“硅酸盐熔体”读书心得_硅酸盐熔体
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中国地质大学（武汉）材化学院034121班 杨健
硅酸盐熔体最直观的体现是火山喷出的岩浆,即熔岩.未破裂的岩浆一般含有多于50 vol%(体积分数)的硅酸盐熔体, 其余为各种矿物晶体和由挥发分出溶形成的气泡。
最初, 人们认为硅酸盐熔体是由游离氧化物理想混合而成(即简单氧化物理想模式), 或者由游离的阴离子混合而成(即理想离子溶液模式)。熔体结构的认识经历了初期的离子溶液模型, 后来的近程有序理论和核前群理论等几个阶段。目前较为公认的是聚合模型，也即硅酸盐熔体是由基本结构单位T 2O(T = Si,A l 等)四面体通过桥氧联结成各种形状、大小、复杂程度不同的阴离子结构团的聚合体。研究途径
目前研究岩浆熔体结构的途径有三:
(1)通过振动光谱(包括激光喇曼光谱和红外光谱)、磁角旋转核磁共振(MA S NMR)、X 光衍射径向分布函数(RDF)及扩展X 射线吸收精细结构分析(EXA FS)等谱学方法对硅酸盐熔体和玻璃直接进行熔体结构的研究;
(2)由于硅酸盐熔体物理和化学性质与其熔体结构间存在密切的关系, 因而通过对熔体物理和化学性质的研究就可以间接地了解熔体结构特征及其变化;
(3)将现代计算技术与量子化学、矿物学等相结合, 研究熔体结构的本质和变化规律。
硅酸盐熔体的化学组成和结构/
4化学组成：天然硅酸盐熔体是复杂的多组分体系, 熔体的化学组成决定了它的结构和物理化学性质.对熔体组分的定义有多种不同方式, 较为常见和方便使用的一种是以氧化物为基础的定义.天然硅酸盐熔体往往含有一定的挥发性组分,如H2O, CO2, S, Cl, F, N 和惰性气体等.以H2O 和CO2 为主的挥发分会使熔体的结构和物理化学性质发生非常显著的变化，一般认为H2O(及H2S、HCl、HF 等)与CO2(及SO2、P2O5 等)两类挥发份在硅酸盐熔体中的结构作用完全不同, 前者起降聚作用, 后者起增聚作用。
结构：
硅酸盐熔体结构的特点是短中程有序, 长程无序.。硅酸盐熔体中基本结构单位是单聚体。
目前Maon模型是一种比较成熟的硅酸盐熔体结构模型。
性质
研究表明硅酸盐熔体的性质很大程度上取决于熔体中全聚合结构单元(即TO 2)的丰度及桥键T 2O 的强度, 而它们又与熔体组分、温度和压力密切相关。对于铝硅酸盐熔体, 由于A l 代替四面体配位的Si 可削弱T 2O 键强, 因而在A l 的替代未影响其它结构单元比例的熔体局部位置中, T 2O 键强减小将提高熔体的扩散系数、电导率及运移性质等, 而且这种影响在电荷平衡离子的半径较小时更为显著
硅酸盐熔体自身的物理化学性质分为热力学性质(包括热力学状态函数和均相反应平衡常数)与动力学性质(包括迁移性质和均相反应速率常数)。
物理化学性质包括的范围很广, 其中粘度和密度是硅酸盐熔体的基本性质, 是影响硅酸盐熔体动力学行为的最重要的参数。硅酸盐熔体密度测定较困难, 大多数由计算获得, 实测数据积累较少。硅酸盐熔体密度随压力的增大而增大, 而且压力对熔体密度的影响比对结晶物质的影响大得多..现可应用高分子溶液的聚合理论处理硅酸盐熔体, 将二元硅酸盐熔体的活度、离子分布等性质表示为熔体组成的函数关系, 因而可从理论上计算、推测熔体的热力学性质。
应用：
硅酸盐熔体具有高度的物理和化学活性, 是地球乃至其他类地行星内部物质和能量迁移的重要载体.它们在地球内部层圈形成和演化的岩石学和动力学过程中发挥了关键作用.充分了解高温高压条件下各种成分硅酸盐熔体的物理化学性质, 是正确认识与壳幔部分熔融相关的各种地质现象的先决条件.下面将通过4个实例对此作出更加充分的说明：上地幔底部是否存在重力稳定的熔体层？什么原因导致了软流圈低速带的高电导率异常和低地震波速? 3 模拟火山喷发过程中的岩浆H2O 气泡生长通过研究硅酸盐熔体和不混溶的流体包裹体的西华山钨矿床与侵入深度的相关花岗岩地层压力
展望
数十年来对于硅酸盐熔体物理化学性质的研究已经取得了长足进展, 但仍有很多重要的科学问题没有得到彻底的解决.譬如： 极端条件下熔体中各种离子和键的特性会发生什么变化?
熔体的各种组分或各离子之间通过哪些机制相互影响?
非理想多组分混合效应如何体现在熔体的热力学和
动力学性质上? 能否根据硅酸盐熔体的实际结构构
建更合理的多组分熔体性质模型(如状态方程)?
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