碾子山晶洞碱性花岗岩矿物-水氧同位素交换反应动力学

对黑龙江碾子山碱性花岗岩的全岩及其主要单矿物进行了氧同位素分析。结果表明，全岩和单矿物不仅δ 18O值变化范围较大 (全岩－ 2.4‰～ 2.0‰， 石英 0.0‰～ 5.8‰， 碱性长石－ 3.8‰～ 0.1‰， 磁铁矿－ 8.5‰～ － 1.0‰ )，而且强烈亏损 18O。共生矿物之间表现出明显不平衡的氧同位素分馏特征，指示在花岗岩侵位之后与水之间发生了同位素交换。根据锆石和现代大气降水的氧同位素组成，对岩石与外来流体的δ 18O值进行了估计。多维矿物相-水氧同位素交换反应动力学模型定量模拟表明， 碾子山岩体流体流动速率约为 1× 10－ 15～ 3× 10－ 14 mol/s， 水-岩反应时限约为 0.3～ 3 Ma， 水 /岩比 (氧摩尔比 )介于 0.11～ 1.02之间。水-岩反应温度较高 (约 400℃ )和反应时间较长是导致石英δ 18O降低的主要原因。

大别山中生代岩浆岩矿物—水氧同位素交换的地球化学动力学

大别山中生代侵入岩氧同位素结果表明它们受到了岩浆期后亚固相水-岩相互作用的扰动。为了确定水-岩交换过程中的有关参数，本文利用交换反应动力学模型分别对大别山中生代主簿源、天柱山和团岭花岗岩以及沙村和椒子岩辉长岩矿物-水氧同位素交换反应动力学进行了定量计算，并估计了水-岩反应有效时限、流体流动速率和水／岩值。多维矿物相-水氧同位素交换反应动力学定量模拟结果表明，大别山主簿源、天柱山和团岭花岗岩岩浆期后亚固相水-岩反应的有效时限约为0．3～3Ma，流体流动速率约为1×10^-15～3×10^-14mol／s，水／岩值为0．27～0．78；沙村和椒子岩辉长岩岩浆期后亚固相水-岩反应的有效时限约为0．02～0．4Ma，流体流动速率约为1．6×10^-14～4．8×10^-13mol／s，水／岩值为0．11～O．33。

东沟坝多金属矿床硫同位素交换动力学

本文详细研究东沟坝多金属矿床的硫同位素特征，并根据同位素资料评估硫在成矿溶液中的最短停留时间和成矿机理。根据硫化物和硫酸盐在化学及同位素交换反应的过程中同样都包含有分子结构中的硫键断开和硫原子的交换，提出了化学平衡是同位素平衡的先决条件。指出在不少成矿温度低于３５０℃的热液矿床中。

碱性花岗岩的动力学氧同位素交换和流体流动几何学:交换机制和平流冷却

新疆北部乌仑古塔斯嘎克碱性花岗岩体分为主体相和北部边缘相。条纹长石广泛发育出溶 ;石英与碱性长石复杂交生。条纹长石的出溶衍生出压应力 ,造成石英的变形。大部分钠铁闪石是由霓辉石交代形成的。在 δ1 8O石英 - δ1 8O条纹长石 和δ1 8O石英 - δ1 8O钠铁闪石 协变图上 ,应用耦合的质量传输和动力学限制的同位素交换模型对样品进行了模拟。相对交换速率常数和3个矿物的显微组构特征共同指示 ,表面反应即溶解 -再沉淀和管道扩散是氧同位素交换的主要机制。大气降水从塔斯嘎克碱性花岗岩的北部边缘相往主体相发生了平流渗透。北部边缘相样品的较陡的斜率、以及石英和条纹长石较低的 1 8O亏损程度 ,被解释为是由于与同位素组成未演化的短路径大气降水在相对较短的时限内发生氧同位素交换造成的。但是 ,与同位素组成演化了的长路径大气降水在相对较长的时限内的相互作用 ,导致了主体相样品的较缓的斜率以及石英和条纹长石的较高程度的 1 8O亏损。对于一个侵入岩体的冷却来说 。

地壳流体－岩石氧同位素交换反应动力学研究现状

矿物－流体体系氧同位素交换反应动力学模型主要分为５种：封闭、＂封闭＂、一般开放、流体缓冲体系以及岩石缓冲体系。交换机制主要为扩散控制和表面控制。层状辉长岩上部、下部岩系辉石往往表现出不同的交换速率和交换程度，流体的初始δ１８Ｏ值也显示出较大的不均一性。花岗岩－流体氧同位素交换反应绝大多数为开放体系不平衡类型。中深成岩基与浅成岩体在有效反应时限、流体标准化渗透率方面不同。前寒武纪条带状硅质铁建造分为低级变质地带（Ⅰ组）和高级变质地带（Ⅱ组），前者多为典型的开放体系不平衡类型，石英反应程度低；后者则接近平衡，石英反应程度高。造山带低级变质地体流体－岩石１８Ｏ交换主要是在岩石缓冲体系下进行的。流体循环与质量传输机制主要有：平流、扩散、扩散－平流复合机制。

