بخشی از مقاله
-1 چکیده
سیالات درگیر بطور عمده در تعیین ترکیب شیمیائی و شرایط ترمودینامیکی حاکم بر سیالات فعال در فرآیند هاي زمین شناسی مورد استفاده قرار می گیرند. تفسیر داده هاي ترمودینامیکی بدست آمده از سیالات درگیر بر مبناي ویژگی هاي PVTX سیالات بدام افتاده انجام می پذیرد. بیشتر فرضیات موجود در مطالعه سیالات درگیر طبیعی و باز سازي شرایط تشکیل آنها بر مبناي سیستم هاي بسته پایه گذاري شده است. با وجود این شواهد متعددي موجود است که نشان می دهند پس از بدام افتادن سیالات در گیر، تغییرات گسترده اي در حجم، ترکیب شیمیائی و مرفولوژي آنها روي می دهند. جهت بررسی تغییرات یاد شده روش هاي تجربی در مطالعه سیالات درگیر بکار گرفته می شوند.
مطالعات تجربی در پژوهش هاي مرتبط با سیالات درگیر و تغییرات آنها مبناي تحقیقات مدرن می باشند. این مطالعات در راستاي بررسی سیالات درگیر تحت شرایط فیزیکو شیمیائی و ترمودینامیکی معین توسعه یافته اند و در جهت درك تمامی عوامل مستعد و موثر بر روي ویژگی هاي سیالات درگیر انجام می گیرند. روش هاي تجربی که در مرحله نخست شامل سنتز سیالات درگیر می باشد با هدف باز تولید ویژگی هاي سیالات درگیر طبیعی و فهم روابط موجود طراحی می گردند.
در مطالعه حاضر سنتز سیالات درگیر با استفاده از روش ترمیم ترك هاي میکروسکوپی در کریستال کوارتز، تحت فشار و حرارت بالا مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. براي این منظور شبیه سازي شرایط تشکیل کریستال کوارتز با استفاده از تجهیزات فشار و حرارت بالاي آزمایشگاه هیدروترمال 1000 MPa - و - 800 œC در وضعیتی که بتوانند شکستگی هاي ریز میکروسکوپی کریستال کوارتز را ترمیم نموده و سبب بدام افتادن سیالات در گیر شوند مورد توجه قرار گرفته است.
-2مقدمه
بسیاري از مطالعات در بررسی شرایط فیزیکو شیمیائی و ترمودینامیکی سیالات درگیر حاکی از وجود شواهدي مبنی بر تغییرات گسترده آنها پس از بدام افتادن می باشند. این در صورتی است که سیالات درگیر طبیعی هنوز به عنوان سیستم هاي بسته در نظر گرفته می شوند و تحت چنین شرایطی مورد مطالعه و تفسیر قرار می گیرند. در راستاي بررسی ظرفیت تغییرات روي داده پس از بدام افتادن سیالات درگیر و اینکه این تغییرات در چه سطحی می باشند، مطالعات تجربی متعددي انجام گرفته است. این مطالعات غالباً بر روي کریستال کوارتز طراحی می شوند بر این باور که بیشتر مطالعات انجام یافته بر روي سیالات درگیر و در شرایط طبیعی در رگه هاي کوارتز انجام شده اند. بر مبناي این رویکرد چهار گروه اصلی در مطالعات تجربی مورد توجه قرار می گیرند:
الف- سنتز سیالات درگیر - Formation or synthesis -
ب- تعادل مجدد - Re-equilibration -
ج- انتشار - Diffusion - د- فرار - Decrepitation -
در مطالعه پیش رو روش بکار گرفته شده در سنتز سیالات در گیر با استفاده از شبیه سازي انجام یافته در آزمایشگاه هیدروترمال دانشگاه مونتان لئوبن به عنوان نخستین گام در انجام مطالعات تجربی مورد بررسی و بحث قرار می گیرد. اصولاً روش هاي سنتز سیالات درگیر به دو روش عمده طراحی می گردند: -1 روشهاي سنتز سیالات درگیر مبتنی بر رشد کریستال -2 . - Crystal Growth - روشهاي سنتز سیالات درگیر مبتنی بر ترمیم ترك هاي میکروسکوپی - Crack . - Healing روند بکار گرفته شده در سنتز سیالات درگیر با استفاده از تجهیزات فشار و حرارت بالاي آزمایشگاه هیدروترمال دانشگاه مونتان لئوبن بر اساس روش ترمیم ترك هاي میکروسکوپی و بر مبناي شیوه پیشنهاد شده توسط Bodnar and Sterner - 1987 - می باشد.
در این روش سیالات درگیر بطور مصنوعی در داخل شکستگی هاي میکروسوپی کریستال کوارتز که از طریق شوك حرارتی ایجاد شده اند سنتز می شوند. سیالات درگیر در طی فرایند نرمیم شکستکی هاي میکروسوپی کریستال کوارتز ترك خورده و در شرایط هیدروترمال بدام می افتند - شکل . - 1 مراحل سنتز سیالات در گیر با استفاده از روش ترمیم ترك هاي میکروسکوپی در کریستال کوارتز به شرح زیر می باشند:
1-3 آماده سازي نمونه
کریستال هاي طبیعی کوارتز از برزیل که فاقد هر نوع سیال در گیري باشند به عنوان کانی میزبان در این روش تجربی مورد استفاده قرار گرفته است. مغزه اي از کریستال کوارتز با طول تقریبی 1 سانتیمتر و قطر 2/75 میلیمتر در امتداد جهت کریستالوگرافی معیین و با استفاده از دستگاه حفاري الماسه تهیه شده است - شکل . - 2 راستاي کریستالو گرافی مورد استفاده غالبا در امتداد محور C کریستال کوارتز می باشد. مغزه هاي بدست آمده در درون کوره قرار گرفته ودر دمایی معادل 400 درجه سانتیگراد حرارت داده شده است، سپس با قرار دادن سریع آنها در آب سرد مقطر و تحت تاثیر یک شوك حرارتی ترك هاي میکروسکوپی فراوانی ایجاد می شود. مغزه ها درون وان اولترا سونیک قرار می گیرند و سپس تا 100 درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند تا کاملا تمیز و خشک شوند.
2-3 آماده سازي کپسول طلا
تیوب هائی از جنس طلاي خالص و با طول تقریبی 4 سانتیمتر جهت سنتز سیالات در گیر مورد استفاده قرار گرفته است. پس از تمیز کردن تیوب طلا با استفاده از شعله آتش یک سوي تیوب طلا با استفاده از جوش قوس الکتریکی مسدود می شود. سپس کپسول طلا بوسیله مغزه هاي کوارتز آماده شده، چند میکرولیتر از محلول مورد نیاز براي انجام واکنش، ترکیبات شیمیائی مورد نظر و همچنین مقادیر اندکی پودر سیلیس که همگی دقیقاً محاسبه و اندازه گیري شده اند پر می شود. پودر سیلیس جهت توسعه فرآیند ترمیم شکستگی هاي کریستال کوارتز و در نتیجه بدام افتادن سیالات درگیر در طی انجام سنتز سیالات درگیر به کپسول اضافه می شود.
