Fe—Mg—Ca在橄榄石和熔体之间的分配及交换平衡

本文通过实验研究了Ｆｅ－Ｍｇ－Ｃａ在橄榄石和熔体之间的分配及交换平衡，且从热力学角度对其结果进行了理论解释，实验结果显示，Ｆｅ和Ｍｇ在橄榄石和熔体之间的分配系数随温度的升高而减小，而Ｃａ在它们之间的分配不受温度的影响；Ｆｅ－Ｍｇ，Ｃａ－Ｍｇ及Ｃａ－Ｆｅ在橄榄石－熔体之间的交换系数随温度的升高而增大，压力（〈０．１０ＧＰａ）对以上分配及交换系数的影响可忽略不计。理论解释表明，各分配及交换系数亦随熔体     

元素性质和熔体成分对分配系数的影响及其意义

对现有40个元素的熔体-溶液分配系数的综合分析表明,元素性质和熔体成分是控制熔体-溶液间元素分配的重要因素。挥发组分的分配系数为K_F、K_P、>1>K_B、K_S>K_(Cl)。自Au、Ag、Cu、Pb、Zn、→Fe、Mn、Mg、Li、Rb、Cs、K、Na、Ca、Sr、Ba→Sn、Mo、W、Si、Al、∑Ce、∑Y、Nb、Ta,随元素氧化物吉布斯自由能的减小,元素分配系数逐渐增大。随熔体酸度的降低和碱度的增高,元素分配系数普遍增大。随熔体铝过饱和度的增高,Nb、Ta、Zn、REE的分配系数减小。这些变化规律有助于阐明花岗岩类的成矿专属性和成矿分带,评价火成岩的含矿性,预测未知的元素分配系数,并讨论不同熔体间元素的分配行为。     

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.     

金在花岗质熔体与不同成分流体之间分配系数的实验研究

以胶东金矿区的天然花岗岩—— 栾家河岩体为初始物,在150 MPa,850℃条件下研究了金在花岗质熔体与不同成分(NaCl,KCl,Na₂S)、不同浓度(0M,0.5M,1M,2M)流体之间分配系数的变化。结果表明,金在NaCl溶液中的分配系数K_D最高(0.226~0.835),KCl和Na₂S溶液中较低(0.074~0.041),纯水中最低(0.005)。在高温溶液中金的AuCl和AuCl₂^-两种络合物可能都是稳定的。结合胶东花岗岩的流体包裹体成分和成岩作用特点,本文指出,胶东地区对形成金矿最有利的岩体是栾家河中粗粒花岗岩和尚庄斑状花岗岩。     

锡在花岗质熔体和流体中的性质及分配行为研究进展

元素在流/熔体间的交换、分配过程是岩浆热液矿床形成的重要环节,作为与岩浆活动有密切成因联系的典型矿种之一,锡在花岗质熔体和流体中的存在形式、分配行为及其影响因素是认识其成矿机理的关键。锡在花岗质熔体和流体中的分配特征不仅受温度、压力、氧逸度等条件的制约,流体组成和熔体的NBO/T（非桥氧键/桥氧键）、碱含量、AlK/Al(总碱与铝含量比)也是制约锡分配行为的重要因素;挥发分F、Cl对锡在流体、熔体中的地球化学行为影响尤为明显。     

铜在熔体流体间分配实验的研究进展

与花岗岩有关的铜矿床主要为斑岩型铜矿,斑岩型铜矿是铜的主要类型。研究铜在岩浆/流体相转变过程中的分配行为,对深入认识斑岩型铜矿的形成机制有重要意义。本文总结了目前铜在熔体/流体间分配实验的研究进展并分述了流体、熔体对铜分配行为的影响以及目前实验研究存在的问题。     

熔体-流体作用是过铝质岩浆体系产生稀土"四重效应"的机制?——REE在流体/熔体相分配的实验研究

过铝质岩浆体系以存在稀土"四重效应"和等价不相容元素对显著分异(Y-Ho、Nb-Ta、Zr-Hf)为特征[1-2].对于其形成机理,目前普遍认为是岩浆-热液过渡阶段的产物,是熔体与含氟流体作用的结果,即REE在流体-熔体相之间分异所致[3-6].     

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).     

