第八届青年地学论坛

水热金刚石压腔（Hydrothermal Diamond Anvil Cell；HDAC）是目前常用的高温高压实验仪器之一，可以在−180至1200 °C与100至10000 MPa的温压条件下开展相关实验。由于HDAC具有透明的样品仓，因此其可以与拉曼、红外吸收和X射线衍射等光谱学仪器等相结合，在实验进行的同时对实验过程进行监控与检测。然而HDAC样品仓体积过小，因此较难开展定量实验。
近年来，激光扫描荧光共聚焦显微镜（Confocal Laser Fluorescence Microscopy; CLFM）技术多被用于构建含荧光物质的三维图像，对样品进行定量及半定量分析，并被成功地应用于包括地质学在内的多个研究领域。基于此，本文将CLFM与HDAC联用，通过向HDAC样品仓中加入荧光物质，再使用CLFM构建氯化物—水体系的三维结构，实现HDAC原位定量实验。
本文首先使用该方法测量了高温高压下NaCl的溶解度，并将实验结果与前人研究结果进行对比，从而证明了该方法的可行性。以上结果表明使用该方法测量溶解度的误差为±3%。在此之后，本文使用该方法得到了高温高压条件下KCl在纯水体系中的溶解度数据，并将以上数据与前人实验结果相结合，得到了KCl溶解度（S: wt.%）与温度（T: °C）以及压力（P: kbar）之间的关系：S = 0.007964 P² + 0.00001147 T² − 0.002896 PT + 0.6705 P + 0.08783 T + 27.45，R²=0.9991。上式可用于计算一定温压条件下KCl的溶解度，且其温压条件与溶解度的适用范围分别为25−700 °C、0−16 kbar和27−92 wt.%。
高温高压定量实验结果可以为解释实际地球化学问题奠定基础，而本文得到的高温高压下KCl的溶解度数据可以被用于解释含有KCl子矿物的流体包裹体的显微测温结果。一般情况下，根据显微测温结果估算流体成分及包裹体形成压力等性质时，通常将包裹体中的氯化物子矿物等效为NaCl，再利用NaCl-H₂O体系的实验数据得到流体包裹体相关地球化学性质。但在流体包裹体中含有较多KCl时，上述近似估算势必会造成一定的误差。由本文得到的KCl溶解度数据可估算出，当流体包裹体子矿物中所有KCl均等效为NaCl时，热液流体的盐度最多被低估35%，由此造成的压力估算误差不超过2 kbar。

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