磷酸铝结合剂改性绿松石的结构特征

疏松绿松石经磷酸铝结合剂浸胶充填处理后,宝石学参数、力学和工艺性质均得到明显改善,与天然绿松石相仿.为查明这类改性绿松石的结构和探讨磷酸铝无机结合剂对绿松石的改善机理,采用环境扫描显微镜(ESEM)、差热分析(TG-DSC)、红外吸收光谱(IR)和X射线粉晶衍射分析方法(XRD),对此类浸胶充填处理后的绿松石结构、物相及热性质等特征进行了研究.结果显示充填入的磷酸铝结合剂呈凝胶状分布在绿松石微孔隙间,处理后绿松石的分子结构和矿物组构与处理前一致,但产生了一定程度的非晶质化,与磷酸铝结合剂的填充作用有关,即磷酸铝结合剂在固化过程中生成氢,结合形成无机网络高分子结构;处理后绿松石的热反应温度较处理前普遍有所降低,主要是由于添加入的磷酸铝结合剂具有较低的吸热反应温度所致.      

大别山北部石榴二辉麻粒岩变质结构和水活度及其演化特征

通过对大别山北部石榴二辉麻粒岩岩相学、矿物地质温压计和热力学计算, 获得4个主要的变质演化阶段的矿物共生组合、温压条件和相应的水活度条件: (1) 榴辉岩相阶段(M₁), 以Cpx (含Jd) +Q +Ru +Gt组合为代表的残留矿物, 并呈包体的形式产于石榴石中, t=612~750℃; (2)麻粒岩相阶段(M₂), 以Opx+Cpx +Gt+Q +Ti+Mt矿物组合为特征, 其相应的t =837~887℃, p=1.03~1.25GPa, 水活度为0.718~0.799; (3) 角闪岩相阶段(M₃), 矿物组合为Cpx +Gt+Amp +Pl+Mt, t=530~660℃, p=0.85~0.95GPa, 其相应的水活度为0.2 3~ 0.2 4;和(4) 低角闪岩相阶段(M₄), 其形成的温压条件为t=495℃, p=0.5 6~ 0.70GPa, 相应的水活度为0.11~ 0.13.石榴二辉麻粒岩变质反应、变质结构、矿物组合及其演化, 不仅受控于形成时的温压条件, 而且与形成时体系中水活度的演化有着密切的成因关系.水活度的演化特征表明, 变质流体在变质作用过程中, 对变质反应温度起着一定的缓冲作用.      

叶蜡石高温相转变的实验研究

通过差热分析、X射线衍射分析、红外光谱分析和魔角旋转核磁共振等测试手段,研究了日本广岛胜光山叶蜡石在20~1 300 ℃下煅烧的相转变过程。结果表明,叶蜡石的高温相转变经历了4 个阶段:叶蜡石阶段(室温~662 ℃),偏叶蜡石阶段(662~1 100 ℃),不定形SiO2 与莫来石形成阶段(1 100~1 200 ℃)和莫来石与方石英共存阶段(1 300 ℃~)。叶蜡石在662 ℃时失去结构水转变为偏叶蜡石。偏叶蜡石从1 100 ℃开始转变为莫来石,同时伴随有不定形SiO2 生成。1 300 ℃时,不定形SiO2 进一步结晶形成方石英。     

煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变研究

高岭石插层复合物作为新型矿物材料现已被广泛应用。然而,插层复合物热稳定性较难控制使其在聚合物中的应用一直受到限制。本文应用热分析、X射线衍射、质谱及发射红外光谱等表征技术对煤系高岭石/醋酸钾插层复合物受热分解产物及微结构变化进行了研究。结果表明,煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变主要经历以下几个阶段:插层水脱嵌(约350℃),插层剂醋酸钾脱嵌(约400℃),脱羟基(约450℃),偏高岭石形成(450~550℃),KHCO3出现(约600℃),KHCO3热分解形成K2CO3和KAl Si O4出现(约700℃),热解产品K2Al2Si O4出现(约800℃),K4Al2Si2O3出现(900~1000℃),大量K3Al O3形成阶段(1100℃及以上)。此外,还发现通过控制插层率和加热温度,可实现高岭石插层复合物的可控分解、新物相合成与转变,从而有利于新材料的合成。     

