第七届青年地学论坛

金属络合物水解机制对金属元素在流体中的溶解、迁移、沉淀以及成矿起着极其重要的作用（Ding et al., 2018）。近年来，越来越多地质证明与实验研究表明铂（Pt）在流体（尤其是含氯流体）中可以迁移（Mihalik et al., 1974; Harrar and Stephens, 1984; Orlova et al., 1987）。但是这种迁移能力的制约机制知之甚少，因此明确Pt在含氯流体中的活动性对Pt的热液迁移、富集、沉淀以及成矿有积极重要的意义。本研究首次采用Pt-Cl络合物（K₂PtCl₆）作为反应初始物质，通过高温高压水解实验法来探讨Pt(IV)在含氯流体中的热液活动性。通过设计不同实验时间（1~60小时）、温度（200~600℃）、压力（50~300 MPa），本研究对Pt(IV)在含氯流体中的热力学性质和流体活动性进行探索。时间序列实验表明K₂PtCl₆的水解反应在12小时内可以达到平衡。增压在一定程度上可以促进Pt-Cl络合物水解反应，但是高温对其促进作用更为显著，会导致大量Pt从流体中沉淀出来。基于HKF和范德霍夫方程，我们获得了K₂PtCl₆的累积水解平衡常数（K）与温度（T，开尔文）之间的线性表达式，如下：
lnK = (39.87±3.192) - (48671±2096)/T
其中水解体系的Δ_rH_m^Θ和Δ_rS_m^Θ计算得出分别为+404.7±17.43 kJ·mol^-1和+331.5±26.54 J·mol^-1·K^-1。再根据吉布斯自由公式，本研究计算得出实验体系的Δ_rG_m^Θ随着温度从50℃升高到800℃过程中逐渐从+297.55±8.85 kJ·mol^-1降低到+48.93±11.05 kJ·mol^-1。最后，再基于获得的实验数据进行模拟计算，本研究获得了不同pH、温度、Cl浓度等流体条件下的Pt-Cl络合物迁移制约因素。结果显示Pt-Cl络合物在低温强酸性或高温弱酸性流体中适宜迁移，其中Cl浓度对其迁移能力有着决定性作用。此外，据此结论可以来探讨地质热液过程中Pt的溶解、迁移、沉淀机制以及俯冲流体交代地幔过程中Pt的亏损富集现象。
 

PGE，流体活动性，实验研究