华丰煤矿矸石理化特征分析及分级分质利用

为实现煤矸石的高附加值化利用与大宗化利用的统一,通过采集华丰煤矿的不同类别煤矸石,利用XRD、XRF、SEM-EDS及工业分析法进行煤矸石理化特征及资源化利用进行研究,结果表明：华丰煤矸石的水分较低,洗矸的挥发分和热值均比其余矸石矸高,热值达3 575 kJ/kg;洗矸、存矸和红矸的矿物组成以石英、黏土矿物为主,大矸的方解石含量占比高,存矸的矿物组成最复杂;洗矸和大矸呈层状和块状结构,存矸和红矸呈土状结构,化学成分主要以SiO₂、Al₂O₃及Fe₂O₃为主,酸碱比为3.9～6.1,Se和Ga在煤矸石中高度富集;通过三级破碎筛分,粗煤、石和“土”的产率分别为9.65%、65.64%和24.70%,分离出精煤1.75%、机制砂65.64%、高岭土15.59%和尾渣17.02%,实现煤矸石的分级分质全组分资源化利用。     

山东蒙阴金伯利岩中铬铁矿电子探针波谱分析

铬铁矿是金伯利岩型金刚石矿床中主要的指示性矿物之一.准确分析出铬铁矿化学组分中FeO、MgO、Cr₂O₃、Al₂O₃、TiO₂含量,不但对铬铁矿定名起决定性作用,对金伯利岩型金刚石矿床找矿也具有重要的指示意义.利用电子探针波谱技术对铬铁矿主量化学元素分析,通过所测样品微区化学成分含量推测矿物名称.25件单矿物样品微区化学成分分析结果统计显示：单矿物中主要化学成分FeO为15.666%~29.971%,MgO为7.286%~11.477%,Cr₂O₃为56.421%~71.111%;次要化学成分MnO为0.012%~0.382%,Al₂O₃为0.871%~8.993%,TiO₂为0.074%~3.375%.矿物化学成分总量为99.117%~100.877%,单矿物化学成分与铬铁矿化学组分相当.根据矿物人工重砂鉴定特征及A、B离子占位情况,可以确定所测样品为镁铬铁矿.     

云南老厂雨汪煤层气区块气水成因及产能响应

为提高云南老厂雨汪区块煤层气(CBM)产能,基于6口煤层气先导试验井的气体样品组分、甲烷碳同位素、产出水氢氧同位素及微量元素测试结果,结合研究区煤层气地质条件和产能特征,分析了气体组分、水的氢氧同位素特征及微量元素成分对产能的指示意义。结果表明:研究区煤层气气体组分以CH₄为主,含少量C₂H₆、N₂和CO₂,不含重烃,为热成因气,并经过了后期的次生改造。煤层气井产出水的氢氧同位素特征说明产出水来源于大气降水,呈现明显的¹⁸O漂移特征。主成分分析结果显示产出水微量元素成分可以归纳为两个主成分,分别反映气井的产气和产水情况。根据煤层气井气水产出情况、产出水的氢氧同位素特征、微量元素成分综合分析表明,当前雨汪区块除LC-C3井外其他井产出水主要为压裂液,储层降压受限,导致气井产量较低。     

西沙石岛西科1井生物礁碳酸盐岩地球化学特征

对西科1井生物礁碳酸盐岩样品进行了地球化学(常量组分、微量及稀土元素含量等)分析, 旨在探讨生物礁的形成演化以及所记录的环境变化信息.结果表明: 西科1井岩心在井深36 m附近存在地球化学参数的显著变化, 暗示该深度是一处重要的地层界面或环境突变界面.岩心中的常量组分可以分为3类组合: 以CaO为主, 辅以K₂O的原生碳酸岩组分, 该组分对应的主要造岩矿物是方解石, 代表了未经白云岩化的生物礁原生碳酸盐沉积; 以MgO为主, 辅以Na₂O和P₂O₅, 代表了白云岩化作用中的富集组分, 反映了相对封闭的泻湖环境; 以SiO₂为主, 加以Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃和MnO, 代表造礁生物对这些组分的富集作用, 但不能排除火山组分少量混入的可能性.相对于全球第四纪碳酸盐岩、上陆壳及页岩的平均值, 岩心碳酸盐岩中大部分微量元素和稀土元素含量都较低.岩心中氧化还原敏感性微量元素(RSE)含量较低, 指示岛礁发育过程中大部分时期处于氧化环境条件下, 而RSE含量在岩心中的大幅波动体现出氧化/还原环境的交替变化.微量元素含量、ΣREE、ΣLREE、ΣHREE、LREE/HREE、δCe、δEu等地球化学指标在岩心中的分布与岩心样品的矿物组成无明显的相关性, 说明成岩作用和白云岩化作用并没有造成微量和稀土元素含量及特征指标的明显变化.      

