РОЛЬ ФТОРА В ГИДРОТЕРМАЛЬНОМ ПЕРЕНОСЕ ОЛОВА Sn(IV) ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Экспериментально определена растворимость SnO2(кр) (касситерит) в растворах H2O-HF±NaF при 25 (1 бар) – 250°C (P нас). При 250°C несколько опытов выполнено в растворах HClO4 и NaOH. В растворах HF основными комплексами Sn(IV) являются гидроксофторидные HSnO2F(р-р) (Sn(OH)3F(р-р)) и SnOF2(р-р) (Sn(OH)2F2(р-р)), последний преобладает при температуре 200°C при высоких концентрациях HF вплоть до 1m [моль·(кг H2O)−1] и является основным гидроксофторидным комплексом Sn(IV) при > 300°C. В щелочных фторидных растворах главным является комплекс SnO2F− (Sn(OH)4F−). Путём согласования новых экспериментальных данных с литературными рассчитаны значения стандартных термодинамических свойств и параметры уравнения модели HKF (Хелгесон-Киркхэм-Флауэрс) для гидроксофторидных комплексов Sn(IV) и комплекса SnO2(р-р) (Sn(OH)4(р-р)), пригодные для моделирования переноса олова до 500°C, 5000 бар с возможностью экстраполяции на более высокие PT-параметры. Растворимость касситерита в кислых фторидных флюидах резко возрастает при увеличении температуры: рост температуры от 100 до 400°C приводит к более чем десятикратному росту растворимости, которая при 400°C, 500 бар достигает 20 ppm при общей концентрации фтора 1 мас. %. В восстановительных условиях зависимость растворимости от температуры будет выражена сильнее за счёт образования комплексов Sn(II) при сверхкритических температурах.

Об авторах

М. Е Тарнопольская

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Email: mashatarnopolskaya@yandex.ru
Москва, Россия

А. В Колоколова

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Москва, Россия

И. Ю Зливко

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Москва, Россия

Б. Р Тагиров

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Москва, Россия

Л. Я Аранович

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

академик РАН Москва, Россия

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).