含煤岩系岩石静态产酸潜力综合评价

岩石静态产酸评价对于矿山酸性水防治具有重要的指导意义, 但传统的岩石静态产酸评价方法无法准确地评价复杂岩石样品.通过对山西省西山煤田石炭二叠纪含煤岩系12个岩石样品产酸潜力的评价找出了影响复杂岩石样品产酸潜力评价准确性的关键指标, 并建立了适合复杂岩石样品的评价方法.研究结果表明, 净产酸潜力(NAPP)、酸中和潜力(ANC)与最大产酸潜力(MPA)的比值是产酸潜力评价的关键指标, 根据这2个指标建立的产酸评价分区方法能够准确评价NAPP绝对值较小(＜50 kg·t-1)的复杂岩石样品的产酸潜力; 复杂岩石样品的矿物学信息能够反映样品长期的产酸潜力, 通过分析碳酸盐矿物总含量与黄铁矿含量的比值能够提高复杂岩石样品的产酸潜力评价精度; 样品糊状物的pH值(Paste pH)只能反映岩石样品中已储存酸碱度信息, 可作为岩石产酸潜力评价的参考指标.结合西山煤田典型矿井水水质特征, 进一步验证了岩石产酸潜力综合评价的准确性.      

松辽盆地南部钱家店铀矿床后生蚀变作用及其对铀成矿的约束

目前对松辽盆地南部钱家店铀矿床成因的认识存在明显争议.本文利用偏光显微镜、扫描电镜、XRD等分析测试方法对该矿床后生蚀变作用进行了系统的研究,发现该矿床不同类型砂岩中矿物蚀变作用类型有:赤铁矿化、褐铁矿化、黄铁矿化、粘土化、碳酸盐化和铀矿化,其中黄铁矿化包括胶状黄铁矿化、草莓状黄铁矿化和粒状黄铁矿化,粘土化主要包括水云母化、高岭石化和伊利石化,碳酸盐化包括方解石化、铁白云石化和菱铁矿化.红色砂岩和黄色砂岩以赤铁矿化、褐铁矿化、水云母化、高岭石化、伊利石化和方解石化为主,但黄色砂岩中赤铁矿化、褐铁矿化及水云母化程度略低;灰色不含矿砂岩以微弱赤铁矿化、黄铁矿化、高岭石化、伊利石化、铁白云石化和菱铁矿化为主;灰色含矿砂岩中以黄铁矿化、高岭石化、伊利石化、铁白云石化、铀矿化和菱铁矿化为主;原生灰色砂岩以黄铁矿化和菱铁矿化为主.钱家店铀矿床演化历史和矿物之间的穿插关系分析显示,成岩期矿物蚀变以菱铁矿为代表,形成于中性-弱碱性环境;成矿早期矿物蚀变以赤铁矿、针铁矿、黄铁矿、水云母和高岭石等为代表,形成于酸性环境;成矿晚期矿物蚀变以伊利石和铁白云石为代表,形成于弱碱-碱性环境;成矿期后矿物蚀变以方解石为代表,形成于碱-强碱性环境.因此,钱家店铀矿床经历了成岩期中性-弱碱性环境→成矿早期酸性环境→成矿晚期弱碱-碱性环境→成矿期后碱-强碱性环境的转变.      

菱铁矿的鲕粒结构特征及形成环境

菱铁矿床是铁矿资源之一,国内外已有开采利用。沉积型菱铁矿可以形成在海相、过渡相和陆相地层中,而且可以产在砂岩、灰岩、泥岩和煤层中。因此,研究菱铁矿的成矿条件和分布规律,为寻找富矿体具有重要意义。      

中国东南地区岩石热导率值的分析

测定我国东南地区７１２块岩石样品的热导率数据，计算了各类岩石的平均热导率值。该区中沉积岩的热导率值普遍高于华北地区同类岩石的热导率值。砂岩和泥岩的平均热导率值分别为３．４１±１．２２Ｗ／ｍ．Ｋ和３．５９±１．１９ｗ／ｍ．Ｋ，而且在区域上同类岩石的热导率值变化幅度很大。研究结果表明，这些岩石的热导率值主要受控于其矿物成分，特别是石英的含量。为了确保该地区实测热导率数据的可靠性，对部分样品进行了多种方法的检测，并在此基础上选送７块样品到美国地质调查所用稳态的分棒法进行检测，结果十分一致。在计算热流值时，根据该地区沉积岩的特点采用厚度加权平均热导率值，从而使我国东南地区的实测热流值具有较高的质量和可靠性。     

碳酸盐岩层系中非碳酸盐矿物分析及地质应用——以塔中地区奥陶系为例

<正>Knoblauch(1963)及Bausch(1980)的研究证明,所有泥岩、粉砂岩及砂岩中能出现的矿物可以在碳酸盐岩中出现。碳酸盐岩层系中除了包括常见的碳酸盐矿物(方解石(或低镁方解石)、镁方解石(高镁方解石)、文石、白云石、菱铁矿、菱镁矿、菱锰矿等),还包括少量(一般1%)的自生非碳酸盐矿物(硅质、黄铁矿、石膏和硬石膏等),以及陆源碎屑矿物(石英、长石、黏土矿物和重矿物等)。在以碳酸     

