氟氯共存体系锡在流/熔体相间分配的实验研究

为深入了解与含氟花岗岩有关锡矿床的成矿机制,在温度为850℃,压力为100MPa,氧逸度接近NNO的条件下开展了氟氯共存体系锡在花岗质熔体相和共存流体相间分配行为的实验研究.实验通过改变液相中HCl浓度和熔体的铝饱和指数ASI及F含量来观察锡的分配行为.研究结果显示,在氟氯共存的花岗质岩浆体系中:(1)熔体ASI值越高相应锡在流/熔体相间的分配系数DSn越大,过铝质熔体有利于锡分配进入流体相;(2)流体相中HCl浓度越大越有利于锡分配进入流体相中;(3)实验固相产物熔体相中氯含量随体系氟氯含量的增大而升高,且熔体相中氟氯含量具有正相关关系;(4)含F高的熔体(F含量约大于1wt%)有利于锡在熔体相中富集从而可为锡矿的形成提供物质来源,当熔体相中氟含量从约1wt%左右逐渐减小后锡的分配系数明显增大,流体相中HCl浓度越高DSn增涨幅度越大越明显,即氟含量减小后有利于锡分配进入富氯液相中,从而有助于热液型锡矿床的形成.

第一性原理计算约束宏观地质现象的微观机制

微观尺度物理化学机制随着时间推移和空间尺度放大,逐步累积形成在地球系统中能够被直观观测到的大规模地质过程。揭示地质作用过程中隐藏在宏观表象下的微观机制一直是地球科学研究的重要内容。近年来,随着计算能力的提高和计算方法的进步,基于量子力学原理的理论计算方法——第一性原理计算,以精度高、效率高、应用灵活且所得结果可以媲美实验等优势,为构建宏观与微观之间的桥梁提供了一个有力途径。本文归纳总结了第一性原理计算的基本原理,梳理了使用第一性原理计算在研究宏观地质现象的微观机制领域取得的新认识,侧重论述了第一性原理计算在研究矿物物理化学性质、深部熔体性质、同位素分馏机理、元素地球化学行为等方面的应用,并展望了第一性原理计算在未来可能遇到的挑战和发展趋势,为微观机制的计算模拟研究提供帮助。第一性原理计算的发展和应用,增强了人们对地球系统微观机制的理解,为未来地球科学的研究提供了新思路。