矿物相图拓扑分析理论的扩展及其应用

摘要

在地质与地球化学研究中，相平衡与相图常被用来确定矿物、岩石稳定存在及转变的条件，岩浆作用、沉积作用、变质作用的物理化学条件、元素的迁移、富集与成矿规律等。然而，由于人力、物力、实验手段等客观条件的限制，过去几百年来所积累的相平衡实验数据仍然局限于非常有限的体系及温度-压力-组成范围内。就目前已知的几千种矿物及其同溶体而言，只有一小部分有比较完整的热力学数据或模型。这种情况大大制约了热力学计算作用的发挥。另一方面，现有的许多矿物热力学数据不够完整，或不够精确，或彼此不一致，一些热力学模型本身也有一定缺陷。此外，许多矿物组合的性质非常接近，其差别可能小于参数或模型带来的误差。此时，单靠理论计算无法可能只能给出模棱两可的结果。在此条件下，采用定性的相图拓扑分析与定量的相平衡计算相结合的方法来来获取未知条件下的相平衡信息是最为可行的选择。