光谱学与光谱分析
光譜學與光譜分析
광보학여광보분석
SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS
2014年
7期
1747-1753
,共7页
Raman光谱%金刚石压腔%NaCl-CaCl2-H2O%定量关系%PVTx
Raman光譜%金剛石壓腔%NaCl-CaCl2-H2O%定量關繫%PVTx
Raman광보%금강석압강%NaCl-CaCl2-H2O%정량관계%PVTx
Raman spectra%Diamond anvil cell%NaCl-CaCl2-H2 O%Quantitative relationship%PV T x
三元体系NaCl-CaCl2-H2 O是一种重要的天然水-盐体系。然而，研究人员在过去只研究了低温下该体系的相变，但在高温高压条件下拉曼位移和物理参数之间的定量关系却并没有被报道。利用利用热液金刚石压腔（HDAC）和石英压标，对高温高压下三元体系NaCl-CaCl2-H2 O的拉曼光谱特征进行了系统的研究，并获得了水的O-H伸缩振动谱带的拉曼位移、溶质质量分数和压力之间的定量关系。其中盐的质量分数相等（NaCl与CaCl2），分别为4.0 mass％，8.0 mass％和12.0 mass％。实验结果表明，当盐的质量分数和体系的压力保持不变时，O-H伸缩振动的标准拉曼位移差（Δν（O- H ））伴随着温度的升高而增大。当温度和压力恒定时，Δν（O- H ）随盐的质量分数的增加而增大。对于这个三元体系，其Δν（O- H ）与压力近似为线性关系，且不同盐度条件下的关系斜率相近。Δν（O- H）与温度（T）、压力（P）、溶质质量分数（M）之间的定量关系为 P＝-31.892Δν（O- H）＋10.131T＋222.816M-3183.567，其中该方程的有效 PTM范围为200 MPa≤ P≤1700 M Pa ，273 K≤ T≤539 K 以及M≤12 mass％。该公式可以用来作为地质压力计，用于研究等盐度条件下在NaCl-CaCl2-H2 O体系流体包裹体。该方法作为一种直观的地质探测技术，具有潜在的应用价值。
三元體繫NaCl-CaCl2-H2 O是一種重要的天然水-鹽體繫。然而，研究人員在過去隻研究瞭低溫下該體繫的相變，但在高溫高壓條件下拉曼位移和物理參數之間的定量關繫卻併沒有被報道。利用利用熱液金剛石壓腔（HDAC）和石英壓標，對高溫高壓下三元體繫NaCl-CaCl2-H2 O的拉曼光譜特徵進行瞭繫統的研究，併穫得瞭水的O-H伸縮振動譜帶的拉曼位移、溶質質量分數和壓力之間的定量關繫。其中鹽的質量分數相等（NaCl與CaCl2），分彆為4.0 mass％，8.0 mass％和12.0 mass％。實驗結果錶明，噹鹽的質量分數和體繫的壓力保持不變時，O-H伸縮振動的標準拉曼位移差（Δν（O- H ））伴隨著溫度的升高而增大。噹溫度和壓力恆定時，Δν（O- H ）隨鹽的質量分數的增加而增大。對于這箇三元體繫，其Δν（O- H ）與壓力近似為線性關繫，且不同鹽度條件下的關繫斜率相近。Δν（O- H）與溫度（T）、壓力（P）、溶質質量分數（M）之間的定量關繫為 P＝-31.892Δν（O- H）＋10.131T＋222.816M-3183.567，其中該方程的有效 PTM範圍為200 MPa≤ P≤1700 M Pa ，273 K≤ T≤539 K 以及M≤12 mass％。該公式可以用來作為地質壓力計，用于研究等鹽度條件下在NaCl-CaCl2-H2 O體繫流體包裹體。該方法作為一種直觀的地質探測技術，具有潛在的應用價值。
삼원체계NaCl-CaCl2-H2 O시일충중요적천연수-염체계。연이，연구인원재과거지연구료저온하해체계적상변，단재고온고압조건하랍만위이화물리삼수지간적정량관계각병몰유피보도。이용이용열액금강석압강（HDAC）화석영압표，대고온고압하삼원체계NaCl-CaCl2-H2 O적랍만광보특정진행료계통적연구，병획득료수적O-H신축진동보대적랍만위이、용질질량분수화압력지간적정량관계。기중염적질량분수상등（NaCl여CaCl2），분별위4.0 mass％，8.0 mass％화12.0 mass％。실험결과표명，당염적질량분수화체계적압력보지불변시，O-H신축진동적표준랍만위이차（Δν（O- H ））반수착온도적승고이증대。당온도화압력항정시，Δν（O- H ）수염적질량분수적증가이증대。대우저개삼원체계，기Δν（O- H ）여압력근사위선성관계，차불동염도조건하적관계사솔상근。Δν（O- H）여온도（T）、압력（P）、용질질량분수（M）지간적정량관계위 P＝-31.892Δν（O- H）＋10.131T＋222.816M-3183.567，기중해방정적유효 PTM범위위200 MPa≤ P≤1700 M Pa ，273 K≤ T≤539 K 이급M≤12 mass％。해공식가이용래작위지질압력계，용우연구등염도조건하재NaCl-CaCl2-H2 O체계류체포과체。해방법작위일충직관적지질탐측기술，구유잠재적응용개치。
Raman spectra features of the ternary system NaCl-CaCl2-H2 O under high temperatures and high pressures were systematically studied in the present work by using hydrothermal diamond anvil cell (HDAC) and Raman shifts of quartz to determine pressures ,and it has been obtained for the quantitative relationship between Raman shifts of the O -H stretching band of water ,mass fractions of solutes and pressures was ob-tained .The mass fractions of salts ,where salinity of NaCl equal to that of CaCl2 ,are 4.0 mass% ,8.0 mass% ,and 12.0 mass% ,respectively .Experimental results indicate that the standardized Raman frequency shift differences of the O- H stretching vibration (Δν(O- H) ) rise with the increasing temperatures when the mass fractions of salts and pressures of the NaCl-CaCl2-H2 O system remain constant .Δν(O- H) increases with the increase in mass fractions of salts in the system when the temperatures and pressures are constant .Linear relationship between Δν(O- H) and pressure with similar slopes can be found for the NaCl-CaCl2-H2 O system with different salinities .The quantitative relationship between Δν(O- H) ,temperature (T) ,pressure (P) ,and mass fraction of solute (M) is P= -31.892Δν(O- H) + 10.131T+ 222.816M -3 183.567 ,where the valid PTM range of the equation is 200 MPa≤ P≤1 700 MPa ,273 K≤ T≤539 K and M≤12 mass% .The equation can be used as a geobarometer in the studies of fluid inclusions of NaCl-CaCl2-H2 O system with equal salini-ties .The method ,as a direct geological detecting technique ,has a potential application value .
