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1.
《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>地球内部所含的挥发分流体广泛参与了各种成岩、成矿、成藏过程。确定参与各种地质作用的古流体的组成、研究复杂含多挥发分组分流体的热力学性质与演化规律、探究流体-岩石相互作用过程与机理,是深入理解流体参与的各种成岩、成矿、成藏过程的重要途径之一。我们近十年来努力发展流体-岩石相互作用的高压在线定量观测技术,在高压模拟设备的研发运用、高压在线定量观测技术、地质流体的物理化学性质以及成岩、成矿背景下流体-矿物反应动力学过程等方面取得了一些进展: 相似文献
2.
作者进行开放-流动体系的矿物与水溶液反应动力学实验,研究流动环境,远离平衡状态的矿物溶解反应动力学过程。实验表明降温和降盐度的溶液内溶解反应减弱,并且流动条件有利于沉淀。从而说明一些矿床形成过程中的流动体系和化学动力学控制因素。同时,矿物与水溶液的流动反应动力学实验揭示大量非线性动力学现象。 相似文献
3.
大别山区变质岩中蓝晶石的几种退变质反应及其所指示的动力学过程 总被引：3，自引：2，他引：3
蓝晶石在大别山含柯石英和不含柯石英的榴辉岩、高压变质的副片麻岩、非高压变质的宿松群的变质沉积岩中都是重要的变质矿物。它们多有冠状或其它的变质反应结构，形成多样化的退变质反应矿物。有些退变质反应是十分罕见的。本文报道了８种蓝晶石的矿物组合和退变质反应，推测和计算了变质反应的温度－压力条件，从而探讨了它们代表的近等温降压、升温降压和流体为重要因素的降温降压的不同的动力学过程。这些数据与用其它变质矿物所得到的温度压力条件和ＰＴｔ演化基本一致。为探讨大别山超高压变质带的构造演化提供了新的依据。 相似文献
4.
在黏土矿物转化的化学动力学模型中,大多数模型只考虑了温度、时间和流体介质的影响。然而,最近的一些研究表明,超压抑制黏土矿物的转化。考虑到超压对黏土矿物转化的抑制作用,建立了超压背景下黏土矿物转化的化学动力学模型,并用最优化方法确定了超压抑制因子,从而使伊/蒙混层中蒙皂石层质量分数模拟值与实测值的误差达到最小。为检验其合理性,将该模型分别应用于一个新生代盆地和一个中生代盆地。模拟结果表明:在超压地层中伊/蒙混层中蒙皂石层质量分数的模拟值与实测值吻合较好,在压力系数为1.2～1.7的地层中,超压对伊/蒙混层中蒙皂石层质量分数的抑制可达15%～20%。 相似文献
5.
变质相系的概念把变质作用的物化条件与地壳演化的某些控制因素联系起来,强调了不同大地构造环境所具的变质作用类型及特征。都城秋穗将变质作用分为低压型、中压型及高压型三种。高压变质作用以硬玉、硬柱石和蓝闪石的出现为特征,特别是与石英共生的硬玉,是公认的高压矿物,并把钠长石分解为硬玉与石英这一变质反应作为确定高压相系的临界反应。 相似文献
6.
矿物在加热过程中会产生许多变化,包括分解、晶形转变,并与其它矿物反应生成新的矿物等。这些变化的规律和影响因素的研究是矿物材料学的基础理论探讨的重要组成部分。矿物材料学的基础理论研究还很薄弱。有关矿物转变行为的理论大多基于传统矿物学的研究。很多研究成果已有几十年或上百年未见更新。这一状况已远远不能适应矿物材料学本身发展的需要。本文试图从几项初步的研究入手作为这项理论研究的一个新起点。１ 蓝晶石的加热变化行为蓝晶石是在地壳深部形成的高压矿物,理想化学成分是Ａｌ２Ｏ３·ＳｉＯ２。蓝晶石在常压下被认为是… 相似文献
7.
