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近日，深海極端環(huán)境模擬研究實(shí)驗(yàn)室周義明研究員作為第二通訊作者在國際著名地球化學(xué)期刊《Geochemical Perspectives Letters》發(fā)表了題為“In situ determination of NaCl-H₂O isochores up to 900℃ and 1.2 GPa in a hydrothermal diamond-anvil cell”的文章。

NaCl-H₂O是地球上最重要和最普遍存在的二元流體體系，其PVTX（壓力-體積-溫度-組分）屬性或等容線是描述其物理化學(xué)行為的重要參數(shù)。但長期以來，該流體的PVTX和等容線模型主要依靠人工合成包裹體技術(shù)或與其相關(guān)的熱力學(xué)計(jì)算獲得。這些模型的適用條件多低于600 MPa和600 ^oC，而且在等容線測定實(shí)驗(yàn)中，人工包裹體并非嚴(yán)格等容，這導(dǎo)致前人的等容線擴(kuò)展到更高溫度壓力條件時(shí)，往往存在較大的偏差。由此，本論文利用熱液金剛石壓腔技術(shù)，連同用拉曼光譜測定α-β石英相變時(shí)的溫度和壓力的技術(shù)（Li and Chou, 2022），精確測定了NaCl-H₂O的等容線。

新測定的等容線適用的鹽度范圍為5?25 wt % NaCl, 氣→液均一溫度為100–450 ^oC, 溫壓條件高達(dá)～900 ^oC、1.2 GPa（圖1）。與前人數(shù)據(jù)的對比及在超高壓變質(zhì)帶流體包裹體中的應(yīng)用表明，所測定的等容線具有高精度、適用溫壓條件廣的優(yōu)勢。同時(shí)，論文提供了一種快速、準(zhǔn)確測定LiCl、NaCl、KCl、MgCl₂ 和CaCl₂等鹵水體系及其混合流體的等容線的方法，對地質(zhì)流體的研究具有重要意義。

圖1. 實(shí)驗(yàn)測定的NaCl-H₂O等容線（紅色線）與前人等容線的對比

論文信息：Li, J.K., Chou, I.-M., Wang, X. In situ determination of NaCl-H₂O isochores up to 900℃ and 1.2 GPa in a hydrothermal diamond-anvil cell. Geochemical Perspectives Letters, (2024) 31, 32–37.