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临界区流体与矿物和岩石在地球内部极端条件下的反应
被引量：
11
1
作者
张荣华
张雪彤
胡书敏
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第1期53-67,共15页
极端条件下水热化学反应是一个新的科学问题。借助于高温超高压原位直接测量方法、各种谱学方法和同步辐射光源技术研究地球内部流体物质相互作用,可以获得反应过程的产物的分子-原子尺度信息,这些信息可以提供认识极端条件下水和矿物(...
极端条件下水热化学反应是一个新的科学问题。借助于高温超高压原位直接测量方法、各种谱学方法和同步辐射光源技术研究地球内部流体物质相互作用,可以获得反应过程的产物的分子-原子尺度信息,这些信息可以提供认识极端条件下水和矿物(岩石)反应动力学的新实验途径。地球内部的流体性质随所处高温高压条件发生变化。水的密度、介电常数等物理参数随温度压力变化而改变,在临界态会出现突变。水的性质的剧变会影响水与岩石(矿物)相互作用。文中报道了在极端条件下(20～435℃和23～35MPa)实验测量矿物(钠长石、辉石、石英和阳起石等)和岩石(玄武岩、正长岩)在水溶液里的溶解反应速率的研究结果,发现矿物里各种不同类型金属离子与水反应的速率不同,随温度变化而改变。在升温过程中,进入临界态时,矿物(岩石)与水反应出现一次反应速率的涨落。在恒压升温过程中(临界压力,或略高于临界压力),硅酸盐矿物溶解速率会逐步升高,如硅近临界区(300℃)抵达最大值,然后随升温溶解反应速率减低。地球内部的流体由深处上升到浅处,会从超临界区域进入近临界的气与液的两相不混溶区域。含金属流体里的金属会在气相与液相分离时出现再分配。实验表明:金属Au、Cu、Sn、W、Zn会进入气相,气体可以迁移金属。事实说明:地球内部流体结构和性质从深到浅在不断变化,在跨越临界区时的水的性质异常变化会导致水与矿物(岩石)反应动力学涨落,并且促使金属在临界区出现沉淀和在气液相分离过程中进行再分配及迁移。
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关键词
地球内部高温超高压
临界态
流体性质
分子谱
化学动力学
气体迁移金属
在线阅读
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职称材料
地球内部极端条件下流体和物质相互作用:透过金刚石窗口探测地球深部流体
被引量：
3
2
作者
张荣华
张雪彤
胡书敏
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第1期41-52,共12页
报道关于地球内部极端条件下的流体实验研究的最新进展。使用金刚石压砧结合各种谱学方法及同步辐射光源技术,在高温超高压条件下原位直接测量物质的结构和性质,已经获得分子-原子尺度信息新的实验数据。本项工作使用金刚石压砧对高压(1...
报道关于地球内部极端条件下的流体实验研究的最新进展。使用金刚石压砧结合各种谱学方法及同步辐射光源技术,在高温超高压条件下原位直接测量物质的结构和性质,已经获得分子-原子尺度信息新的实验数据。本项工作使用金刚石压砧对高压(10GPa)和高温高压(800℃,3GPa)条件下的NaCl-H2O进行红外谱原位直测,研究了高压和高温高压下水分子结构,发现水分子的O—H振动特征峰频率随温度向高波数变化,而且,在临界态区域时水分子间的氢键网格被破坏。实验说明:地球内部流体性质由深到浅不断变化,如水的密度、介电常数等物理参数随温度压力而改变,在临界态出现突变。这些变化可以用高压高温的物质的各种谱学特征来表征。水的性质与它的分子结构、分子振动有关。在跨越临界区时水的性质异常涨落是由水分子结构异常变化、分子振动形式变化和氢键网格破坏所导致的。从分子尺度认识地球内部流体在极端条件下的性质和高压原位实验观测有助于我们进一步了解地球深部物质的性质及其相互作用,有助于认识深部过程。
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关键词
地球内部高温超高压
临界态
流体性质
分子谱
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职称材料
题名
临界区流体与矿物和岩石在地球内部极端条件下的反应
被引量：
11
1
作者
张荣华
张雪彤
胡书敏
机构
中国地质科学院矿产资源研究所地球化学动力学实验室
出处
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第1期53-67,共15页
基金
国土资源部项目(20010302
200010200172)
+9 种基金
科学技术部项目(2003AA612020-3
2001DEA20023
2001DEA30041
2003DEA2C021
G1999043212)
国家自然科学基金项目(4003011
49473196
20373064)
财政部专项(140102)
科学技术部中央院所公益基金项目(K2007-1-13)
