硼的气相迁移与富硼火山喷气的成因探讨
硼在气相中的分配、迁移能力和存在形式有助于揭示含硼矿物的形成条件、流体化学组成的演化趋势、硼同位素的分馏效应和成矿金属的富集机理.200～350℃、1.9～34.3bar条件下实验研究了H3BO3-H2O体系中硼在共存水蒸气和熔体之间的分配,平衡时气相中的B2O3含量为1.06～32.35wt％.200～350℃时硼在气体-熔体之间的分配系数为0.035～0.33,即随温度上升,硼在气相中的分配和迁移能力增强.经热力学分析，350℃,1.9～17.4bar条件下水蒸气中的气态硼物种可能为H3BO3和HBO2。世界各地105～886℃火山喷气孔气体中的B含量范围约为13～700μg/g，某些火山活动区可见天然硼酸结壳(升华壳)的形成，灼热和干燥的火山岩石表面(100～235℃)有利于硼酸从气相中沉淀析出。意大利Tuscany火山气体则富含硼酸，从地下喷出的190℃、5bar的水蒸气中B203含量可达9.67wt％。根据本实验结果，200℃时与富硼熔体平衡的水蒸气含B203为1.14～1.94Wt％，水蒸气压力为12.0～14.1bar。如果该体系中的水含量或水蒸气压力降低，当B的气体-熔体分配系数一定时，可以期望水蒸气中的B203含量将会进一步增大。温度更高时则更是如此，本实验300℃时水蒸气含B203可达10～11wt％。这似乎可以解释Tuscany火山富硼气体的成因，即地下火山岩浆(岩体)中可能存在因液态不混溶作用或晚期出溶作用产生的含水富硼的残余熔体相，熔体的减压相分离过程(排气作用)导致气相的形成，硼则随之大量分配至含水气体中。
火山喷气 硼元素 气相迁移 成因机理
张生 陈根文 Seward T M
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 惠灵顿维多利亚大学地理、环境与地球科学学院,新西兰惠灵顿
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2013-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）