氯和氮在地球內(nèi)部熱液流體中的賦存形式.pdf

1、熱液流體在地球內(nèi)部的物質(zhì)和能量循環(huán)過(guò)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?cè)诹黧w中的賦存形式對(duì)于它們?cè)诹黧w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(cè)量方法，實(shí)驗(yàn)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:<

2、br>　　(1)氯的賦存形式是通過(guò)獲得KCl水溶液的電離常數(shù)來(lái)制約其在高溫高下的存在形式，其電離常數(shù)是通過(guò)測(cè)量KCl溶液的電導(dǎo)率計(jì)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(cè)量，開(kāi)創(chuàng)了一種新型的方法來(lái)測(cè)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℃，0.4GPa)，此方法可以大大擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的壓力值。初步實(shí)驗(yàn)的結(jié)果測(cè)量至600℃，0.8GPa，并對(duì)比傳統(tǒng)方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)和此方法有很好的一致性，且此

3、方法有潛力擴(kuò)展到更大的溫壓范圍。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)于0.1mol/kg的KCl溶液其電導(dǎo)率可以達(dá)到幾個(gè)S/m，隨著實(shí)驗(yàn)溫度升高，KCl溶液的電離常數(shù)越來(lái)越小，即流體中Cl的越來(lái)越傾向以KCl分子的形式存在。
　　(2)氮的賦存形式的研究開(kāi)展是以水熱金剛石壓腔配合拉曼光譜原位測(cè)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(shí)驗(yàn)中，升溫時(shí)NH2OH會(huì)迅速分解產(chǎn)生等摩爾量的N2和NH3，拉曼光譜測(cè)量證實(shí)了N2和NH3是流體中僅可探