地球内部物质电学性质原位测量的影响因素和导电机制——以地壳矿物为例

高温高压下矿物岩石电导率的实验研究数据,不仅是人们了解地球内部物质组成及其演化过程的重要窗口,而且可以为野外大地电磁测深和地磁测深反演提供重要约束.重点介绍了温度、压力、水含量、铁含量、氧逸度、熔融等矿物岩石电导率的影响因素,深入阐述了存在于矿物岩石的4种主要导电机制,即离子、质子、小极化子和大极化子.回顾近年来地壳主要造岩矿物(长石、石英和辉石)的电导率实验研究取得的新成果,讨论了它们的导电机制和地球物理意义,并对其目前存在的问题及尚需进一步展开的工作进行了探讨.     

高温高压下流体中电解质活度系数的确定

高温高压下流体中电解质的活度系数在地球化学领域有着广泛的应用。本实验测量了100—500℃、0．11—12GPa下0．01mol／L KCl溶液的电导率,并利用Hueckel方程由实验确定的摩尔电导和极限摩尔电导计算出了KCl的平均摩尔活度系数。平均摩尔活度系数随温度升高而减小,随压力升高而增大,而在高温高压下随温度压力的升高几乎保持恒定。     

近25 a来塔里木盆地灌区土壤盐渍化时空变化特点与改良治理对策

依据科学和可操作性原则,建立研究区土壤盐渍化等级分类体系和解译标志.通过对三期塔里木灌区土壤盐渍化信息数据的对比研究,结果表明了该区土壤盐渍化是自然和人为因素共同作用的产物,人类活动促进了盐渍化的发展;塔里木灌区土壤盐渍化主要分布于盆地的北部和西部,危害重点地区是喀什、叶尔羌河流域等地.并由老灌区向新灌区、中重度向轻度...     

高温高压下水流体pH值测量

高温高压下水流体的pH值是影响矿物-水流体相互作用平衡和动力学过程的一个重要参数。确定高温高压流体pH的方法主要包括电位势测量、化学分析与热力学计算及电导率方法。电位势测量在化学领域应用广泛,也被用来测量了洋中脊的热液流体的pH值。人们尝试了各种形式的电极,如氢电极、钯氢化物电极、金属-金属氧化物电极和钇稳定的氧化锆(YSZ)电极。玻璃电极只取得了有限的成果,通常用来测量常温及低温下的流体的pH值。对金属-金属氧化物电极在较宽的温度范围内进行了研究,但它需要利用合适的参比溶液来校正,与玻璃电极一样都表现出较大的偏移和误差以及不可回测性。陶瓷薄膜电极,如钇稳定的氧化锆(YSZ)电极,为测量相对较高温度下的pH值提供了一个可靠的方法。利用高温淬火水的化学分析和常温下的pH的测量,通过求解络合反应质量平衡与所有组分质量平衡的联立方程,来计算指定温度压力下pH值和水溶液种类的分布,是获得高温pH值的另一个重要而常用的方法,但热力学数据中的数值误差和不确定性以及分析误差能够影响计算出的高温溶液的pH值的精度。对高温高压超临界水流体的电导测量已经取得很大的成就,它被用来作为确定溶液内部离子反应平衡常数的一种最常用的方法,通过获得的这些反应的平衡常数,就可以得到在高温高压下流体的就位物质组成,这个方法可以测量更高温度压力下流体的pH值。     

黄铁矿形貌标型特征的研究进展

黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物矿物,常以立方体、八面体和五角十二面体等形态产出。研究表明,特定形貌黄铁矿在形成温度、压力、pH、Eh、氧逸度和硫逸度等方面差异明显,因此,黄铁矿形貌标型特征可以提供丰富的地质信息。目前,国内外黄铁矿形貌研究主要采用野外采样分析法和高温高压实验模拟两种方法。在常规的野外研究中,金矿床中黄铁矿形貌研究程度比较高,且将红外显微镜应用到黄铁矿内部结构分析和包裹体测温取得了突破性的成果,但是红外光难在高温条件下透过黄铁矿这一问题仍有待解决;室内高温高压实验研究主要通过合成黄铁矿的方法观察黄铁矿的生长习性,因研究方法的不同和实验技术条件的限制,目前得到的黄铁矿形貌标型尚不统一,黄铁矿形貌标型研究仍然需要突破和完善。     

高温高压下石英砂岩的电导率实验研究

利用交流阻抗谱实验技术,在0.5~2.0 GPa、573~873 K和10-1~106 Hz条件下,借助YJ-3000t紧装式六面顶高压设备和Solartron-1260阻抗/增益-相位分析仪测定了石英砂岩的电导率。实验结果表明:在测定的频率范围,样品的复阻抗的实部、虚部、模和相角对频率有很强的依赖性。随着温度升高,电导率增大,lgσT与1/T之间符合Arrhenius线性关系。通过拟合计算,获得了表征样品电学性质的指前因子、活化焓、活化能、活化体积等物性参数。杂质离子导电机制对高温高压下石英砂岩的导电行为提供了合理的解释。     

BaZrO_3基高温质子导体研究现状及在水热体系原位测氢中的应用

氢逸度是高温高压水热体系极为重要的物理化学变量之一,其原位测定对于高温高压水热体系物理化学条件的控制具有非常重要的意义。BaZrO3基质子导体具有良好的化学稳定性和较高的质子电导率,适合作为固体电解质运用到电化学氢传感器上。本文介绍了BaZrO3基质子导体的制备方法和质子传导机理,分析了BaZrO3基质子导体在水热体系原位测氢中的应用及其存在的问题和今后的发展方向。     

湖南香花岭矿田锡多金属矿床的综合模型及应用效果

本文在综合分析香花岭矿日的地质、地球物理(化学)与特征的差础上,建立了该区锡多金属矿床的地质—地球物理(化学)的综合模型,并给出A、B、C三个不同深度剥蚀水平面上的综合模型的组合标志以及运用该模型标志寻找该区隐伏矿体的初步效果.     

YJ-3000t型紧装式六面顶大腔体高温高压实验装置样品室的压力标定

固体、流体及其混合体系的高温高压实验一直是人们了解各种物质及体系的成分、结构、性状和过程的重要手段.因此,开展各种物质及体系的高温高压实验研究具有重要的理论和实际意义[1].在高温高压实验研究中,样品室内的压力通常必须已知.然而,对于采用固体物质作为传压介质的多面顶大腔体高温高压设备,由于传压介质的内摩擦会使得砧面压力与样品室内压力不一致,因此有必要对样品室内的压力进行标定.     

开放流动体系中黄铁矿-黄铜矿原电池反应实验研究

采用双电极体系对黄铁矿-黄铜矿组成原电池反应的腐蚀电流密度研究表明,原电池的腐蚀电流密度随体系中氧化性离子(如Fe3+)浓度的增加而增大;随溶液流速的加快而增大.实验结果对矿山环境污染治理有指导意义.结合原电池模型、混合电位理论和Butler-Volmer方程从理论上对实验结果进行了解释.