珪酸塩メルトへの水の溶解度の圧力・温度依存性の実験的研究

硅酸盐熔体中水溶性压力和温度依赖性的实验研究

• 批准号: 08740417
• 负责人: 山下 茂
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740417/
• 关键词: マグマ; 含水珪酸塩メルト; 溶融実験; 高温高圧; 内熱式ガス圧装置; 顕微赤外分光

この研究では流絞岩メルトと玄武岩メルトへの水の溶解度を溶融実験により決定し、特に噴火直前のマグマに相当する100MPa以下の圧力領域における珪酸塩メルトへの水の溶解度の圧力・温度依存性の基礎データを拡充することができた。実験の出発物質には無水の天然流紋岩ガラスと合成玄武岩ガラスを使用した。これらを脱イオン水とともにカプセルに封入し、内熱式ガス圧装置を用いて22〜100MPa、1000〜1200℃の条件で溶融させ、水と4〜69時間反応させた後、急冷・回収し、含水ガラスを作成した。これらの含水ガラス試料中の水を Yamashita et al.(1997)の方法で顕微赤外分光分析により定量し、それぞれの組成のメルトへの水の溶解度を決定した。出発物質を粉末状に調整すると、粘性の大きい流紋岩組成のメルトでは共存する水相(気泡)は分離せずにガラス試料中に高密度に残存してしまい、これを避けてガラス部分の溶存水を定量することは困難である。そのため今回新たな試みとして、出発物質を長さ2mm、直径2mm程度の柱状に整形し、水を拡散浸透・飽和させ、気泡の生成をふせいだ。ガラス部分の均質性からメルト-水間の平衡が確認された実験について結果を整理すると:(1)玄武岩メルトへの水の溶解度は、1200℃において、22MPaの1.5wt%から100MPaの3.0wt%まで圧力の上昇とともに増加する、(2)流紋岩メルトへの水の溶解度は、1200℃において、22MPaの1.4wt%から圧力の上昇とともに増加するが、100MPaまで昇圧しても2.3wt%にしか達しない。今回の結果は、水の溶解度の圧力依存性の程度が珪酸塩メルトの組成によって相当に変化することを示している。

在这项研究中，我们通过熔化实验确定了水在条纹岩熔体和玄武岩熔体中的溶解度，特别是，我们研究了100 MPa以下压力区域（对应于岩浆）中硅酸盐熔体中水溶解度的压力/温度依赖性。就在火山喷发之前，我们能够扩展基本数据。无水天然流纹岩玻璃和合成玄武岩玻璃用作实验的起始材料。将它们用去离子水密封在胶囊中，使用内部加热气压装置在22至100MPa和1000至1200℃下熔化，与水反应4至69小时，然后快速冷却并收集水合玻璃。创建的。使用Yamashita等人(1997)的方法通过微红外光谱对这些水合玻璃样品中的水进行定量，并测定了水在每种组合物熔体中的溶解度。如果起始材料以粉末形式制备，则流纹岩熔体中共存的高粘度水相（气泡）将不会分离并以高密度保留在玻璃样品中。溶解的水难以定量。因此，在一次新的尝试中，将起始材料成型为长度约2毫米、直径约2毫米的柱状，并且将水扩散并饱和以防止气泡的形成。总结从玻璃部分的均匀性确认熔体与水之间平衡的实验结果： (1) 水在玄武岩熔体中的溶解度范围为 1.5wt% (22MPa) 到 3.0wt% (100MPa、1200℃) 。 到(2)水在流纹岩熔体中的溶解度随着压力的增加而增加，从1200℃、22MPa时的1.4wt%开始，但即使压力增加到100MPa时也仅降低至2.3wt%。我们的结果表明，水溶性的压力依赖性程度随硅酸盐熔体的成分变化很大。

项目成果

Yamashita,S.et al.: "Infrared spectroscopy of hydous glasses of and magma compositions" Geochemical Journal. 31(in press). (1997)

Yamashita,S.et al.：“水玻璃和岩浆成分的红外光谱”地球化学杂志。