西菲律宾海现代风尘物质组成特征及其物源指示意义

为识别西菲律宾海现代风尘物质的具体来源及其携带动力,本次研究于2015年冬季对西菲律宾海上空风尘进行了采集,并系统分析了碎屑态组分的矿物组成和常、微量元素组合特征.西菲律宾海现代风尘沉积物中碎屑矿物成分主要有石英、伊利石、斜长石和石膏等,矿物形态均呈次棱角状,具有明显的风成沉积特征.所研究样品的Al₂O₃-TiO₂投影主要与鄂尔多斯沙漠和巴丹吉林沙漠物质相似,而其微量元素Zr-Th-Sc组成则表现为鄂尔多斯沙漠和塔克拉玛干沙漠物质的两端元混合,说明鄂尔多斯沙漠是西菲律宾海现代风尘的主要源区,而塔克拉玛干沙漠和巴丹吉林沙漠的风尘输入对该区的影响较小.后向轨迹分析表明,西菲律宾海冬季的风尘携带动力主要是东亚冬季风.      

深部CO2泄漏对浅层地下水水质影响研究进展

由于盖层中存在的未知断层、裂隙或被废弃井穿透等原因,深部储存的CO₂可能会发生渗漏,并向上迁移进入浅部含水层,改变地下水中酸度和溶解组分的浓度分布。国外开展CO₂泄漏对浅层地下水水质影响相关研究尚处于起步阶段,且室内实验、野外试验和数值模拟等研究结果表明,CO₂泄漏对浅层地下水中pH和微量重金属组分浓度影响显著,虽浓度大多未超饮用水标准,但由于含水介质之间矿物组成的差异较大,有必要针对具体场地的地下水水质和矿物组分特征进行调查,研究CO₂侵入对地下水水质的影响,在总结已经达成共识和存在的问题基础上提出下一步研究趋势。     

淮北闸河矿区高岭岩特征及其利用途径

用差热、X射线衍射及红外光谱等方法,对淮北闸河矿区下石盒子组底部5#、6#煤层间一层高岭岩矿层进行了研究。结果表明:矿层平均厚3.8m,矿石几乎全部是由高岭石组成的单矿物岩,有益组分Al₂O₃含量一般在36%~39%;主要有害组分Fe₂O₃含量变化在0.78%~1.71%之间;TiO₂含量多在0.4 9%~0.97%。为矿物组成纯净,有益组分含量高但有害组分亦较高的高岭岩。这种岩石是生产化工产品,以及煅烧高岭土的良好原料。      

页岩剪切摩擦与非稳态滑移特性实验

龙一₁亚段页岩是川南页岩气开发的主要目的层,实践表明水平井单井产气量对井轨迹所在小层较为敏感.龙一₁亚段页岩各层脆性矿物组分、弹性模量变化幅度小,采用常规页岩脆性评价方法和模型不能有效评价川南龙一₁亚段各小层页岩的可压性,借鉴地震学地震成核原因研究思路,提出利用稳态-非稳态破坏特征来表征各小层可压性.优化设计一种页岩剪切摩擦、稳态-非稳态特性实验方法,利用川南页岩地面露头进行线切割制样开展相关实验测试,分析研究页岩摩擦系数受层理性构造、矿物组分、法向应力大小的影响,表征量化不同矿物组分下的页岩稳态-非稳态特征,确定了速度弱化向速度强化转换的粘土矿物含量临界值.以川南昭通YS108井区龙一₁亚段页岩储层为例,对各小层可压性进行整体评价,得到:龙一₁1~2层较易开启剪切滑移,且易形成网状裂纹,储层整体可压性好;龙一₁3层较难开启剪切滑移,但裂纹为单一裂纹、网状裂纹过渡状态,储层整体可压性较差;龙一₁4层较易开启剪切滑移,但裂纹则呈现单一状态,储层整体可压性较差.      

