高温熱水系での熱水の沸騰に伴う重金属の挙動

高温热液系统中与热水沸腾相关的重金属行为

• 批准号: 10874072
• 负责人: 林 謙一郎
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10874072/
• 关键词: 熱水溶液; 沸騰; 水蒸気; 分配; 流体包有物; 斑岩型鉱床

熱水に溶存していた金属は、沸騰に伴い液体中に留まるという従来の考えでは説明できない現象が、流体包有物の分析から明らかになりつつある。一部の揮発性金属が沸騰時に水蒸気中に移動する可能性が高い。昨年度に引き続き、インコネル625製の反応容器(内容量〜150ml)に気相と液相を同時に採取するためのバルブ類を取り付けた装置により、350-450℃で熱水実験を行った。10%NaCl水溶液を出発溶液とし、あらかじめ100-1000ppmのSnおよび55-550ppmのZnの塩化物を加え、高温条件下で10時間程度保ち、液相と平衡状態にあると思われる水蒸気相を凝集させて採取した。水蒸気のサンプリングはニードルバルブの操作により穏やかに行った。試料溶液中のSn,Zn,Naを原子吸光法で、Cl濃度をイオンクロマト法により測定した。SnおよびZnの水蒸気中の濃度は、450℃でそれぞれ0.01ppm,0.5ppm程度となる。昨年行ったCuの結果を合わせて考察すると、各種元素の蒸発度(C_<vapor>/C_<liquid>)はCu>Zn>Cl>Na>Snの順となり、とくにCuの蒸発度が大きい。実験結果を、斑岩型鉱床近傍で採られた流体包有物の分析から報告されている気/液両相への重金属の分配値と比較すると、Cuの分配係数がZnやSnより1桁以上高くなるのは同様の傾向である。流体包有物(600-700℃)より求められる分配係数は、本研究で行った温度範囲(350-450℃)よりも2桁程度高く、温度効果が非常に大きいが、分配傾向は本実験の結果と一致し、本研究の妥当性を示す。

从对流体的分析中，流体的分析变得越来越清楚，这在传统的想法中无法解释的，即由于沸腾而溶解在热水中的金属仍保留在液体中。煮沸时，某些挥发性金属很可能会流入水蒸气中。从去年开始，在350-450°C下进行了热水实验，该设备安装了一个阀，以同时将气相和液相收集到Inconel 625中的反应容器（容量150 mL）中。将10％的NaCl水溶液设置为出发溶液，并添加100-1000 ppm sn和55-550 ppm的氯化物，在高温条件下维持约10小时，并在水蒸气相中汇总，这被认为为被认为为与液相的平衡处。用针阀的操作轻轻地进行了水蒸气的采样。样品溶液中的Sn，Zn，Na通过离子染色体方法通过原子吸收法测量。 Sn和Zn的蒸汽中的浓度分别在450°C下分别为0.01 ppm，0.5 ppm。考虑到去年CU的结果，各种元素的蒸发（C_ <vapor>/c_ <liquid>）是根据Cu> Zn> cl> na> sn的顺序，尤其是Cu蒸发。与通过围绕斑点的流体包裹分析的重金属对Ki/液相的分布值相比，实验结果是Zn和SN的Cu分布系数的1位。在这项研究中进行的流体包装（600-700°C）所需的分布系数（600-700°C）比温度范围（350-450°C）高两个数字，并且温度效应非常大，但是分布趋势是该实验它与这项研究的结果相匹配，并显示了这项研究的有效性。

项目成果

掛川 武: "Origins of pyrites in the -2.5 Ga Mt.McRae Shale,the Hamersley District" Geochimica et Cosmochimica Acta. 62(in press). (1998)

Takeshi Kakekawa：“Hamersley 地区 -2.5 Ga Mt.McRae 页岩中的黄铁矿起源”Geochimica et Cosmochimica Acta 62（出版中）。

K.Hayashi: "Potentiometric titrations of rutile suspensions to 250℃"J. Colloid and Interface Science. 200. 298-309 (1998)

K. Hayashi：“金红石悬浮液电位滴定至 250℃”J.胶体与界面科学 200. 298-309 (1998)。