100MPa、850℃和800℃条件下锡在流体与富磷过铝质熔体相间分配的实验研究

利用江西宜春414岩体中的钠长石花岗岩作为实验初始物,制备含不同1〉20s含量（0．27％－7．71％）的实验玻璃,本次实验研究了100MPa、850℃和800℃条件下Sn在流体与富磷过铝质熔体相间的分配。实验结果显示,Sn在流体与熔体相间的分配系数（Dsofluid/mclt）变化于2．10×10^-4－1．36×10^3之间,指示Sn强烈趋向于在富磷过铝质熔体中富集。随体系中P2Os含量从0．27％增至1．91％,Sn在流体与熔体相间的分配系数逐渐增加,当体系中R2O5含量进一步增加时,Sn在两相间的分配系数呈降低的趋势。本次实验结果表明,P可能不是Sn以流体相形式进行搬运的主要络合剂。     

锡在流体和花岗质硅酸盐熔体间分配行为的实验研究

锡的成矿与花岗岩有着密切关系。为深入了解不同的岩浆组成及流体变化对锡分配行为的影响,以不同化学组成的凝胶和不同的流体分别作为初始固液相,进行了锡在流体与花岗质熔体间的分配行为实验研究。实验温度为850℃,压力为100 MPa。结果显示,当液相为0.1 mol/L的HCl时,熔体组成的变化对锡的分配行为有着明显的影响,锡在流熔体间的分配系数DSn随熔体中碱质(Na2O K2O)含量、钠钾(Na/K)和碱铝(AlK/Al)摩尔比的增加而减小;在固相(富钾过碱质熔体)不变的前提下,DSn随流体相中HCl浓度的增加而增大,而流体相中HF及K 、Na 浓度的改变对DSn影响不大;流体Cl-浓度和酸度升高有利于锡分配进入流体相。     

硅酸盐熔体和流体中金的性质及行为研究进展

岩浆演化过程中岩浆—流体阶段发生的相转变过程控制了元素在两相之间的分配行为。作为与岩浆热液活动有密切成因联系的金矿床,其在硅酸盐熔体和流体中的性状及两相间的分配行为是控制该类矿床成矿的重要物理化学因素。介绍了金在流体、熔体中的性状,论述了其在流体/硅酸盐熔体间的分配行为不仅受温度、压力、氧逸度等物理化学条件的影响,还受流体组分(阴离子、阳离子)、熔体组成(Na2O+K2O/Al2O3,Na/K,SiO2,NBO/T)的制约;最后对目前实验研究存在的问题、改进方法以及今后的研究方向进行了探讨。     

花岗岩+P2O5-H2O体系中W、Sn、Be、Nb、Ta在流体/熔体间分配的实验研究

实验研究了W、Sn、Be、Nb、Ta在不同压力(150 MPa、100MPa和50 MPa)、温度(850℃和800℃)条件下,于水饱和含P过铝质岩浆体系(P2O5分别为0.32%、1.98%、4.91%和7.78%)中流体-熔体间的分配.研究结果显示,W、Sn、Be、Nb、Ta在流体/熔体相间的分配系数Di＜0.1,表明它们强烈分配进入熔体相.W、Nb、Ta在流体/熔体相间的分配显示压力相关性随压力降低而降低.     

广西栗木锡-铌-钽矿床中氟的作用及地表找矿评价标志

广西栗木多金属矿从上到下除有长石石英脉型锡-钨矿床、花岗伟晶岩脉型锡-钽-铌矿床外,还有含锡、铌、钽花岗岩原生矿床。本次对矿区内的地层、岩体、矿体中氟含量进行了研究并结合实验资料,认为燕山早期复式花岗岩体中富含的氟是成矿元素W、Sn、Nb、Ta的重要携带剂,对W、Sn、Nb、Ta从岩浆熔体中分出、迁移、富集及矿化分带起了重要作用,氟虽是寻找盲矿体的重要远程指示元素之一,但氟不是成矿元素,含矿岩体地表岩石中通常除有F、Be强异常外,W、Sn、Cu、Li等元素还会形成强异常组合;含矿岩体地表萤石-云母细脉带中硼（F）-般〉30000×10^-5,W（Be）〉1000×10^-6,W（Sn）〉300×10^-6,ω（W＋Sn）〉400×10^-6,F／（W＋Sn）和F／Sn〈110;含矿岩体地表长石石英脉带中W（F）〉10000×10^-6,ω（W）〉80×10^-6,W（Sn）〉500×10^-6,F／（W＋Sn）和F／Sn〈50;不合矿岩体的地表岩石及细脉带中各指标含量则与之相反。     

