Description: Wässrige Chlorid- und Karbonat-Fluidphasen sind die häufigsten hydrothermalen Flüssigkeiten in der Natur. Ihr Potenzial für den Metalltransport und die Erzbildung wird durch die Aktivität von komplexbildenden Liganden gesteuert, insbesondere durch die a/f(HCl) für Metallchlorid-, a/f(CO2) für Metallcarbonat- und a(Na2O) für alkalihaltige Metalloxid/hydroxid-Komplexe. In diesem Projekt werden wir thermodynamische Mehrkomponentenmodelle für die Systeme H2O-NaCl-KCl-HCl und H2O-Na2CO3-K2CO3-CO2 (H2CO3) über einen weiten Bereich hydrothermaler Bedingungen bis zu 800 oC und 5 kbar entwickeln und neu kalibrieren. Diese Modelle werden eine vollständige Prädiktion von Phasenbeziehungen (z. B. Flüssigkeit-Dampf-Gleichgewichten) und integralen und partiellen thermodynamischen Eigenschaften einschließlich für die Nebenkomponenten (Spezies) liefern. Die auf der freien Energie basierende Formulierung ermöglicht eine direkte Kopplung mit den thermodynamischen Daten und Modellen für Minerale und/oder Silikat- oder Karbonatschmelzen, d.h. bildet die Verknüpfung zwischen der Fluidzusammensetzung, a/f(HCl), a/f(CO2) usw. mit bestimmten gesteinsbildenden Paragenesen oder Schmelzzusammensetzungen, die man in der Gibbs-Energie-Minimierung ansetzen kann. Die Kenntnis der Aktivität oder Fugazität von komplexbildendn Liganden wird ein Schritt nach vorn zur quantitativen Vorhersage der Stabilität von Metallkomplexen in hydrothermalen Fluiden über einen weiten Bereich von hydrothermalen Bedingungen und während der Phasentrennung, beispielsweise beim Sieden, sein. Darüber hinaus stellen wir die Hypothese auf, dass die Alkalinität oder Aluminosität des Mutterschmelze oder der mineralischen Paragenese eine signifikante Kontrolle über das Potenzial der Komplexbildung und für den Metalltransport in hydrothermalen Lösungen ausüben kann, nicht nur der Metallhaushalt und die Salinität allein.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Hydroxid
?
Silikat
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Carbonat
?
Geochemie
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Basizität
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Mineralogie
?
Modellierung
?
Mineral
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Kalibrierung
?
Petrologie
?
Petrology
?
Region:
Baden-Württemberg
Bounding boxes:
9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
-
Umweltbundesamt (Bereitstellung)
-
Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur Mineralogie - Petrologie (Projektverantwortung)
Time ranges:
2023-01-01 - 2025-09-13
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Sub project: Thermodynamic model for phase and chemical equilibria of chloride and carbonate aqueous fluids: prediction of ligand speciation and implications for metal complexing
Description: Aqueous-chloride and aqueous-carbonate fluids are the most common hydrothermal fluids in nature. Their potential for metal transport and mineralization is controlled by the activity of complexing ligands, specifically a/f(HCl) for metal-chloride, a/f(CO2) for metal-carbonate and a(Na2O) for alkali-bearing metal-oxide and hydroxide complexes. In this project we will develop and calibrate multicomponent thermodynamic models for the H2O-NaCl-KCl-HCl and H2O-Na2CO3-K2CO3-CO2 (H2CO3) systems over a wide range of hydrothermal conditions up to 800 oC and 5 kbar. These models will provide complete prediction of phase relations (e.g., liquid-vapor equilibria) and integral and partial thermodynamic properties including minor constituents (species). The free energy-based formulation will allow direct coupling with thermodynamic data and models for mineral assemblages and volatile-bearing silicate or carbonatite melts and allow for linking the fluid composition, a/f(HCl), a/f(CO2) etc. to rock-forming assemblages or melts via Gibbs energy minimization. The knowledge of activity or fugacity of complexing ligands will be a step forward to quantitative prediction of stability of metal complexes in hydrothermal fluids over a wide range of hydrothermal conditions and during phase separation, for instance boiling. Furthermore, we hypothesize that the alkalinity or aluminosity of the parental magma or mineral assemblage may exert significant control on the metal-complex concentration and transport in fluids rather than the metal budget and fluid salinity alone.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138835
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