苏州高岭石的热变过程研究

运用X射线衍射、红外光谱及固体高分辨核磁共振等手段,研究了苏州高岭石560～1600 ℃热变产物,结果显示:①高岭石-偏高岭石-莫来石的转变系列存在结构上的连续性,其转变经历了脱羟阶段(约400～600 ℃),偏高岭石阶段(600～800 ℃),相分离阶段(800～1100 ℃),莫来石阶段(1100～1600 ℃);②莫来石形成过程没有出现Al2O3的大量分凝,但存在SiO2的分凝;③偏高岭石-莫来石转变过程的中间相为Al-Si尖晶石和准莫来石;④引起1000 ℃放热反应的主要因素是SiO2的大量分凝,其次是准莫来石等过渡相的形成.     

安徽省大黄山假象绿松石矿物学特征与成因

对安徽大黄山假象绿松石和磷灰石进行了详细的显微镜、背散射图像(BSE)观察,在此基础上,对假象绿松石和磷灰石进行了电子探针原位化学分析和岩石地球化学分析。研究表明,大黄山假象绿松石具磷灰石晶体形态,致密微晶-鳞片状、不规则球粒紧密堆积状和球粒状变胶结构,BSE背散射图像显示大黄山假象绿松石和磷灰石中均含有细小独居石矿物包裹体。全岩化学分析和电子探针原位分析表明大黄山假象绿松石为磷铜铁矿端元-富铝端元固溶体矿物。P_2O_5为大黄山假象绿松石和磷灰石共同的主要化学成分,F、Cl、S为二者共同的次要化学成分,且含量接近,大黄山假象绿松石和磷灰石微量元素原始地幔标准化蛛网图和稀土元素球粒陨石标准化配分型式图分布趋势相同,绿松石主要成矿物质来源于磷灰石。根据磷灰石中稀土元素特征值(δEu=0.25～0.28,δCe=1.20～1.27)和大黄山假象绿松石稀土元素特征值(δEu=0.33～0.47,δCe=0.80～1.88),综合分析判断大黄山假象绿松石为热液蚀变交代磷灰石成因。     

马鞍山绿松石中水的振动光谱表征及其意义

在室温和变温条件下对安徽马鞍山绿松石中水的结构特征进行红外吸收光谱和激光拉曼光谱分析研究,结果表明:绿松石中部分水分子与Cu2 结合成[Cu(H2O)4]2 水合离子,并在很大程度上制约了绿松石的颜色;马鞍山地区绿松石中结晶水的脱失温度约为303℃～310℃,结构水的脱失温度约为346℃～375℃。绿松石中H2O,OH-的振动是导致其水的激光拉曼光谱形成的主要原因,ν(OH)振动导致的强拉曼特征谱峰在3470 cm-1,3502 cm-1～3505 cm-1之间的弱谱峰则隶属3470 cm-1的次级谱峰,ν(H2O)的拉曼谱峰主峰位于3442 cm-1～3449 cm-1处。由ν(MFe,Cu-H2O)伸缩振动致平缓的拉曼谱峰主要分布在3074 cm-1～3303 cm-1附近。     