铅、锌流-熔分配实验结果及其在矿床成因研究中的应用

本文用铅、锌在花岗质硅酸盐熔体与流体间的分配实验确立了铅、锌的流-熔分配系数(D^V/L)与氯化钠摩尔浓度[^mNaCl]（0-6mol/L）间的3个线性关系式以及D^V/L与F/Cl、K/Na摩尔比值间的变化关系。     

1kbar、800℃下REE在富磷过铝质熔体/流体相间分配的实验研究

利用"RQV-快速内冷淬火"(或称之为"外加热冷封式")高温高压实验装置,实验研究了1kbar、800℃条件下12个REE+Y在富磷过铝质熔体/含水流体相间的分配,并利用EMP、LA-ICPMS和ICP-MS分析技术分别测定了实验初始物、实验产物玻璃中主要化学组成以及熔体相和流体相中REE含量。实验结果表明,REE元素(La,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb和Lu)在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)在(0.1～19.9)×10-4范围,DfYluid/melt在(0.2～7.8)×10-4范围,指示REE和Y强烈趋向于在熔体中富集。REE在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)与体系中P2O5含量变化呈近抛物线状分布,其最大值对应于残余熔体中w(P2O5)为1.44%处。REE在流体/熔体相间的分配系数(Dfluid/melt)随REE的原子序数增大而逐渐降低,构成右倾的平滑曲线,总体上显示出DLREE>DMREE>DHREE的趋势。Y与Ho在流体/熔体相间分配系数的比值(DY/DHo)约为1(0.91～1.28),不随体系中P2O5变化而变化的特征。上述特征表明熔体-流体作用不会导致Y-Ho及REE间的分异,因此,可推断熔体-流体作用过程不可能是过铝质岩浆体系中产生稀土"四重效应"机制。     

钠长花岗岩—H2O—HF体系中流体／熔体间氟的分配实验研究

在ｐ＝１００Ｍｐａ,在７７０℃≤ｔ≤８００℃和ＷＦ＝２％－６％条件下进行了钠长花岗岩－Ｈ２Ｏ－ＨＦ体系液相线附近线体／熔体间氟的分配实验。对淬火玻璃的主要元素和氟含量进行了电子探针测定。用质量平衡法计算了流体中的氟含量,所获得的氟的流体／熔体分配系数ＤＦ均不盱１．０随体系氟含量的增加ＤＦ有所增大,表明在花岗岩岩浆一热液体系,氟优先进入熔体相,含氟花岗岗岩结晶晚期流体释放阶段残余熔体仍保保持富氟特征     

Sn、Fe、W、Pb和Zn在花岗岩熔体及共存流体相之间的分配实验研究:850℃和400 MPa

本实验的目的在于了解花岗岩岩浆演化过程中,F/Cl在介质中的不同比值对Sn、Fe、W、Pb和Zn等元素从岩浆熔体进入超临界水热流体相中的影响.采用天然花岗岩为原始样品,实验在大型内加热装置容器(Harwood Engineering Co.Inc.)中进行.实验条件为850℃,400 MPa,fo2=2.1×10-13(NNO),恒温约120～128 h.固/液比值≈1,固样质量约250 mg,Ar为压力介质.实验结果显示,介质中F/Cl比值变化对W的分配系数影响不大.而其他元素均随Cl浓度增高,分配系数增大,并有以下顺序:DV/LZn＞DV/LPB＞DV/LFe＞DV/LSn.通常认为四价Sn较为稳定并与F关系密切,而本实验显示,二价Sn可能较为稳定并与Cl关系密切.在快速淬火过程中,沉淀在金管壁上的玻璃碎屑富集了较多的成矿元素,且观察到玻璃包裹体及盐类包裹体.     

