CO2—咸水—方解石相互作用实验

为揭示咸水环境中CO2与方解石相互作用的特点,选取方解石作为研究对象,设计在不同温压条件下(85℃,5.0MPa;
135℃,5.7MPa;185℃,8.8MPa)进行了3组CO2-咸水-方解石的系列实验研究,重点探讨了方解石溶解现象的成因和温度对
于方解石溶解程度的影响。实验前后岩样扫描电镜观察、反应液离子变化分析表明,实验后,3组实验中的方解石均表现出溶蚀
坑、溶蚀带和溶蚀晶锥的溶解现象;方解石的溶解度在85℃时最低,185℃次之,135℃最高。研究结果表明,在含CO2的咸水中,方
解石的溶解现象有溶蚀坑、溶蚀带和溶蚀晶锥,各自的分布规律及规模与温度有关。在含CO2的咸水中,方解石也具有各向异性
的溶解特点。使方解石产生最大溶解度的温度峰值可能出现在135~185℃之间。超过这一温度,温度的升高会使方解石的溶解
度下降。实验再现了方解石在咸水环境中的溶解、沉淀过程,对于CO2 地质封存示范工程具有非常重要的意义。      

陆生蜗牛文石方解石化过程及其碳同位素组成变化高温实验

在过去全球气候变化研究中,生物CaCO3壳体的稳定同位素组成是常见的古气候替代性指标,被用来重建古气候变化历史,而生物成因文石质矿物的方解石化则是自然界较为常见的现象,该过程会导致生物壳体稳定同位素组成发生改变,从而影响古气候重建的准确性。利用陆生蜗牛Achatina fulica的文石壳体在空气背景下进行高温加热实验,来揭示加热前后样品中方解石含量和碳同位素组成的变化。结果表明:随着温度的升高,方解石含量增高;文石方解石化过程受壳体有机质含量的影响,相同加热温度和时间条件下,未采用双氧水处理的方解石含量比采用双氧水处理的方解石含量低;高温加热的壳体样品比原始样品碳同位素组成偏负;较短时间实验条件下,温度对文石方解石化过程起主导作用,并且双氧水处理也会对文石方解石化有所影响;造成样品碳同位素组成偏负可能是因为加热过程中样品与空气CO2发生了碳同位素交换反应,而不是因为矿物相变。因此,在利用蜗牛壳体碳同位素组成进行古环境重建时,需考虑文石方解石化过程对壳体碳同位素组成变化的影响。     

山西省汾渭裂谷带地热水结垢趋势分析

文章采用拉申指数和雷兹诺指数等指数法对山西省汾渭裂谷带8个地热水样的碳酸钙结垢趋势进行计算,并预测了硫酸钙结垢趋势,又采用WATCH程序软件进一步进行热储矿物平衡分析,结果表明:部分地下热水有结垢的可能性,主要结垢物是碳酸钙和硫酸钙,在参考温度范围内所有地热水样同方解石矿物处于过饱和状态,方解石可能会引起地热井结垢;引起晋中中酸性地热水结垢的矿物还有无水石膏。     

准噶尔盆地车排子地区下侏罗统八道湾组砂岩储层成岩作用与孔隙演化

准噶尔盆地车排子地区八道湾组油气勘探取得重大突破,但该地区成岩作用方面的研究还比较薄弱。根据岩石薄片及扫描电镜观察,确定车排子地区成岩作用类型及成岩事件发生顺序;根据阴极发光测试,确定方解石胶结物期次、石英次生加大发育程度及高岭石分布特征;根据X线衍射,确定黏土矿物组成及各矿物成分体积分数;根据氧同位素测试,确定自生方解石形成温度;采用反演回剥法研究储层孔隙演化过程。结果表明:储层主要经历压实作用,方解石、石英、黄铁矿等的胶结作用及长石和石英的溶蚀作用。方解石胶结物形成温度主要介于40~85℃,大致对应早成岩阶段A期的晚期至早成岩阶段B期;黏土矿物以高岭石为主,主要来源于长石的溶蚀;储层孔隙演化过程可以划分为3个阶段,即快速压实阶段、压实胶结阶段及压实溶蚀阶段。该研究成果为车排子地区八道湾组地层油气勘探提供地质依据。     

