硅酸盐熔体结构及水-熔体反应机理

本文对铝硅酸盐熔体结构这一领域的研究成果从以下三个方面作了总结：（1）熔体结构及其物理性质：（2）水-熔体反应机理；（3）熔体结构与压力的关系。熔体结构的变化（结构松弛效应）是熔体粘度、密度、热膨胀性变化乃至粘流发生的根本原因；水与熔体的反应促使熔体粘度降低，不同的水溶解模式的建立是熔体结构研究深入的标志；压力对熔体结构的影响与温度和挥发份（如H2O、F）对它的影响大致相反，压力的增高使熔体结构产生加密效应，而温度的升高和挥发份含量的增加则使熔体发生结构松弛效应。     

硅酸盐熔体结构与岩浆液态不混溶作用

本文简述了硅酸盐熔体结构和岩浆液态不混溶作用的基本特征，计算了玄武岩中基质和液态不混溶共轭熔体对（富铁相和富硅相）的NBO／T值，发现三者具有不同的熔体结构（NBO／T值明显不同），据此总结出硅酸盐熔体结构与岩浆液态不混溶作用之间的内在联系。同时利用硅酸盐熔体结构解释了组分对岩浆液态不混溶作用的影响。     

俯冲带岩浆与岩石的相互作用——关于俯冲板块、地幔、地壳的实验研究

通过对下面四种环境中岩浆混染作用的实验研究:(1)俯冲板块之上;(2)地幔-陆壳边界之下和(3)地幔-陆壳边界之上;(4)浅部地壳内。用含H_2O硅质熔体与橄榄岩或角闪岩之间反应的一系列清楚的边界确定了:(1)混染熔体内的扩散断面和(2)二种物质之间的结晶反应带。由含H_2O的橄榄岩-英云闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩混合物实验确定了一些相界,这些相界能区分从俯冲板块中产生的并经过地幔上升的熔体的混染程度和与橄榄岩(如堆积岩)接触的地壳熔体的混染程度。花岗质熔体在1.5kbar~1)、810℃条件下的化学扩散速度较慢;在10kbar条件下,热的含H_2O的玄武质与流纹质熔体之间的扩散速度比较快。在10～15kbar、920～1050℃条件下,不饱和H_2O的花岗质熔体的熔融前峰通过与作为水源的蛇纹石化橄榄岩相邻的结晶花岗岩时,会发生对流作用。对流运动使混染熔体运移离开扩散带,从而留下一个狭窄的扩散带。壳-幔边界附近岩浆的混染和混合作用速度看来比浅部地壳侵入体中要快得多。产生于板块的熔体的Ca/Mg比值较钙碱性岩石高;而在深部与上覆地幔的混染作用使其Mg/Ca比值比钙碱性岩石高。在壳-幔边界附近,混染熔体的Ca/Mg比值与钙碱性岩石相当。     

花岗岩含矿性问题

<正> 撰写本文是为了答复Я.Н.Белевцев对我们关于岩浆作用与内生成矿作用之间成因关系概念的评论。这些概念是我们根据许多作者的实验资料综合而成的。从这些实验资料来看,在硅酸盐熔体与热液的平衡中,成矿金属主要留存在熔体内,只有很少一部分转入与熔体平衡的溶液中。表1列出了锡在花岗岩熔体与水、水-氯化物热液中分布的例子。可以看出,在与熔体(甚至非常富集锡)平衡的溶液中锡含量极微。在热液离析的情况下,锡基本上留存在花岗岩熔体中,然后在花岗岩熔体内副矿     

CO_2、熔体和麻粒岩变质作用

<正> 许多实验表明,CO_2在硅酸盐熔体中具有一定的溶解度,虽然这种溶解度有限(表1)。这种溶解度取决于熔体的成分,并随温度和压力的降低而降低。由于CO_2与非桥氧起反应而生成碳酸根离子,故聚合得不太强的熔体将会溶解较大量的CO_2。因为水有助于熔体解聚,故CO_2在含水熔体中的溶解度比在同成分的无水熔体中大得多。由于CO_2在硅酸盐熔体中的溶解度比在水中低得多,故CO_2饱和的熔体的结晶温度将比水饱和的熔体的要高。此外,由于在高温、高压下CO_2在熔体中的溶解度增     

