地球深部的近临界区和临界区的矿物-水反应和矿石成因
作者长期进行矿物(或岩石)-水溶液反应化学动力学实验,在20～450℃和23～38MPa条件下实验观测了矿物(钠长石、辉石、石英、阳起石和金属氧化物)和岩石(玄武岩、正长岩、花岗闪长岩)在水溶液里的溶解反应速率。大量实验结果表明:在近临界(亚临界)和临界区的水溶液性质的异常变化,影响矿物(岩石)与水反应的化学动力学行为。实验发现,在20～300℃,多金属氧化物硅酸盐里的一价和两价金属离子最先溶解,随后是铝,最后是硅，温度升高,促使各类金属的释放反应速率增加。硅的溶解速率增加最快，在300℃硅有最大反应速率。继续升温,300～435℃,在跨越水的临界态时,出现矿物与水的反应速率的回落。实验发现在近临界态时水密度和介电常数迅速下降,影响水对各类金属-氧键(M-O)破裂和水化过程。大于300℃硅酸盐矿物骨架容易溶解和破坏。水对金属-氧键的离解弱,有利于沉淀金属氧化物矿石。含金属的流体会进入近临界态气液两相不混溶区。金属会重新分配到气或液相里,气体和液体将分别迁移金属。同时,也导致一些金属矿石沉淀。深部流体从超临界区进入近临界区,矿物-水的反应动力学的涨落,水与岩石相互作用转变,导致一些重要金属矿石沉淀,和另一类金属迁移。
地球深部流体 超临界状态 跨越临界态 化学动力学 矿石成因
张荣华 胡书敏 张雪彤
中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037
国内会议
北京
中文
433-435
2008-11-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）