针对上述问题，中国科学院地质与地球物理研究所李兴辉博士后与合作导师范宏瑞研究员，以及加拿大阿尔伯塔大学Matthew Steele-MacInnis副教授等联合开展了H₂O-NaCl-CO₂三元混合流体系统热力学模拟和石英溶解度计算研究。系统正演了H₂O-NaCl-CO₂流体在300-500℃、0.001-3.5kbar、NaCl(0-4 mol.%)和CO₂(0-20 mol.%)范围内不同PVTx下的相行为、流体密度（图1）、及NaCl和CO₂在各相流体中的含量（图2），构建了石英在该系统中的溶解度模型（图3）。这对讨论造山型及侵入体有关的金矿床中不同类型流体包裹体和石英脉形成机制，以及成矿过程具有重要意义。

　　图1 H₂O-NaCl-CO₂系统单相和L+V相流体密度等值线

　　图2 H₂O-NaCl-CO₂系统L+V相CO₂含量等值线

　　图3 H₂O-NaCl-CO₂系统中石英溶解度等值线

　　研究主要获得以下认识：（1）减压导致的流体不混溶，产生盐度较高的富液相包裹体和CO₂含量较低的富气相包裹体。降温也可导致流体不混溶，会产生多种类型的流体包裹体，盐度和CO₂含量较低的富液相包裹体和中-高CO₂含量（最高达～65% mol.%）的富气相包裹体（图4）；（2）石英溶解度受温度、压力和CO₂含量影响，随着降温、降压和CO₂含量增加，石英溶解度降低，但在L+V区或相边界局部区域存在着相反的行为（retrograde）。石英溶解度在低温时受压力影响小，在高温时受压力影响大，同理，在低压时受温度影响小，在高压时受温度影响大（图3）；（3）石英溶解度模型可解释石英溶解-沉淀行为和不同类型石英脉的形成机制。剪切石英脉（bedding-parallel shear veins）形成过程中，降压导致石英沉淀占主导。拉张石英脉（fault-related extension veins）形成过程中，降压和降温都控制着石英的沉淀。

　　图4 H₂O-NaCl-CO₂流体等温降压和等压降温路径示意图，a. CO₂含量，b. NaCl含量，c.室温下流体包裹体类型

　　研究成果发表于国际权威学术期刊Geochimica et Cosmochimica Acta。（Li X-H, Klyukin Y I, Steele-MacInnis M, Fan H-R, Yang K-F, Zoheir B. Phase equilibria, thermodynamic properties, and solubility of quartz in saline-aqueous-carbonic fluids: Application to orogenic and intrusion-related gold deposits[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2020, 283: 201-221. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.06.008）（原文链接）。该成果受第二次青藏高原综合考察研究项目、国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项、中国博士后基金项目和NSERC资助。