氟对人造花岗岩熔体密度的影响

用扫描热量计和膨胀计组合研究了含F人造花岗岩玻璃和液体的密度和热膨胀系数。4．55wt％F的加入（以F2O-1形式）使人造花岗岩液体（750℃）的密度由2．295±0．006g／cm3降至2．261±0．005g／cm3。随F2O-1的加入，液体（750℃）的膨胀系数由29．9±3．0×10－6／℃增高至53．1±1．4×10－6／℃。在人造花岗岩和F2O-1组分的基础上将密度转换成摩尔体积。750℃时这些熔体中的F2O-1的偏摩尔体积经计算是14．2±1．3cm3／mol．此值接近于硅酸盐熔体中几种组分的每个氧原子的摩尔体积。F和O具有相同的离子和共价半径，因此，假如阳离子的平衡配位数不产生附加影响的话，两个F置换一个O则可大致产生所预期的体积变化。这是从淬火熔体中得到的反对这些组成中存在Al的证据。F比B2O2能更有效地降低人造花岗质熔体的密度。本研究报道的F对密度的影响，对F2O-1在明显加速重力驱动富F岩浆体系中的晶体-熔体分异过程中对花岗质熔体粘度降低的影响是一个补充。     

石英-长石熔体中的相关系及其组成与水溶解度的关系

本文给出了Qz－Ab和Qz－Or体系在水饱和及水不饱和状态下2×108Pa和5×108Pa时的液相线关系。这些资料可以说明，（1）等压条件下熔体中水含量的变化和（2）水饱和状态下压力的变化对体系相平衡的影响。二者产生的影响不同，并且取决于所研究的体系。2×108Pa压力下，熔体中水含量增高导致Qz－Ab体系的液相线温度及共结温度降低的程度比Oz-Or体系的高，而共结成分保持不变。相反，P（＝PH2O）由2×108Pa升至5×108Pa的影响主要是使Qz－Ab体系的共结成分向富Ab方向变化，但在Qz－Or体系中观察不到共结组分的改变。等压条件下熔体因其中水含量的变化对两体系影响的差异可能是由于水在含钠熔体中的溶解度比在含钾熔体中高的缘故。不同压力（＝PH2O）下体系的液相线相关系是压力和熔体中水含量影响的综合反映。本研究中，熔体中水含量的变化范围预示着所观察到的相关系的变化涉及到分子水的作用。对铝硅酸盐玻璃及熔体中水溶解机理的光谱资料及现行模式进行了检验，认为不同的铝硅酸盐熔体具有不同的水溶解度是分子水差异结合所致。     

高温高压下络合物实验研究的结果及其地质意义

<正> 一、概述地球化学家们愈来愈重视元素以络合物形式进行迁移的实验研究。络合物的配位键理论也逐步被引进硅酸盐熔体结构分析中。不仅水热相及超临界状态流体相中存在络合物,而且岩浆熔体中一些主量及微量元素也都以配位络合物形式出现。因此,不解决元素迁移形式的问题,就难以了解元素迁移富集的规律及其相互     

