温度对S3-存在的影响--基于显微拉曼光谱的研究
编号:1960
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更新:2023-04-10 23:06:55 浏览:385次
口头报告
摘要
硫作为地质流体中不可或缺的元素,在多种地质过程中都扮演了重要作用,并且在地质过程中其形态多样。在很宽的温度和压力范围内,地壳流体中硫的两种主要化学形式被认为是硫酸盐和硫化物。近年来有关于S3-的发现, S3-与金属的络合作用也进一步的被学者们所发现,为我们对于金属元素溶解迁移沉淀富集机制提供了新见解(Mei, Sherman et al. 2013, Pokrovski, Kokh et al. 2021, Pokrovski, Desmaele et al. 2022)。准确获取S3-存在的地质温压条件,对于描述相关的地质过程至关重要。目前关于该方面的实验数据主要集中在中低温T>200℃,这极大地限制了我们对地质温压条件下含有硫的流体体系的认识。
本文将配置好的不同浓度的硫代硫酸盐溶液装入内径300μm,外径665μm的熔融石英毛细硅管胶囊(FSCC, fused silica capillary capsule)中,放置在冷热台上(Linkam CAP500),结合原位显微激光拉曼光谱仪(Chou, Song et al. 2008)开展了温度范围在25-300℃中的K2S2O3的热裂解实验,收集了水溶液在不同温度条件下的拉曼光谱数据。详细探讨了实验体系水溶液中的各种硫物种峰面积比、温度之间的关系。我们利用原位拉曼光谱实验发现K2S2O3可以在140-170℃温度区间内分解生成S3-,并且S3-是最初分解阶段的主要S物种。在同等实验温度条件下S3-在不同浓度HCl的实验中出现的时间不同,实验中S3-与S单质的出现时间随着HCl的浓度增加而缩短。通过对比实验组可知HCl加入有利于分解的快速发生,甚至可以降低分解发生温度。结果表明在温度低于200℃时,S3-仍然可作为优势物种而存在,通过反复实验证明了100℃是S3-存在的最低限,并且降温后分解为硫酸盐、硫化物,其形成的反应可逆。在一些低温含硫热液体系中S3-对于金属的迁移搬运作用不容小嘘。
稿件作者
陈晨
中国科学院地球化学研究所
尚林波
中国科学院地球化学研究所
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