高温熱水系での熱水の沸騰に伴う重金属の挙動

高温热液系统中与热水沸腾相关的重金属行为

• 批准号: 10874072
• 负责人: 林 謙一郎
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10874072/
• 关键词: 熱水溶液; 沸騰; 水蒸気; 分配; 流体包有物; 斑岩型鉱床

熱水に溶存していた金属は、沸騰に伴い液体中に留まるという従来の考えでは説明できない現象が、流体包有物の分析から明らかになりつつある。一部の揮発性金属が沸騰時に水蒸気中に移動する可能性が高い。昨年度に引き続き、インコネル625製の反応容器(内容量〜150ml)に気相と液相を同時に採取するためのバルブ類を取り付けた装置により、350-450℃で熱水実験を行った。10%NaCl水溶液を出発溶液とし、あらかじめ100-1000ppmのSnおよび55-550ppmのZnの塩化物を加え、高温条件下で10時間程度保ち、液相と平衡状態にあると思われる水蒸気相を凝集させて採取した。水蒸気のサンプリングはニードルバルブの操作により穏やかに行った。試料溶液中のSn,Zn,Naを原子吸光法で、Cl濃度をイオンクロマト法により測定した。SnおよびZnの水蒸気中の濃度は、450℃でそれぞれ0.01ppm,0.5ppm程度となる。昨年行ったCuの結果を合わせて考察すると、各種元素の蒸発度(C_<vapor>/C_<liquid>)はCu>Zn>Cl>Na>Snの順となり、とくにCuの蒸発度が大きい。実験結果を、斑岩型鉱床近傍で採られた流体包有物の分析から報告されている気/液両相への重金属の分配値と比較すると、Cuの分配係数がZnやSnより1桁以上高くなるのは同様の傾向である。流体包有物(600-700℃)より求められる分配係数は、本研究で行った温度範囲(350-450℃)よりも2桁程度高く、温度効果が非常に大きいが、分配傾向は本実験の結果と一致し、本研究の妥当性を示す。

Hot water dissolves metals, boils, stays in liquids, explains phenomena, analyzes inclusions in fluids Some volatile metals are highly likely to migrate during boiling in water vapor. Last year, the reactor vessel made of 625 ℃ (internal capacity ~ 150ml) was used for hot water treatment at 350-450℃. 10% NaCl aqueous solution is prepared by adding Sn (100-1000ppm) and Zn (55-550ppm) compounds, maintaining the solution for 10 days under high temperature conditions, and maintaining the liquid phase and equilibrium state. The water vapor is removed from the tank and the water vapor is removed from the tank. Sn,Zn,Na in the sample solution are determined by atomic absorption spectrometry and Cl concentration by atomic absorption spectrometry. The concentration of Sn and Zn in water vapor is 0.01ppm and 0.5ppm at 450℃. The evaporation of Cu<vapor><liquid>&gt;Zn&gt;Cl&gt;Na&gt;Sn in the order of Cu&gt;Zn&gt;Cl&gt;Na&gt;Sn was investigated. The results show that the distribution coefficient of heavy metals in the phase mixture near the porphyry bed is higher than that of Zn and Sn, and the distribution coefficient of Cu is higher than 1. The distribution coefficient of fluid inclusion (600-700℃) was calculated. The temperature range (350-450℃) was high. The temperature effect was very large. The distribution tendency was consistent with the results of this study. The appropriateness of this study was demonstrated.

项目成果

掛川 武: "Origins of pyrites in the -2.5 Ga Mt.McRae Shale,the Hamersley District" Geochimica et Cosmochimica Acta. 62(in press). (1998)

Takeshi Kakekawa：“Hamersley 地区 -2.5 Ga Mt.McRae 页岩中的黄铁矿起源”Geochimica et Cosmochimica Acta 62（出版中）。

K.Hayashi: "Potentiometric titrations of rutile suspensions to 250℃"J. Colloid and Interface Science. 200. 298-309 (1998)

K. Hayashi：“金红石悬浮液电位滴定至 250℃”J.胶体与界面科学 200. 298-309 (1998)。