硅酸盐液体和玻璃的振动谱学研究

本文描述了振动光谱在硅酸盐液体及玻璃研究中的应用，提供了K2Si2O5和K2Si4O9的最新喇曼光谱资料，讨论了相对于熔体松弛时标的振动光谱时标。基于粘度及热容的实验测定，硅酸盐体系通常被描述为“液体”或“玻璃”。它们的特征测定的时标要比振动光谱实验长得多。由于硅酸盐架状结构在一般实验室温度范围内具较长的结构松弛时间，硅酸盐“玻璃”和“熔体”对振动光谱实验总是表现出相同的无松弛响应。这是“玻璃”与“熔体”光谱十分类似的原因之一。振动光谱很容易用来研究过冷硅酸盐熔体在高于玻璃转变温度Tg的条件下在实验室时标内由于结构松弛而发生的结构变化。对于这种研究，振动光谱是其它光谱方法，包括核磁共振方法在内的一种补充。我们的有关钾二硅酸盐（K－disilicate）和钾四硅酸盐（K－tetrasilicate）玻璃及熔体的喇曼光谱新结果显示出在Tg之上由于结构松弛所发生的效应。K2Si2O5的光谱表明：Q2硅酸盐种属的浓度随温度的升高而增高。我们确定K2Si2O5中2Q3＝Q2＋Q4种属形成的焓变化约为20kjmol－1，这与以前对Na2Si2O5近似的熔体所得到的值相近．对K2Si4O9玻璃，喇曼光谱显示出不同类型结构松弛的证据。在高于Tg时，随着温度的升高，590cm－1附近的强度增大，这可以解释为熔体中三元硅氧     

水在岩浆熔体中的溶解机理──水与硅酸盐熔体反应

本文将有关水-熔体反应研究领域内的最新成果归纳为以下几个方面：（1）硅酸盐熔作中水至少以三种方式存在：分子水、羟基和质子，它们的相对丰度是熔体组成、溶解水含量、温度、压力等多种因素的函数；（2）水的溶解使熔体粘度降低，但这并不一定要求Si-O-Si健的破坏，质子对Na+、K+的置换也产生同样效果，（3）相对于温度和压力而言，熔体的组成对水溶解度的影响程度更高，水的溶解度随富Na和Li组分含量的增加而升高，（4）F、B能促使熔体中水溶解度的升高。     

根据矿物中包裹体的研究资料论稀有金属矿化同酸性岩浆作用的关系

<正> 人们对稀有金属矿化同酸性岩浆作用的关系问题已研究多年,尽管进行了大量研究工作,但仍然还有不少争论不清的问题。看来,要解决这些问题,除了传统的方法外,尚需适当地引入新途径和新方法。本文试图根据用矿物中熔体包裹体和流体包裹体的研究方法所获得的结果,来研究稀有金属矿化与岩浆作用的关系问题。近年来这一方法越来越广泛地用以解决各种与探求所研究的对象的成因有密切联系的问题。本文主要是详述能够阐明《岩浆熔体-热水溶液》体系某些特点的内生作用的基本参数(温度和压力)的     

元古代到白垩纪金伯利岩中上地幔捕虏体的成分

<正> 上地幔岩石是基性、超基性及某些其他成分岩浆的来源。岩浆熔体的熔融及其由上地幔运移到地壳中,这在漫长的地球演化期间是一长期过程。毫无疑问,熔体的熔融并从上地幔岩石中分离出来,不可能在保存下来的残留物的成分中没有反映:地幔物质熔融和分离得越     

压力对玄武质熔体中的 Fe~(3+)/Fe~(3+)比值和铁的结构状态的影响

<正> 对全球性深部熔融的产物——玄武质喷出物进行氧化-还原状况的研究,是认识上地幔含氧状况和挥发组分的手段之一。但是,该项研究中存在一个困难,这一困难是与岩浆熔体从源区向地表运移时氧逸度(fo_2)变化的可能性有关。对于fo_2变化的特性及其发生的可能原因,目前尚有争议。根据用电化学的方     

分离结晶作用的瑞利方程的改进

由Neuman等(1954)根据瑞利分异定律建立的方程表示为C_1/C_0=F~(D-1)由于残余熔体分数与固相x_i中相i质量分数无直接关系,必须规定这些变数之一为一系列任意值。因此利用瑞利方程得出的模拟结果受外部控制,因而也就没有什么实际意义。但是,通过引入变数yi代表固相中与初始质量有关的相i质量,可得F=1-Σy_i,于是以前的方程可改写为C_1/C_0=(1-Σyi)(?)根据该方程式,可能得到其他系统的已知值K_i、G_1和C_0的变数,这里K_i代表固-液分配系数,C_1和C_0分别代表分异熔体和母熔体的浓度。该联立方程组可利用最小二乘法来求解,并可用来研究天然系统。     

