俯沖帶超臨界流體對高場強元素的搬運和分異：高溫高壓實驗研究
發(fā)布時間：2021-12-22 13:22
現(xiàn)在普遍認(rèn)為俯沖板片的物質(zhì)和能量通過含水流體轉(zhuǎn)移到上覆地慢楔中,而俯沖板片釋放的流體的性質(zhì)會隨著俯沖深度即壓力和溫度發(fā)生變化。隨著俯沖的進行H2O的離子化增強,從而促進了硅酸鹽的聚合而提高了其溶解度。因此,硅酸鹽熔體在H2O中的溶解度升高同時H2O在熔體中的溶解度也升高。當(dāng)壓力-溫度超過第二臨界端點時含水熔體和H2O完全混溶形成單一相富含硅酸鹽成分的超臨界流體。超臨界流體具有富水流體般的粘度和熔體般的潤濕性和元素攜帶能力使其成為俯沖帶物質(zhì)運移的理想介質(zhì)。為了更好的了解俯沖帶高場強元素（HFSE）運移和Nb/Ta分異,我們利用高溫高壓實驗手段研究了金紅石和鋯石在超臨界流體中的溶解度及Nb和Ta在金紅石和超臨界流體間的分配行為。本課題的第一部分測定了1.5-2.5GPa和920-1150℃條件下金紅石-富Si超臨界流體體系中金紅石（TiO2）溶解度和Nb和Ta的分配系數(shù),并研究了流體成分包括鈉長石含量（NaAlSi3O8）、H2...
【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所)廣東省
【文章頁數(shù)】：190 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
(A)地殼和上地幔條件下硅酸鹽-H2O體系溫度-壓力相關(guān)系示意圖（引自熊小林和鄭永飛，2010）（圖中Minerals包括含水礦物和名義上無水礦物）
3 相平衡研究現(xiàn)狀及存在問題大洋板塊的下部為橄欖巖，上部為總體組成具有 MORB 特征的石，頂部為薄的沉積巖層；大陸板塊相對較干，下部為橄欖巖、中鎂質(zhì)巖石，上部巖性較為復(fù)雜，但以花崗質(zhì)巖石為主 (Zheng et al11)。因此，研究俯沖帶硅酸鹽-H2O 體系礦物/熔體/流體相平衡，定橄欖巖-H2O 體系、玄武巖-H2O 體系、沉積物-H2O 體系和花崗巖系的 P-T 固相線、臨界端點和臨界曲線。第1 章引 言
圖 1.3 不同硅酸巖-H2O 體系的臨界曲線（修改自 Ni et al.,2017）數(shù)據(jù)來源：Shen and Keppler (1997); Bureau and Keppler (1999); Mibe et al. (2007, 2008,2011); Kawamoto et al. (2012).Figure.1.3 The position of the critical curve in several rock-H2O systems圖 1.3 顯示隨著硅酸巖體系由酸性向基性演化臨界曲線的溫度壓力會變的更高，這是由于酸性巖體系下硅酸巖在水中的聚合程度越高。Mysen,(2018) 利用熱液金剛石壓腔（HDAC）結(jié)合拉曼光譜測定了高溫高壓狀態(tài)下石英-H2O、石英-NaOH 溶液和 SiO2+CaO 混合物-H2O 三種體系下 SiO2在富水流體中的溶解機制。實驗結(jié)果表明：（1）SiO2溶解度在石英-H2O 體系中要比在石英-NaOH 溶液中低，盡管不能排除 pH 對 SiO2溶解度的影響，但主要原因是鈉離子提高了 SiO2溶解度；（2）SiO2溶解度在石英-H2O 體系中要比在 SiO2+CaO 混合物-H2O 體系中要高，說明鈣離子的出現(xiàn)抑制了
【參考文獻】：
期刊論文
[1]大陸深俯沖過程中的熔/流體成分與地球化學(xué)分異[J]. 肖益林,孫賀,顧海歐,黃建,李王曄,劉磊. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2015(08)
[2]蘇魯造山帶池莊超高壓榴輝巖中變質(zhì)脈:大陸俯沖帶超臨界流體活動的證據(jù)[J]. 田野,黃建,回迎軍,肖益林. 巖石學(xué)報. 2015(07)
[3]近十年來我國實驗礦物巖石地球化學(xué)研究進展和展望[J]. 熊小林,章軍鋒,鄭海飛,許文良,周永勝. 礦物巖石地球化學(xué)通報. 2013(04)
[4]硅酸鹽熔體的物理化學(xué)性質(zhì)研究進展及其應(yīng)用[J]. 倪懷瑋. 科學(xué)通報. 2013(10)
[5]Walker型28GPa多面砧壓機及其在地球科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 張艷飛,吳耀,劉鵬雷,王雁賓,王超,金振民. 地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報). 2012(05)
