| 温度、浓度对流体中氟钛络合物水解的影响:对深部地质过程中钛元素活动的制约 |
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| 引用本文： | 何俊杰,丁兴,王玉荣,孙卫东,傅斌.温度、浓度对流体中氟钛络合物水解的影响:对深部地质过程中钛元素活动的制约[J].岩石学报,2015,31(3):802-810. |
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| 作者姓名： | 何俊杰 丁兴 王玉荣 孙卫东 傅斌 |
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| 作者单位： | 中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室, 广州 510640;中国科学院大学, 北京 100049;中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室, 广州 510640;中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心, 北京 100101;中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室, 广州 510640;中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室, 广州 510640;中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心, 北京 100101;中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室, 广州 510640 |
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| 基金项目： | 本文受科技部973项目(2012CB416703)和国家自然科学基金项目(41090373、41421062、41372005)联合资助. |
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| 摘 要： | Ti是自然界中丰度最高的高场强元素(HFSE),其主要赋存矿物——金红石的溶解度决定了俯冲带HFSE的活动与循环。而富氟流体被认为是影响Ti等HFSE能否活化、迁移的重要因素。本文对不同浓度的氟钛络合物(K2Ti F6)在100MPa压力和200~500℃温度下的稳定性进行了研究,结果显示其在热液条件下发生显著水解,水解程度与温度和初始浓度密切相关,即温度越高、初始浓度越低,则水解程度越剧烈。对实验数据进行拟合,首次获得了K2Ti F6的表观水解常数与温度的关系式:-ln K=(8972±788)/T-(4.16428±1.40362),其中获得的热力学参数为:ΔrHΘ=74.59±6.55k J/mol,ΔrSΘ=34.62±11.67J/(mol·K)。同时,运用上述获得的关系式将温度推广到俯冲带条件,计算了金红石溶解度和流体中Ti的最大迁移量之间的关系。结果显示,当金红石的溶解度大于1000μg/m L时,富F流体能有效迁移的Ti大于1μg/m L;随着金红石溶解度的增加,Ti的有效迁移百分比也逐渐增大,但俯冲流体中Ti的最大迁移量可能不超过6700μg/m L,比之前的预计要低得多。本文的研究证实了富F流体能最大程度活化并迁移Ti等HFSE。其中,对于岩浆-热液体系而言,F主要通过在岩浆中预富集,然后再大量分配进入晚期流体中而形成富F流体;对于俯冲带而言,多硅白云母的脱水或热解是形成富F流体/超临界流体的有效途径。
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| 关 键 词： | 氟钛络合物 水解 俯冲带流体 钛活动 氟钛酸钾 |
| 收稿时间： | 2014/8/29 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2014/10/13 0:00:00 |
The effect of temperature and concentration on hydrolysis of fluorine-rich titanium complexes in hydrothermal fluids: Constraints on titanium mobility in deep geological processes |
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| HE JunJie,DING Xing,WANG YuRong,SUN WeiDong and FU Bin.The effect of temperature and concentration on hydrolysis of fluorine-rich titanium complexes in hydrothermal fluids: Constraints on titanium mobility in deep geological processes[J].Acta Petrologica Sinica,2015,31(3):802-810. |
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| Authors: | HE JunJie DING Xing WANG YuRong SUN WeiDong and FU Bin |
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| Institution: | Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China;University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;State Key Laboratory of Isotope Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China;CAS Center for Excellence in Tibetan Plateau Earth Sciences, Beijing 100101, China;State Key Laboratory of Isotope Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China;Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China;CAS Center for Excellence in Tibetan Plateau Earth Sciences, Beijing 100101, China;Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | F-Ti complex Hydrolysis Subduction-zone fluid Ti mobility K2TiF6 |
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