硅酸盐熔体结构的研究进展和问题

概括地介绍了硅酸盐熔体结构的三种研究途径和方法,从硅酸盐熔体的分子聚合结构单元测试、阳离子和挥发份的结构作用、物理化学性质测试及量子化学研究等五个方面,阐明了硅酸直熔体结构的主要成就,指出了该研究领域中存在的主要问题。     

硅酸盐熔体结构及水—熔体反应机理

本文对铝硅酸盐熔体结构这一领域的研究成果从以下三个方面作了总结：（１）熔体结构及其物理性质；（２）水－熔体反应机理；（３）熔体结构与压力的关系。熔体结构的变化是熔体粘度、密度、热膨胀性变化乃至粘流发生的根本原因，水与熔体的反应促使熔体粘度降低，不同的水溶解模式的建立是熔体结构研究深入的标志；压力对熔体结构的影响与温度和挥发份对它的影响大致相反，压力的增高使熔体结构产生加密效应，而温度的升高和挥发份     

硅酸盐熔体结构研究进展及意义

近年来研究表明岩浆的物理及化学性质与其熔体结构密切相关，因此熔体结构的研究对于理解岩浆的性质及岩动力学等与岩浆作用相关的地质问题是非常重要的。本文概括介绍了熔体结构的研究进展，着重讨论了熔体中熔体组分、温度及压力对熔体结构的影响。此外，并对硅酸盐熔体结构的研究意义进行了论述。     

硅酸盐熔体结构与岩浆液态不混溶作用

本文简述了硅酸盐熔体结构和岩浆液态不混溶作用的基本特征，计算了玄武岩中基质和液态不混溶共轭熔体对的ＮＢＯ／Ｔ值，发现三者具有不同的熔体结构，据此总结出硅酸盐熔体结构与岩浆液态不混溶作用之间的内在联系。同时利用硅酸盐熔体结构解释了组分对岩浆液态不溶混作用的影响。     

硅酸盐熔体结构与某些地质特征的关系

熔体结构是各种岩浆作用过程的重要表征。本文定性地探讨了熔体结构与某些岩浆物理性质、岩浆动力学特征和地球物理场间的关系,具体涉及的关系方面包括氧逸度、水逸度、ｐＨ、Ｅｈ、过冷度、晶核临界半径、成核速率、晶体生长速率、岩浆运移速度、扩散系数、重力场、地壳厚度、大地构造等。     

同结线附近AbxAnxDiy系列硅酸盐熔体结构及其结晶相的光谱研究

通过高温熔融，对同结线附近一系列硅酸盐熔体进行淬冷或不同速度冷却，实验获得的样品经过显微拉曼光谱分析，对比研究了AbxAnxDiy系列熔体在不同结线附近熔体结构跨相区变化情况，以及析出晶体对相应熔体结构的继承特点，熔体结构单元相对含量，在相界线两侧有某种程度的突变，熔体结构的变化对熔体的粘度，密度影响不同，拉曼光谱检测显示，硅酸盐玻璃的结构对降温速度变化不敏感，晶体对其相应熔体结构的部分继承作用，可能意味着晶体生长单元与熔体结构单元密切相关。     

MO—SiO2二元体系的熔体结构

本文讨论了MO-SiO_2二元熔体的结构与熔体热力学性质的相互关系。在低x_(sio_2)(X_(sio_2)<0.5)的这类熔体中,SiO_4~(4-)、Si_2O_7~(6-)、Si_3O_(10)~(8-)……及链状聚合物是熔体中的主要阴离子。聚合作用是决定熔体结构的主要机制。高x_(sio_2)(x_(sio_2)≥0.5)的二元熔体中出现环状及三维架状的阴离子聚合物。熔体不混溶性是这类熔体的普遍特征。在聚合模型的基础上,本文讨论了x_(sio_2)>0.5的二元熔体中的桥氧、非桥氧及自由氧离子在熔体中的分配及其与x_(sio_2)的关系。在动力学过程基础上推导出在熔体中服从Poission分布。最后对聚合反应平衡常数与聚合物链长及x_(sio_2)的关系进行了讨论。     

水-硅酸盐熔体反应机理综述

概括地介绍了近年来对水的溶解机制的研究进展,着重讨论了Ｂｕ＾－ｒｎｈａｍ模式、Ｋｏｈｎ模式及Ｓｙｋｅｓ模型;并根据碱金属组分对水在硅酸盐熔体中溶解度的影响论述了水的溶解机制。     

声子在硅酸盐熔体缔合反应的作用

本文采用量子统计方法，得到了声子熵的计算公式和初步结果，同时还提出在硅酸盐体两种阴离子结构团的缔合反应中，声学支声子所提供的声子熵起了重要作用。     

硅酸盐熔体的体积行为

通过研究硅酸盐熔体的氧平均体积,并与硅酸盐玻璃相对比,提出硅酸盐熔体的体积可分为两部分,即硅-氧骨架部分和阳离子部分,根据氧平均体积变化规律,得出硅-氧骨架部分的体积基本不随温度变化,硅酸盐熔体的体积膨胀主要是由于“氧化物”部分的局部膨胀所致,进一步提出O~(2-)半径基本不变,而主要是阳离子半径变化,并讨论了膨胀的机制。     

高温硅酸盐熔体粘度与网络分数维值的相关性研究

对高温硅酸盐熔体粘度的估算一直是国际地学界热点问题之一,本文在研究了高温硅酸盐熔体网络分数维值的基础上,建立了估算熔体粘度的新模式 (简称 FD模式 ) ,阐明了熔体粘度值除了与温度成反比外,还与分子网络介观尺度的自相似比 ri 和分数维值 D相关,即与分子网络 (纳米尺度以上 )中的桥氧数 Ni成正比 (Ni∝ ) , 与单位硅氧四面体中的非桥氧数成反比.经对 4个硅酸盐系列高温熔体的粘度测定证实, FD模式的理论计算值与实测值吻合,且优于现今国际通用的 VTF模式.为探索岩浆迁移演化规律和完善新型低维材料的性能提供了新的理论依据.     

