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深海高温热液流体氯度的激光拉曼光谱原位定量分析技术

文献类型:学位论文

作者葛蒙
答辩日期2021-05-11
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院海洋研究所
导师张鑫
关键词原位探测 热液流体 拉曼光谱 氯度 O-H伸缩振动峰
学位名称工程硕士
学位专业环境工程
英文摘要

氯度是深海热液流体的重要指标之一,它对深海热液的深部相分离程度和水/岩石反应的过程具有指示意义。然而,原位准确测量深海热液流体的氯度仍然面临着挑战。被称为“分子指纹谱”的激光拉曼光谱技术可用于定性定量分析水溶液中的待测物质,具有快速无损、无需样品制备、采样灵活等优势,适用于开展实验室高温高压模拟研究和深海极端环境的原位探测工作。本文基于水的O-H伸缩振动峰,通过实验室模拟的手段建立了一个适用于测量高温溶液氯度的分段定量模型,并在深海原位得到了验证。综合以上研究可得到如下几方面的结论:
(1)在不同温度下,氯度对水的O-H伸缩振动峰的影响程度不同。在0-50°C的温度范围内,RSpeak1(强氢键峰频移)随着氯度的变化较大。在50-200°C的温度范围内,PAR(强氢键峰面积/弱氢键峰面积)随着氯度的变化较大。在200-300°C的温度范围内,F(频移参数)随着氯度的变化较大。
(2)根据温度划分区间建立适用于高温溶液的氯度定量模型。基于拉曼光谱的特征与水溶液氯度的关系可建立RSpeak1(强氢键峰频移)、RSpeak2(弱氢键峰频移)、PAR(强氢键峰面积/弱氢键峰面积)和F(频移参数)分别作为因变量的氯度定量模型。根据这四种定量模型在不同温度区间的函数特点可建立一个根据温度划分区间的分段函数氯度定量模型,其准确度为96.20%。与基于单一参数建立的氯度定量模型相比,该氯度定量模型的准确度提高了约4.83-12.33%。
(3)冲绳海槽中部的伊是名海洼(Izena Hole)的Jade和Hakurei热液区受到了相分离作用影响。该区域原位的拉曼光谱数据反演的氯度均高于周围海水的氯度,这与前人对此区域的研究结果十分吻合,表明了该区域有可能受到了相分离作用的影响。

语种中文
源URL[http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/170568]  
专题海洋研究所_海洋地质与环境重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
葛蒙. 深海高温热液流体氯度的激光拉曼光谱原位定量分析技术[D]. 中国科学院海洋研究所. 中国科学院大学. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:海洋研究所

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