石榴石是高压-超高压变质岩石中最重要的变质矿物之一,是研究俯冲带深部变质和熔融过程的理想研究对象.通过对俯冲带内不同条件下形成的石榴石进行详细研究,确定了岩浆成因、变质成因和转熔成因石榴石.岩浆石榴石是岩浆熔体在冷却过程中结晶形成,成分主要为锰铝榴石-铁铝榴石,通常含有石英、长石、磷灰石等晶体包裹体.变质石榴石是在亚固相条件下通过变质反应形成,包裹体为参与变质反应的矿物组合;进变质生长的石榴石通常显示核部到边部锰铝榴石降低的特征.转熔石榴石是在超固相条件下通过转熔反应形成,通常含有晶体包裹体,其中既有从转熔熔体结晶的矿物包裹体,也有转熔反应残留的矿物包裹体.对超高压变质岩石中转熔石榴石的识别,可以为深俯冲陆壳岩石的部分熔融提供重要的岩石学证据,是大陆俯冲带部分熔融研究的重要进展之一. 相似文献
8.
地球深部流体演化与矿石成因 总被引：26，自引：2，他引：26
文中重点讨论含矿NaClH2 O溶液在从高温、高压向低温、低压条件改变时性质变化对矿石形成过程的影响。通过对含矿NaClH2 O溶液的实验观测获得对地球深部流体性质的新认识。地球深部的NaClH2 O流体大多处于超临界态流体 ,在上升过程中经减压降温后 ,通过临界态 ,进入低于临界态的热液状态。流体在这一跨越临界态的转变过程中造成了大多数矿石的沉淀。自然界里的许多矿石是在开放流动体系和在非平衡的化学动力学过程中形成的。开放流动体系矿物与水的反应动力学实验 ,证明一些矿石可能形成于流动热液。跨越临界态这一转变过程中的矿物水反应动力学实验结果表明了反应速率的大涨落。地球深部流体在上升过程中的性质演化、流动体系和非均相反应动力学是现代矿石成因研究的 3个关键问题 相似文献
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回顾了地球化学动力学这门新兴学科的产生与发展，评述了国内外矿物-水反应的地球化学动力学研究的新进展，介绍了矿物-水反应的溶解动力学及地球化学动力学模拟的新成果及应用领域。低温条件下硅酸盐和碳酸盐矿物与水的反应得到高度重视。硅酸盐矿物的溶解速率与溶液的pH值、离子强度、温度及有机酸的含量等密切相关。碳酸盐类矿物的溶解速率主要取决于温度、GO2分压、酸碱度及相关离子的活度等因素。氧化物、硫化物、及氟化物等的溶解沉淀的动力学研究开始得到关注。矿物-水反应的地球化学动力学模拟已成为一个很有前景的方向。 相似文献
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地球深部物质的某些物性测量方法研究 总被引：8，自引：1，他引：8
文中介绍了地球深部物质实验室近 2 0年来开展高温高压下地球深部物质物性实验研究过程中 ,在测量方法方面的进步和应用情况。这些测量方法包括了高温、高压下弹性的超声测量方法、高温高压下电性的测量方法、高压差热分析法和高压下热学Gr櫣ｎｅｉｓｅｎ参数的测量方法诟呶赂哐瓜卵沂涂笪锏牡猿饬恐?,我们由超声脉冲透射方法改进为超声脉冲透射反射法 ,克服了样品室中压力和温度梯度对样品的影响。在高温高压下岩石和矿物的电学性质测量中 ,我们由直流法发展为阻抗谱法 ,不仅克服了样品极化对测量结果的影响 ,还可以获得离子在溶液中的多种物理化学参数 ,以及监测含水矿物在高温高压下的脱水动力学特征。在固体传压介质中建立的高压热学Gr櫣ｎｅｉｓｅｎ参数的测量方法 ,由于升压速率比较小且叶蜡石在高压下的热导系数增大 ,其测量结果需要进行校正 ,其测量方法有待进一步改进。 相似文献
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Determination of reaction kinetics using grain size: An application for metamorphic zircon growth 
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下载免费PDF全文 The reaction kinetics of metamorphic minerals can be subdivided into interface‐ and diffusion‐controlled kinetics. The discrimination of reaction kinetics is crucial for estimating reaction rates. Here, we propose a new and simple method for discriminating reaction kinetics. This method requires measuring only the initial and final grain sizes during growth. The reaction kinetics is inferred from different plotted arrays of initial vs. final grain sizes after the