分子内同位素效应和与这种化合物同位素交换的动力学模式

矿物和化合物内不等价结构位置上的同位素取代,造成了分子内同位素效应,即分子内同位素的分馏效应。例如云母类矿物,至少—OH和Si—O—Al中氧所处结构位置不同,会产生明显的氧同位素分馏。

粒度不均一交换剂的离子交换反应动力学(Ⅰ)——粒内扩散或液膜扩散控制反应速度的同位素交换反应

本文研究了包含不同半径离子交换剂体系的同位素交换反应动力学。对于粒内扩散和液膜扩散控制反应速度的不均一体系,导出了表述离子交换剂和有限浴溶液中离子之间异相同位素交换反应交换度。

^(14)N-^(15)N同位素交换技术及其在冶金动力学研究中的应用

氮对钢材性能影响很大,研究氮的溶解动力学对于控制钢中的氮含量很有必要.新的^(14)N-^(15)N同位素交换技术通过气相质谱仪在线监测反应过程中气体组分变化,可以消除传统研究方法中液相传质的影响,准确测定氮在钢液和熔渣表面溶解的速率常数,深入分析反应的动力学机理.简要介绍了^(14)N-^(15)N同位素交换技术的原理、实验过程、已有的研究成果,讨论了存在的问题.

2·2—二氯—1·1·1—三氟乙烷—d与水均相碱催化氢/氘同位素交换动力学

在用激光多光子分解法分离同位素氘的过程中,工作分子的再氘化是允许工作分子再使用的基础。实现再氘化最简单的方法是通过与天然水的同位素化学交换。因此,研究工作分子的H/D交换动力学及适当地选择催化剂和交换介质是当前十分必要和活跃的领域。本文研究了CF_3CDCl_2与H_2O的均相碱催化H/D同位素交换动力学。我们用红外测试法测定CF_3CDCl_2浓度的方法追踪动力学过程。结果表明这是一个复杂反应,正向反应为二级反应。测定了273.15和289.65K的速度常数分别为3.50×10^(-3)和3.13×10^(-2)[mol/l]^(-1)S^(-1)。求出其表观活化能为87.3kJ。根据我们提出的反应机理:

同位素瞬变动力学用于分析丙烯酸生成机理

由于实际催化剂体系的复杂性，丙烯醛在Mo／V／W-混合氧化物上部分氧化生成丙烯酸的机理尚未完全清楚。因此，人们采用瞬变同位素交换技术在不同的温度下研究该机理。所采用的稳态同位素瞬变动力学分析（SSITKA）技术是以在固定条件下对照其标记模型（这里指^16O2／^18O2）的反应物进行跳跃式交换为基础，同时通过在线质谱仪测定该体系的反应结果。

水-氢同位素液相催化交换反应过程

描述了水氢同位素液相催化交换反应的模型,并从动力学和反应过程的角度对模型进行了实验验证。验证结果表明:水氢同位素液相催化交换是一个较复杂的传质反应的串联过程,主要包括汽液相间转化和氢同位素催化交换两个反应。

气体同位素交换技术及其在冶金中的应用

气体同位素交换技术是研究气-固、气-液反应的有效工具。它利用气相质谱仪在线监测同位素交换反应过程中气体成分的变化,进而解析反应的动力学方程。气体同位素交换技术已经广泛应用于化学、生物、地质等领域的化学反应机理的研究。简要介绍气体同位素交换技术的原理,重点阐述其分类及动力学,并概述其在冶金领域中的研究进展。

方解石-橄榄石-流体三相体系氧同位素交换的实验研究

在６８０ ℃和５００ ＭＰａ 以及岩石学相平衡条件下， 首次对方解石与镁橄榄石之间在大量超临界ＣＯ２Ｈ２ Ｏ 流体存在的条件下进行了氧同位素交换实验。结果发现，在实验刚刚开始的一段时间内氧同位素交换很快，主要是以溶解／ 重结晶的机制进行的；而在以后的时间里氧同位素交换要慢得多， 变成以扩散机制为主。进一步， 反应产物方解石相对于镁橄榄石亏损１８ Ｏ，指示方解石的溶解／重结晶速率大于镁橄榄石。流体相的存在导致具不同溶解／重结晶速率的矿物与流体之间的氧同位素交换速率不同， 结果使矿物矿物或矿物流体体系的氧同位素分馏在实验过程中不是单向地朝着平衡值方向移动，而是简单地超越平衡值，甚至出现“倒转”现象。只是当体系达到化学平衡后，溶解／重结晶作用显著减慢或停止，扩散作用才成为驱动体系朝向同位素平衡的主要机制。这时，方解石中氧的扩散速率等于或略大于镁橄榄石。因此，在应用实验测定的矿物氧扩散速率计算水岩反应的时间尺度时， 必须首先排除溶解／ 重结晶和矿物蚀变引起的同位素交换。