淡斜绿泥石——一种新型牙膏磨擦剂

国内应用的天然矿物牙膏磨擦剂主要是方解石。方解石属三方晶系矿物，以菱面体、板状、柱状存在，因此对牙齿的磨擦值波动较大。淡斜绿泥石属层状硅酸盐矿物，片状形态，硬度比方解石低，做牙膏的磨擦剂显然优于方解石。它不仅对牙齿磨损小，而且具有洁齿、护齿性能。     

新型矿物填料的物化特征与高分子聚合物性能的关系

本项研究在应用XRD、IR、DTA（TG）、SEM等先进测试技术，对硅土、方解石、叶蜡石、硅灰石、迪开石、绢云母等六种具有不同矿物学和物化性能的矿物填料进行深入研究的基础上，剖析了被其填充的聚合物的机械力学性能变化特征，首次较全面地总结了矿物填料物理化学性质与高分子聚合物性能的关系。     

郑州市饮用天然矿泉水成因探讨

郑州市已开发的饮用天然矿泉水属锶硅酸水。本文根据矿泉水形成水文地质条件,水文地球化学环境,探讨了锶及偏硅酸的成因。认为:锶的形成主要是方解石、文石和硬石膏含锶矿物经溶滤作用,锶离子伴随钙离子进入水溶液,钙离子与岩(土)吸附的钠离子发生交替吸附,水溶液蒸发浓缩、锶相对聚集而形成;而偏硅酸主要是含CO_2水溶液使长石风化、水解SiO_2溶解度随温度升高增大而形成。指出沉积岩区的锶硅酸水与碳酸盐岩和长石砂岩有关,提出对郑州矿泉水资源要合理开发利用,避免因过量开采或成井止水不佳引起“矿水”淡化。     

山东沂水龙泉站金矿床地球化学特征

沂水龙泉站金矿与成矿有关的主要地质体以新太古代泰山岩群与燕山期花岗岩金含量较高.对黄铁矿地球化学的研究资料表明:早期黄铁矿为金矿物的主载矿物.稀土元素分布特征反映了成矿流体由早期相对中偏高温(260～330℃)和还原的环境向晚期低温和氧化环境演变的趋势.对方解石、石英包裹体的研究表明:包裹体均一温度变化范围较宽,在107～550℃之间,可分为125～160℃,177～230℃和260～330℃ 3个温度峰值集中区,分别反映了以中温石英为代表的早期成矿阶段(260～330℃),以中低温石英和方解石为代表的中期成矿阶段(177～260℃)和以低温方解石为代表的晚期成矿阶段(125～160℃).其冰点温度变化于-2～-8.6℃之间,盐度在3.39wt%～12.39wt%之间.     

山东沂水龙泉站金矿床地球化学特征

沂水龙泉站金矿与成矿有关的主要地质体以新太古代泰山岩群与燕山期花岗岩金含量较高。对黄铁矿地球化学的研究资料表明:早期黄铁矿为金矿物的主载矿物。稀土元素分布特征反映了成矿流体由早期相对中偏高温(260~330℃)和还原的环境向晚期低温和氧化环境演变的趋势。对方解石、石英包裹体的研究表明:包裹体均一温度变化范围较宽,在107~550℃之间,可分为125~160℃,177~230℃和260~330℃3个温度峰值集中区,分别反映了以中温石英为代表的早期成矿阶段(260~330℃),以中低温石英和方解石为代表的中期成矿阶段(177~260℃)和以低温方解石为代表的晚期成矿阶段(125~160℃)。其冰点温度变化于-2~-8.6℃之间,盐度在3.39wt%~12.39wt%之间。     