mineral growth. Using metamorphic zircon, we take detrital core sizes as the initial sizes and post‐metamorphic grain sizes as the final sizes. The application of the method to the subduction‐related high‐pressure Nagasaki metamorphic complex in Japan shows that this metamorphic zircon grew under interface‐controlled kinetics even at the relatively low temperature of 440°C. This method is potentially applicable to other minerals that have time‐markers, such as chemical zoning or internal structures that are captured at a given point in time during growth. 相似文献
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一种潜在的地质压力计：流体包裹体子矿物的激光拉曼光谱测压法 总被引：8，自引：0，他引：8
高温高压下矿物的拉曼原位测量表明，某些拉曼活性的物质其拉曼位移与压力之间具有良好的线性关系。这一特性使我们能够通过测量矿物包裹体中含有这些子矿物的拉曼位移以确定矿物的形成压力。与目前常采用的共存矿物对压力计以及流体包裹体的CO2等容线法等压力测定方法相比，该方法具有快速、方便和准确的特点。由于包裹体中可以存在各种不同的子矿物以及不同的溶液物质，因此系统研究包裹体中一切可能存在的矿物或物质的拉曼位移与温度和压力之间的关系将可以提供一种方便、准确的地质压力测量手段。 相似文献
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高温高压实验作为地球科学研究的重要方向之一,通过模拟地球深部的温度和压力条件,了解地球深部物质的物理化学性质、地球内部结构和动力学演化。角闪石属于双链硅酸盐矿物,为地幔岩石圈的重要组成,广泛分布在海洋地壳、俯冲板块、变质岩和火成岩中。作为俯冲带的重要含水矿物,角闪石的广泛分布和高温高压下的脱水对于理解俯冲带水含量以及水迁移具有重要作用,同时在俯冲带的地震活动、高电导率异常、地震波速异常和岩浆活动中扮演重要角色。在过去的近百年时间里,国内外学者对角闪石高温高压物理化学性质进行了大量的研究。角闪石具有非常复杂的元素组成和结构特征,由此也导致了不同角闪石物理化学性质存在显著不同,包括脱水与脱羟基反应中元素迁移的差异、角闪石形成与分解过程中碱性元素(K+Na)和H2O含量对热稳定的影响、不同空间群结构下的高压结构相变、原位条件下不同结晶方向的电导率异常、不同结晶学优选方位(CPO)下的波速异常等。已有的研究对于角闪石的物理化学性质以及其在俯冲带中发挥的作用有了比较清楚的认识,但仍然有许多问题需要进一步研究,如角闪石的高压脱水动力学、热物性和变形机制等。 相似文献
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徐有生 《矿物岩石地球化学通报》1997,(4)
高温高压下水和氯化钠溶液的物理化学性质研究徐有生（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词高温高压水和ＮａＣｌ溶液物理化学性质水和ＮａＣｌ溶液是地质上最常见的溶液，了解其物理化学性质有助于研究水溶液在地球内部各种地质作用和地质过程中所起的作... 相似文献
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二氧化碳地质封存是实现减排增汇的重要技术选择,能够将CO2长期、安全地封存在地下岩层中。常规的CO2封存地质体包括地下深部咸水层和枯竭油气藏,玄武岩是近年来逐渐受关注的新一类CO2封存地质体,进一步丰富和拓展了CO2地质封存的技术手段和碳汇潜力。封存潜力评估是CO2地质封存技术发展的重要基础工作之一,文章系统梳理国内外玄武岩矿化封存潜力的评价方法,对比分析各类方法的原理机制和应用情景,并以冰岛活动裂谷带玄武岩为例应用、对比各类方法。研究认为目前玄武岩矿化封存潜力评估方法一般包括三类：(1)单位矿化法：基于玄武岩单位体积或单位反应面积的固碳量开展潜力评估;(2)矿物置换法：基于玄武岩中可固碳矿物的总量开展封存潜力评估;(3)孔隙充填法：基于CO2矿化后产生次生矿物所占岩石孔隙体积比例的上限值开展封存潜力评估。单位矿化法的评估数据需进行系统的实验分析,增加了潜力评估的难度。当玄武岩储层孔隙度较大、可固碳矿物含量相对较小时,矿物置换法较为合适;反之,孔隙充填法更... 相似文献
17.
