Analysis of salt-bearing aqueous solutions in synthetic fluid inclusions by microthermometry and cryogenic Raman spectroscopy

Titel in Übersetzung: Mikrothermometrische und Raman-spektroskopische Untersuchungen von salzhaltigen wässrigen Lösungen in synthetischen Flüssigkeitseinschlüssen

Miriam Baumgartner

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Flüssigkeitseinschlüsse in den binären Salzsystemen von NaCl-H2O, CaCl2-H2O, MgCl2-H2O, FeCl2-H2O, FeCl3-H2O, LiCl, ZnCl2 und in den ternären Systemen von NaCl-CaCl2-H2O, NaCl-MgCl2-H2O und CaCl2-MgCl2-H2O wurden in natürlichen Quarz synthetisiert, um Phasengleichgewichte bei Tieftemperaturbedingen zu untersuchen. In Abhängigkeit der Zusammensetzung und Salinität der Einschlüsse können unterschiedliche Frier- und Schmelzverhalten beobachtet werden. Die meisten Einschlüsse zeichnen sich durch das Auftreten von unvorhersehbaren, hoch metastabilen Phasenvergesellschaftungen aus. Die Anwendung von Raman-spektroskopischen Untersuchungen ermöglicht eine genaue Charakterisierung von Phasengleichgewichten, sowie der Phasenübergänge die in Flüssigkeitseinschlüssen auftreten. Die Studie präsentiert Raman Spektren von Antarcticit (CaCl2.6H2O), CaCl2.4H2O (- und -Modifikation) sowie Sinjarit (CaCl2.2H2O). Weiters konnten Raman Spektren von Hydrohalit (NaCl.2H2O), MgCl2.12H2O und FeCl2.6H2O in den Einschlüssen aufgenommen werden. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass mikrothermometrische Untersuchungen an Flüssigkeitseinschlüssen allein nicht ausreichend sind, um die Zusammensetzung und die Salinität von Einschlüssen zu bestimmen. Raman-spektroskopische Untersuchungen sind notwendig, um Phasengleichgewichte und Phasenreaktionen genau zu verstehen. Die Arbeit beinhaltet weiters eine neue spektroskopische Methode zur Bestimmung der Salinität von Flüssigkeitseinschlüssen. Raman Spektren wässriger Lösungen (NaCl-H2O Mischungen) im Streckschwingungsbereich von Wasser (2900 bis 3900 cm-1), ändern systematisch ihre Morphologie in Abhängigkeit der Salzkonzentration der Lösungen. Die einzelnen Spektren können mit Gauss-Lorentz Funktionen analysiert werden, wobei eine Verschiebung der Peakpositionen zu höheren Wellenzahlen mit zunehmender Salinität beobachtet werden kann. Die Morphologien der Raman Spektren, die durch einen polarisierenden Laser generiert werden, sind von zusätzliche Effekten, wie den optischen Eigenschaften des Wirtsminerals, die Orientierung der Mineral-Fluid-Grenzfläche sowie durch die Tiefe des Einschlusses im Mineral, beeinflusst. Diese Parameter verursachen Polarisierungseffekte, die sich in den Spektren widerspiegeln. Die Auswirkung der einzelnen Effekte auf die Spektren wurde mit simulierten Flüssigkeitseinschlüssen und synthetischen Einschlüssen evaluiert.
Titel in ÜbersetzungMikrothermometrische und Raman-spektroskopische Untersuchungen von salzhaltigen wässrigen Lösungen in synthetischen Flüssigkeitseinschlüssen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Prochaska, Walter, Beurteiler B (intern)
  • Bakker, Ronald Jack, Beurteiler A (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2009

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Flüssigkeitseinschlüsse
  • Raman Spektroskopie
  • Salzhydrate

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