东秦岭160~140 Ma Cu(Mo)和Mo(W)矿床磷灰石成分特征

东秦岭地区分布有160~140 Ma斑岩、斑岩-矽卡岩型Cu(Mo)和Mo(W)两种不同矿化类型矿床,对两种矿化的成矿岩体中磷灰石进行成分分析,结果显示本次研究的Cu(Mo)和Mo(W)矿床成矿岩体的磷灰石均为岩浆磷灰石,但在主要成分和挥发份上两者具有一定的差异性。相对于Cu(Mo)矿床,Mo(W)矿床成矿岩体的磷灰石具有相对较高的F/Cl比值(分别为81~262和0.8~25)和MnO含量(分别为:0.05%~0.91%,平均为0.25%和0.02%~0.18%,平均为0.07%),说明Mo(W)矿床成矿岩体的岩浆源区具有较为强烈的沉积物源区特征。随着大地构造位置变化,从华北板块南缘到北秦岭,再到南秦岭,成矿岩体中磷灰石的F/Cl比值和MnO含量逐渐降低,说明岩浆源区中幔源物质成分逐渐增多。与此同时矿化类型也逐渐由Mo(W)矿化转变为Cu(Mo)矿化,这也说明成矿岩体岩浆源区特征对矿化类型具有一定的约束性。此外,Cu(Mo)和Mo(W)矿床成矿岩体中磷灰石具有不同的挥发份含量,而且挥发份类型对不同矿化元素具有选择性。相对于Cu(Mo)矿床,Mo(W)矿床的成矿岩体中磷灰石含有相对较高的F含量(2.83%~5.81%,平均为3.97%),较高的F含量能够提高熔体中羟基含量,增强Mo的配分系数,有利于Mo矿化。Cu(Mo)矿床的成矿岩体中磷灰石含有相对较高的Cl含量(0.13%~1.14%,平均为0.45%),主要与Cu在流体相中主要以氯合物形式存在,且Cu在熔体相和流体相间的分配系数与Cl含量呈正相关关系有关。Cu(Mo)和Mo(W)矿床成矿岩体中磷灰石均含有相似的SO3含量(均为0.17%),与斑岩型矿床中含矿岩体磷灰石的SO3范围相一致。但是,相对于典型大型、超大型斑岩型铜矿,东秦岭地区晚侏罗世—早白垩世Cu(Mo)矿床的成矿岩体中磷灰石SO3含量略低,相应的成矿岩浆也具有相对较低的氧逸度和S含量,而这可能是造成区域内Cu(Mo)矿化规模较小的原因之一。     

岩浆热液出溶和演化对斑岩成矿系统金属成矿的制约

岩浆热液过渡阶段对于与岩浆热液有关矿床的形成非常重要。以往的研究多侧重于岩浆结晶阶段和低于固相线的热液阶段过程和演化 ,但对于流体从熔体出溶到熔体最后固结过程的理解却很有限。基于流体包裹体冷热台研究、单个流体和熔体包裹体原位无损成分分析技术 ,并结合挥发份和成矿元素在共存相间分配的实验和质量平衡计算模拟 ,岩浆热液出溶和演化对金属成矿制约的研究取得了很大进展。文中从岩浆中挥发份的出溶和演化、成矿元素在岩浆热液过渡体系各相之间的分配、斑岩矿床成矿流体及与金属成矿的关系、浅成热液矿床成矿流体及与金属成矿的关系几个方面进行了阐述。研究表明 :( 1)岩浆熔体不仅含有足够的挥发性组分 ,而且出溶的挥发份能够被圈闭在流体包裹体中而成为岩浆出溶热液的实物证据。 ( 2 )挥发份和成矿元素不仅在岩浆熔体和出溶的溶液间分配 ,还将在熔体与盐水溶液、熔体与气相以及盐水溶液与气相间进行分配。Cu在岩浆蒸气中比在共存的熔体中要富集数百倍 ,而Cu ,As,Au(可能作为HS配合物 )则偏向于分配进入与液体相共存的蒸气相中。 ( 3 )成矿元素在熔体 /溶液间的分配系数受控于熔体中初始水含量与饱和水含量之比值和岩浆熔体与共存出溶水溶液的w(Cl) /w(H2 O)和w(F) /w(Cl)比值。 ( 4 )斑岩     

花岗岩—H2O—HF体系相关系及氟对花岗质熔体结构的影响

通过在0.1GPa压力下钠长花岗岩-H₂O-HF体系相关系实验获得,随体系F含量的增加,石英的温度稳定域上限升高,长石的温度稳定域上限降低;石英、碱性长石的晶-液平衡热力学计算表明,F导致花岗质熔体中组分SiO₂的活度增加,组分NaAlSi₃O₈和KAlSi₃O₈的活度减小,且NaAlSi₃O₈活度较KAlSi₃O₈活度减小幅度大。这些结果显示了F在花岗质熔体中与Si以外的阳离子Al、Na、K等产生了结合,且F与Na结合的优先性大于K,破坏了具有电荷平衡离子Na、K的AlO₂^-四面体,使熔体架状网格中Si/(Si+Al)和K/Na比值增大。通过F与H₂O对花岗岩体系相平衡的影响比较,作者认为F不与Si结合是它与OH^-在干扰熔体结构方面的最大区别。     

