●●以下文章网络预出版（在线出版）于2022年12月20日，预计刊于《地质论评》2023年第69卷第1期(2023年1月15日发行纸质版）或2023年第69卷第2期（2023年3月15日发行纸质版）

元素富集机制的研究是重现成矿过程和查明成矿机制的基础,有助于深化对矿床的认识,为找矿提供理论依据。本文总结了近年来关于铅锌元素的迁移与沉淀机制的研究及其应用,包括3种铅锌迁移沉淀模式,4种含铅锌流体驱动模式,铅锌的迁移形式及其沉淀机制;同时简述了我国高温高压实验的发展历程以及4种高温高压模拟实验方法。重点介绍了4种高温高压实验模拟方法及其研究现状：① 高压釜实验;② 热液金刚石压腔—激光拉曼实验;③ 熔融毛细硅管—激光拉曼实验;④ 计算机模拟实验。从封闭—平衡—静止到（半）开放—非平衡—流动、淬火分析到原位观察,应是今后高温高压实验的发展方向。以地质特征为基础,采用高温高压成岩成矿模拟实验结合计算机模拟,精细刻画成矿过程并揭示元素富集机制不仅是解决实际地质问题的有效手段,更是很长一段时间内要为之努力的方向。     

高温高压下石英砂岩的电导率实验研究

利用交流阻抗谱实验技术,在0.5~2.0 GPa、573~873 K和10-1~106 Hz条件下,借助YJ-3000t紧装式六面顶高压设备和Solartron-1260阻抗/增益-相位分析仪测定了石英砂岩的电导率。实验结果表明:在测定的频率范围,样品的复阻抗的实部、虚部、模和相角对频率有很强的依赖性。随着温度升高,电导率增大,lgσT与1/T之间符合Arrhenius线性关系。通过拟合计算,获得了表征样品电学性质的指前因子、活化焓、活化能、活化体积等物性参数。杂质离子导电机制对高温高压下石英砂岩的导电行为提供了合理的解释。     

浅谈高温高压实验地球科学:方法和应用

在过去的二十多年间,高温高压实验地球科学研究得到了蓬勃发展,凭借其高度的灵活性和易于与其他分支学科相结合的优点,在很多不同的研究领域中都取得了令人瞩目的成果,并已发展成为国际地球科学的前沿领域和重要方向之一,同时也是固体地球科学最强有力研究手段之一。相比之下,国内的高温高压实验地球科学研究还显得相对比较薄弱,相关系统性的认识还有待增强。本文对高温高压实验研究的发展历程、方法原理、仪器设备以及在地球科学研究中的一些应用进行简单的介绍,旨在让更多的国内学者对这一领域有更深入的了解。     

Na2SnF6水解反应的高温高压实验方法研究

用四种不同类型高压釜研究Na2SnF6在200--647℃,、1kbar条件下的水解特征。实验表明,淬火速率影响实验结果的精度。快速淬火高压釜及金袋摇摆釜是研究这类化学平衡反应的理想设备，采用水解法可获得水解常数及热焓。     

闪长玢岩的钠长石化与铁质活化的高温高压实验研究

在我国的山西、山东、河北、河南、湖北以及宁芜地区，都陆续发现了一批成因类型相似的磁铁矿床，其主要特点是：1.大多数矿床受中奥陶统(北方)或中三迭统(南方)地层层位的控制；2．具有接触交代矿床的特征；3．磁铁矿床大都产在闪长岩与碳酸盐岩的接触带上；4.蚀变交代作用明显，钠长石化广泛发育。我们认为，矿床的铁质来源是富含氯化钠的高温热液，在交代闪长岩的过程中，淋滤富集了铁及其伴生元素。     

葡萄石的热膨胀性与压缩性及其地质意义

利用同步辐射X射线衍射及拉曼光谱技术对葡萄石分别进行了原位高温及原位高压实验。原位高温实验结果表明葡萄石的热膨胀系数为K=1. 77(3)×10~(-5)K~(-1),轴向热膨胀系数具有各向异性(α_aα_bα_c),葡萄石在1073K时开始发生脱水反应,分解为钙长石及硅灰石。原位高压X射线衍射实验结果表明,在大于12. 4GPa时,葡萄石的晶胞参数发生不连续变化,可能发生了相变;在24. 0GPa左右,葡萄石发生不可逆的非晶化转变。原位高压拉曼光谱表明,葡萄石在12. 6GPa左右发生相变,这一相变很可能与其[(Si,Al)O_4]四面体中的Si发生有序排列有关。结合葡萄石的热膨胀性及压缩性,我们确定了葡萄石在高温高压下的稳定范围,这一结果对认识上地幔中含水矿物的状态以及地幔中水的来源有重要意义。     

地球深部流体中的有机质与金刚石生长北大核心CSCD

金刚石代表了地球深部微量的碳存在,其成因对于理解行星演化的动力学机制、挥发分循环以及氧化还原状态演变等具有重要意义。在俯冲带环境,金刚石的形成和挥发分的循环密切相关。地球内部的碳通量主要受变质脱碳作用和碳酸盐溶解作用形成的相对氧化的水质流体的调节和控制。在深部C-H-O流体中,碳由随流体迁移到最终饱和形成金刚石的过程主要受碳在流体中溶解度的控制,而后者则受高温高压条件、pH值、氧化还原环境、溶质结构和岩石中缓冲矿物组合等多种因素的影响。     

高温高压下成矿元素运移聚集模拟实验

通过不同温度和压力下岩块受力变形的模拟实验,证实了岩块受力变形导致成矿元素的迁移和富集,发现了高温高压下不同元素在同一温压条件下和同一元素在不同温压条件下具有不同的迁移和富集规律。实验表明,构造应力对许多内生金属矿产的形成、矿产中成矿元素的分带现象等都具有十分重要的作用。      

晋冀内蒙交界区下地壳流变性质的实验研究及其构造演化意义

酸性和基性麻粒岩的高温度压实验表明,基稳态流动律分别为：ε＝２０．７ｅｘｐ（－２８８／ＲＴ）·Δσ＾３．０和ε＝１０＾６．５９ｅｘｐ（－４２５／ＲＴ）·Δσ＾３．０２,并可与加拿大地盾的麻粒岩流动津相比。在下地壳的温度７００℃-１０００℃、压力１．０Ｇｐａ-１．２ＧＰａ和应变率１０＾－４／ｓ￣１０＾－７／ｓ条件下,岩石变形以韧性变形为主,并发育韧性剪切带,其中辉石和斜长石极易发生动态重结晶及定向排成线理,石英则巳静态恢复,此结果与野外观察的吻合。下地壳的宏观流变模型显示,增厚型下地壳存在一厚的低蠕变强度层,减薄型地壳则上地壳也出现低强度层,太陆下地壳这种低蠕变强度层的流变性质有助于岩石圈增厚和减薄的发生。     

煌斑岩—硫化物熔体液态不混溶作用的高温高压实验研究

本文以云南老王寨金矿区煌斑岩和黄铁矿为初始物,在1.5～3.0GPa、1162～1560℃条件下进行了煌斑岩—硫化物熔体液态不混溶作用实验。结果表明,煌斑岩硫化物熔体的液态不混溶作用可能发生于岩浆演化的早期（高压条件）,但如有硫存在,在岩浆演化的各个阶段（高压条件→低压条件）均可能出现煌斑岩硫化物熔体的液态不混溶作用;与煌斑岩熔体分离的硫化物熔体在温度场、压力场中作定向运移,逐渐聚集于相对低温、低压区;由于硫化物熔体的密度相对较大,因而与煌斑岩熔体之间出现明显的分层现象。