升温速率对粘土矿物热效应特征的影响——以四川三台钙基膨润土为例

以四川三台钙基膨润土为例,采用热重(TG/DTG)、差示扫描量热(DSC/DDSC)同步热分析技术系统研究升温速率对粘土矿物加热过程中热效应特征的影响。根据实验结果,可将三台钙基膨润土的热分解过程可分为表面吸附水(114.1℃左右)和层间水(约181.9℃)失去,羟基的脱出(约651℃),蒙脱石晶体结构破坏(876.8℃)等3个阶段。证明升温速率对TG,DTG,DSC,DDSC等曲线热效应特征均有显著影响:(1)热失重(TG)是一种相对热失重,其结果与升温速率成反比,升温速率越慢,热失重越逼近绝对值,升温速率越快,热失重率越小。(2)加热温度≤400℃时,DTG,DSC曲线的分辨率与升温速率成反比,低升温速率有利于粘土矿物脱水反应类型的辨别;在400℃~900℃时,DTG,DSC的分辨率与升温速率成正比,提高升温速率有利于粘土矿物脱羟基反应的分辩。(3)加热温度≤400℃时,与TG,DTG,DSC等曲线相比,DDSC曲线中对粘土矿物脱水反应的分辨率最高;在400℃~1 100℃时,升温速率对粘土矿物脱羟、相变反应中DDSC曲线热效应特征的影响较为复杂。     

小柴旦盐湖钠硼解石矿物热脱水机理的探讨

利用等温热脱水和非等温热脱水的实验方法,结合X射线衍射、红外光谱等检测手段研究了青藏高原钠硼解石矿物在50~500℃温度区间的脱水过程。研究结果表明,随温度的升高,钠硼解石(NaCa[B5O6(OH)6].5H2O)的脱水分三阶段进行:50~70℃,脱失2个水形成NaCa[B5O6(OH)6].3H2O相,与钠硼解石结构研究结果对比,脱水分子是与钠硼解石分子中钠配位;70~100℃,进一步脱失2个水形成较为稳定的NaCa[B5O6(OH)6].H2O相,脱水2个分子是与钠硼解石分子中钙配位,该结构可以在100~150℃稳定存在;150~180℃,进一步升温将逐步失去最后一个与Na离子配位的水分子,同时导致[B5O6(OH)6]3-硼氧配阴离子结构的破坏,固相结构由晶型转变为无定形。     

新疆西天山木祖克矽卡岩型铅锌矿床流体包裹体研究

为研究木祖克铅锌矿床成因,探讨成矿流体特征及其演化规律,本文在野外地质调查的基础上,对成矿各阶段脉石矿物的流体包裹体进行了研究。结果表明,热液矿物中的包裹体类型丰富,主要为气液水两相包裹体和含NaCl子矿物的多相包裹体,后者主要发育于Ⅰ阶段石榴子石和Ⅱ阶段绿帘石中。由Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ阶段,包裹体均一温度(330~568℃→299~416℃→181~320℃→137~196℃)和盐度(38.8%~49.8%NaCleq→34.8%~38.4%NaCleq→1.4%~11.46%NaCleq→1.1%~5.6%NaCleq)有明显降低趋势。Ⅰ阶段石榴子石和Ⅱ阶段绿帘石中发育气液水包裹体和含NaCl子晶的多相包裹体,Ⅲ阶段石英中的气液水包裹体与同期次的纯液相水包裹体、纯气相水包裹体共生,且均一温度相近;各阶段成矿流体均发生过不混溶作用,其中Ⅲ阶段成矿流体的不混溶作用导致方铅矿、闪锌矿等的析出并富集成矿。     

安徽马鞍山假象绿松石、磷铝石成因探讨

利用偏反光显微镜鉴定、稀土元素化学分析等方法对马鞍山相关矿物岩石进行岩相学、矿物学、化学成分研究及对比,发现假象绿松石镜下结构具球粒状变胶结构,其稀土元素大幅流失,与风化围岩及其他产状绿松石相当;假象磷铝石具有磷灰石双锥柱状,磁铁矿包体特征与原磷灰石具有一致性,其稀土成分、含量与原磷灰石具有高度继承性。据此对假象绿松石、磷铝石的成因进行分析探讨。     