海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩自生碳酸盐矿物分布及对储层物性的影响

为了查明火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的分布特征及对储层物性的影响,以海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩为研究对象,调查火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的类型,并通过统计50余口探井的碳酸盐含量及储层物性数据,探讨其分布特征及对储层物性的影响。结果表明:海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物主要为方解石和白云石,其次为菱铁矿、片钠铝石和铁白云石;纵向上随着埋藏深度增加出现两个碳酸盐含量高值带,分别出现在1 500～1 900m和2 200～2 700m深度,前者主要为以胶结作用为主的连生方解石和显晶方解石及菱铁矿,后者主要为以交代作用为主的晚期方解石、白云石、铁白云石和片钠铝石;湖底扇等分选较差的沉积相为碳酸盐矿物发育的有利相带,扇-辫状河三角洲相为次有利相带;靠近德尔布干深大断裂的井碳酸盐含量要高于远离该断裂的井,且在该断裂附近的德2、德6和德8等井中见片钠铝石自生矿物,这主要因为断层是CO2逸散的通道,断层处的富CO2流体能够与围岩反应生成碳酸盐矿物;熔结凝灰岩和凝灰岩中的碳酸盐矿物含量要高于沉凝灰岩、凝灰质砂岩及普通砂岩,这主要因为火山岩及火山碎屑物质中金属离子含量高,易于释放,从而结合CO23-形成碳酸盐矿物;贝尔凹陷内储层孔隙度和渗透率等参数与碳酸盐含量呈负相关关系,说明碳酸盐含量对储层物性主要起破坏作用。     

鄂尔多斯盆地东胜铀矿成矿作用研究

对东胜铀矿提出了物源、地层、古气候等3种成矿因素。岩相学与成矿矿物学研究表明,铀矿石中含有大量的方解石,并且长石与高岭石含量呈正相关,铀矿化与有机质也有一定的联系。结合铀矿地质特征初步分析认为,东胜铀矿是在氧化带铀元素以碳酸铀酰络合物搬运,在酸性介质条件下,还原带长石碎屑蚀变为高岭石,并有钙离子析出。当碳酸铀酰络合物从氧化带迁移到还原带,遇有大量钙离子时发生分解,出现铀矿石与方解石同时沉淀现象,有机质的还原作用也是铀矿沉淀的主要因素,经漫长的地质作用富集成工业矿体。     

松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿碳氧同位素特征及铀成矿意义

为进一步探讨松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿的成岩环境、铀沉淀机制及成矿机理,通过钻井岩心观察,岩石薄片,含铀砂岩碳酸盐胶结物碳、氧同位素分析,对研究区砂岩岩石类型、碳酸盐胶结物类型、成岩阶段以及碳、氧同位素特征进行了系统研究。结果表明:含铀砂岩岩石类型为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩,碳酸盐胶结物可分为3个期次,以第一和第二期次为主,胶结物包括方解石、铁方解石,见极少量含铁白云石。δ13C_PDB值为-22.45‰~-13.65‰,平均值为-18.33‰,δ18O_PDB值为-17.56‰~-9.46‰,平均值为-13.52‰,揭示有一定有机质参与;古盐度Z值介于75.98~90.97之间,为淡水沉积;古温度介于67.31~94.92℃之间,结合以上岩石特征、胶结物类型及成岩作用判定成岩环境处于早成岩—中成岩阶段A期。综合分析认为:早成岩阶段砂岩的压实、胶结作用使含铀砂岩孔隙度减小,抑制含氧富铀流体运移;随着成岩作用进行,埋藏深度增加,有机质成熟度升高发生热脱羧基作用,与压实作用产生的吸附水形成酸性溶液对长石、碳酸盐胶结物等进行溶蚀形成次生孔隙,增大砂岩孔隙度,促进含氧富铀流体下渗运移,下伏油气由断裂向上逸散,为地层提供还原剂,使铀在四方台组底部大规模沉淀和富集。      

不同pH值水对碳酸盐侵蚀作用的研究

地下水的ｐＨ值可在３～１０的范围内变化，碳酸盐的溶解受地下水ｐＨ值的影响很大。本文从实验和理论上定量探讨了方解石、菱铁矿、菱镁矿、菱锌矿和重晶石在水中溶解度随ｐＨ的变化规律。笔者从溶度积常数出发，在考虑了金属离子和碳酸根的副反应及其活度系数的基础上，导出了一个计算溶解度的公式，给定不同ｐＨ值，就可用微机计算出该条件下的ｌｇＳ～ｐＨ的溶解度曲线。实验证明：计算与实测溶解度曲线形状相同。     