In situ impedance spectroscopy in laboratory experiments at high pressure and temperature can provide crucial quantitative
information on properties of rock materials at depth as well as on physical and chemical processes occurring in the deep Earth.
We developed an experimental setup for in situ electrical impedance measurements in a piston-cylinder apparatus and applied
it to study the kinetics of charge carriers and phase transformations in pyrophyllite and CaCO3 aggregates. From comparison with previous studies, we found that absolute values of electrical conductivity and pressure–temperature
conditions for dehydration reactions in pyrophyllite and phase transformations in CaCO3 can be accurately determined using our setup. Dehydration of pyrophyllite significantly enhances the transport kinetics and
the effect is more pronounced under undrained conditions than under drained conditions. When dehydroxylation and decomposition
temperatures for pyrophyllite under undrained and drained conditions are combined, they appear independent of pressure rather
than increasing with pressure as previously suggested. Electrical conductivity of CaCO3 varies with impurity content and grain size, and is most likely controlled by diffusion of oxygen along wet grain boundaries.
When applied to the Earth, the results on pyrophyllite suggest that the increase in electrical conductivity in rocks that
undergo dehydration should be taken into account in interpreting magnetotelluric surveys of regions with anomalously high
conductivity found above subducting plates. The results on CaCO3 indicate that grain boundary transport controls the electrical conductivity in fine-grained calcite rocks; hence calcite
mylonites may be detected using magnetotelluric methods. Order–disorder transformations, such as occurring in calcite, possibly
affect the physical properties of rocks (e.g., rheology) by changing the kinetics of atomistic transport processes. 相似文献
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地幔矿物岩石的电导率研究进展 总被引：8，自引：0，他引：8
电导率高压测量技术的完善 ,使得人们在就位测量条件下获得了一系列地幔高压相矿物的电导率。由此 ,在回顾近几年地幔矿物岩石电导率的测量结果时 ,重点介绍了地幔高压相矿物的电导率研究。文中还介绍了根据地幔矿物岩石电导率数据而获得的电传导机制研究结果以及基于实验室电导率数据建立的电导率模型。近年来的研究结果表明 ,当在实验条件控制较好的高压装置上测量电导率时 ,实验室的电导率数据应该可以用来帮助电磁学家约束对野外数据的解释。 相似文献
19.
矿物表面活性及其量度 总被引：6，自引：1，他引：6
矿物及其材料的表面活性及其表面反应性的具体表征，它是由矿物表面功能基所控制。由于矿物表面金属原子的电负性不同，以及它所处的配位环境不同，常表现出不同的极性、荷电性和Lewis酸碱性，它与溶质和溶剂分子之间反应（成键）能力也不同。在热力学上表现为反应自由能变化也不同。因此，量度矿物表面活性就是量度其表面极性、荷电性和Lewis酸碱性，它既可用化学方法，也可用热力学的方法。前者是通过反应作用量来量度，后者通过反应作用能来量度。然而现代矿物谱学的方法更能给出矿物及其材料表面反应活性的本质和详细信息。 相似文献
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Pb、Sr和REE在矿物中的扩散补偿关系及其对扩散系数的预测 总被引：4，自引：2，他引：4
对现有实验扩散数据的检查发现，不仅Pb、Sr和REE元素在不同矿物中存在着扩散补偿关系，不同元素在同一矿物或同族矿物中也满足扩散补偿关系。阴离子孔隙度作为矿物内部离子堆积密度的一种量度，它与Pb和REE扩散活化能之间存在负的线性相关性，在固定温度下与Sr扩散系数（lnDT)之间呈正的线性相关，因而可以用于预测元素在矿物中的扩散系数。本文分别采用离子孔隙度法和双补偿法预测了Pb、Sr和REE在不同矿物中的扩散系数，这些结果与已有的实验数据在实验误差范围内是一致的，因此可以应用到与扩散有关的地球化学动力学研究中。 相似文献