文摘
极端条件下水热化学反应是一个新的科学问题。借助于高温超高压原位直接测量方法、各种谱学方法和同步辐射光源技术研究地球内部流体物质相互作用,可以获得反应过程的产物的分子-原子尺度信息,这些信息可以提供认识极端条件下水和矿物(岩石)反应动力学的新实验途径。地球内部的流体性质随所处高温高压条件发生变化。水的密度、介电常数等物理参数随温度压力变化而改变,在临界态会出现突变。水的性质的剧变会影响水与岩石(矿物)相互作用。文中报道了在极端条件下(20～435℃和23～35MPa)实验测量矿物(钠长石、辉石、石英和阳起石等)和岩石(玄武岩、正长岩)在水溶液里的溶解反应速率的研究结果,发现矿物里各种不同类型金属离子与水反应的速率不同,随温度变化而改变。在升温过程中,进入临界态时,矿物(岩石)与水反应出现一次反应速率的涨落。在恒压升温过程中(临界压力,或略高于临界压力),硅酸盐矿物溶解速率会逐步升高,如硅近临界区(300℃)抵达最大值,然后随升温溶解反应速率减低。地球内部的流体由深处上升到浅处,会从超临界区域进入近临界的气与液的两相不混溶区域。含金属流体里的金属会在气相与液相分离时出现再分配。实验表明:金属Au、Cu、Sn、W、Zn会进入气相,气体可以迁移金属。事实说明:地球内部流体结构和性质从深到浅在不断变化,在跨越临界区时的水的性质异常变化会导致水与矿物(岩石)反应动力学涨落,并且促使金属在临界区出现沉淀和在气液相分离过程中进行再分配及迁移。
关键词
地球内部高温超高压
临界态
流体性质
分子谱
化学动力学
气体迁移金属
Keywords
ultra-high pressure and high temperature in Earth interior
critical state
fluid nature
molecular spectroscopy
kinetics
metal transport by vapor
分类号
P592 [天文地球—地球化学]
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职称材料
题名
地球内部极端条件下流体和物质相互作用:透过金刚石窗口探测地球深部流体
被引量：
3
2
作者
张荣华
张雪彤
胡书敏
机构
中国地质科学院矿产资源研究所地球化学动力学实验室
出处
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第1期41-52,共12页
基金
国土资源部项目(20010302
200010200172)
+9 种基金
科学技术部项目(2003AA612020-3
2001DEA20023
2001DEA30041
2003DEA2C021
G1999043212)
国家自然科学基金项目(4003011
49473196
20373064)
财政部专项(140102)
科学技术部中央院所公益基金项目(K2007-1-13)
文摘
报道关于地球内部极端条件下的流体实验研究的最新进展。使用金刚石压砧结合各种谱学方法及同步辐射光源技术,在高温超高压条件下原位直接测量物质的结构和性质,已经获得分子-原子尺度信息新的实验数据。本项工作使用金刚石压砧对高压(10GPa)和高温高压(800℃,3GPa)条件下的NaCl-H2O进行红外谱原位直测,研究了高压和高温高压下水分子结构,发现水分子的O—H振动特征峰频率随温度向高波数变化,而且,在临界态区域时水分子间的氢键网格被破坏。实验说明:地球内部流体性质由深到浅不断变化,如水的密度、介电常数等物理参数随温度压力而改变,在临界态出现突变。这些变化可以用高压高温的物质的各种谱学特征来表征。水的性质与它的分子结构、分子振动有关。在跨越临界区时水的性质异常涨落是由水分子结构异常变化、分子振动形式变化和氢键网格破坏所导致的。从分子尺度认识地球内部流体在极端条件下的性质和高压原位实验观测有助于我们进一步了解地球深部物质的性质及其相互作用,有助于认识深部过程。
关键词
地球内部高温超高压
临界态
流体性质
分子谱
Keywords
ultra-high pressure and high temperature in Earth interior
critical state
fluid nature
molecular spectroscopy
分类号
P592 [天文地球—地球化学]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
操作
1
临界区流体与矿物和岩石在地球内部极端条件下的反应
张荣华
张雪彤
胡书敏
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
11
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
地球内部极端条件下流体和物质相互作用:透过金刚石窗口探测地球深部流体
张荣华
张雪彤
胡书敏
《地学前缘》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
3
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