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。     

钨在矿物/熔体和溶液/熔体中的分配行为及其对成矿作用的影响

总结了钨(W)在地球不同圈层、不同相以及不同集合体之间的分配行为,并据此来探讨与花岗岩有关的热液型钨矿床的某些成因机制,并将W矿化所需的较高的浓集系数归因于这一系列不均匀分配行为的累积。同时强调了W在溶液/熔体体系,尤其是富F体系中的分配行为是理解其成矿机理的关键。热液中W主要以钨酸(根)和碱性钨酸盐离子存在,后因流经理化条件(温度、盐度、p H值)骤变而沉淀成矿。     

100MPa、800℃下Mo和W在流体／花岗质熔体相间分配的实验研究

利用“RQV-快速内冷淬火”（外加热冷封式）高温高压实验装置,在100MPa、800℃条件下,以东秦岭地区出露的高钾钙碱性岩浆岩（合峪花岗岩）为实验初始物,实验研究了Mo和W在花岗岩-H2O、花岗岩-NaCl（KCl）-H2O及花岗岩-NaF-H2O体系流体／熔体相间的分配行为。实验结果表明,Mo比W更倾向于分配进入流体相（DMo^流体/溶体〉〉DW^流体/溶体）,相对于纯水体系而言,流体介质中Cl和F的存在均有利于Mo和W向流体相迁移富集,随体系内Cl含量的不断增高,Mo和W的分配系数呈线性增大趋势,而在天然花岗岩可能含有的F含量范围之内,F含量的增高将阻碍Mo、W向流体相迁移,流体介质中Na／K（摩尔比）的变化对Mo和W的分配系数没有明显影响,表明体系碱质（Na或K）类型不是Mo和W在流体／熔体相间分配的主要影响因素。     

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。     

Mg-Cr~(2+)橄揽石、辉石和尖晶石的晶胞参数测定及Cr~(2+)在各晶体结构中的占位

本文用Mg－Cr2+做榄石、辉石、尖晶石的粉晶X射线衍射数据，采取“整体图谱最小二乘Rietveld”方法计算了上述矿物的晶胞参数和摩尔体积，并对Cr2+在各晶体结构中的占位情况进行了研究。结果显示，各矿物的晶胞参数随含Cr2+量的增大而增大。据Vegard定律，推算出各端元组分铬橄榄石（Cr2SiO1）、铬辉石（Cr2SiO2O6）及立方铬尖晶石（Cr3O4）的摩尔体积分别为47．7，68．0，44．9cm3。精化结构参数指示，在橄榄石中，Cr2+随机分配在两个八面体（M1，M2）位置；在辉石中，Cr2+优先选择八面体M2位置；在尖晶石中，Cr2+占置四面体位置。这种晶体内离子分配可从离子半径差别或晶体场稳定能大小得到解释。     

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。     

温度影响溴和铷分配的热力学分析及在钾盐矿床中的应用

在海相蒸发岩矿床的地质-地球化学研究中,常应用盐类矿物中的微量元素来研究钾盐矿床的成因和成矿指示标志,Br、Rb就是其中很重要的2种微量元素。缺硫酸镁型钾盐矿床在成盐过程中会蒸发沉积形成氯化物型的盐类物质, Br、Rb按一定的规律分配到这些盐类物质中而不形成独立矿物。在盐类物质蒸发结晶过程中,Br、Rb在固_液相之间的分配主要受温度控制。文章通过Br和Rb的地球化学特征及微量元素分配的热力学分析,建立了Br、Rb在盐类矿物相中的分配系数与温度间的热力学函数模型:,并探讨了利用这些公式来计算出钾盐矿床结晶作用形成盐类物质时的古温度,这对研究钾盐矿床形成时的古环境、物质基础条件、物理化学条件等具有重要意义。     

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.     

云母、黄玉中F-OH交换平衡及云母+黄玉组合形成的温度和共存流体组成Ig(f_(H_2O)/f_(HF))的估算

本文根据前人关于云母和黄玉的F－OH交换实验成果，分别建立了云母和黄玉的F－OH交换平衡常数方程，并系统阐述了推导这些方程的热力学原理以及利用它们来估算云母＋黄玉平衡组合形成温度和共存流体组成的方法，最后讨论了这一方法的适用条件和存在问题。