Thermodynamic and kinetic behaviour of CO2 in silicate melts

CO2 在硅酸盐熔体中的热力学和动力学行为

• 批准号: 5342446
• 负责人: Professor Dr. Marcus Nowak
• 金额: --
• 依托单位: Forschungsbereich Mineralogie und Geodynamik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2000-12-31 至 2005-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5342446?language=en
• 关键词: Thermodynamic; kinetic; behaviour; CO2; silicate

CO2 ist neben H2O die wichtigste gelöste volatile Komponente in terrestrischen Magmen. Erste Abkühlraten abhängige Experimente und Temperversuche nahe der Glastransformationstemperatur (Tg) mit CO2-haltigen Aluminosilikatschmelzen und -gläsern bei 0.5 GPa deuten darauf hin, dass zum einen die CO2-Speziation (molekulares CO2 und CO32-) nahe Tg eingefroren wird. Zum anderen nimmt im Gegensatz zum bisherigen Kenntnisstand in NaAlSi3O8 (Ab) + 2.14 Gew% Na2O Schmelze der Anteil an molekularem CO2 mit zunehmender Temperatur zu. Diese Experimente sollen systematisch durchgeführt werden, um erstmalig einen quantitativen Zugang zu der Temperaturabhängigkeit der CO2-Speziation und somit zu den thermodynamischen Größen Enthalpie und Entropie für die Gleichgewichtsreaktion CO2 + O2- = CO32- in Silikatschmelzen zu erhalten. Eigene CO2-Diffusionsexperimente in Ab + nNa2O Schmelzen und in Schmelzen mit vereinfachten natürlichen Zusammensetzungen belegen im Gegensatz zu bisherigen Annahmen eine deutliche Abhängigkeit der CO2-Diffusion von der Schmelzzusammensetzung. Daher sollen weitere CO2-Diffusionskoeffizienten in einer Reihe von trockenen und wasserhaltigen Silikatschmelzen bestimmt werden. Die CO2-Speziation und die CO2-Diffusionsdaten sind fundamentale Größen für die Modellierung von Blasenbildungs- und Fluidfraktionierungsprozessen beim Magmenaufstieg bis hin zu explosiven Vulkaneruptionen.

CO2是陆地岩浆中最易挥发的成分。首先，在0.5 GPa压力下，对含CO2-铝硅酸盐玻璃的玻璃转化过程进行了实验和温度测试，发现玻璃转化过程中存在CO2-的空间分布（CO2和CO 32-分子）。在NaAlSi_3O_8（Ab）+2.14Gew%Na_2O溶液中，在一定温度下，以CO_2分子量溶解水溶液，制备了水凝胶。该实验通过系统的韦尔登，首先定量测定了CO2-的温度分布，并测定了在高温下CO2 + O2- = CO 32-的热焓和熵。本征CO2-扩散实验在Ab + nNa 2 O Schmelzen和Schmelzen mit vereinfachten natürlichen Zusammensetzungen belegen im Gegenetzu bisherigen Annahmen eine deutliche Abhängigkeit der CO2-扩散von der Schmelzzusammensetzung.因此，在一个通风口和一个排水口中，CO2的扩散效率是韦尔登最高的。Die CO2-Speziation and die CO2-Diffusionsdaten sind fundamentale Größen für die Modellierung von Blasenbildungs- und Fluidfraktionierungsprozessen beim Magmenaufstieg bis hin zu explosiven Vulkaneruptionen.