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(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(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℃，0.4GPa)，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)果測量至600℃，0.8GPa，并對比傳統(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)對于0.1mol/kg的KCl溶液其電導(dǎo)率可以達(dá)到幾個S/m，隨著實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)了N2和NH3是流體中僅可探