李秋根《地球化学》专题2 - 元素迁移规律-1.pptVIP

0% 100% Subsolidus (100% solid) A Solid + Liquid B Superliquidus (100% melt) C 温度 压力 岩石部分熔融 固相线 液相线 DT 二、影响元素迁移的因素 2. 外因 影响元素迁移的外因包括：温度、压力、pH值、Eh、组分浓度等。 1）温度（熔融，溶解, 挥发性） 二、影响元素迁移的因素 2. 外因 1）温度（熔融，溶解, 挥发性） 二、影响元素迁移的因素 2. 外因 2）压力（熔融，溶解及变质反应，尤其含挥发组分） 压力增大，平衡向体积减小的方向移动；减小，则反之 CaCO3+CO2+H2O= Ca2++2HCO3- (钙华；CCD) CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 +CO2 方解石 石英 硅灰石 0% 100% Subsolidus (100% solid) A Solid + Liquid B Superliquidus (100% melt) C 温度 压力 岩石部分熔融 固相线 液相线 -DP 二、影响元素迁移的因素 2. 外因 2）压力（熔融，溶解及变质反应，尤其含挥发组分） 二、影响元素迁移的因素 2. 外因 2）压力（熔融，溶解及变质反应，尤其含挥发组分） 矿 物 温度 ℃ 熔点对压力的变化率 P=0GPa P =1 GPa P =2 GPa P =3 GPa ℃/ GPa（0~1 GPa） 透辉石 1390 1520 1630 1710 130 钠长石 1120 1240 1320 1400 120 顽火辉石 1557 1670 1760 1840 110 镁橄榄石 1900 1950 1990 2040 50 几种矿物的熔化温度与压力的关系 据Broecker等( 1971) 二、影响元素迁移的因素 2. 外因 2）压力（熔融，溶解及变质反应，尤其含挥发组分） 减压熔融 二、影响元素迁移的因素 2. 外因 2）压力（熔融，溶解及变质反应，尤其含挥发组分） 二、影响元素迁移的因素 2. 外因 2）压力（熔融，溶解及变质反应，尤其含挥发组分） 二、影响元素迁移的因素 2. 外因 3）浓度（元素浓度、金属离子和配位体,如Cl、F等的浓度） AgCl(s) + Cl- = [AgCl2] - 4）Eh (影响价态和离子半径=溶解度) Fe(OH)3 Ksp= 4×10-38 Fe(OH)2 Ksp =4.8×10-16 二、影响元素迁移的因素 2. 外因 5）pH（作用过程有H+或OH-：酸碱度不同的物质其溶解度受pH值影响的情况不同） 3KAlSi3O8 +2H+ = KAl2[AlSi3O10](OH) 2 + 2K + +6SiO2 钾长石 白云母 石英 三、水溶液中元素迁移 自然界元素迁移的主要特点是有流体相参与； 水是地壳中丰度最大的流体相，能与岩石或环境中大多数矿物或元素等发生化学反应，影响元素的行为； 在地球化学体系中H2O普遍存在，为过剩组分，为“万能”溶剂，有控制环境性质的作用； 元素与H2O反应表现出复杂的行为，影响元素的迁移和沉淀。 水在元素的迁移中扮演了重要角色，这与水的性质息息相关，水非纯水、为多组分盐类溶液 三、水溶液中元素迁移 高沸点（氢键）和高临界点，唯一三态形式存在，在宽的温度范围内呈液态； 高介电常数（81，即离子间的静电引力在水中将比在空气中降低81倍；溶剂）（ε=D/E ，电荷位移/电场强度)=高的偶极矩； 稳定性高，升华热 ：51.0kJ.mol-1 ；冰的熔化热 ：6.0kJ.mol-1 ；比热 ：4.184J/g?K ，高的生成热； 水的热容很高，吸收很多热量，海洋和湖泊成为太阳能储库； 水的偶极分子连接成链，使水具有低粘度和大流动性； 水有大的表面张力，附着于矿物表面，侵蚀和溶解矿物； 由于共价键为主的键性，水为弱电解质；弱电离性。离子积10-14 1. 水的性质 三、水溶液中元素迁移 1. 水的性质 水的分子结构：H2O O的价电子结构2S22P4 按照洪特规则，O原子用两个P轨道（2Py和2Pz）分别与H原子的1s轨道形成σ键，键角为90o， 杂化轨道理论 孤对电子 共享电子 三、水溶液中元素迁移 1. 水的性质 性质： O：X=3.5；H：X=2.1 O___ H………..O 0.99A 1.77A O-O键长：2.76 具极性偶极分子 三、水溶液中元素迁移 1. 水的性质