长石溶解模拟实验研究综述

在综合分析前人研究成果基础上,对长石溶解模拟实验研究进行了综述.研究表明,长石溶解与其成分、结构、反应的温压条件以及流体性质等有关.在相同的温压条件下,3种长石的稳定性依次为:钾长石>钠长石>钙长石,且温度升高可加强长石的溶解能力,促进长石的溶解,而压力的变化对长石的溶解影响不大.长石的溶解速率在酸性区域随pH值增大而减小、在中性区域溶解速率低且受影响小、在碱性区域随pH值增大而增大.有机酸通过提供H+、络合金属元素来提高长石的溶解度.长石的溶蚀速率与颗粒的总表面积大小以及颗粒表面粗糙度有关,总表面积越大,表面越粗糙,则反应速率越快,而且溶液的矿化度越低越有利于长石的溶解.长石的溶解过程由表面反应和扩散反应所控制,描述长石溶蚀机理的模型主要包括:表面反应模型和淋滤层扩散模型.     

不同温度、羧酸溶液中长石溶解模拟实验

报道了在100℃、140℃下微斜长石在不同羧酸溶液中的溶解实验数据。通过实验表明1)反应温度增高,可增强溶液中阳离子的活性和迁移性,加快长石溶解的反应速率,促进长石的溶解。2)在强酸性条件下,pH值的变化可影响长石的溶解。但在中等酸性条件下,pH值对长石的溶解影响很小。3)羧酸(乙二酸)可不同程度地促进长石溶解,可通过形成乙二酸络合物的形式,增加离子在溶液中的溶解度。但乙酸络合物的作用不明显。长石溶蚀导致岩石孔隙度变大,并且改善孔喉性质。同时,由于乙二酸络合物的存在,增加了Si在溶液中的溶解度,阻止了石英加大和其它成因SiO₂的生成,有利于次生孔隙和原生孔隙的保存。4)长石溶解使溶液中Al的浓度较高,但由于铝-羧酸络合物的亲油性比亲水性强,故有一部分Al被分配到油相中,这也是目前大多数油田水中Al浓度偏低的主要原因。     

碱性长石、斜长石和三元长石的〔110〕测定法

长石广泛分布于各种火成岩、变质岩及沉积岩中,是地壳内十分丰富和重要的一种造岩矿物。甚至在月岩、陨石中也可见到许多斜长石。因此长石一直是国际矿物界所关注的矿物族。本文主要介绍X射线分析长石的基本原理和方法,着重介绍适用于碱性长石、斜长石和三元长石的克罗尔(Kroll)的亡〔110〕法,并对各种方法加以对比、综述。研究长石的主要内容是测定长石的成分和结构态,即确定长石中的Al,Si比例及Al在四面体位置上的含量(占有率),搞清Al、Si有序无序分布特点。     

低温碱性溶液中微纹长石溶解性质研究

对微纹长石在碱性溶液中的溶解过程及表面特征变化规律进行实验研究，温度为60℃，实验溶液分别为NaOH(pH≈8)、Na2CO3，[ρ(Na^ )=26μg／mL]和NaCl溶液，利用X射线光电子能谱(XPS)和ICP-MS测定实验前后微纹长石的表面特征及实验溶液成分变化，结果表明，随着pH值升高，微纹长石的溶解性增强；微纹长石的溶解不是被单一反应模式所控制，而是在表面控制(surface-conrtolled)、扩散控制(diffusion-controlled)和次生物相形成三种过程交替进行的结果。碱性溶液中长石表面反应分三个步骤：H^ 与长石表面碱性阳离子交换反应；OH^-联合已进入长石架状结构内部空隙，具较大结合能的Al-O键逐步破裂，并生成铝的水解产物而溶出；表面形成富Si的络合物。     

