天然水中矿物溶解度的预测—Na-K-Ca-Mg-Cl-SO_4-H_2O体系在温度低于25℃时的化学平衡模型

对Na-K-Ca-Mg-Cl-SO_4-H_2O体系提出了一个低温热化学模型。根据已发表的二元和三元溶液的数据,模拟计算了固-液反应的含水化学形式知标准化学势。强调了低于25℃(到近-60℃)的温度范围,尽管模型参数在25—100℃温度下与较高温度下的模型参数极度吻合。二元和三元特定离子相互作用项与温度无关,因而可根据凝固点降低和矿物溶解度测量结果进行模型计算。冰-水反应的标准化学势不用本模型计算(用蒸气压和自由能来计算)。用特定的离子相互作用项来拟合固-液反应的剩余标准化学势。 根据所形成的矿物的已发表数据和把海水冷冻至共结点(约-54℃)得到的卤水组成,对模型预测的数据进行了检验。用本模型预测了所观测到的固相从冷海水中沉淀的顺序(冰-芒硝-水石盐-钾石盐-MgCl_2·12H_2O-南极石)。除芒硝外,其余所有的矿物模拟温度都在实测温度的误差范围之内。用本模型预测的卤水组成也与观测到的组成极为吻合。 本模型可以精确预测本体系中简单和复杂溶液的凝固点,也可以预测低温相平衡和矿物溶解度。以低温相平衡为基础,本模型也可用于测定多组分体系流体包裹体中卤水的组成。