硼在共存水蒸气-富硼熔体之间分配的实验研究及其地质意义

硼作为一种常用的地球化学指示剂和示踪剂,对研究俯冲带岩石学过程、岩浆-热液分异作用、火山活动以及稀有元素、铜、金的成矿机制具有重要意义。硼具有高水溶性和挥发性,它在气体中的分配、迁移能力和存在形式有助于理解含硼矿物的形成条件、流体化学组成的演化趋势、硼同位素的分馏效应和成矿金属的富集机理。本文在200-350℃、0.19-3.43 MPa条件下实验研究了B2O3-H2O体系中硼在共存水蒸气和富硼熔体（液体）之间的分配,平衡时气相中的B2O3含量为1.06%-32.35%。200℃、250℃、300℃和350℃时硼在气体-熔体之间的表观分配系数分别为0.035、0.042、0.20和0.33,即随温度上升,硼在含水气相中的分配和迁移能力增强。含水的富 B 熔体与硼酸稀溶液体系的气体-液体分配系数变化不大,表明B2O3-H2O±NaCl 体系中硼的气-液分配能力受液体或熔体中硼含量的影响较小,而主要与温度有关。经热力学分析,350℃、0.19-1.74 MPa条件下水蒸气中的气态硼物种可能为H3BO3和HBO2,可以预计随水蒸气压力的升高, H2O的配位数将会增大, H3BO3或其他可能的气态物种H3BO3·H2O会变得更为重要。某些火山活动区可见天然硼酸结壳（升华壳）的形成,灼热和干燥的火山岩石表面有利于硼酸从气相中凝析和沉淀。本实验结果表明,某些富硼酸的火山喷气孔气体的形成可能与地下高温火山岩浆（岩体）中存在因液态不混溶作用或晚期出溶作用产生的含水富硼的残余熔体或流体有关,熔体的去气作用或流体的减压相分离导致含水气相的产生,硼则随之大量分配至含水气体中并喷出地表。     

锡在晶体-熔体-流体间分配行为及其对锡成矿的制约

锡矿与花岗岩有着密切的时间、空间和成因联系;与锡矿有关的花岗岩类多具有富硅、过铝、富碱(碱质K2O/Na2O＞1)和贫钙、铁、镁,且分异指数较高的特征;微量元素富含W、Sn、Mo、Bi、Pb,Zn、Rb等大离子亲石元素,亏损Sr、Eu、Ba、Ti、Co、Ni等元素;并富含挥发份F(Cl、B、Li、As).     

东天山一个多相带高铷氟花岗岩的地球化学及成岩作用

东天山星星峡白石头泉含黄玉花岗岩岩体在露头上显示很好的岩性分带，从下至上依次为：淡色花岗岩(a带)，含天河石花岗岩(b带)，天河石花岗岩(c带)，含黄玉天河石花岗岩(d带)以及黄玉钠长花岗岩(e带)。在岩体中存在众多的天河石伟晶岩脉和透镜体，在岩体围岩中还可见到黄玉钠长石脉。岩体的结晶和固结是由下往上进行的。石英和黄玉是最早从熔体中晶出的矿物相，而天河石是由富含流体的残余熔体填隙结晶或与先存矿物反应而成。从a带到e带总的趋势是：(1)随着石英斑晶粒径渐大和晶形渐好，岩石结构从等粒状变为似斑状；(2)天河石和黄玉富集于最上部的三个带；(3)随着Li和(Al Ti)含量的增加，白色云母成份从a，b，c带的铁叶云母演化到d带的铁锂云母；(4)F、H2O、AJ2O3和Na2O含量增加，而SiO，FeO、KO含量和Fe^2 ／Fe^3 比值降低，且在标准矿物Qz-Ab-Or图解上，成分投影向Ab顶角移动；(5)Co、M、Cr、W、Nb、Zr、U、Th、Y、含量和K／Rb、Zr／Hf比值降低，而F、Li、Rb、Ga、V、Sn含量和Rb／Cs、Ga／Al、LaCN／LuCN比值加大；(6)δ^18O从9．25‰-9．75‰下降到7．32‰；(7)石英熔体包裹体均-法温度从860℃-810℃下降到680℃-660℃。上述岩性和地球化学分带是由于岩浆中较高的F和H：O含量，促进了分离结晶和流体搬运的结果。     