烃源岩—流体相互作用模拟实验研究

为了探讨烃源岩与孔隙流体之间相互作用过程和机理以及有机酸的生成及其影响因素,我们开展了烃源岩-流体相互作用模拟实验研究。实验结果表明：Ⅱ型干酪根形成有机酸的能力大于Ⅰ型干酪根,水的矿化度对有机酸的形成影响甚微,随着温度升高,流体中有机酸的含量也随之增大。pH值对有机酸形成的影响非常明显,中性和碱性条件更有利于生成有机酸。其中乙酸的形成有利于碳酸盐矿物的溶解,而草酸的形成不利于碳酸盐的溶解。温度对烃源岩的影响与烃源岩的矿物组成有很大的关系,对于富碳酸盐烃源岩,Ca、Mg、Na三元素在水中的溶解量,与温度呈反相关的关系,对于贫碳酸盐烃源岩,与反应温度之间则呈现出正相关的关系。而无论碳酸盐含量高低,Si在溶液中的含量都会随着温度的升高而增大。酸性溶液对烃源岩的溶解能力最强,无论原始反应溶液的酸碱性,反应结果都最终趋于弱碱性。流体的含盐量对烃源岩中Mg的溶解影响差异较大,低盐度的流体有利于Mg溶解。     

烃源岩—流体相互作用模拟实验研究

为了探讨烃源岩与孔隙流体之间相互作用过程和机理以及有机酸的生成及其影响因素,我们开展了烃源岩-流体相互作用模拟实验研究。实验结果表明：Ⅱ型干酪根形成有机酸的能力大于Ⅰ型干酪根,水的矿化度对有机酸的形成影响甚微,随着温度升高,流体中有机酸的含量也随之增大。pH值对有机酸形成的影响非常明显,中性和碱性条件更有利于生成有机酸。其中乙酸的形成有利于碳酸盐矿物的溶解,而草酸的形成不利于碳酸盐的溶解。温度对烃源岩的影响与烃源岩的矿物组成有很大的关系,对于富碳酸盐烃源岩,Ca、Mg、Na三元素在水中的溶解量,与温度呈反相关的关系,对于贫碳酸盐烃源岩,与反应温度之间则呈现出正相关的关系。而无论碳酸盐含量高低,Si在溶液中的含量都会随着温度的升高而增大。酸性溶液对烃源岩的溶解能力最强,无论原始反应溶液的酸碱性,反应结果都最终趋于弱碱性。流体的含盐量对烃源岩中Mg的溶解影响差异较大,低盐度的流体有利于Mg溶解。     

碎屑岩成岩过程中各种造岩矿物溶解特征的热力学模型

不同温压条件下,与碎屑岩在成岩过程中各种造岩矿物溶解相关的7个反应吉布斯自由能增量(ΔG)和平衡常数(K)的计算结果说明:各种造岩矿物(钾长石、钠长石、钙长石以及铁镁暗色矿物中的辉石、角闪石等)在成岩过程中的稳定性都较弱、抗溶蚀能力不高;铁镁暗色矿物和中-基性斜长石在碎屑岩的成岩条件酸性介质中,比酸性斜长石和碱性长石更易发生溶解形成次生溶蚀孔隙,为油气的储集和运移提供空间和通道.     

浅部流体对花岗岩储集空间改造作用实验研究

以渤海中生界花岗岩为研究对象,利用高压釜设备开展大气水、有机酸(地层水)、大气水+有机酸(地层水)3种不同流体与花岗岩进行相互作用实验。实验前后样品分析表明:3种流体在不同温度下与组成花岗岩的主要矿物碱性长石、斜长石发生相互作用,碱性长石、斜长石发生不同程度的溶蚀、溶解、次生作用,并形成次生孔隙和高岭石等次生矿物,提高了样品面孔率和喉道平均值;实验样品的重量在反应前后存在差异,具有温度越高样品重量损失越多的趋势。通过实验对比分析3种流体对花岗岩样品的改造结果可知,有机酸(地层水)溶液对花岗岩样品在提高储层物性上较其他2种溶液效果明显。     

