿物(铁氧化物和氢氧化物)对重金属的强烈固定作用。连续提取法对化学形态研究表明,Pb、Zn在土壤中主要表现为铁锰氧化物结合态与残渣态,而在沉积物中则主要为碳酸盐结合态、残渣态和铁锰氧化物结合态。土壤中可交换态Pb、Zn所占的比例很小,但其绝对含量变化较大,w(Pb)从最低2.75×10~(-6)到最高310.41×10~(-6),w(Zn)4.94×10~(-6)～321.10×10~(-6)。沉积物中w(Pb)7.42×10~(-6)～98.91×10~(-6);w(Zn)9.97×10~(-6)～72.67×10~(-6)。土壤中重金属Pb、Zn的有效性程度明显高于溪流沉积物,对生态环境的潜在危害更大。     

浙江萤石矿床的稀土元素地球化学特征木

文章根据浙江14个萤石矿床(点)的94个萤石和49个赋矿岩石样品的稀土元素分布特征,将萤石矿床分为两种类型:即轻稀土富集型(萤石的∑REE=30×10~(-6)～80×10~(-6),Y=10×10~(-6)～50×10~(-6),∑Ce/∑Y≥1,La/Yb>6);重稀土富集型(萤石的∑REE=40×10~(-6)～70×10~(-6),Y=30×10~(-6)～110×10~(-6),∑Ce/∑Y<1,La/Yb<3)。前者从早阶段到晚阶段,萤石的∑REE及Y含量趋于减小,LREE/HREE及La/Yb值增大;后者从早期到晚期,萤石的∑REE和Y含量以及LREE/HREE和La/Yb比值变化则相反。轻稀土富集型萤石的矿床规模越大,萤石与未蚀变围岩的REE含量差值越大;重稀土富集型萤石的矿床规模越大,萤石与未蚀变围岩的REE含量差值越小。     

银催化HDEA电化学发光法测定矿样中的痕量银

在碱性介质中,痕量Ag(Ⅰ)对新试剂6-(2-羟基-4-二乙基氨苯偶氮)-2,3-二氢-1,4-酞嗪二酮(简称HDEA)的电化学发光具有显著的催化作用。基于此,提出了HDEA-KCI-KOH体系测定矿样中痕量Ag的新方法。方法的检测限为2.0×10~(-8)mol/L Ag,线性范围为5.0×10~(-8)—3.0×10~(-6)mol/L Ag。采用巯基棉富集分离,应用本法测定一些矿样中的Ag,结果良好。     

CO2-H2O流体不混溶对Au溶解度的影响——以贵州省贞丰县水银洞金矿床为例

运用热力学原理和方法,研究了CO2-H2O流体不混溶作用对Au的溶解度的影响。结果表明,贵州水银洞金矿床的成矿流体是一种富含挥发分( fCO 2=70.79MPa)、酸性(pH=3.71)、还原性(fO 2=0.50×10-36MPa)、中温(267℃)、具有超压(180MPa)性质的含Au(a∑Au=3.744×10-8mol/L)流体。当超压流体的封闭层——炭质页岩因断裂作用而被破坏时,热液体系的压力发生骤降(28.50～35.30MPa),CO2-H2O流体发生不混溶作用,并有大量CO2溢出。CO2的流失可使成矿溶液的CO2逸度和O2逸度降低(fCO 2=0.80MPa、fO 2= 2.512×10-42MPa),酸碱度升高(pH=4.32),同时伴随温度的下降(224℃),成矿热液中Au溶解度的降低(a∑Au=3.790×10-9mol/L),从而快速沉淀下来成矿。     

离子色谱—双电导法同时测定水样中多种阴离子的研究

本文在Dionex2020i离子色谱仪上,选用0.61×10~(-3)mol/L NaHCO_3-1.61×10~(-3)mol/LNa_2CO_3水溶液作淋洗液,在HPIC-AS4A阴离子分离柱上分离痕量F~-、NO_2~-、Br~-和较高浓度的Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-);选用2.0×10~(-3)mol/L TBAOH-6％CH_3CN水溶液作淋洗液,在MPIC-NS1分离柱上分离痕量F~-、Br~-和较高浓度的Cl~-,然后用串联双电导检测器的不同输出范围分别同时定量测定。本法特别适用于相邻两种离子浓度相差较大,前面高含量的离子对后面痕量离子测定有干扰的样品。用本文拟定的HPIC方法测定除铬后的地下水样中多种阴离子的结果与文献值吻合。     

略阳东沟坝金、银、铅、锌、黄铁矿—重晶石型矿床的成因——成矿物理化学条件及稳定同位素地球化学研究

东沟坝金、银、铅、锌、黄铁矿重晶石型矿床的形成明显可以划分为两个不同的成矿期,本文主要讨论了变质热液叠加改造期的成矿物理化学条件。在此期间,成矿温度为176—263℃,成矿压力为50—100MPa,成矿流体的密度为0.845—0.935g/cm~3,成矿流体的盐度3×10~(-2)—6×10~(-2)(NaCl),成矿流体的氧逸度为10~(-31)—10~(-37),硫逸度10~(-15.7)—10~(-11.6),成矿流体的pH上限=5.80—6.00,pH下限=5.30—4.70,成矿流体的化学组成类型为Na~+-Ca~(2+)-K~+-Mg~(2+)-Cl~--HS~-(SO_4~(2-))-HCO_3~-型、金主要以硫金配合物的形式迁移。黄铁矿的δ~(34)S_(CDT)为0.1×10~(-3)—10.5×10~(-3)、重晶石的δ~(34)S_(ODT)为16.9×10~(-3)—20.3×10~(-3)、成矿流体的δ~(34)SΣ_S介于上述两者之间、明显偏离幔、源硫、系火山成因硫同海相硫的混合体。铅同位素组成在铅同位素演化曲线图解上,落在造山带,上地壳演化曲线附近,反映其多来源特征。成矿流体的δD积δ~(18)O_(H_2O)的变化范围较大,显示出海水变质水和大气降水的三要特征,说明东沟坝矿床的成矿流体的多来源特征。并指出该矿床为一受变质同生的火山沉积型金银多金属矿床。     