四元体系K+,Na+//Clˉ,Brˉ-H2O348K相平衡

用等温溶解平衡法研究了四元体系K+,Na+∥Clˉ,Brˉ-H2O 348 K条件下的相平衡关系,测定了该交互四元体系在相应温度条件下平衡溶液的溶解度和密度,并根据相平衡实验数据绘制了相应的相图.研究结果表明:四元体系K+,Na+∥Clˉ,Brˉ-H2O348 K条件下属于固溶体型,相图中含有1条单变量曲线,2个平衡固相结晶区,无共饱和点.其平衡固相分别为固溶体K(Cl,Br)和Na(Cl,Br),其中固溶体K(Cl,Br)结晶区较大,固溶体Na(Cl,Br)结晶区较小.与同体系313 K条件下的相图相比,348 K时固溶体Na(Cl,Br)·2H2O结晶区消失.     

稀有金属花岗岩的稀土元素四分组效应

本文系统总结了稀有金属花岗岩的稀土元素四分组效应的特点,根据大量分析数据和实验地球化学资料,指出花岗岩的稀土元素四分组效应在熔体-流体共存体系中形成,花岗质熔体的高程度分离结晶(含稀土副矿物相)和与富挥发分(F、Cl)流体的相互作用是形成稀土四分组效应的重要控制因素。据此,本文提出了稀有金属花岗岩的高程度分离结晶-富挥发分流体交代复合成因模型,进行了模型定量计算,并指出,稀土元素四分组效应可作为识别矿化花岗岩的重要标志之一。     

熔体-溶液体系中元素分配系数:新资料及其研究方向

基于近几年来国内外学者测得的熔体-溶液体系中F、Cl、P、CO_2、B、Au、Pb、Zn、Cu、Fe、Mg、Li、Rb、Cs、K、Na、Ca、Sr、Ba、Co、Ni、Be、Mo、W、Si、Al、REE、Sc、Ti、U、Th、Zr、Hf、Nb、Pt、Ir、Pd等元素的分配系数,从元素性质、溶液成分(阴离子和阳离子)、熔体成分和物理化学条件等方面进一步分析总结了分配系数变化规律,并提出了预测未知元素分配系数的元素性质准则、溶液成分准则、熔体成分准则和物理化学条件准则,最后指出了这一研究领域今后的研究方向。     

金在花岗质熔体中溶解度的初步实验研究

以合成花岗岩、水、不同浓度的盐酸溶液、氢氟酸溶液作为反应初始物,在850℃,100 MPa,接近于NNO的条件下开展了金在不同花岗质熔体中溶解度的实验研究,实验固液相产物中的金含量使用石墨炉原子吸收法测定。实验结果显示,金在花岗质熔体中的溶解度变化范围为1.87～156.62μg/g,流体相中金的溶解度为0.31～6.92μg/g;金在熔体相中的溶解度较其在共存液相中的高。花岗质熔体相中金的溶解度明显受熔体化学组成的影响,过碱性富钠花岗质熔体中金的溶解度明显高些;金在花岗质熔体中的溶解度随着熔体中Na2O/K2O摩尔比增大而增大;在氟氯共存岩浆体系中,氟含量变化对金在熔体相中的溶解度影响不明显,而液相中氯含量增大有利于提高金在流体相中的含量。     

冀西北地区环境背景与生态效应

岩（矿）石及水系沉积物地球化学背景值研究表明，冀西北地区Pb,As,Sb,Cd,Ba,F,Te,Bi,In,U,Au,Ag,Zn等元素含量高于地壳克拉克值，岩浆岩类K2O及Na2O含量明显高于中国和世界花岗岩化学成分平均值。在中部金矿床集中区，K2O、Na2O和Te,Se,Au含量明显较高；金矿集中区外围的银铅锌多金属矿床集中区，Cd,As,Sb,Bi,F,In,U,Mo,Mn,Ag,Pb,Zn等元素高密度富集。中－新生代张宣幔枝构造作用决定了冀西北地区地球化学背景及空间变化，直接制约了元素在岩（矿）石－土壤－水－植物－人体循环过程的迁移与分布，以及张家口－北京地区的农业生态环境与人体健康。