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伊利石形成相關反應的熱力學計算及其對砂巖成巖作用研究的意義

發布時間:2017/08/03 點擊量:
計算了各種可能形成伊利石的反應的熱力學條件,在此基礎上分析了成巖流體的化學性質對伊利石形成的影響。結果表明,(1)鈣長石的伊利石化具有最低的吉布斯自由能增量,該反應主要是在同生到埋藏成巖作用的早期階段,由富鉀的海源流體作用形成的。鈉長石和鉀長石形成伊利石的反應需要酸性流體的a(K+)/a(H+)(活度比值)保持在伊利石的穩定域。(2)高嶺石形成伊利石時流體的a(K+)/a(H+)比值要足夠高,以克服伊利石的成核動力學屏障,能夠滿足其反應需要的流體可能是有機酸,它能溶解鉀長石,同時進一步溶解其他易溶礦物(如碳酸鹽礦物)從而達到足夠高的a(K+)/a(H+)比值,而以CO2作為主要溶解介質時會導致碳酸鹽礦物的沉淀。(3)鉀長石與高嶺石反應形成伊利石通常需要溫度超過120℃,這時由鉀長石溶解所控制的a(K+)已能夠克服伊利石的結晶動力學屏障。該反應需要成巖環境在早成巖期受海源流體影響,以使在由長石溶解形成明顯數量的高嶺石同時能夠保存足夠數量的鉀長石。(4)鉀長石與高嶺石反應形成伊利石時若有Na+的輸入可導致鈉長石的沉淀,該反應在較高溫度下發生,鉀長石的溶解和鈉長石化受高嶺石的伊利石化而消耗K+的動力學作用控制。
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