对水—岩作用的化学动力学研究,一般包括野外观察、实验模拟和对比分析等步骤(於崇文等,1998)。
进行野外实地调查是进行水—岩作用模拟的一项重要的前期工作。其中,包括对矿物成分及其表面特征、岩石类型、构造特征等进行细致观察;在此基础上,系统采集代表性样品,为室内的矿物学研究和实验研究提供研究对象。另外,尚需测定流体的成分。
实验模拟是水—岩作用反应动力学研究的主要内容。通过模拟实验,获取实验过程中,流体中特定离子浓度、C—t 和pH—t 变化曲线。一定条件下,通过矿物结晶相的化学分析、红外光谱和X 射线粉晶衍射分析等技术手段,获得中间产物和最终产物的物相特征,并选取具有代表性的离子浓度变化来拟合动力学方程。具体的实验模拟步骤一般包括:①在实验开始之前,测定初始流体的密度以及溶液中相关离子的浓度;②在实验开始之后,每间隔一定时间采集液相样,对其进行化学分析,测定有关离子浓度的变化以及其他变化;③根据实验过程中采集的数据,绘制C—t 曲线和pH—t 曲线等,根据分析获得的离子浓度及相应离子种类,选定最能体现水—岩作用反应动力学的某种或某些离子种类,参考相应的C—t、pH—t 等曲线的形态,运用有关模型进行动力学方程的拟合。在此基础上,进行反应机制和反应历程的探讨。(www.daowen.com)
由于自然界中所能观察到的不是某岩石矿物转化的具体过程,而是两个极端产物,即转化前的原始岩石矿物和转化后形成的新生岩石矿物,因此,要研究该过程的反应机理、反应速率等是有困难的。显然,只有将模拟实验结果与自然界实际情况进行对比分析,才可能搞清所研究的岩石矿物转化的反应过程、反应机理、反应速率等问题,从而丰富有关水—岩作用模拟的理论和方法。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。