第八组水岩反应动力学分析.ppt

第八组水岩反应动力学分析
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提纲
1研究背景介绍
2动力学过程描述
3相关结论
第2页，共18页，编辑于202第八组水岩反应动力学分析
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提纲
1研究背景介绍
2动力学过程描述
3相关结论
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1研究背景介绍
岩石与水的相互作用反应动力学是近几十年来地质学最重要的研究课题，也是国际研究前沿热点。
（1）矿床的形成是一个很复杂的过程，影响成矿作用的因素很多，从岩石与水化学动力学的角度探讨了成矿金属可能的来源，为探索成矿作用机制和形成规律提供依据。
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（2）岩石与水的化学动力学过程的研究是岩石力学领域国际前沿课题之一，也是核废物地质处置、能源地下储存、二氧化碳地质封存、地热开发、石油开采以及坝基、边坡、等众多与水相关的岩石工程的基础性研究课题之一，具有十分重要的科学意义。
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2动力学过程描述
（1）成矿过程中，水岩相互作用的化学动力学研究


相关概念：水溶液的临界区、近临界区
岩石与水反应速率涨落
临界涨落
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临界区：
近临界区：
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动力学过程 ：V-T曲线（AL）(钠)
（V）
350
25 300 374 500（T/ºC）
近临界区
临界区
L+V
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案例分析
玄武岩与海水相互作用化学动力学分析
大洋中脊热海水与玄武岩相互作用能在短时间内溶解出巨量的金属成矿元素，金属成矿元素随着海水循环，上升，在有利成矿环境下，沉淀、堆积、富集形成规模巨大的金属矿床。
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（2）应力作用下岩石的溶解动力学

相关概念：溶解反应驱动力
水膜扩散模型
岛渠模型
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()溶解反应驱动力计算
应力作用下岩石与水的相互作用系统组成了一个动力学体系。该体系在化学势梯度的驱动下发生着物质和能量的交换。
Δμi=μiβ- μiα = f iβ- f iα+P(Viβ- Viα )+(P-σ) Viα <0
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()溶解反应速率计算
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（）溶解的微观机制
A、水膜扩散模型
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B、岛渠模型
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3相关结论
()
300-500ºC范围称为水溶液的近临界和临界区。这一区域的水溶液性质会发生异常变化。深部流体上升，从高温高压条件进入低温低压过程，一定会遇到水的临界态的条件。在跨越水的临界态时，出现矿物与水的反应速率的涨落由于各类金属与氧键(M—O)性质的不同，在温度变化时，它们的释放速率是不同的。矿物与水的反应动力学的涨落是导致水岩相互作用剧变和矿石形成的原因之一
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()
(a)岩石所承受应力与周围流体压力之间存在的应力差所产生的化学势差是应力作用下溶解反应的驱动力。
(b)应力的施加显著加快了矿物溶解反应的动力学速率。
(c)应力作用下的岩石细观溶解机制可根据固．液界面应力分配及优先溶解部位上的差别分别用水膜扩散模型或岛渠模型进行描述。
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鸣谢：
感谢王老师提供交流平台
感谢同学们的耐心
感谢所有参加文献中所涉及人员
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欢迎批评指正
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