浙西南遂昌-大柘地区石榴角闪二长片麻岩成因及变质演化

浙西南遂昌-大柘地区八都群中分布一套含石榴石、角闪石的二长片麻岩,发育典型石榴石"白眼圈"反应结构,但其成因及变质演化目前尚不明确.运用矿物X射线电子探针微区分析、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年并结合全岩主微量元素进行了研究.识别出3个阶段的变质矿物共生组合:进变质阶段（M₁）矿物组合为石榴石变斑晶内部的包裹体矿物石榴石+角闪石+斜长石+石英（Grt₁+Amp₁+Pl₁+Q）,变质峰期矿物组合（M₂）为石榴子石变斑晶幔部和基质矿物钾长石+斜长石+黑云母+石英（Grt₂+Kf₂+Pl₂+Bt₂+Q）,退变质阶段矿物组合（M₃）为"白眼圈"后成合晶角闪石+斜长石+黑云母+钛铁矿（Amp₃+Pl₃+Bt₃+Ilm）.矿物地质温压计和相平衡模拟估算的3阶段P-T条件分别为:进变质阶段为600~700 ℃/0.60~0.65 GPa,变质峰期为800~820 ℃/0.94~0.96 GPa,退变质阶段为550~700 ℃/0.56~0.71 GPa,变质程度达到麻粒岩相,变质作用PTt轨迹显示顺时针型式,具有近等温降压（ITD）特征,暗示其经历了地壳加厚和快速折返过程.岩石地球化学特征显示其原岩为准铝质A型花岗岩,含有少量幔源组分,形成于造山后的陆壳拉张环境;锆石U-Pb定年呈现二阶段年龄特征,成岩年龄为1.83~1.85 Ga,表明石榴角闪二长片麻岩的原岩形成于古元古代,变质年龄为220~230 Ma,显示了印支期变质作用对古元古代花岗岩的改造,是浙西南地区对印支期古太平洋板块向华南板块俯冲过程的响应,也为浙西南地区印支期造山作用提供了新的证据.      

贵州织金互层型稀土磷块岩工艺矿物学研究

通过对贵州织金稀土磷矿中高品位磷质条带和白云质条带两类矿石的工艺矿物学研究,查明了矿石的矿物组成、稀土元素和微量元素的赋存特性等,着重研究在不同粒级下的不同化学组分的分布情况、富集规律及相互关系,从降Si、Mg、Fe角度考虑,为原矿的破碎工序和选矿方案选择提供依据。研究结果表明,磷质条带属于高品位钙镁质磷块岩,P₂O₅平均品位为35%,w(MgO)平均为1.37%,w(SiO₂)平均为5.76%,磷灰石是主要的有用矿物,含量为74.95%,与白云石、石英、方解石、黄铁矿等矿石紧密镶嵌共生;白云质条带其P₂O₅品位平均为8.35%,Mg含量相对较高,w(MgO)平均为14.58%,w(SiO₂)平均为8.12%,白云质条带属于低品位钙镁质磷块岩,磷灰石是主要的有用矿物,含量22.99%,这种互层型磷块岩的主要脉石矿物有白云石、石英、黄铁矿等。     

电子探针波谱法在辉石种属鉴定中的应用

变质岩中辉石显微镜下以高正突起、辉石式解理和干涉色为主要鉴定特征.辉石族矿物有斜方辉石和单斜辉石2个亚族,其中斜方辉石亚族有7种辉石类型,单斜辉石亚族有12种辉石类型.为了验证岩石薄片鉴定结果的准确性,往往是利用X射线粉晶衍射技术进行比对分析.岩石中有几种辉石及辉石类型,X射线粉晶衍射方法则无法区分.本次研究是利用电子探针波谱技术对矿物主量元素进行分析,通过所测样品微区化学成分含量推测矿物名称.25件样品微区化学成分分析结果统计显示：MgO为8.36%~17.34%,FeO为27.57%~39.77%,SiO₂为47.94%~52.70%;次要成分含量：Cr₂O₃为0.01%~6.28%,Na₂O为0.00%~0.19%,Al₂O₃为0.43%~3.11%,CaO为0.38%~1.94%,MnO₂为0.09%~0.79%;总量为99.64%~100.00%.化学成分与紫苏辉石组分相当,可以确定所测样品为紫苏辉石.     

