俯冲带超临界流体对高场强元素的搬运和分异：高温高压实验研究
发布时间：2021-12-22 13:22
现在普遍认为俯冲板片的物质和能量通过含水流体转移到上覆地慢楔中,而俯冲板片释放的流体的性质会随着俯冲深度即压力和温度发生变化。随着俯冲的进行H2O的离子化增强,从而促进了硅酸盐的聚合而提高了其溶解度。因此,硅酸盐熔体在H2O中的溶解度升高同时H2O在熔体中的溶解度也升高。当压力-温度超过第二临界端点时含水熔体和H2O完全混溶形成单一相富含硅酸盐成分的超临界流体。超临界流体具有富水流体般的粘度和熔体般的润湿性和元素携带能力使其成为俯冲带物质运移的理想介质。为了更好的了解俯冲带高场强元素（HFSE）运移和Nb/Ta分异,我们利用高温高压实验手段研究了金红石和锆石在超临界流体中的溶解度及Nb和Ta在金红石和超临界流体间的分配行为。本课题的第一部分测定了1.5-2.5GPa和920-1150℃条件下金红石-富Si超临界流体体系中金红石（TiO2）溶解度和Nb和Ta的分配系数,并研究了流体成分包括钠长石含量（NaAlSi3O8）、H2...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)广东省
【文章页数】：190 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
(A)地壳和上地幔条件下硅酸盐-H2O体系温度-压力相关系示意图（引自熊小林和郑永飞，2010）（图中Minerals包括含水矿物和名义上无水矿物）
3 相平衡研究现状及存在问题大洋板块的下部为橄榄岩，上部为总体组成具有 MORB 特征的石，顶部为薄的沉积岩层；大陆板块相对较干，下部为橄榄岩、中镁质岩石，上部岩性较为复杂，但以花岗质岩石为主 (Zheng et al11)。因此，研究俯冲带硅酸盐-H2O 体系矿物/熔体/流体相平衡，定橄榄岩-H2O 体系、玄武岩-H2O 体系、沉积物-H2O 体系和花岗岩系的 P-T 固相线、临界端点和临界曲线。第1 章引 言
图 1.3 不同硅酸岩-H2O 体系的临界曲线（修改自 Ni et al.,2017）数据来源：Shen and Keppler (1997); Bureau and Keppler (1999); Mibe et al. (2007, 2008,2011); Kawamoto et al. (2012).Figure.1.3 The position of the critical curve in several rock-H2O systems图 1.3 显示随着硅酸岩体系由酸性向基性演化临界曲线的温度压力会变的更高，这是由于酸性岩体系下硅酸岩在水中的聚合程度越高。Mysen,(2018) 利用热液金刚石压腔（HDAC）结合拉曼光谱测定了高温高压状态下石英-H2O、石英-NaOH 溶液和 SiO2+CaO 混合物-H2O 三种体系下 SiO2在富水流体中的溶解机制。实验结果表明：（1）SiO2溶解度在石英-H2O 体系中要比在石英-NaOH 溶液中低，尽管不能排除 pH 对 SiO2溶解度的影响，但主要原因是钠离子提高了 SiO2溶解度；（2）SiO2溶解度在石英-H2O 体系中要比在 SiO2+CaO 混合物-H2O 体系中要高，说明钙离子的出现抑制了
【参考文献】：
期刊论文
[1]大陆深俯冲过程中的熔/流体成分与地球化学分异[J]. 肖益林,孙贺,顾海欧,黄建,李王晔,刘磊. 中国科学:地球科学. 2015(08)
[2]苏鲁造山带池庄超高压榴辉岩中变质脉:大陆俯冲带超临界流体活动的证据[J]. 田野,黄建,回迎军,肖益林. 岩石学报. 2015(07)
[3]近十年来我国实验矿物岩石地球化学研究进展和展望[J]. 熊小林,章军锋,郑海飞,许文良,周永胜. 矿物岩石地球化学通报. 2013(04)
[4]硅酸盐熔体的物理化学性质研究进展及其应用[J]. 倪怀玮. 科学通报. 2013(10)
[5]Walker型28GPa多面砧压机及其在地球科学中的应用[J]. 张艳飞,吴耀,刘鹏雷,王雁宾,王超,金振民. 地球科学(中国地质大学学报). 2012(05)
