Figure 1. Phénomènes observés lors du refroidissement et du démixage du fluide supercritique avec différents ratios massiques silicate/H2O (S/H). (a–d) S/H = 0,53, nucléation de gouttelettes de fusion de silicate suivie d'une croissance indépendante. (e–h) S/H = 0,57, décomposition spinodale avec des gouttelettes de fusion de silicate dispersées de manière homogène suivie d'une coalescence. (i–p) S/H = 0,68, décomposition spinodale et développement d'un réseau de silicate fondu, plus tard rompu en gouttelettes fondues. (q–t) S/H = 1,69, décomposition spinodale avec de grandes portions de silicate fondu et de fluide aqueux. Crédit :DOI :10.7185/geochemlet.2119
Les fluides sont comme le "sang" à l'intérieur de la Terre solide, jouant un rôle important dans le transport de la matière et de l'énergie. En raison de la différence de composition, les roches composées principalement de silicate et de fluides communs ont généralement un faible niveau de miscibilité.
Dans les conditions de température et de pression élevées au plus profond de la Terre, le silicate et les fluides peuvent être complètement mélangés, forger un fluide géologique supercritique avec la composition "plus épaisse" que les fontes magmatiques et "plus mince" que les liquides aqueux. Cependant, beaucoup reste à faire pour révéler le processus d'évolution du fluide supercritique en raison des difficultés d'expérimentation.
Dans une étude publiée dans Lettres Perspectives Géochimiques , une équipe de recherche dirigée par le professeur Ni Huaiwei de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l'Académie chinoise des sciences a découvert le mécanisme et le processus de démixage du fluide supercritique.
L'équipe du professeur Ni a observé le processus de séparation de phases du système silicate-eau avec la diminution de la température et de la pression.
L'expérience a montré qu'en plus du mécanisme régulier de nucléation-croissance, le fluide supercritique peut être séparé par décomposition spinodale. En raison de la différence de propriété dynamique entre le silicate et l'eau, la composition de silicate avec une faible relaxation pourrait supporter la contrainte élastique et former un réseau de silicates fondus dans les fluides. Mais quand la température a encore baissé, la tension interfaciale de plus en plus élargie, conduisant à la désintégration des réseaux de fusion.
Ce type de réseau de masse fondue peut faciliter la capture simultanée de masses fondues de silicate et de fluides aqueux avec des proportions différentes lorsque les cristallisations minérales cristallisent. Pendant ce temps, la décomposition spinodale du mécanisme de décomposition intégrale contribuera de manière significative à l'efficacité de la séparation des phases fondu-fluide, ce qui peut avoir des implications importantes pour la formation de gisements hydrothermaux magmatiques.
Cette étude a rapporté pour la première fois la décomposition spinodale de fluide supercritique et la formation de réseau magmatique.
