水热体系中Na_2SO_4/K_2SO_4溶解度的热力学计算

硫酸盐流体是自然界中的常见热液,其盐度可以为成矿流体演化、成矿元素的迁移富集和矿床类型的划分等提供重要信息。但是现有文献报道的Na_2SO_4和K_2SO_4溶解度多是在饱和蒸气压条件或超临界条件下,而对于低温成矿热液体系的实验研究较少。热力学计算是研究流体性质的重要手段,特别是在实验结果较少的温压范围内起着重要作用,但是利用热力学模型来计算硫酸盐溶解度的工作却少有开展。使用Pitzer模型,利用Na_2SO_4和K_2SO_4溶液高温高压条件下的密度数据,使用非线性最小二乘法拟合,获得了压力对Na_2SO_4和K_2SO_4的活度系数及其溶解过程中的标准偏摩尔体积影响的模型参数,评价了压力对其活度系数和标准偏摩尔体积的影响。结合文献中饱和蒸气压下的相关参数,构建了温度范围为0～250oC,压力范围为0.1～40.0 MPa,Na_2SO_4和K_2SO_4溶解度的热力学计算模型。模型计算结果与文献数据吻合较好。计算结果还显示,压力对Na_2SO_4和K_2SO_4的平均活度系数和溶度积都有正向的促进作用,但是由于平均活度系数随压力的变化更大,导致Na_2SO_4和K_2SO_4的溶解度随压力的增大而降低,并且随着温度的升高这种降低的程度变得更大。