质量平衡计算原理

问题描述

精选答案

进行质量平衡分析计算首先要充分地了解地质情况，查清岩石蚀变变形前的原岩，这是分析、对比原岩与蚀变岩物质组分和质量变化的重要基础。通常这种计算是在一定的约束限制条件下进行，常用的约束限制条件有（Olsen et al.，1991）：

①假设变形前后岩石质量守恒；②体积守恒；③地质作用过程中存在惰性组分。以质量守恒为约束条件进行质量平衡计算的实例不常见。赵仁夫（1997）在以体积守恒为约束条件下用质量平衡分析了混合岩化过程中的元素迁移；但在实际的应用中，以系统存在惰性组分进行分析计算的运用最为广泛。因此，本文详细阐述了基于存在惰性组分的质量平衡计算方法。

根据Grant提出的等浓度线方程有：

海南乐东抱伦金矿地质及矿产预测

式中：

和

分别表示作用前后岩石中i组分的质量百分含量；m0和mA分别代表作用前后岩石的总质量；Δωi为Δmi/m0，表示作用前后岩石中组分i质量百分含量的相对变化，即组分i的相对迁移量。当i为惰性组分时，Δωi等于零，常数m0/mA即可以求出，于是，与其他组分相对应的Δω值便可以求出。基于此，找出作用过程中的惰性组分成为解决此问题的关键要素。

用于质量平衡分析计算的惰性组分的确定过程分为初步确定过程和优选过程。初步确定出来的惰性组分往往是一个序列，而质量平衡分析方法本身对结果是不能内检的（Mathé et al.，1999），需要找出序列中最适宜用于分析计算用的惰性组分，即最不活动组分，因此，需要对初步确定的惰性组分序列进行优选。惰性组分序列的初步确定方法已有质量等比线法、图解判别法等，本文不再赘述。本文将从多元统计学的角度出发，用组分含量的相关系数来对惰性组分进行初步确定，再结合应用有限应变和磁化率椭球的方法来对惰性组分进行优选，确定最不活动组分并把其用于质量平衡分析计算。

假设蚀变前岩石总质量为m0，岩石中物质组分i的质量为

物质组分j的质量为

蚀变后岩石总质量为mA，物质组分i和组分j的质量分别变为

和

。蚀变前i、j组分的质量分数分别为

/m0和

/m0；蚀变后i、j组分的质量分数分别变为

/mA和

/mA。当i、j均为不活动组分时，有

=

和

=

成立。由此可得蚀变前后i、j组分的质量百分含量之比均为常数mA/m0，充分说明了不活动组分之间相关系数高，线性相关性好。因此，可以引入相关系数来表征岩石中物质组分含量之间的相关程度，并把它应用于惰性组分序列的确定