Fe-Mg-Ca在橄揽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（＜o．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馆体中SiO2的活度增大而增大；由于温度、压力和熔体成分三者之间相互关联，Fe－Mg－Ca在橄榄石和熔体之间的分配及交换系数与温度、压力和熔体成分的关系其实是三者作用的综合效应结果；在不同的研究中，温度、压力及格体成分的范围不同，即各因素作用的程度不一致，且温度和压力与熔体成分的关系不一样，它们作用的综合效应也就有了差别。因此，在各研究之间，Fe－Mg－Ca在橄榄石－熔体之间分配和交换系数的大小，以及它们与温度、压力，或熔体成分的关系，即有吻合也有相左。     

矿物—熔体间元素分配系数资料及主要变化规律

本文提供了不同成分的8大类主岩(偏铝质(超)基性岩、过碱性(超)基性岩、偏铝质中性岩、过碱性中性岩、偏铝质酸性岩、过碱性酸性岩、过铝质酸性岩、超酸性岩)中28个矿物(橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、角闪石、黑云母、金云母、斜长石、钾长石、石英、磁铁矿、钛铁矿、石榴石、锆石、磷灰石、绿帘石、黄玉、榍石、堇青石、蓝方石、石榴石、霞石、白磷钙矿、镁铁钛矿、板钛矿、黄长石、钙钛矿、尖晶石、金红石)的69个化学元素(Li、Rb、Cs、K、Na、Ca、Sr、Ba、Mn、Fe、Mg、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Be、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc、Cr、In、Ga、Al、B、Cd、Sb、Bi、U、Th、Zr、Hf、Si、Ti、Ge、Sn、Mo、Nb、Ta、W、V、P、F、Cl、S、N、O、C、As、Pu、Re、Os、He、Ne、Ar、Xe、Kr)和1个化学一价原子团OH的分配系数。综合分析对比表明,矿物、熔体的成分和结构是分配系数的最重要的控制因素。对前人未讨论过的矿物结构和熔体铝过饱和度这两个因素应引起重视。最后,本文分析了矿物-熔体间元素分配系数的研究现状、存在问题,指出了这一领域今后的研究方向。     

硅饱和熔体-橄榄岩反应与残留橄榄石的成分解耦

以下几个基本事实使橄榄石的相容元素地球化学研究在探讨地幔组成与地幔过程方面具有重要意义:(1)大于50%的上地幔是由橄榄石组成的,因此幔源岩浆一般被认为生成于与橄榄石平衡的环境;(2)橄榄石是玄武岩中的常见矿物,是玄武质岩浆中最早结晶的矿物,因此最有可能记录原始岩浆的相容元素地球化学特征;(3)橄榄石几乎不含不相容元素,但相容元素(Ni、Mn、Co、Ca、Al、Cr)含量较高,一般在100×10-6～5000×10-6之间,分析条件容易满足;(4)原始岩浆的不相容元素含量容易受到部分熔融程度的影响,而相容元素的含量主要受源区岩性(橄榄石、辉石的含量)的控制.     

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.     

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。     

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。     

杭州湾及其邻近海域沉积物中Fe、Mn、Ca、Mg的地球化学研究

本文通过对杭州湾及其邻近海域29个站位的表层沉积物化学、粘土矿物及碎屑矿物资料的分析,详细研究了开放型海湾沉积物中Fe、Mn、Ca、Mg元素地球化学特征。研究表明,1)与同类型海湾相比,杭州湾显示高Fe、Mn、Mg低Ca的特点。表明物质来源丰富,而生物作用较弱;2)Fe、Mn主要来自长江和钱塘江径流搬运,受粘土控制。Mg主要来自粘土对海水中Mg2+的吸附,同时受上覆水盐度的影响;3)北区元素间关系明显的比南区强烈,表明南区物质来源较北区复杂;4)主断面沉积物中Mg/Ca由河口向海洋增加,并与有机碳呈明显的正相关,显示杭州湾及邻近陆架区可能发生着原始碳酸盐（钙）白云岩化的反应。     

