Растворимость и формы нахождения цинка и свинца в водно-хлоридных флюидах приТ–Рпараметрах, соответствующих дегазации и кристаллизации гранитоидных магм

Для определения растворимости и возможных форм цинка и свинца в водно-хлоридных флюидах проведено термодинамическое моделирование в системах ZnO(PbO)–водный раствор NaCl (KCl, NaCl + HCl) в широком интервале Т (600–900°С), Р (0.7–5 кбар) и концентраций хлоридов при параметрах, соответствующих кристаллизации и дегазации гранитоидных магм в земной коре. Результаты моделирования показывают, что добавление Cl к водной флюидной фазе в виде Na(K)Cl и HCl приводит к существенному увеличению доли хлорсодержащих комплексов Zn и Pb, а также общей концентрации металлов в растворах, находящихся в равновесии с их твердыми оксидами. В цинксодержащих флюидах гидроксокомплексы Zn(OH) , ZnOH+, Zn(OH) и хлоркомплексы ZnCl , ZnCl+, преобладающие при низких концентрациях хлора (CCl 0.1–0.5 m во всем исследуемом интервале температур и давлениях выше 1 кбар. В свинецсодержащих флюидах Т–Р–Х область доминирования гидроксокомплексов свинца Pb(OH) , Pb(OH) значительно шире по сравнению с цинком, особенно при повышенных температурах (700°C) в щелочной среде. Увеличение CCl сопровождается повышением концентраций и сменой вида доминирующих хлоркомплексов свинца PbCl PbCl PbCl . Концентрация хлоркомплексов Zn и Pb возрастает с повышением давления, понижением температуры, а также с уменьшением рН при добавлении в систему HCl. Показано, что при данных Т–Р–Х параметрах растворимость ZnO в щелочных растворах с низкой концентрацией хлоридов ниже, чем PbO. C повышением CCl и понижением рН концентрация Zn по сравнению с Pb увеличивается более значительно и в кислых растворах в широком диапазоне Т–Р и CCl параметров она превышает концентрацию Pb. Сделан вывод о преобладании хлоридных комплексов цинка (ZnCl , ZnCl ) и свинца (PbCl , PbCl ) в широкой области Т–Р–Х и рН, соответствующих условиям формирования магматических флюидов. Результаты моделирования подтверждают предположение о ведущей роли хлоркомплексов при распределении Zn и Pb между водно-хлоридными флюидами и расплавами гранитоидного состава. Они согласуются с экспериментальными данными по коэффициентам распределения Zn и Pb (D(Zn)f/m, D(Pb)f/m ) между водно-хлоридными флюидами и гранитными расплавами, которые демонстрируют: 1) увеличение D(Zn)f/m и D(Pb)f/m c повышением в водном флюиде концентрации хлоридов Na и К; 2) резкое увеличение D(Zn)f/m и D(Pb)f/m при добавлении к флюидной фазе HCl; 3) более высокие значения D(Zn)f/m по сравнению D(Pb)f/m при данных Т–Р–Х условиях. Предполагается, что экспериментально установленный эффект уменьшения D(Zn)f/m и D(Pb)f/m с давлением (Т и CCl = const) обусловлен увеличением щелочности водно-хлоридного флюида, равновесного с гранитным расплавом, и соответственно уменьшением в нем растворимости цинка и свинца.