具磷灰石假象绿松石的岩石矿物学及谱学特征

采用x射线粉晶衍射（XRD）、博里叶变换红外光谱（FTI码以及拉曼光谱等方法对安徽马鞍山具磷灰石假象的绿松石进行了研究。结果表明：其主要矿物组成为绿松石,保留了磷灰石六边形的形态特征。XRD~U试的特征谱线d值为36745～36748（111）、29008～29025（123）、34247～34293（2101、32709～32781（113）、61626～61781（011）3020130～20162（301）,与绿松石的标准衍射谱线基本致。红外光谱测试分析表明：3510～3465cm。间的谱带归属绿松石0（OH）的伸缩振动,3300～3070cm’间的谱带归属为绿松Nu（M-H。O）伸缩振动,1210-1012cm’间的谱带归属为绿松石U3口O。）ira缩振动,在838cm。附近的吸收谱带归属为绿松石6（OH）弯曲振动,655-480cm。间的谱带归属为绿松石u4（P04）弯曲振动。拉曼光谱测试分析表明：3466cm’附近的尖锐拉曼谱峰归属于绿松石（OH）基团的伸缩振动所致,宽缓的拉曼谱峰3281cm’~03078cm’归属于绿松石中水合络离子的伸缩振动,798cm’谱峰则是由于OH的弯曲振动所致。     

安徽殿庵山绿松石的宝石学特征研究

安徽省殿庵山地区绿松石属于新近发现的小规模开采的玉石资源。采用电子探针、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外一可见光谱仪等测试方法,重点就该地区绿松石的化学成分、矿物组成、微结构、红外吸收光谱、紫外一可见吸收光谱等特征进行综合对比研究。结果表明,该地区绿松石的化学成分以贫Si、相对富Fe为特征,随着FeOT／CuO比值的递增,绿松石色调由蓝逐渐变绿。该类绿松石以结核状、细脉状产出,主要为微晶和鳞片状结构,部分为放射纤维状结构、团粒状结构及皮壳状结构。该类绿松石孔洞内微晶普遍发育,主要以毛发状、微针状、短柱状及板片状相互交织结晶生长,殿庵山绿松石整体显示风化淋滤型矿床所特有的特征。笔者对绿松石的颜色成因及矿床成因进行初步探讨。     

鲁北平原地温分布的特点及地热资源开发利用的前景

本文依据26口钻井的系统测温数据、1690个油层温度和21口自流热水井的资料,分析鲁两北平原地温场的特点和地下热水的赋存条件,提出地热田的基本模式,评述地区地下热水资源开发利用的前景。     

渤海湾盆地中原地区古地温梯度恢复研究

渤海湾盆地中新生代具有叠合盆地多期叠加演化的特点,不同地质时期地温场的恢复具有多解性和不确定性。应用包裹体测温、磷灰石裂变径迹分析、Barker温度函数法、EASY%Ro模拟等方法,通过不同构造单元的最高古地温的恢复,进行不同地质时期的地温梯度恢复。研究表明:(1)包裹体测温、磷灰石裂变径迹分析、Barker温度函数等方法仅适用于欠补偿沉积区古地温及古地温梯度恢复;(2)Barker法计算的地温梯度偏高;(3)而EASY%Ro热史模拟方法是补偿-近补偿沉积区古地温梯度恢复的有效方法;(4)三叠纪、侏罗—白垩纪、古近纪是影响上古生界烃源岩演化的关键时期,地温梯度分别为3.3℃/100 m、4.5℃/100 m和4.0℃/100 m。     

山西沁水盆地热史演化特征

沁水盆地是华北克拉通内的构造盆地,是天然气勘探的潜在重要区域,盆地的热史研究是天然气储层评价的重要基础。重点应用磷灰石裂变径迹的分析与模拟,配合镜质体反射率的分析与模拟以及区域构造地质背景分析,恢复了沁水盆地的古地温梯度和地热演化模型:早古生代地温梯度稳定,为3℃/100 m,晚二叠世至三叠纪地温梯度较前期略有降低,约为2.5~3.0℃/100 m;早、中侏罗世地温梯度开始上升,约为3.0~4.0℃/100 m;晚侏罗世—早白垩世地温梯度大幅度上升,为4.5~6.5℃/100 m;晚白垩世至古近纪早、中期为高地温场的延续时期,地温梯度为5.5~6.5℃/100 m;古近纪晚期—新近纪早期地温梯度大幅度降低,从6.0℃/100 m骤降至4.2℃/100 m左右;中新世以来地温场逐渐趋于稳定,地温梯度由4℃/100 m演变到接近现代地温场的3℃/100 m左右。     

