Wechselwirkungen zwischen Lösungen und Festkörpern in offenen Systemen und strömenden Medien

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Im Verwitterungsbereich sowie im sedimentären, diagentischen und hydrothermalen Bereich spielen interaktive Fest-Fluid-Reaktionen eine große Rolle. Als Funktion der Reaktionszeit kommt es zu einer kontinuierlichen Veränderung des Stoffbestandes der Gesteine und der im Porenraum migrierenden Fluide. Hierbei werden einerseits Elemente durch Prozesse an der Grenzfläche Festkörper-Lösung mobilisiert und andererseits erneut fixiert. Um einzelne Mechanismen der Wechselwirkungen an der Grenzfläche Festkörper-Lösung differenzieren zu können, werden experimentelle Untersuchungen unter definierten physiko-chemischen Randbedingungen durchgeführt. Die Experimente erfolgen in einem Temperaturbereich, der von oberflächennahen Bedingungen ausgeht und bis in den Hydrothermalbereich hineinreicht. Als Festkörper stehen Kaolinit und Illit/Serizit sowie Gibbsit im Vordergrund. Die Versuche finden zwischen denen für natürliche Systeme relevanten Grenzfällen eines offenen und eines geschlossenen Systems in bezug auf die wäßrige Lösung statt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen liefern allgemein gültige, bisher nur ungenügend bekannte, kinetische Parameter der Auflösung und Abscheidung von Festkörpern und korrespondierende Änderungen der Parameter der Festkörperoberflächen. Diese Informationen können zur Modellierung der Generierung von Poren-, Grund-, Formations- und Hydrothermalwässern herangezogen werden.