氧同位素交换及其在多相催化氧化反应研究中的应用

简单介绍了氧同位素交换技术及其在多相催化氧化反应机理研究中的应用

质量传输和同位素交换:流动几何学和交换机制

耦合的质量传输和动力学限制的同位素交换模型综合考虑了平流、扩散、热液弥散 ,以及岩石与水之间的不平衡同位素交换等项因素。把耦合模型应用于 2个构造环境下的古热液系统 ,进而解释稳定同位素数据。对于造成环绕浅成侵入岩体分布的18O亏损环带的流体的流动几何学 ,以及浅部正断层流体流动的几何学 ,耦合模型提供了不同于单一同位素交换模型的解释。耦合模型也提供了关于同位素相对交换速率和同位素交换机制的信息。结果表明 ,断层带的动态重结晶促进了表面反应 ,进而便利了同位素交换 ;在化学不反应性和未变形的矿物中 ,同位素交换可能受制于固态条件下的扩散。

在并流交换反应器中液相水-氢同位素交换反应的研究

本文用憎水性D型树脂为载体,铂为活性组分,使氢-液体水之间成功地进行了氢同位素的交换反应,讨论了并流反应器的动力学方程。在17.5℃、1大气压、氢的表观速度从0.04m/sec至0.1m/sec条件下,测得的催化交换反应速度常数K=34.9×10^(3)mol/m^(3)·hr。

氧同位素在流体-岩石交换过程中的传输模型

流体控制着地球系统中质量和能量的传输。流体岩石反应过程在岩石圈中是十分普遍的现象。在流体流动体系中 ,流体在岩石裂隙中通过平流、扩散、水动力弥散和动力学弥散等方式进行输运并与岩石发生同位素交换反应。文章首先对封闭体系、“封闭”体系、开放体系以及缓冲体系中的同位素交换模型进行了简单讨论 ,然后在讨论氧同位素动力学交换机制的基础上 ,建立了平衡交换模型和动力学交换模型。结合流体流动的归一化速率、弥散系数和流体岩石的反应速率等变量 ,对流体岩石交换反应的流体运动方程中的Peclet数和Damk¨ohler数进行了讨论 ,并详细解释了它们在流体岩石交换反应过程中的物理意义和地质用途。

气相存在下过渡金属表面脱附动力学机理的研究

作者利用同位素跳跃技术来探讨气相压强促进过渡金属表面吸附分子脱附这一新现象的机理。获得了３５３Ｋ下饱和吸附Ｃ１６Ｏ的Ｒｅ（０００１）表面的超高真空等温脱附和不同气相压强的同位素Ｃ１８Ｏ交换的谱图。从相对覆盖度及其对数随时间的变化曲线可以看出，真空等温脱附过程为一级动力学过程。而在气相同位素存在下交换脱附过程可用一级加二级来近似，拟合的结果与实验符合很好。作者还发现了交换速率远大于真空等温脱附速率，而且随压强的增加而增加，这说明气相压强直接促进了表面吸附分子的脱附。

稳定同位素^(202)Hg稀释技术测定土壤汞有效性——与化学提取方法比较

准确评价汞(Hg)在土壤中的有效性对预测污染土壤中Hg的潜在生态风险及其环境质量标准的修订具有十分重要的意义。本研究通过稳定同位素202Hg稀释技术及同位素交换动力学方法(IEK)分析红壤和潮土中同位素可交换Hg含量(E值)及同位素可利用态Hg含量(Ea),并与4种单一提取法和1种连续提取法(改进的BCR法)获得的土壤有效态Hg含量进行比较。结果表明,外源稳定同位素202Hg加入土壤后,红壤和潮土的悬浮液中同位素交换均在24 h后达到稳定状态。同位素交换动力学方程对悬浮液中同位素比值及土壤同位素交换态含量Et值的变化有比较理想的拟合效果,红壤三个间段的E值(E1 min、E1 min-24 h和E>24 h)及所占全量的比例均高于潮土。两种土壤Ea(为E1 min与E1 min-24 h之和)所占全量的比例为38%~60%,显著高于单一提取法中提取率最高的0.03%TGA-1/15 mol L-1Na2HPO4(10%~15%)及连续提取的∑BCR(20%~27%,为酸可提取态、还原态和氧化态占全量之和),这表明与化学方法相比较,用土壤同位素可利用态Hg含量(Ea)作为土壤中有效态Hg含量的表征可能偏高,原因可能与外源同位素被土壤固持及土壤悬浮液的性质有关。