有机酸对长石溶解度影响的热力学研究

为明确认识有机酸（草酸、醋酸）对长石溶解度及储层次生孔隙发育的影响，本文利用热力学方法，计算了不同温度、酸度下钾长石在含有醋酸根0.05mol/L、草酸0.0055mol/L的溶液中的溶解度及草酸和醋酸对溶液酸度的影响，计算的结果表明醒酸根与铝的络合作用只发生在偏酸性的溶液体系中，并且随温度升高要求酸度增加，实际的络合能力降低，醋酸根的络合作用对长石溶解度的增加作用极及有限，最高时不足一倍；但醋酸能有效地缓冲溶液酸度，从而提高长石溶解度。草酸根与铝的络合作用发生在弱碱性至酸性条件下，温度升高，络合能力增加，络合效应对长石溶解度，草酸根上铝的络合作用发生在弱碱性至酸性条件下，温度升高，络合能力增加，络合效应对长石溶出量的增加最多可达2个数量级以上，草酸的浓度太低无法通过缓冲溶液在较高的酸度下来促进长石的溶解，草酸和醒酸能否促进储层次生孔隙的发育取决于盆地流体的酸度及组成流体的缓冲体系。     

离子交换反应合成铅长石的实验研究

对长石与Pb(NO_3)_2粉末在380℃条件下反应48h的产物进行XRD分析,显示出现了d值分别为6.54、3.42、3.32、3.27,2.57的铅长石的5个特征峰。XPS分析表明Pb4f7/2在长石矿物中的结合能为138.39~138.44eV。实验证明Pb2 与长石结构中的碱性或碱土性离子发生了离子交换反应,生成了铅长石。     

斜切[010]晶带切片上直接测定斜长石⊥[010]晶带Np′∧[010]_(max)角的新方法

本文作者研究出来的测定Np′∧[010]_(max)的新方法,以测定斜长石斜切[010]晶带切片中钠长石面律双晶结合面(010)的倾角(θ)为手段,按a=90°-θ公式求出斜切[010]晶带切面的倾角(a)。然后,根据视消光角(φ′)和⊥(010)晶带最大消光角(φ)与a角三者间的三角函数关系求出φ角。最后,依φ角查有关图表定出斜长石成分(An％)。     

内蒙白旗地区火山碎斑熔岩斜长石成分及其有序度

白旗碎斑熔岩中斜长石以更长石为主，其有序度低，指示了岩石高温火山成因的特征，从岩体边缘相到中心相至根部相，长石类型，化学成分和有序度具有一定的变化规律，反映了岩体不同岩相带成岩条件的差异性。     

酸性流体作用下斜长石的稳定性

通过紫外分光光度计分析和扫描电镜观察,开展不同温度下酸性流体与斜长石相互作用实验得出:1在低温条件下斜长石较稳定,以溶解为主;在高温条件下,斜长石不稳定,以溶蚀、溶解为主;随反应温度升高,质量损失增大。2斜长石沿解理形成条带状溶孔,沿表面形成粒内溶孔。3在160℃和190℃条件下,形成新生高岭石沉淀,温度升高高岭石晶形变好,实验反应强度增大。4随反应温度升高,K+、SiO2和矿化度浓度升高。     

福建平潭角闪辉长岩结晶过程的矿物学记录

福建平潭角闪辉长岩中具成分环带的斜长石由钙质斜长石核和膜状中长石两部分组成，它是钙碱性高铝玄武岩浆结晶过程中岩浆上升和吸回作用的记录。     

斜长石折光率色散曲线特征的讨论

本文采用双变法测定了花岗岩、片麻岩中一批低温斜长石的折光率色散曲线,总结有以下几个特征: 1.斜长石的折光率色散曲线特征与其主要成份无关,甚至An差值在20以上,只要在相似的生成条件与相近的生成年代,折光率色散曲线具有相互近于平行的特点。 2.地质年龄不同的斜长石,折光率色散曲线特征不同。 3.地质年龄相以、构造条件不同,折光率色散曲线不同。     