徐州地区碳酸盐岩溶蚀特征及影响因素分析

徐州地区碳酸盐岩主要赋存于震旦系、寒武系和奥陶系3个地层中。为研究徐州地区碳酸盐岩的溶蚀规律,于2条碳酸盐岩地层剖面上取样44件,在常温常压、相同CO_2浓度条件下开展了5,10,15,20,30 d的室内溶蚀试验。试验结果表明,矿物成分和化学成分是影响碳酸盐岩溶蚀的主要因素,比溶蚀度和比溶解度的总体变化趋势是白云岩<灰岩<膏溶岩,随CaO质量分数的变化呈现正相关关系,随MgO质量分数的变化略呈负相关关系。当酸不溶物质量分数小于30%时,有利于促进碳酸盐岩的溶蚀作用;当酸不溶物质量分数大于30%时,对碳酸盐岩的溶蚀有抑制作用。原生结构以及节理构造也通过改变碳酸盐岩与水的接触面积而影响溶蚀能力,溶蚀作用排序为泥晶>粉晶>细晶>粗晶。当岩石中发育断裂、节理和破碎带时,溶蚀作用首先沿这些脆弱带进行。综合各影响因素分析,徐州地区马家沟组、张夏组、赵圩组、九顶山组溶蚀能力最强;炒米店组、馒头组、张渠组、望山组、魏集组、贾园组溶蚀能力中等;三山子组、倪园组、昌平组溶蚀能力相对较弱。     

Characterization of calcium deposition induced by Synechocystis sp. PCC6803 in BG11 culture medium

Calcium carbonate （CaCO3） crystals in their preferred orientation were obtained in BG11 culture media inoculated with Synechocystis sp. PCC6803 （inoculated BG11）. In this study, the features of calcium carbonate deposition were investigated. Inoculated BGll in different calcium ion concentrations was used for the experimental group, while the BGll culture medium was used for the control group. The surface morphologies of the calcium carbonate deposits in the experimental and control groups were determined by scanning and transmission electron microscopy. The deposits were analyzed by electronic probe micro-analysis, Fourier transform infrared spectrum, X-ray diffraction, thermal gravimetric analysis and differential scanning calorimetry. The results show that the surfaces of the crystals in the experimental group were hexahedral in a scaly pattern. The particle sizes were micrometer-sized and larger than those in the control group. The deposits of the control group contained calcium （Ca）, carbon （C）, oxygen （O）, phosphorus （P）, iron （Fe）, copper （Cu）, zinc （Zn）, and other elements. The deposits in the experimental group contained Ca, C, and O only. The deposits of both groups contained calcite. The thermal decomposition temperature of the deposits in the control group was lower than those in the experimental group. It showed that the CaCO3 deposits of the experimental group had higher thermal stability than those of the control group. This may be due to the secondary metabolites produced by the algae cells, which affect the carbonate crystal structure and result in a close-packed structure. The algae cells that remained after thermal weight loss were heavier in higher calcium concentrations in BGll culture media. There may be more calcium- containing crystals inside and outside of these cells. These results shall be beneficial for understanding the formation mechanism of carbonate minerals.     

影响碳酸盐岩比溶蚀度、比溶解度因素探讨

文章在研究碳酸盐岩的化学成分、矿物成分和结构等特征的基础上，建立了广西碳酸盐岩比溶蚀度、比溶解度的数学地质模型。     

天峨县牛坪金矿地质特征及找矿意义

广西天峨牛坪金矿位于右江盆地北东侧、天峨构造北端 ,以岩溶砂金为主 ,金矿体主要赋存于受多组断裂控制的溶蚀洼地及溶洞中。矿区内发现含 (金 )锑水晶的石英—方解石脉、方解石脉 ,脉体成份与砂金矿石成份相同 ,说明砂金矿源于岩金矿脉。此发现对黔桂地区在碳酸盐岩区寻找同类型金矿 ,对锑、水晶矿点 (床 )资料二次开发 ,研究该区金矿成矿作用 ,具有现实意义。     

