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锡在高温气相里的迁移实验与南岭大厂矿区100号矿体形成机制 被引量：5
1
作者 张雪彤 张荣华 胡书敏 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期716-735,共20页
我国著名大型锡矿大厂矿区的100号矿体是一个不规则的大脉状矿体，由质密锡铅锌矿石组成。该大脉矿体长度约1200多米。大厂矿区矿床形成过程有两个主要矿化阶段：早期锡石硫化物阶段和晚期的硫盐锡石多金属矿化阶段。矿物流体包体数据... 我国著名大型锡矿大厂矿区的100号矿体是一个不规则的大脉状矿体，由质密锡铅锌矿石组成。该大脉矿体长度约1200多米。大厂矿区矿床形成过程有两个主要矿化阶段：早期锡石硫化物阶段和晚期的硫盐锡石多金属矿化阶段。矿物流体包体数据表明：早期形成于300～400℃（450℃）条件下，有高盐度流体包体与低盐度流体包体共存，流体处于从超临界流体进入近临界的气液两相不混溶区过渡阶段，有流体沸腾现象；晚期流体盐度变化小处于降温过程。而100号矿体形成于300～360℃，压力较低，仅为8．24MPa。本次研究设计一含锡溶液从超临界态进入亚临界态的气液不混溶区的实验，研究金属在气-液间再分配过程。实验模拟一个非平衡的气液分离反应动力学过程。重点研究含Sn-NaHCO3-HCl-H2 O在近临界压（25～22MPa）和8～14MPa、380～300℃条件下，在亚临界态气-液两相不混溶区时相分离过程。气液分离实验是恒压降温过程。结果表明：近临界区NaHCO3-HCl-H2 O的NaCl-H2 O体系出现气-液（L-V）分离现象。降温远离临界点时，在 V 与 L 相里的 Na、Cl浓度比：Na（V/L）、Cl（V/L）比值多数远小于1，Na、Cl主要分布在液相里。实验表明出现含Sn溶液的V-L两相分离过程，并且，Sn已在L-V 间再分配，Sn（V/L）多数大于1。说明Sn 多数情况下分布于气相里（贫NaCl 富 H2 O-CO2）。在380～250℃范围内 NaCl-H2 O-CO2体系包含的 H2 O-CO2体系也出现 V-L 两相不混溶区。实验发现H2 O-CO2的L-V分离过程中，气相里 HCO-3和CO2-3分布很少，CO2多。同时，锡在 H2 O-CO2的L-V 间也存在再分配，锡分布在富CO2气体里。实验说明富CO2气体迁移锡。实验为地质解释提供依据，说明100号矿体形成于快速减压的大型裂隙条件下。在300～360℃下压力减低，使含金属流体迅速进入L-V两相不混溶区，气体快速迁移金属，快速沉积金属矿石。 展开更多
关键词 近临界点 两相不混溶区 气体-液体分离过程 气体迁移金属 锡石硫化物矿床 南岭大厂矿区
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金铜在气相中的迁移实验及矿石的成因 被引量：28
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作者 张荣华 胡书敏 张雪彤 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期705-714,共10页
文章报道了金属在高温高压气相的迁移实验研究，并阐明气相中迁移金属的成矿作用。实验是使含金属的流体在高温、高压的超临界态条件下通过相分离装置，在减低温度压力下实现气液相分离过程，收集气液相分离物，研究金属在气、液两相里... 文章报道了金属在高温高压气相的迁移实验研究，并阐明气相中迁移金属的成矿作用。实验是使含金属的流体在高温、高压的超临界态条件下通过相分离装置，在减低温度压力下实现气液相分离过程，收集气液相分离物，研究金属在气、液两相里的再分配。含金属（如金、铜）的NaHCO3-HCl-H2O流体在250～300℃的相分离过程实验结果表明：金属可以分布到气相里。根据金铜流体的实验结果，结合矿床调查，推测金属可以在地球深部以气体形式迁移。含金属的CO2-HCl-NaCl流体（气相）可以携带金属（金、铜），从岩石圈深部运输到地壳，甚至地表。金铜矿床矿石的形成过程中气体迁移金属起着重要作用。 展开更多
关键词 地球化学 含金属流体 气体内迁移金属 相分离实验 矿石成因 亚临界区
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临界区流体与矿物和岩石在地球内部极端条件下的反应 被引量：11
3
作者 张荣华 张雪彤 胡书敏 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期53-67,共15页
极端条件下水热化学反应是一个新的科学问题。借助于高温超高压原位直接测量方法、各种谱学方法和同步辐射光源技术研究地球内部流体物质相互作用,可以获得反应过程的产物的分子-原子尺度信息,这些信息可以提供认识极端条件下水和矿物(... 极端条件下水热化学反应是一个新的科学问题。借助于高温超高压原位直接测量方法、各种谱学方法和同步辐射光源技术研究地球内部流体物质相互作用,可以获得反应过程的产物的分子-原子尺度信息,这些信息可以提供认识极端条件下水和矿物(岩石)反应动力学的新实验途径。地球内部的流体性质随所处高温高压条件发生变化。水的密度、介电常数等物理参数随温度压力变化而改变,在临界态会出现突变。水的性质的剧变会影响水与岩石(矿物)相互作用。文中报道了在极端条件下(20～435℃和23～35MPa)实验测量矿物(钠长石、辉石、石英和阳起石等)和岩石(玄武岩、正长岩)在水溶液里的溶解反应速率的研究结果,发现矿物里各种不同类型金属离子与水反应的速率不同,随温度变化而改变。在升温过程中,进入临界态时,矿物(岩石)与水反应出现一次反应速率的涨落。在恒压升温过程中(临界压力,或略高于临界压力),硅酸盐矿物溶解速率会逐步升高,如硅近临界区(300℃)抵达最大值,然后随升温溶解反应速率减低。地球内部的流体由深处上升到浅处,会从超临界区域进入近临界的气与液的两相不混溶区域。含金属流体里的金属会在气相与液相分离时出现再分配。实验表明:金属Au、Cu、Sn、W、Zn会进入气相,气体可以迁移金属。事实说明:地球内部流体结构和性质从深到浅在不断变化,在跨越临界区时的水的性质异常变化会导致水与矿物(岩石)反应动力学涨落,并且促使金属在临界区出现沉淀和在气液相分离过程中进行再分配及迁移。 展开更多
关键词 地球内部高温超高压 临界态 流体性质 分子谱 化学动力学 气体迁移金属
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