华北南缘舞钢太华杂岩变泥质岩变质作用：变质P-T轨迹与锆石U-Pb年龄

太华杂岩在华北中部造山带南缘舞钢地区存在出露,本文选取该地3个变泥质片麻岩为研究对象,对其进行了岩石学、相平衡模拟和锆石U-Pb年龄分析等综合研究。结果显示其普遍保留了三个变质阶段的矿物组合：进变质阶段(M₁)矿物组合主要以矿物包裹体保存在石榴子石变斑晶之中,峰期变质阶段(M₂)矿物组合主要保存在基质中,退变质阶段(M₃)矿物组合以石榴子石变斑晶周围的后成合晶矿物组合为代表。石榴镁铁闪石黑云二长片麻岩M₁矿物组合为Bt₁+Pl₁+Ilm₁+Qz₁±Amp₁,M₂矿物组合为Grt₂+Bt₂+Pl₂+Amp₂+Qz₂+Mt₂±Ilm₂,其P-T条件为810～855℃、0.8～1.0GPa, M₃矿物组...     

滇西北鹤庆松桂铝土矿地球化学特征

研究区矿体产于三叠系中窝组底部油页岩与下伏中三叠统北衙组灰岩、白云质灰岩不整合面上,矿体呈透镜状、漏斗状,受岩浆侵入、岩溶发育影响,矿层厚度不稳定.主要矿石矿物有一水硬铝石和三水硬铝石,呈鲕状、致密豆状、松散状（土状）.该矿床的Al/Si比值等岩石化学数据总体反映出Al₂O₃与SiO₂、TiO₂含量均成正相关关系.矿石样品∑REE富集,δCe显示正异常,δEu负异常明显.微量元素研究显示出沉积成因特征和成矿物源的多源性,铝土矿矿石结构构造、沉积特点及生物组成反映其形成环境主要为海相沉积环境.     

祁连山西段蛇绿岩型超基性岩特征及其地质意义

本文对祁连山西段具有代表性的大拉排沟等6个超基性岩体的岩石学,主要元素、微量元素及副矿物铬尖晶石特征作了深入的研究,认为分布于祁连造山带的蛇绿岩型超基性岩,具有分异后的上地幔组成特点,其成岩作用比较复杂。岩体主要由方辉橄榄岩和纯橄榄岩构成,为钙碱性系列的镁质超基性岩类。岩石化学成分具高MgO、Na₂O,而低Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、CaO、K₂O特征。同时,微量元素分析表明,该类岩体均起源于分异作用相对较小的深部地幔。     

牡丹江市主城区第四系地下水主要离子特征与成因分析

以牡丹江市主城区为研究区,对该区采集的24组第四系地下水样品中常规离子进行检测和分析,利用数理统计、Piper三线图、Gibbs模型、离子比例关系等方法识别地下水主要离子成因。结果表明,研究区第四系地下水中主要离子含量变化均具有较强的离散性,阴离子平均浓度HCO₃^->SO₄^2->Cl^-,阳离子平均浓度Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺,地下水整体为淡水,呈中性偏弱酸性,水化学类型以HCO₃—Na·Ca型水为主;水中的化学组分主要来源于岩石风化溶解,其中,Na⁺和K⁺主要来源于硅酸盐矿物的溶解,Ca²⁺和Mg²⁺主要受碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐矿物风化溶解作用共同控制,同时水中阳离子间存在一定交换作用。     

冲绳海槽南部表层沉积物地球化学特征及其物源和环境指示意义

对冲绳海槽南部陆架、陆坡和海槽 33个表层沉积物进行了元素地球化学分析,结果表明研究区沉积物的主要化学组成为SiO₂ 、Al₂ O₃ 和CaO,这三种组分占沉积物总量的 6 8%左右。多数元素在陆架和陆坡的变化范围较大,在海槽区相对稳定。向海槽方向随沉积物粒径变细,SiO₂ 和CaO减少、Al₂ O₃ 和其它多数元素含量增加。常量元素和Al₂ O₃ 的比值分布特征表明,本区沉积物由物源区经由陆架向海槽输送,沉积物主要由陆源碎屑沉积组成,此外还有生物碎屑沉积和自生沉积。陆架区部分微量元素富集因子 (EF)与长江和黄河沉积物的富集因子对比结果表明,本区的沉积物与长江沉积物的关系更为密切。陆坡区Cu、Pb、Zn、Co、Ni和Cr的富集因子较高是由于生物的富集作用造成的,Mn的富集主要是自生沉积的结果。用R型因子分析方法对沉积物的化学组成进行了分析,结合元素的分布特征,给出了四个主因子所对应的沉积环境和特征元素组合,分别为 1)陆架型的元素组合 :SiO₂ 、TiO₂ 、Zr、CaO和Sr,2 )陆坡型的元素组合Fe₂ O₃ 、MgO和P₂ O₅,3)海槽型的元素组合 :Al₂ O₃ 、K₂ O、Cu、Zn、Co、Ni、Cr和Ba,4 )反映沉积环境氧化-还原属性的元素组合 :MnO和FeO。     