杭州湾及其邻近海域沉积物中Fe、Mn、Ca、Mg的地球化学研究

本文通过对杭州湾及其邻近海域29个站位的表层沉积物化学、粘土矿物及碎屑矿物资料的分析,详细研究了开放型海湾沉积物中Fe、Mn、Ca、Mg元素地球化学特征。研究表明,1)与同类型海湾相比,杭州湾显示高Fe、Mn、Mg低Ca的特点。表明物质来源丰富,而生物作用较弱;2)Fe、Mn主要来自长江和钱塘江径流搬运,受粘土控制。Mg主要来自粘土对海水中Mg~(2+)的吸附,同时受上覆水盐度的影响;3)北区元素间关系明显的比南区强烈,表明南区物质来源较北区复杂;4)主断面沉积物中Mg/Ca由河口向海洋增加,并与有机碳呈明显的正相关,显示杭州湾及邻近陆架区可能发生着原始碳酸盐(钙)白云岩化的反应。     

新疆哈密黄山东镁铁—超镁铁杂岩体中橄榄石的化学成分及其岩石学意义

黄山东镁铁-超镁铁杂岩体中的橄榄石为主要造岩矿物,其化学成分与寄主岩(?)有关,具有一定的变化范围:角闪辉长岩相中为透铁橄榄石(Fo:64—73);超镁铁岩相中为贵橄榄石(Fo:81—85);在化学成分中,TiO_2,Al_2O_3和CaO;FcO,MnO和CoO;MgO和NiO各自呈正相关,而组与组之间却表现为负相关或相关性不明显。由此得出:杂岩体的侵入序次为角闪辉长岩相在先,超镁铁岩相在后;杂岩体的原始岩浆为玄武岩浆,在其侵位过程中曾发生过金属硫化物的深部熔离作用并由富MgO到富FeO演化;岩浆开始结晶的温度为1783℃,该温度同时也代表了母岩浆温度的下限。     

钼在花岗质熔体相和流体相间的分配实验

在750—850℃、(1.5—2.5)×10~8Pa条件下,以玻璃或凝胶作为初始样品,研究了钼在流体相和花岗质熔体相间的分配系数,同时还测定了铁、钙、钾的分配系数。解释了斑岩型钼矿床的可能成矿作用。     

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。     

Mg—Cr^2＋橄榄石,辉石和尖晶石的晶胞参数测定及Cr^2＋在各晶体结构…

本文用Ｍｇ－Ｃｒ＾２＋橄榄石、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Ｃｒ＾２＋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Ｃｒ＾２＋量的增大而增大。据Ｖｅｇａｒｄ定律，推算出各端元组分铬橄榄石（ＣＦ２ＳｉＯ４）、铬辉石（Ｃｒ２ＳｉＯ２Ｏ６）及立方铬尖晶石（Ｃｒ３Ｏ４）的摩尔体积分别为４７．７，６８     

镁铁橄榄石系列的高压合成及其X射线衍射和红外光谱研究

橄榄石是上地幔的主要造岩矿物,也是陨石和月岩的重要矿物成分。研究镁铁橄榄石系列矿物,对探讨岩石圈和行星的物质演化、陨石的形成条件等具有重要意义。本实验在30kbar和1000—1200℃的含水条件下,由等化学计量的氧化物合成了从镁端员到铁端员的镁铁橄榄石完整系列矿物共五个样品。并对它们进行了X射线粉晶衍射、化学分析和红外光谱研究。结果表明随Fa值的增加,其晶胞参数呈连续地线性增加,并且有很好的相关关系:a=4.746+7.64×10~(-4)Fa(r=0.999);b=10.172+3.03×10~(-3)Fa(r=0.999);c=5.967+1.03×10~(-4)Fa(r=0.998)。r为相关系数。另外,随Fa值的增加,红外吸收频率降低,也存在着很好的线性相关关系。这表明镁铁橄榄石系列是完全固溶体系列,与镁铁置换有关,与阳离子的占位无关。这表明在合成的橄榄石结构中镁铁的分布基本上是无序的。而镁铁的质量、离子半径和负电性的差异是引起上述参数规律性变化的原因。红外光谱带的分裂则是橄榄石矿物结构中位置对称性降低的必然结果。     

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。     

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。