水・岩石界面近傍の水の特性変化の状態分析

水/岩石界面附近水性质变化的状态分析

• 批准号: 18740338
• 负责人: 横山 正
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740338/
• 关键词: 岩石・水反応; 遠心分離; 拡散; 溶解; 間隙水; 流紋碧; 電気二重層; 流紋岩

岩石間隙水中の溶存イオン分布を調べるために,高速遠心分離器を用いて岩石(多孔質流紋岩)の間隙水を抽出し,遠心力を段階的に上げて溶液組成の変化を調べた.溶液中の陽イオン,陰イオン濃度はイオンクロマトグラフを用いて測定した.溶存Siの濃度は,モリブデンブルー法で測定した.溶存イオン濃度(Na^+,K^+,NH_4^+,Ca^2+,Mg^2+,Cr^-,NO_3^-,SO_4^2-)は,0-1000Gの遠心力(全聞隙水の0-60%を抽出した段階)ではあまり変化が見られなかったが,1000-10000G(同60-90%)では大きく増加した.溶存Siの濃度は遠心力によらずほぼ一定,もしくは>1000Gで減少した.pHは約5-6で,遠心力による変化は認められなかった.遠心力が高いほどより細い間隙にある水が抽出されるため,遠心力が上がるに連れて間隙水の組成は界面近傍の組成に近くなると考えられる.水・岩石界面では,固体表面から溶解したイオンが溶液中に拡散し,界面からバルク溶液に向かって濃度勾配が生じる.遠心力の増大に伴う陽イオンと陰イオン濃度の増加は,この溶解・拡散による濃度プロファイルに相当すると考えることができる.拡散プロファイルの形状には,各イオンの拡散係数が関係する.Na^+,K^+,NH_4^+,Ca^2+,Mg^2+,Cl^-,NO_3^-SO_4^2-については,濃度変化のパターンが比較的類似しており,バルク溶液中の拡散係数の文献値が各イオン間で類似していることと調和的である。一方,溶存Siは,バルク溶液中の拡散係数が他のイオンと類似しているにもかかわらず,濃度変化のパターンはかなり他のイオンと異なっている.このことは,界面近傍において,Siは他の元素とは異なった拡散挙動を示すという可能性を示唆している.

为了研究岩石孔隙水中溶解离子的分布情况，我们使用高速离心机提取岩石（多孔流纹岩）的孔隙水，并通过阶段性增加离心力来研究溶液成分的变化和浓度。采用离子色谱仪测定溶液中的阳离子和阴离子。采用钼蓝法测定溶解Si的浓度。溶解离子（Na^+、K^+、NH_4^+、Ca^2）浓度+,Mg^2+,Cr^-,NO_3^-,SO_4^2-)在0-1000G离心力下(抽出总孔隙水0-60%阶段)变化不大。 -10000G（相同的60-90%）显着增加，无论离心力如何，溶解的Si的浓度几乎保持恒定，或者在>1000G时下降约5-6，并且没有观察到由于离心力而发生的变化。离心力越大，狭窄孔隙中的水被抽出越多，因此认为随着离心力的增大，孔隙水的成分变得更接近界面附近的成分。在水-岩石界面处，离子从固体表面溶解的物质扩散到溶液中，形成从界面到本体溶液的浓度梯度。随着离心力的增加，阳离子和阴离子浓度增加是由于这种溶解和扩散引起的浓度。扩散剖面的形状与各离子的扩散系数有关。Na^+、K^+、NH_4^+、Ca^2+、Mg^2+、Cl^ 为 -,NO_3^-SO_4^2- ，浓度变化模式相对相似，这与文献中各离子之间散装溶液中扩散系数相似的值一致。另一方面，虽然溶解在本体溶液中的Si的扩散系数与其他离子相似，但浓度变化的模式与其他离子有很大不同。这意味着在界面附近，Si这表明了可能性它表现出与其他元素不同的扩散行为。

项目成果

Hydration of rhyolitic glass during weathering as characterized by IR microspectroscopy

红外显微光谱表征风化过程中流纹质玻璃的水化

• 发表时间: 2008
• 期刊: Geochimica et Cosmochimica Acta 72
• 作者: T. Yokoyama;S. Okumura;S. Nakashima
• 通讯作者: S. Nakashima

Solute distribution in porous rhyolite as evaluated by sequential centrifugation

通过连续离心评估多孔流纹岩中的溶质分布

• DOI: 10.1016/j.apgeochem.2011.06.017
• 发表时间: 2011
• 期刊: Applied Geochemistry
• 影响因子: 3.4
• 作者: Maki Okube;Takuya Matsumoto;Akira Yoshiasa;Eiji Ito;Tadashi Yokoyama
• 通讯作者: Tadashi Yokoyama

岩石間隙水の遠心分離抽出:電気二重層の影響

岩石孔隙水的离心提取：双电层的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: 横山正;中嶋悟;村上隆
• 通讯作者: 村上隆