柴达木盆地团鱼山地区浅湖油页岩特征、成因及成矿模式-以青柴地2井为例

我国陆相油页岩资源丰富,通常沉积于深湖-半深湖、湖沼以及浅湖环境,其中浅湖油页岩主要发育于柴达木盆地、老黑山盆地、黄县盆地等地区。为研究浅湖油页岩的特征和成因,分析其成矿模式,对柴达木盆地团鱼山地区的青柴地2井石门沟组含煤段浅湖油页岩样品分别开展了有机碳、热解、含油率、灰分、挥发分、密度、发热量、主微量元素、X衍射等测试分析。结果显示,研究区油页岩为中灰分、高挥发分、低密度、高发热量、低-中等含油率的油页岩。该油页岩的有机质丰度高,有机质类型为Ⅱ₂型,成熟度为未成熟。其矿物组成主要为粘土矿物和石英,组成元素以SiO₂、Al₂O₃和TFe₂O₃为主,具有P₂O₅、Co、Cu、Zn、Ga、Mo、Ba、Th、U等元素富集,SiO₂、TFe₂O₃、MgO、Na₂O、CaO、K₂O、TiO₂、...     

四川省西昌盆地上三叠统白果湾组地球化学特征及其意义

对四川省西昌盆地上三叠统白果湾组碎屑岩的主量元素、微量元素、稀土元素进行综合研究,得出其主量元素具有富SiO₂、CaO、P₂O₅,贫Al₂O₃、TFe₂O₃、MgO、Na₂O、K₂O的特征; 微量元素具有富Zr、Cs、Th、U等特征; 稀土元素总量相对较高,轻重稀土元素分馏明显,轻稀土较重稀土相对富集,具有中等负铕异常。白果湾组物源区为长英质岩区,属于被动大陆边缘区; 白果湾期的气候经历了湿润→干旱→湿润→干旱的变化过程; 成分成熟度总体偏低,呈现高→低→高→低的变化规律,与CIA变化趋势呈负相关。本次研究为该区晚三叠世环境演化研究提供了基础资料。     

页岩解吸气地球化学特征及其影响因素分析 ——以四川盆地焦石坝地区JYA井为例

通过对焦石坝地区JYA井五峰-龙马溪组页岩岩心样品进行现场解吸,计算页岩的总含气量,同时分时段采集解吸气样品进行气组分和稳定碳同位素测定.研究结果表明：1）研究区含气量较高,成分以甲烷为主,为典型干气,含气量主要受控于矿物组成、有机碳含量和含水饱和度等;2）页岩解吸气组分随着解吸时间呈规律性变化,CH₄和C₂H₆含量逐渐升高,CO₂含量先降低后升高,N₂含量逐渐降低;3）解吸气中δ¹³C₁和δ¹³C₂会出现不同程度的分馏现象,主要受控于吸附-解吸过程;4）不同岩相页岩气解吸过程存在差异,在一阶解吸阶段,富泥硅质混合页岩样品的δ¹³C₁由重变轻,而富硅质页岩样品由轻变重,这可能由于富泥硅质混合页岩无机孔占主导,孔径较大,游离气占总含气量比例较大.     

水化学及硫同位素对大冶矿区地下水硫酸盐污染的指示

铜铁矿区周边地下水硫酸盐污染是生态环境研究关注的热点问题,精确识别硫酸盐来源及迁移途径对于矿区周边地下水污染防控和供水安全至关重要.利用水化学与硫同位素耦合分析,结合矿区水文地质条件和潜在污染源分布,探讨了区内地下水硫酸盐污染特征、来源及迁移途径.区域内地下水包括松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水及岩浆岩风化裂隙水,水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca型,水化学组分主要来源于硅酸岩、碳酸盐岩和硫酸盐矿物的溶解以及硫化物氧化;地下水中SO₄^2-含量范围为44.4～2 089.0 mg/L,高值区主要分布在洪山溪尾矿库、矿渣堆存处及矿业生产区附近;地下水中δ³⁴S-SO₄^2-在2.6‰～31.5‰之间,反映其SO₄^2-具有多源性.地下水中SO₄^2-的主要来源包括含水层中石膏矿物的溶解和黄铁矿等含硫矿物氧化输入,高含量的SO₄