高温高圧下における熱水中へのレニウムの溶解度と化学種について
- Keywords:
- 熱水流体，高圧，構造，レニウムの溶解度，分光学，レニウムの溶解機構
地球内部の流体の浸透によるレニウムの輸送様式を明らかにするために、外熱式熱水ダイヤモンドアンビルセルを使用して、熱水流体中の ReO2 の溶解度および溶解メカニズムを 900 °C および約 1710 MPa まで測定した。Reの溶解度および熱水流体中の溶液メカニズムが Reと他の溶質の相互作用によってどのような影響を受けるかを明らかにするために、組成が比較的単純な ReO2–H2O 系からReO2-SiO2-H2O、SiO2-H2O、Na2O-SiO2-H2O、Na2O-ReO2-H2O 系の流体，そしてより複雑なNa2O–ReO2–SiO2–H2O流体まで多岐にわたり調べた。Na2O の存在により ReO2 の溶解度が高まり、Na2O-ReO2-H2O 流体では、Na2O を含まない ReO2-H2O 流体に比べて、Re の溶解度が 10 ～ 15 倍増加する。一方 ReO2-SiO2-H2O 中の SiO2 成分により、ReO2 の溶解度は低下する。
Na を含む Na2O-ReO2-SiO2-H2O 流体の ReO2 の溶解度は、ReO2-H2O 系および ReO2-SiO2-H2O 系の両方の流体の溶解度よりも高くなる。レニウムは、酸素と四配位をなして Re と ReO4 錯体を形成して水性流体に溶解する。Na2Oが存在するか否かに応じて、これらの錯体中の酸素の一部またはすべてが OH 基に置き換えられる。したがって、上部マントルの水を含む沈み込み帯の鉱物集合体の脱水によって放出された熱水流体のアルカリ/アルカリ土類元素比は、上層のカンラン岩マントルウェッジに輸送されるRe（および他のHFSE）の量に影響を与える。さらに，この流体の浸透は、このカンラン岩のマントルウェッジの部分溶融によって形成されるマグマの Re 含有量 (および Re/Os比) にも影響を及ぼす。796