蒙古国某地绿松石玉的矿物组成及其成因

绿松石玉是主要由含水的铜铝磷酸盐矿物-绿松石组成的一种珍贵玉石,在珠宝市场上深受消费者青睐。本文通过偏光显微镜、电子探针、激光拉曼光谱测试技术对产自蒙古国某地的绿松石玉样品的矿物组成、成因及拉曼光谱进行分析研究,推断了该地绿松石玉样品的矿床成因类型,以期为今后优质绿松石玉的找矿勘查提供相关参考资料。结果显示:蒙古国绿松石玉由主要矿物绿松石和次要矿物石英、白云母、黄铁矿、黄铜矿、铜蓝及辉铜矿等组成,推测该绿松石玉样品产自硫化物矿床的次生富集带,其矿床类型属于原生多金属硫化物矿床经由风化淋滤形成的次生富集带型。该地绿松石与其他产地绿松石的拉曼光谱存在差异,推测可能由于绿松石中水的存在方式和含量、阴离子的种类和数量、元素的类质同象置换及产地的气候条件等影响所致。     

大民屯凹陷古今地温场特征及其成藏意义

利用系统测温资料和试油资料研究了大民屯凹陷现今地温特征,利用磷灰石裂变径迹、流体包裹体均一温度恢复了古地温,利用EasyRo模型反演热史变化,并与东西部凹陷热史进行了对比。研究认为:(1)大民屯凹陷现今地温梯度较低,平均为2.9℃/100m。(2)磷灰石裂变径迹恢复古地温揭示大民屯凹陷古地温梯度较高,其中安福屯洼陷和荣胜堡洼陷分别4.07和3.6℃/100m,皆高于东部凹陷(平均为3.3℃/100m)。从而解释了其较低的生烃门限。(3)流体包裹体均一温度研究结果认为地质历史时期研究区热流体活动较强烈。以高凝油为主的安福屯洼陷油气充注为幕式快速运聚成藏,而以正常稀油为主的荣胜堡洼陷油气运聚为在异常高压下的快速运移和浮力作用下的缓慢运移相结合。(4)大民屯凹陷的热史演化特征明显不同于东部凹陷,与西部凹陷也有差异,整个热史演化程度较低,有利于高凝油油藏的保存。     

砂岩热物理性质的温度作用效应试验研究

高温作用会导致岩石内部结构发生变化,并对其热物理性质有着显著影响。因此,研究高温作用后岩石热物理性质的变化规律对地热系统及存在热流传播问题的地下工程具有指导意义。试验利用高温炉和Hot Disk热常数分析仪研究了高温作用后砂岩热物理性质的变化特征。研究表明:砂岩的热导率、比热、热扩散率随温度整体呈下降趋势,可分为25℃~100℃,100℃~400℃,400℃~600℃,600℃~900℃四个阶段;25℃~100℃,砂岩热导率、比热、热扩散率因附着水蒸发急剧减小;100℃~400℃,砂岩热导率、热扩散率变化平缓,比热因含水量的降低减小得较快;400℃~600℃,砂岩中结晶水、结构水的蒸发及石英的相变导致微裂隙发育、延伸,进而引起热导率、比热、热扩散率持续下降;600℃~900℃,砂岩中矿物发生分解、熔融破裂,热破裂进一步增加与扩展,这个阶段内热导率、比热迅速下降,但热扩散率基本稳定。     

冀中牛驼镇凸起地温场的特点及地下热水的开发利用

牛驼镇凸起是冀中拗陷中一个显著的次级正向构造,其地理位置见图1。1973—1978年进行石油普查和勘探时,在该区相继发现了地下热水,引起了人们的注意,先后对热水的分布有过报道和论述^[1,2]。鉴于牛驼镇凸起(包括容城凸起)地热异常在华北平原具有代表性,我们在石油部门的协助下,在本区较系统地开展了地温测量并收集有关资料进行研究。本文试图剖析这个典型地区地温场的特点,作为圈定和预测华北平原地热异常区以及分析地下热水分布规律的基础。