[6]地幔转换带:地球深部研究的重要方向[J]. 周春银,金振民,章军锋. 地学前缘. 2010(03)
[7]水对硅酸盐岩体系部分熔融行为的影响:第二临界端点的重要意义[J]. 刘曦,张立飞,HACK C Alistair,郑海飞,胡晓敏,常琳琳,何强. 岩石学报. 2009(12)
[8]我国高温高压实验研究进展和展望[J]. 金振民. 地球物理学报. 1997(S1)
本文编号：3546457
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)广东省
【文章页数】：190 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
(A)地壳和上地幔条件下硅酸盐-H2O体系温度-压力相关系示意图（引自熊小林和郑永飞，2010）（图中Minerals包括含水矿物和名义上无水矿物）
3 相平衡研究现状及存在问题大洋板块的下部为橄榄岩，上部为总体组成具有 MORB 特征的石，顶部为薄的沉积岩层；大陆板块相对较干，下部为橄榄岩、中镁质岩石，上部岩性较为复杂，但以花岗质岩石为主 (Zheng et al11)。因此，研究俯冲带硅酸盐-H2O 体系矿物/熔体/流体相平衡，定橄榄岩-H2O 体系、玄武岩-H2O 体系、沉积物-H2O 体系和花岗岩系的 P-T 固相线、临界端点和临界曲线。第1 章引 言
图 1.3 不同硅酸岩-H2O 体系的临界曲线（修改自 Ni et al.,2017）数据来源：Shen and Keppler (1997); Bureau and Keppler (1999); Mibe et al. (2007, 2008,2011); Kawamoto et al. (2012).Figure.1.3 The position of the critical curve in several rock-H2O systems图 1.3 显示随着硅酸岩体系由酸性向基性演化临界曲线的温度压力会变的更高，这是由于酸性岩体系下硅酸岩在水中的聚合程度越高。Mysen,(2018) 利用热液金刚石压腔（HDAC）结合拉曼光谱测定了高温高压状态下石英-H2O、石英-NaOH 溶液和 SiO2+CaO 混合物-H2O 三种体系下 SiO2在富水流体中的溶解机制。实验结果表明：（1）SiO2溶解度在石英-H2O 体系中要比在石英-NaOH 溶液中低，尽管不能排除 pH 对 SiO2溶解度的影响，但主要原因是钠离子提高了 SiO2溶解度；（2）SiO2溶解度在石英-H2O 体系中要比在 SiO2+CaO 混合物-H2O 体系中要高，说明钙离子的出现抑制了
【参考文献】：
期刊论文
[1]大陆深俯冲过程中的熔/流体成分与地球化学分异[J]. 肖益林,孙贺,顾海欧,黄建,李王晔,刘磊. 中国科学:地球科学. 2015(08)
[2]苏鲁造山带池庄超高压榴辉岩中变质脉:大陆俯冲带超临界流体活动的证据[J]. 田野,黄建,回迎军,肖益林. 岩石学报. 2015(07)
[3]近十年来我国实验矿物岩石地球化学研究进展和展望[J]. 熊小林,章军锋,郑海飞,许文良,周永胜. 矿物岩石地球化学通报. 2013(04)
[4]硅酸盐熔体的物理化学性质研究进展及其应用[J]. 倪怀玮. 科学通报. 2013(10)
[5]Walker型28GPa多面砧压机及其在地球科学中的应用[J]. 张艳飞,吴耀,刘鹏雷,王雁宾,王超,金振民. 地球科学(中国地质大学学报). 2012(05)
[6]地幔转换带:地球深部研究的重要方向[J]. 周春银,金振民,章军锋. 地学前缘. 2010(03)
[7]水对硅酸盐岩体系部分熔融行为的影响:第二临界端点的重要意义[J]. 刘曦,张立飞,HACK C Alistair,郑海飞,胡晓敏,常琳琳,何强. 岩石学报. 2009(12)
[8]我国高温高压实验研究进展和展望[J]. 金振民. 地球物理学报. 1997(S1)
本文编号：3546457
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