[6]地幔轉(zhuǎn)換帶:地球深部研究的重要方向[J]. 周春銀,金振民,章軍鋒. 地學(xué)前緣. 2010(03)
[7]水對硅酸鹽巖體系部分熔融行為的影響:第二臨界端點的重要意義[J]. 劉曦,張立飛,HACK C Alistair,鄭海飛,胡曉敏,常琳琳,何強. 巖石學(xué)報. 2009(12)
[8]我國高溫高壓實驗研究進展和展望[J]. 金振民. 地球物理學(xué)報. 1997(S1)
本文編號：3546457
【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所)廣東省
【文章頁數(shù)】：190 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
(A)地殼和上地幔條件下硅酸鹽-H2O體系溫度-壓力相關(guān)系示意圖（引自熊小林和鄭永飛，2010）（圖中Minerals包括含水礦物和名義上無水礦物）
3 相平衡研究現(xiàn)狀及存在問題大洋板塊的下部為橄欖巖，上部為總體組成具有 MORB 特征的石，頂部為薄的沉積巖層；大陸板塊相對較干，下部為橄欖巖、中鎂質(zhì)巖石，上部巖性較為復(fù)雜，但以花崗質(zhì)巖石為主 (Zheng et al11)。因此，研究俯沖帶硅酸鹽-H2O 體系礦物/熔體/流體相平衡，定橄欖巖-H2O 體系、玄武巖-H2O 體系、沉積物-H2O 體系和花崗巖系的 P-T 固相線、臨界端點和臨界曲線。第1 章引 言
圖 1.3 不同硅酸巖-H2O 體系的臨界曲線（修改自 Ni et al.,2017）數(shù)據(jù)來源：Shen and Keppler (1997); Bureau and Keppler (1999); Mibe et al. (2007, 2008,2011); Kawamoto et al. (2012).Figure.1.3 The position of the critical curve in several rock-H2O systems圖 1.3 顯示隨著硅酸巖體系由酸性向基性演化臨界曲線的溫度壓力會變的更高，這是由于酸性巖體系下硅酸巖在水中的聚合程度越高。Mysen,(2018) 利用熱液金剛石壓腔（HDAC）結(jié)合拉曼光譜測定了高溫高壓狀態(tài)下石英-H2O、石英-NaOH 溶液和 SiO2+CaO 混合物-H2O 三種體系下 SiO2在富水流體中的溶解機制。實驗結(jié)果表明：（1）SiO2溶解度在石英-H2O 體系中要比在石英-NaOH 溶液中低，盡管不能排除 pH 對 SiO2溶解度的影響，但主要原因是鈉離子提高了 SiO2溶解度；（2）SiO2溶解度在石英-H2O 體系中要比在 SiO2+CaO 混合物-H2O 體系中要高，說明鈣離子的出現(xiàn)抑制了
【參考文獻】：
期刊論文
[1]大陸深俯沖過程中的熔/流體成分與地球化學(xué)分異[J]. 肖益林,孫賀,顧海歐,黃建,李王曄,劉磊. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2015(08)
[2]蘇魯造山帶池莊超高壓榴輝巖中變質(zhì)脈:大陸俯沖帶超臨界流體活動的證據(jù)[J]. 田野,黃建,回迎軍,肖益林. 巖石學(xué)報. 2015(07)
[3]近十年來我國實驗礦物巖石地球化學(xué)研究進展和展望[J]. 熊小林,章軍鋒,鄭海飛,許文良,周永勝. 礦物巖石地球化學(xué)通報. 2013(04)
[4]硅酸鹽熔體的物理化學(xué)性質(zhì)研究進展及其應(yīng)用[J]. 倪懷瑋. 科學(xué)通報. 2013(10)
[5]Walker型28GPa多面砧壓機及其在地球科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 張艷飛,吳耀,劉鵬雷,王雁賓,王超,金振民. 地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報). 2012(05)
[6]地幔轉(zhuǎn)換帶:地球深部研究的重要方向[J]. 周春銀,金振民,章軍鋒. 地學(xué)前緣. 2010(03)
[7]水對硅酸鹽巖體系部分熔融行為的影響:第二臨界端點的重要意義[J]. 劉曦,張立飛,HACK C Alistair,鄭海飛,胡曉敏,常琳琳,何強. 巖石學(xué)報. 2009(12)
[8]我國高溫高壓實驗研究進展和展望[J]. 金振民. 地球物理學(xué)報. 1997(S1)
本文編號：3546457
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