核磁共振波谱技术对熔体结构研究的贡献

核磁共振波谱技术的应用极大地促进了对熔体结构的研究，获得了巨大的成就，主要表现在以下几个方面：成网离子在熔体结构中的分布特征；桥氧和非桥氧的有序－无序特征以及非桥氧环境的变化与熔体结构的关系；变网离子在熔体中的结构意义及地位；键角与键长的分布特征；温度对非桥氧环境的制约关系等。ＮＭＲ技术的发展使对熔体结构有序化机制的研究终于成为可能。     

水在硅酸盐熔体中的溶解度及研究意义

水是岩浆中主要的挥发份 ,而且其溶解作用强烈影响着熔体的物理和化学性质 ,因此对水在硅酸盐熔体中溶解度及溶解机制的研究是非常重要的。近年来研究表明 ,水在硅酸盐熔体中溶解度与压力、温度及熔体组分密切相关。具体而言 ,压力升高可使水的溶解度增大 ,而温度对溶解度的影响则与熔体组成有关。对于AbOrQ体系 ,在压力低于 4 0 0MPa时 ,溶解度与温度呈反相关 ;而在压力高于 50 0MPa时 ,则呈现出正相关。但是 ,温度对溶解度的影响要明显弱于压力的影响。至于水的溶解度与熔体组分的关系 ,通过对碱金属组分的研究表明水的溶解度按K ,Na ,Li的次序而增加。此外 ,根据碱金属组分对水在硅酸盐熔体中溶解度的影响对水的溶解机制进行了论述 ,这与Sykes等通过分子轨道计算和拉曼、红外光谱研究得出的水在铝硅酸盐熔体中的溶解机理是一致的。     

钨在水流体和硅酸盐熔体相间分配的实验研究

在800℃,15×10~7Pa条件下,以天然花岗岩为试料,对钨在水流体和花岗岩熔体相间的分配进行了实验研究。实验中主要考虑了挥发分和温度对分配系数的影响。     

非理想二组分硅酸盐熔体结晶动力学行为研究…

严格依据化学反应动力学的基本原理，建立了二组分非理想正规溶液的结晶速率表达式，对该作了理论分析，得到了系统定态失稳而产物ｈｏｐｒ分叉的必要条件是固相的交换能Ｗｓ与ＲＴ之比必须大于２的重要结论，并证明了系统在不同参数下可以出现超临界ｈｏｐｆ分和亚临界ｈｏｐｆ分叉。     

玄武岩成分区熔体结构的Raman光谱研究

采用半导体脉冲激光光源和时间分辨探测技术, 对Ab -An -Di相图同结线附近处于玄武岩成分区的2个硅酸盐样品进行了升温过程的Raman光谱研究.研究了该成分区域中玻璃-晶体-熔体高温下的相转变、升温过程及其熔体的特征光谱的变化特点.发现高温熔体结构与低温玻璃结构存在明显区别, 晶体对熔体结构有继承性.同时观察到了Ab12 An3 6Di52在熔态时的分相作用, 可能反映了该组分液态不混溶的发生.通过对高频区的解谱, 初步探索了体系中各结构单元的种类及含量与温度的关系.      

岩浆熔体中硫的浓度

岩浆熔体中硫的浓度李福春编译译稿收到日期１９９８０１０４本文对已发表的有关岩浆硅酸盐熔体中主要挥发分（Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、Ｃｌ）浓度方面的资料进图１岩浆熔体中Ｓ浓度分布直方图ａ．各类岩浆的总图;ｂ．基性岩浆直方图;ｃ．中性岩浆直方图;ｄ．酸性岩浆直方图行...     

花岗质熔体的结构特征与其产铀潜力

本文从花岗质熔体结构特征的角度,探讨了熔体成分与其产铀潜力之间的关系。分析了熔体中的K,Na对铀富集的控制作用,八面体、四面体空隙和晶体场效应,O/Si比值对铀活动性的影响。讨论了决定熔体粘度的一些因素,提出了熔体相对粘度值的计算方法,结合实例介绍了熔体相对粘度值的意义及地质应用。总结了有利于产铀的熔体结构特征标志。     

热扩散过程中硅酸盐熔体的同位素分馏机制

1研究背景Soret效应是指在热梯度作用下,处于化学平衡状态的液相系统中某些组分自发产生浓度梯度的过程,也称为热扩散,这一现象首先由德国科学家Ludwig(1856)预言,被瑞士科学家Soret(1879)实验所证实,所以也叫Ludwig-Soret效应。实验已经证明,在有温度梯度存在