CaCl_2对KAlSi_3O_8-CaSO_4-CaCO_3反应体系的影响研究

通过CaCl2添加剂对KAlSi3O8-CaSO4-CaCO3体系研究反应温度和反应时间的影响研究,结果表明:随着CaCl2加入量的增多,体系的反应温度下降,反应时间缩短,当CaCl2的加入量为10%时,反应温度可降至1000℃,反应时间降至25min,此时KAlSi3O8的转化率仍可高达83.24%。研究CaCl2的加入对KAlSi3O8-CaSO4-CaCO3反应体系动力学过程的影响,得出反应体系符合金斯特林格动力学方程:FK(G)=1-2/3G-(1-G)2/3=KKt,反应受扩散过程控制,计算出当CaCl2的加入量为10%时,体系的表观活化能可从原来的128.921kJ/mol下降至58.320kJ/mol。     

五台山太古宙变质基性岩的地球化学及岩石成因

五台山变质杂岩中的新太古代变质基性岩主要由变质辉长岩、绿泥石片岩及角闪岩组成。根据稀土配分模式可以把它们分为三组:第一组具有平坦的稀土配分型式,稀土总量比较低(29×10-6~52×10-6),显示弱的Eu负异常及无异常(EuN/EuN=0.84~1.02),轻稀土略有亏损到弱富集(LaN/YbN=0.86~1.3),原始地幔标准化图解上具有平坦的分布模式和明显的Zr负异常,稀土和微量元素特征类似于大洋高原拉斑玄武岩,代表了地幔柱形成的高原玄武岩的残余。第二组稀土总量明显高于第一组(34×10-6~116×10-6),具有轻稀土富集的配分型式(LaN/YbN=1.76~4.34),弱的Eu…     

水镁石—水体系氧同位素分馏系数的低温实验研究

在15—120℃的低温范围内分别应用氮化镁法、氯化镁法和氧化镁法3种化学合成方法,对水镁石-水体系氧同位素分馏系数进行了实验测定。所有合成样品的晶体结构均由XRD测定,其形貌特征则由SEM确定。应用3种不同合成方法得到了一致的水镁石—水体系氧同位素分馏系数,证明同位素平衡分馏已经达到。在实验温度范围内,水镁石—水体系氧同位素分馏系数主要决定于温度,而溶液的酸碱度、化学组分和陈化时间的影响不明显。由实验数据得到的氧同位素分馏曲线方程为:10~3Inα=1.59×10~6/T~2-14.10(r=0.9921)。结合前人对三水铝石—水体系和针铁矿—水体系氧同位素分馏系数的低温实验测定,可以得到氢氧化物中金属M—OH键的~(18)O富集顺序:Al~(3+)-OH>Fe~(3+)-OH>Mg~(2+)-OH。应用化学合成方法实验测定低温条件下水镁石—水体系氧同位素分馏系数,不仅克服了同位素交换反应实验的一些缺陷(如交换速率缓慢、仪器设备复杂昂贵等),而且可以应用不同的化学合成反应机理来检验同位素平衡是否达到,这为研究低温地球化学过程作用提供了有价值的基本参数。     

江西银山（铜）—铅—锌—银矿床水—岩体系氢与氧同位素研究

该矿床不同阶段脉石英δ~(18)O值稳定在16‰±,计算的δ~(18)O_(H_2O)达8‰±;脉石英包裹体δD_(H_2O)产值稳定在-60‰±。从地表向不同深度,直到1200m以下,蚀变岩石δ~(18)O值从15‰±,逐渐降为11‰±。各种水-岩交换计算表明,成矿流体是大气降水与千枚岩在350℃和有效W/R值为0.1左右时形成的,当它进入上部矿化体系线形水-岩交换时,有效W/R值增大为5.0以上。进而建立了缓冲开放体系两阶段水-岩交换演化成矿模式。     

新疆阿尔泰阿拉尔花岗岩多维矿物相-水氧同位素交换反应动力学

新疆阿尔泰阿拉尔花岗岩中共生石英、长石、黑云母的δ~(18)O值具有宽广的变化范围,3者表现出显著的~(18)O/~(16)O不平衡关系,尤其是石英、长石具有倒转△~(18)O_(石英-长石)关系(△~(18)O_(石英-长石)<0)。上述关系清楚地表明在花岗岩-水之间发生了~(18)O/~(16)O交换反应。根据质量平衡约束关系对岩石与外来流体的初始δ~(18)O值作了估计。由于花岗岩的初始δ~(18)O值被大大地改变了,简单运用全岩或者单矿物样品的δ~(18)O值判断岩浆来源的方法是不可靠的。水-岩之间的~(18)O/~(16)O交换反应并不伴随着岩石矿物学上的强烈蚀变效应,这种脱藕关系暗示着交换反应发生于较高温度即岩浆次固相-岩浆期后冷凝过程中。交换机制主要为扩散控制。定量模拟表明:阿拉尔岩体具有高流体流动速率(3×10~(-14)mol/s)、长水-岩反应时限(0.8-6Ma)、高水/岩值(0.79-6.14)。在造山带岩浆弧环境的中部地壳层次下,变质流体流动和环流是非常强烈的。