THE ROLE OF FLUORINE IN HYDROTHERMAL TRANSPORT OF TIN Sn(IV) FROM EXPERIMENTAL DATA

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The solubility of SnO2(cr) (cassiterite) in H2O-HF±NaF solutions was determined at 25 (1 bar) –250°C (P sat). Several experiments were carried out in HClO4 and NaOH solutions at 250°C. In HF-bearing solutions, the main Sn(IV) species are the hydroxofluoride complexes HSnO2F(aq) (Sn(OH)3F(aq)) and SnOF2(aq) (Sn(OH)2F2(aq)), the latter predominating at 200°C at high HF concentrations up to 1m [mol (kg H2O)−1] and being the main hydroxofluoride complex of Sn(IV) at >300°C. In alkaline fluoride solutions, the main complex is SnO2F− (Sn(OH)4F−). New experimental data were regressed together with literature data with calculation of the standard thermodynamic properties and parameters of the HKF (Helgeson-Kirkham-Flowers) model equation of state for Sn(IV) hydroxofluoride complexes and SnO2(aq) (Sn(OH)4(aq)) complex. These parameters are suitable for modeling tin transport up to 500°C, 5000 bar with the possibility of extrapolation to higher PT parameters. The solubility of cassiterite in acidic fluoride fluids increases sharply with increasing temperature: an increase in temperature from 100 to 400°C leads to a more than tenfold increase in solubility, which at 400°C, 500 bar reaches 20 ppm at a total fluorine concentration of 1 wt. %. Under reducing conditions, the dependence of solubility on temperature will be more pronounced due to the formation of Sn(II) complexes at supercritical temperatures.

Sobre autores

M. Tarnopolskaia

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry

Email: mashatarnopolskaya@yandex.ru
Moscow, Russia

A. Kolokolova

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry

Moscow, Russia

I. Zlivko

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry

Moscow, Russia

B. Tagirov

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry

Moscow, Russia

L. Aranovich

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry

Academician of the RAS Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Барсуков В.Л. Основные черты геохимии олова. М.: Наука, 1973. 150 с.
  2. Бортников Н.С., Аранович Л.Я., Кряжев С.Г., Смирнов С.З., Гоневчук В.Г., Семеняк Б.И., Дубинина Е.О., Гореликова Н.В., Соколова Е.Н. Баджальская оловоносная магматогенно-флюидная система (Дальний Восток, Россия): переход от кристаллизации гранитов к гидротермальному отложению руд // Геология руд. Месторождений. 2019. Т. 61. № 3. С. 3–30.
  3. Lehmann B. Formation of tin ore deposits: A reassessment // Lithos. 2021. V. 402–403. 105756.
  4. Heinrich C.A. The chemistry of hydrothermal tin (-tungsten) ore deposition // Econ. Geol. 1990. V. 85. P. 457–481.
  5. Wang T., She J.-X., Yin K., Wang K., Zhang Y., Lu X., Liu X., Li W. Sn(II) chloride speciation and equilibrium Sn isotope fractionation under hydrothermal conditions: A first principles study // Geochim. Cosmochim. Acta. 2021. V. 300. P. 25–43.
  6. Li J.-X., Ding L., Evans N.J., Xu F., Fan W.-M., Zhang L.-Y., Cai F.-L., Guan Q.-Y., Yue Y.-H., Xie J. Garnet geochemistry reveals late-stage oxidation of tin-bearing fractionated granite // Lithos. 2024. V. 464–465. 107449.
  7. Клинцова А.П., Барсуков В.Л., Шемарыкина Т.П., Ходаковский И.Л. Экспериментальное определение констант устойчивости гидроксофторидных комплексов четырёхвалентного олова // Геохимия. 1975. № 4. С. 556–565.
  8. Дорофеева В.А., Коваленко Н.И., Рыженко Б.Н. Система SnO2–HF–NaF–H2O при 500°C, 1 кбар и летучести буфера Ni/NiO. Уточнение констант устойчивости Sn(II) фторидных комплексов и HF2– // Геохимия. 1994. № 5. С. 755–759.
  9. Тарнопольская М.Е. Реуков В.Л., Акинфиев Н.Н., Аранович Л.Я., Зотов А.В. Растворимость NaFкр в воде при температурах 5–443°C и термодинамические свойства F– и NaFaq // Доклады академии наук. Науки о Земле. 2025. T. 521. № 1. C. 86–91.
  10. Tanger IV J.C., Helgeson H.C. Calculation of the thermodynamic and transport properties of aqueous species at high pressures and temperatures: revised equations of state for standard partial molal properties of ions and electrolytes // Amer. J. Sci. 1988. V. 288. P. 19–98.
  11. Шваров Ю.В. HCh: Новые возможности термодинамического моделирования геохимических систем, предоставляемые Windiws // Геохимия. 2008. № 8. С. 898–903.
  12. Shvarov Yu.V. A suite of programs, OptimA, OptimB, OptimC, and OptimS compatible with the Unitherm database, for deriving the thermodynamic properties of aqueous species from solubility, potentiometry and spectroscopy measurements // Appl. Geochem. 2015. V. 55. P. 17–27.
  13. Коваленко Н.И., Рыженко Б.Н., Велюханова Т.К., Барсуков В.Л. О растворимости касситерита в растворах HF и формах переноса олова надкритическими флюидами // Доклады АН СССР. 1986. Т. 290. № 1. С. 211–214.
  14. Migdisov A.A., Williams-Jones A.E., van Hinsberg V., Salvi S. An experimental study of the solubility of baddeleyite (ZrO2) in fluoride-bearing solutions at elevated temperature // Geochim. Cosmochim. Acta. 2011. V. 75. P. 7426–7434.
  15. Gamsjäger H., Gajda T., Sangster J., Saxena S.K., Viogt W. Chemical thermodynamics of tin // Chemical Thermodynamics. V. 12. Paris, France: OECD Publications, 2012. 609 p.
  16. Kokh M.A., Akinfiev N.N., Pokrovski G.S., Salvi S., Guillaume D. The role of carbon dioxide in the transport and fractionation of metals by geological fluids // Geochim. Cosmochim. Acta. 2017. V. 197. P. 433–466.
  17. Sverjensky D.A., Harrison B., Azzolini D. Water in the deep Earth: The dielectric constant and the solubilities of quartz and corundum to 60 kb and 1200°C // Geochim. Cosmochim. Acta. 2014. V. 129. P. 125–145.
  18. Sverjensky D.A., Shock E.L., Helgeson H.C. Prediction of thermodynamic properties of aqueous metal complexes to 1000°C and 5 kb // Geochim. Cosmochim. Acta. 1997. V. 61. P. 1359–1412.
  19. Sorokin V.I., Dadze T.P. Solubility and complex formation in the systems Hg–H2O, S–H2O, SiO2–H2O and SnO2–H2O / In: Fluids in the Crust. Springer Netherlands. 1994. P. 57–93.
  20. Duc-Tin Q., Audétat A., Keppler H. Solubility of tin in (Cl, F)-bearing aqueous fluids at 700°C, 140 MPa: A LA-ICP-MS study on synthetic fluid inclusions // Geochim. Cosmochim. Acta. 2007. V. 71. P. 3323–3335.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».