Interactions between Soil Characteristics,Environmental Factors,and Plant Species Abundance: A Case Study in the Karst Mountains of Longhushan Nature Reserve,Southwest China

The ability to manage and restore plant communities in the face of human-induced landscape change may rely on our ability to predict how species respond to environmental variables.Understanding this response requires examining factors or their interactions that have influence on plant and resource availability.Our objective was to analyze the relationships between changes in plant abundance and the interaction among environmental habitat factors including soil, geological(rock type), and other environmental variables in the Longhushan karst mountains ecosystem.Species density and dominance were examined using ANOVA, ANCOVA,and Generalized Linear Models to establish the single or combined effects of these groups of factors.The results showed that trends in abundance were mainly affected by rock type(related to the percentage content of dolomite and calcite), soil characteristics in association with topography.Both plant indices were higher in dolomite dominated areas and varied positively with moisture, and elevation, but negatively with organic matter, while density also increased with slope degree.The results demonstrate that significant variations in species abundance was produced with the combination of variables from soil, geological, andenvironmental factors, suggesting their interaction influence on plants.We postulate that spatial variations in plant abundance in karst ecosystem depends on the carbonate rock type in addition to water and nutrient availability which are mainly controlled by topography and other factors such as soil texture and temperature.The study suggests that in karst areas carbonate rock type, in addition to local environmental variables, should be taken into account when analyzing the factors that have impact on plant communities.     

渝东石柱地区龙马溪组页岩纤维状脉体成因

渝东石柱地区志留系龙马溪组页岩地层发育特殊的纤维状方解石脉体。为揭示其流体来源及形成机理，结合岩石学及地球化学特征等开展系统分析。研究表明，纤维状方解石脉（FCV）以顺层或近平行层面充填于黑色粉砂质页岩和泥质粉砂岩微裂缝中，脉体宽0.1~4.0 cm、横向延伸一般为0.5~8.0 m。纤维状方解石晶体以柱状、纤维状垂直裂缝壁生长为主，多与石英共生产出。晶体表面洁净，局部见方解石压力影、机械双晶及晶体间锯齿状晶界。阴极发光下纤维状方解石呈暗红色-橘红色；碳-氧同位素分析表明δ13C_PDB略偏负、δ18O_PDB负异常明显（δ13C_PDB、δ18O_PDB平均值分别为-1.549‰及-12.654‰），指示其形成过程中受温度升高影响明显；流体包裹体均一温度平均值为159.5℃。结合区域构造-热演化史分析，结果表明石柱地区龙马溪组FCV形成流体具造山带同构造期超高压有机流体性质特征，为中-晚三叠世印支期同构造作用驱动深部流体叠加生烃超高压释放导致水力压裂所致，裂缝的开启导致孔隙流体的过饱和及纤维状方解石的快速沉淀。      

Geochemical characteristics and sedimentary environment significance of carbonate rocks in Nanfen Formation of Qingbaikou System in Tonghua,Jilin Province

In order to reveal the sedimentary environment of carbonate rocks in Nanfen Formation of Qingbaikou System in Tonghua, Jilin Province, the mineral composition and petrochemistry of carbonate rocks in Nanfen Formation were analyzed. The mineral compositions of five carbonate rock samples in Nanfen Formation mainly consist of calcite, with minor clay minerals and quartz, and the rock type is siliceous marlite. The Mn/Sr va-lues range from 1.52 to 4.08, with an average of 2.64, indicating that the carbonate rocks experienced weak diagenesis; the Sr/Ba values range from 1.26 to 2.51, with an average of 1.93, indicating marine environment; the ratio of Mg/Al ranges from 35.33 to 86.34, with an average of 62.95, indicating the seawater environment, which is consistent with the result from Sr/Ba; the MgO/CaO values range from 0.01 to 0.04, with an average of 0.02, indicating humid environment; the values of V/(V+Ni) range from 0.63 to 0.73, with an average of 0.70, indicating anoxic environment. In summary, geochemical analyses show that the Nanfen Formation carbonate rocks are marine deposits, in a warm, humid, anoxic environment with poor flow of seawater, and subsequently underwent weak diagenetic alteration.