發(fā)布時間：2020-05-13 19:06

【摘要】：熱液流體在地球內(nèi)部的物質(zhì)和能量循環(huán)過程中發(fā)揮了關(guān)鍵介質(zhì)的作用,而且與地球大氣和海洋的形成和演化密切相關(guān)。揮發(fā)性元素傾向于富集在熱液流體中,它們在流體中的賦存形式對于它們在流體與共存物相(如礦物或硅酸鹽熔體)之間的分配以及同位素分餾都有重要影響。本文以水熱金剛石壓腔模擬高溫高壓環(huán)境,配合原位測量方法,實驗考察了(1)KCl在流體中的電離行為;和(2)N2與NH3之間的相互轉(zhuǎn)化,在此基礎(chǔ)上探究了 Cl和N在熱液流體中的賦存形式,其結(jié)果如下:(1)氯的賦存形式是通過獲得KCl水溶液的電離常數(shù)來制約其在高溫高下的存在形式,其電離常數(shù)是通過測量KCl溶液的電導(dǎo)率計算得出。本文以水熱金剛石壓腔作為電導(dǎo)池和樣品池,配合阻抗分析儀原位測量,開創(chuàng)了一種新型的方法來測量熱液流體在高壓下的電導(dǎo)率,其相比傳統(tǒng)方法的溫壓上限(800℃,0.4 GPa),此方法可以大大擴(kuò)展實驗的壓力值。我們初步實驗的結(jié)果測量至600℃,0.8GPa,并對比傳統(tǒng)方法的實驗結(jié)果,發(fā)現(xiàn)和此方法有很好的一致性,且此方法有潛力擴(kuò)展到更大的溫壓范圍。實驗發(fā)現(xiàn)對于0.1 mol/kg的KCl溶液其電導(dǎo)率可以達(dá)到幾個S/m,隨著實驗溫度升高,KCl溶液的電離常數(shù)越來越小,即流體中Cl的越來越傾向以KCl分子的形式存在。(2)氮的賦存形式的研究開展是以水熱金剛石壓腔配合拉曼光譜原位測量高溫高壓下熱液流體中的N種型。以NH2OH溶液作為初始物的實驗中,升溫時NH2OH會迅速分解產(chǎn)生等摩爾量的N2和NH3,拉曼光譜測量證實了 N2和NH3是流體中僅可探測到的N種型;當(dāng)加入Pt粉作為催化劑后,發(fā)現(xiàn)隨著溫度升高,NH3會向N2轉(zhuǎn)化,在高溫下可以檢測到H2峰。計算此反應(yīng)的平衡常數(shù)并與淬火實驗和模型計算結(jié)果相比較,發(fā)現(xiàn)淬火實驗的結(jié)果可能無法真實反映實驗平衡條件下的N種型。對于鹽酸羥胺溶液作為初始物的實驗中,拉曼光譜僅可檢測到N2峰,而NH3峰消失,推測高溫下發(fā)生了 NH4+向N2轉(zhuǎn)化,但有關(guān)結(jié)果需要進(jìn)一步探究。
【圖文】：

第２章高溫高壓實驗和原位測量技術(shù)邐逡逑金剛石壓腔有多種結(jié)構(gòu)和類型。但都主要由三部分組成：金剛石對頂砧（兩逡逑個金剛石對壓面稱為砧面）、支撐導(dǎo)向裝置和墊片。從結(jié)構(gòu)上看，其具有以下功逡逑能：逡逑（１）支撐金剛石對頂砧滑動塊體部件；逡逑（２）金剛石對頂砧和對準(zhǔn)的調(diào)整機構(gòu)；逡逑（３）加壓裝置。逡逑以我們實驗中使用的為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)殼幔物質(zhì)與環(huán)境重點實驗室的逡逑Ｂａｓｓｅｔｔ型水熱金剛石壓腔為例來說明其結(jié)構(gòu)和原理（Ｂａｓｓｅｔｔ邋ｅｔａｌ．，１９９４）。逡逑

壓標(biāo)相比具有很強的優(yōu)勢，因為其他礦物可能會發(fā)生相轉(zhuǎn)變或者高溫下溶解。逡逑對于測定高壓下熱液流體電導(dǎo)率實驗的金剛石裝置，，我們改良了原有的逡逑Ｂａｓｓｅｔｔ型金剛石壓腔。如圖３。逡逑１２逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P595

【參考文獻(xiàn)】

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1 GUO Xuan;CHEN Qi;NI HuaiWei;;Electrical conductivity of hydrous silicate melts and aqueous fluids: Measurement and applications[J];Science China(Earth Sciences);2016年05期

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4 譚文娟,魏俊浩,郭大招,譚俊,伍靜華;地質(zhì)流體及成礦作用研究綜述[J];礦產(chǎn)與地質(zhì);2005年03期

5 孫檣,鄭海飛;金剛石壓腔(DAC)實驗技術(shù)[J];地學(xué)前緣;2005年01期

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7 江元生;流體研究及成礦地質(zhì)流體體系的主要類型[J];四川地質(zhì)學(xué)報;2002年02期

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9 肖萬生,翁克難,律廣才,汪本善;聚乙烯與水反應(yīng)的高溫高壓實驗及熱力學(xué)探討[J];高壓物理學(xué)報;2001年03期

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本文編號：2662405