辽宁弓长岭太古宙斜长角闪岩中微球粒之发现

本文报道了辽宁弓长岭二矿区太古宙纹层状斜长角闪岩中微球粒之发现。微球粒一种呈暗色、不透明、有磁性;另一种为浅乳黄—棕黄色、透明—半透明、无磁性或弱磁性。它们多为玻璃质,强磁性者为磁铁矿。微球粒具气孔、瘤状、气泡塌陷、连体、凹坑等反映强塑性、高速运动、富挥发份、快速冷凝特征的多种表面和内部结构。其化学组成以SiO_2、TFe、Al_2O_3和CaO为主。它们的形成可能与火山作用或陨石撞击作用有关。无论其成因如何,均表明:1)纹层状斜长角闪岩的原岩为基性凝灰岩;2)本区变质温压条件存在微区不均匀性。     

Petrographic Discrimination of Low- and High-Temperature I-type Granites

Abstract. The existence of two groups of I-type granites, those formed at relatively low- and high-temperatures, has been established using differences in zircon saturation and patterns of bulk compositional variation between those two groups. Granites of these two groups also show some distinctive petrographic differences. The clearest petrographic distinction between the low- and high-temperature granites is seen in the crystals of plagioclase. In all but the most felsic low-temperature granites these crystals are always complex and commonly have corroded cores, which may be as calcic as An₈₀. Core compositions are fairly uniform in composition compared with the outer parts, which display normal and oscillatory zones of varying widths. In the high-temperature granites the crystals of plagioclase are generally better-shaped with a uniform composition and lack the prominent corroded cores of the low-temperature granites. These differences are due to the fact that homogenization of plagioclase proceeds very slowly at low magmatic temperatures.     

片麻岩中斜长石成分及有序度特征

本文用变温盒、弗氏台和油浸法联合测定了河南太古代片麻岩以及西藏珠峰地区元古代和第三纪片麻岩中斜长石的成分和有序度。太古代片麻岩中斜长石的成分曲线正态分布,峰值An为22和27;其有序度高,有100—90极密区。元右代片麻岩中斜长石成分与太右代类似,有序度也高,但100—90有序度极密区范围较小。第三纪片麻岩中斜长石的成分曲线形态复杂,有多峰值An出现。有序安明显变低,不出现100—90有序度的极密区。因此片麻岩中斜长石的成分和有序度显然与其形成的时代和热历史有关。同样其产出的构造部位也有一定影响。     

攀枝花层状基性岩体中斜长石光性演化规律

四川攀枝花地区是著名的钒钛磁铁矿矿区,矿体赋存于层状基性岩体之中,笔者在野外调查中加密取样,对岩体中主要造岩矿物斜长石的成分、结构状态、延长系数和双晶类型等,用数理统计的方法,进行大量测试和专门性研究,总结斜长石上述光性演化规律,论述该岩体形成过程及与含矿性的关系,进而提出了利用斜长石矿物的光性特征,用以指导找矿的可能性。     

芬兰晕彩斜长石晕彩成因探讨——包裹体及其与晕彩的关系

对芬兰斜长岩中斜长石的宏观和微观观测显示,无晕彩的斜长石包裹体不发育,有晕彩的斜长石发育定向排列的针状包裹体。依据斜长石中包裹体的发育程度,可将包裹体分为两类:密集型包裹体(35～50条/mm)和稀疏型包裹体(25～35条/mm)。发育密集型包裹体的斜长石的晕彩以蓝色为主,发育稀疏型包裹体的斜长石的晕彩以红色或橙红色为主。电子探针、扫描电镜和激光拉曼光谱的分析结果表明,该晕彩斜长石中的所有包裹体在成分上一致,均为磁铁矿,有晕彩的斜长石和无晕彩的斜长石的成分也一致。这表明该斜长岩中的斜长石是否具有晕彩与斜长石的成分、包裹体的成分及斜长石的双晶发育程度无关,而与包裹体的发育程度有关。斜长石和其中定向排列的磁铁矿针状包裹体类似于光学中的光栅效应,斜长石中晕彩的出现可能是光栅衍射和干涉造成的。