二氧化硅溶解度方程和地温计张生,二氧化硅,纳米?br10e0br?氧化硅,气相二氧化硅,二氧化硅的用处,碳酸钠 二氧化硅,二氧化硅折射率,无定形二氧化硅,碳酸钙和二氧化硅,食物添加剂二氧化硅

  1997年3月地质科技情报GeologicalcienceechnologyInformation997二氧化硅溶解度方程和地温计(中国科学院广州地球化学研讨所,广州,510640)摘要对地表至下地壳和上地幔温压条件下二氧化硅溶解度试验研讨的发展进行了总述,并给出了石英iO2在纯水和盐水溶液中的溶解度定量方程,介绍了预算地热库温度的iO2地质温度计。关键词SiO2溶解度溶解度方程地温计试验研讨二氧化硅由岩石圈中丰度最高的前二种元素氧和硅组成,其代表性矿藏石英在许多岩石中都极为常见。热液进程中二氧化硅表现出很高的活动性,由此构成的石英脉和硅化岩在野外非常遍及,并和W、Sn、MPb、Zn、AAg、Hg、Sb、黄铁矿、明矾石、重晶石等矿床有亲近关往往成为一种重要的找矿标志甚至含矿脉体。因而,石英及其变体在热水溶液中的溶解作用是地质学家非常重视的基本问题,对二氧化硅转移和淀积机制的了解无疑有助于知道硅质岩(热液的、堆积的)和有关矿床的成因;在海洋生物学、海洋化学、地热能开发、石英水热组成和其他触及天然水体的学科与工程技术中,二氧化硅溶解度资料也具有非常重要的价值;iO2的平衡溶解度也可为iO2-H2O系统非平衡反响动力学的研讨供给有用数据。笔者对这方面的试验研讨成果进行了系统总述。iO2溶解度研讨发展热水溶液中石英及其变体的溶解度试验迄今首要触及以下4种系统。iO2-H2O水是自然界最常见的溶剂,它与相同都会存在的二氧化硅构成iO2-H2O二元系统,该系统的理论和实践含义显然是显而易见的。70年代曾经纯水中iO2的溶解度试验研讨非常活泼,在广泛的温压条件下获取和积累了很多的有利数据,其间最杰出的是Kennedy433～883175GPa条件下对石英在水中的溶解度试验,所获溶解度—温度iO2-H2O系统的经典图件(图饱满蒸汽压时的溶解度—温度改变趋势与石英的非常相似,仅仅373iO2的溶解度一般是石英的iO2-H2O-电解质天然热水溶液一般是多组分的杂乱溶液,故电解质溶液中的iO2溶解度对知道地热水、海水和成矿流体中iO2的地球化学行为有着更为实践的含义。试验表榜首作者简介:张生,1967年生,助理研讨员,首要是做成矿地球化学理论与试验研讨工作收稿日期:1996-01-04修改:aCl对石英溶解度简直无影响〔11〕aCl等电解质的存在却可下降iO2的溶解度〔10〕这种“盐析”效应的强弱次序为MgCl2a2SO4。随温度上升,“盐析”效应削弱,估量在临界点邻近转变为“盐溶”效应,如试验证明近临界和超临ig.1Isobaricsolubilitycurves石英+超临界流体sat为饱满压力界条件下aCl可明显进步石英的溶解〔11～13〕解度简直与酸度无关,但在773～973的超临界流体中石英溶解度与NaOHKOH浓度成正比〔14,15〕iO2-H2O-CO2r的存在下降了H2O石英在673～973超临界H2O-CO2而且随流体中CO2份额的添加而下〔16,17〕iO2-H2O-有机酸含有机质体iO2溶解试验现在报导较少。Bennet〔18,19〕298～343温试验显现,pH02)mol/kg的柠檬酸、草酸、水扬酸可进步石英的溶解度,原因或许是这些多羧基或多官能团的有机酸与硅构成可溶性有机合作物;但邻苯二钾酸、醋酸对石英溶解度的影响却甚微。iO2溶解度定量方程经过试验研讨已取得了很多iO2溶解度资料,但数据之零星和浩繁也给它们的地质运用带来了不方便,故人们希望能找到溶解度与温度、压力、密度和电解质浓度之间的定量联系,然后以简明的方程来归纳和表达这一些数据。osebach〔20〕ood〔21〕Smith〔22〕等人提出了许多理论模型来解说他们的试验成果,这些前期模型和Kennedyalther等〔23〕选用理论方程和实测溶解度数据拟合的办法,提出了273～873iO2变体溶解度的理论模型,成果与773873K的试验数据符合较好。但温度较低时,随压力增大理论溶解度曲线和实测值呈现违背;此外,该理论方程也不能用于高温、低压条件。Fournier和Potter〔24〕emley等1MPa至1173GPa范围内测定的水中石英溶解度数据,在核算机上运用多元回归程序对它们做处理,取得如下石英溶解度经历方程:logm为纯水比容(cmdw为纯水密度,其间2179.7T.97T946510298～117310cm573～87310～100cm/g的条件。关于电解质溶液中的石英溶解度,只需将溶液自在水的有用密度de替代方程中的纯水密度dw即可,而de=dF,d为电解质溶液密度,anning据其本人在773～1193GPa条件下测定的石英溶解度,结合Hemley等和Walther等〔17〕分别在473～773K、饱满压力至623～823GPa温压范围内的数据,经回归得如下溶解度方程910logdHO构成对数线性联系,而任何温压下的dH状态方程求得(见附录);该溶解度方程可外推至GPa,然后适用于地表(2981MPa)至高温、高压的巴罗式蜕变带、爬升带和上地幔告知岩浆源区的广泛地质条件。SiO2溶解度方程Fournier〔25〕据试验数据提出纯水中非晶质iO2溶解度经历方程为:logmSiO63～613logmSiO63～613arshall〔26〕298～573aNO3溶液中非晶质iO2的溶解度外推至纯水得到如下方410的取值〔10〕able.electrolytesolution10a1013.648gCl216.354608659.30678.77535.95915.72914.69028.74029.829ol/kg,所得溶解度曲线与Fournier等alther等〔23〕的定量方程非常符合。Chen〔10〕依据373～523K时电解质溶液中非晶质iO2的溶解度试验成果,经回归获如下经历方程:logiO2溶解度ol/kg),不同盐类系数iO2地温计石英是地壳岩石中最常见的矿藏,其溶解度好像操控着现在活动地热系统的水溶此外,溶解iO2的活度影响许多矿藏反响的进行,故依据系统的iO2浓度有或许反演某些地质进程的物理化学条件,以下首要介绍预算地热库温度的二氧化硅地温计。Fournier〔27〕依据石英和玉髓的溶解度试验数据,提出了如下预算与二者平衡的地热库温iO2地温计:logmSiOlogmSiO (与玉髓平衡)溶解度mS iO 单位为10 上述方程适用于273～ 523

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