高温高压下矿物与水溶液反应界面及研究意义
摘要
在高温高压下20~435 ℃条件下矿物与水溶液反应的化学动力学实验表明:多金属氧化物硅酸盐矿与水反应经常是不一致的溶解作用。国际界实验通常是在小于300℃条件下进行的,实验发现非计量化的淋失层表面是富硅、贫其他金属的。作者的实验表明大于300℃的实验结果不同于小于300℃的实验,与水反应的矿物(铁镁矿物和长石)多是在300℃出现一致溶解。在其他情况下是不一致溶解过程。大于300℃实验结果证实,在水的近临界和临界区的性质改变使水分子容易使硅-氧键被破坏,使硅先从矿物表面释放。矿物表面是贫硅和富金属镁铁等的淋失层。对于实验产物的详细电子显微镜和红外谱学研究使确认与水反应后的矿物表面是非计量化的,与原始矿物的各种金属元素比数值不同。在与酸性溶液反应时,表面有次生矿物(如蛇纹石)。矿物(或岩石)与水溶液的反应最终取决于矿物与水溶液的界面。实验研究结果使人们容易理解在大尺度的水岩相互作用剖面里矿物分带规律(金属矿床水热蚀变剖面):当出现大的温度梯度时,内部高温蚀变矿物,而外带的(<300℃)容易形成泥质蚀变和硅化。