分异的玄武岩系中K和Rb的分布特点及指示作用

<正> K 和 Rb 在残余硅酸盐熔体和碱性熔体中的富集,是它们在岩浆作用过程中地球化学行为的突出特点。因此,在现代岩石学中,这两种元素同 Zr、Nb 及稀土元素一样,都列为残余(“不相干”)元素。这与以前综合得出的有关结论——岩浆岩中 Rb 与 K 的含量存在规律性的相关关系以及 Rb 含量随岩浆总碱度的增     

金伯利岩成因的岩石化学和热力学证据

<正> 含金刚石的金伯利岩同上地幔深部层位有密切的关系。这就吸引了许多地质学家去研究金伯利岩和包体的地质学、岩石学和矿物学、金伯利岩和包体的绝对及相对年龄以及从金刚石抽提的气体的组成。 近来,报道了许多与金伯利岩成因有关的实验。在所有压力下CO_2的溶解度都随压力的升高而增大,但是,在5千巴下变得更重要:在高于5千巴的压力下,橄榄岩熔体中CO_2的溶解度以及H_2O的溶解度都增大。而且,H_2O/CO_2比值控制着橄榄岩熔体的分异途径:在X_(H_2O)~v>0.6和120千巴压力下,形成安山岩浆;在X_(H_2O)~v<0.6(X_(CO_2)~v>0.4)时,金伯利岩-碳酸     

高塔熔体造粒生产硝基复合肥工艺危险性分析

针对多起硝酸铵燃爆事故进行了调研,在此基础上对高塔熔体造粒生产硝基复合肥工艺的危险因素进行了分析,并且对此工艺涉及的物料进行了热危险性实验研究;根据调研、分析、研究的结果,提出了保障高塔熔体造粒生产硝基复合肥工艺安全生产的改造建议和生产控制参数。     

元素分配的实验研究

本文引用大量的资料,论述了元素(包括主要元素、微量元素、稀土元素)在两相(不混溶的两熔体相、熔体/溶液相、矿物/熔体相和矿物/溶液相)之间的分配行为;探讨了影响元素在两相间分配的因素——两相的成分、性质,平衡时的物理化学条件(温度、压力,氧逸度)以及元素本身的性质(价态、半径)等;指出了进行元素分配实验研究的意义——元素在两相间的分配行为,有助于地质学家定量模拟岩石的形成、演化过程,准确了解岩石、矿床形成时的物理化学条件以及元素的富集、成矿机理等;提出了一些值得注意的问题。     

熔体在岩石形变中的作用综述──来自实验岩石学的证据

实验岩石学的研究表明,岩石中熔体的出现．可诱发断层作用,加强碎裂流动、位错蠕变和扩散蠕变作用。在给定的条件下,上述四种变形机制在部分熔融岩石中都会起作用,但只有那种能产生最快应变速率的机制占主导地位。而应变速率与岩石中熔体的百分数（体积）有关,因此,当熔体的百分数不同时,占主导地位的变形机制会有所不同。临界熔体百分数曾被当作反映部分熔融岩石流变学特征的一个重要参数,但近期的研究表明,临界熔体百分数受诸多因素的影响,或者说部分熔融岩石根本就不存在这样的植。熔体的出现极大地改变了岩石的流变学特征。     

超镁铁岩熔体的粘度和结晶温度

<正> 在解决某些地球化学和岩石学问题时,岩石熔体的粘度资料是必不可少的。这样的资料非常少;至于超镁铁岩,由于在超高温条件下测定粘度相当复杂,这样资料就更为缺乏。只是由于近年来研究出利用振动粘度计测定熔渣粘度的方法,才得以获得超镁铁岩熔体粘度的大量测定数据。对天然的超镁铁岩系列及其从纯橄榄岩到斜方辉橄岩的混合物、麦美奇岩以及作为对照,对辉长苏长岩、石英闪长岩到斜长花岗岩(表1)进行了研究。