加客硫铁矿床中菱铁矿的分离试验

该矿是由黄铁矿和磁黄铁矿组成的硫铁矿床。矿石矿物成分比较复杂,金属矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿,含少量黄铜矿、闪锌矿、磁铁矿等;脉石矿物有钾长石、斜长石、石英、辉石、角闪石、方解石、菱铁矿、萤石、磷灰石、屑石、绿帘石、绿泥石等。脉石矿物随着矿化的岩石不同,其成分有显著差异。鉴于其中大部分单矿物与前面几文中所介绍的分离方法类似,故本文仅简要介绍菱铁矿的分离方法。     

CO2矿物捕获能力的研究进展

全球碳存储的研究表明, CO2最稳定的存储方式是 CO2的矿物捕获, 即将 CO2注入到地下,使其以方解石、菱铁矿、白云石及片钠铝石等碳酸盐矿物的形式存在.适合 CO2矿物捕获的岩石类型主要有火山岩、砂岩和火山碎屑岩.分析了3种岩石类型的金属元素含量、金属元素的释放能力、与 CO2反应生成的矿物类型及对 CO2的捕获量,并比较了3种岩石类型对 CO2矿物捕获能力的差异.其中玄武岩等火山岩的金属离子含量高,但其孔隙空间有限,制约了成岩反应,且 CO2注入后具有逸散的风险;砂岩分布广泛,有足够的孔隙利于流体注入,但是金属离子含量相对较低,对 CO2的矿物捕获所需时间相对较长;火山碎屑岩则结合了前2种岩石类型在矿物捕获方面的优势,是一种理想的 CO2矿物捕获的岩石类型.     

鄂尔多斯盆地JX井延长组砂岩固碳潜力分析

神华集团在我国CO₂地下埋藏的潜在目标区(鄂尔多斯盆地)实施的CO₂注入工程仍存在有关其注入层之上泥岩盖层安全性方面的争议.通过对与神华集团CO₂注入井相邻且钻遇地层系统、岩石组合一致的JX井三叠系延长组(位于注入层之上)的研究预测一旦CO₂透过盖层后的再续固碳能力.研究层位岩屑样品类型主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩,其次为岩屑砂岩和岩屑石英砂岩;其物源区岩石类型主要为长英质火山岩、其次为中性火山岩及少量富含石英的沉积岩,具中性斜长岩成分特征;其上段(466~534 m)及下段(666~958 m)砂岩母岩受到弱-中等化学蚀变,并可能经历了再旋回过程;中段(534~666 m)砂岩母岩未受化学蚀变影响,并可能为第一次旋回沉积物.作为潜在的CO₂再续固碳场所,延长组砂岩具有实现CO₂矿物圈闭的物质条件及形成片钠铝石、方解石、铁白云石和菱铁矿等固碳矿物的潜力.     

岩石热导率校正对大地热流计算值的影响——以渤海湾盆地冀中坳陷为例

岩石热导率是计算大地热流的基础热物性参数,热导率的选取和校正是正确评估热流的基础。当前在冀中坳陷乃至渤海湾盆地的大地热流计算中,多以受季节性气温变化和地下水活动等因素影响较小的古近系和新近系砂泥质岩层作为大地热流的计算层位,岩石热导率也多参考区域内已有定值,而忽略了热导率对水饱和度、温度和压力的依赖性。笔者等从岩石热导率的温压校正和饱水校正角度出发,计算并比较了不同校正方法对热流值的影响。主要认识如下：(1)岩石热导率作为1个受多因素综合影响的热物性参数,其大小与岩性和矿物组分密切相关,同时通常与孔隙率呈负相关,而与密度呈正相关;(2)热导率高温实验结果显示,冀中坳陷砂岩样品热导率总体上随温度的升高而降低,在30～130℃的温度区间热导率降低了6.8%～11.3%,热导率下降率具有随热导率的降低而减小的趋势;由于砂岩和泥岩具有相对较浅的埋深和较低的原位温压条件,温压对热导率的正负效应可以在一定程度上相互抵消,对于热导率小于2 W/(m·K)的样品,温压对其的影响较小。(3)饱水校正后的冀中坳陷JZ03井和JZ04井古近系—新近系砂泥岩热导率的平均偏差分别高达43.0%、47.5%;(4...     

菱铁矿矿石野外鉴定方法

菱铁矿矿石有白、灰、黑、棕及黄等颜色,在结构构造上,分别与灰岩、白云岩、大理岩、方解石、钟乳石、葡萄石、粘土岩、粉砂岩、砂岩及千枚岩等相似,有的还与玄武岩相似.在野外找矿石时,常常把菱铁矿矿石当作岩石而漏掉.菱铁矿矿石有沉积的、热液的和再生的.沉积菱铁矿又有陆相的和海相的两种.菱铁矿矿床分布很广,近年来,已成为重要的找矿、研究对象.在近几年的找矿研究工作中,人们曾把菱铁矿石误认为石灰岩或白云岩;砂岩或粉     

黔西上二叠统龙潭组菱铁矿层的沉积成因及地质意义

基于黔西地区晚二叠世含煤地层钻井岩心观察及样品分析测试结果,研究了煤系中含菱铁矿与黄铁矿层的岩石学特征,划分了6种含菱铁矿与黄铁矿层的垂向沉积序列,归纳总结了5种菱铁矿与黄铁矿的发育模式,指出含菱铁矿层的发育对"多层叠置独立含煤层气系统"的发育具显著的控制作用。研究结果表明,研究区内菱铁矿中CO_2的来源与沉积有机质和海相碳酸盐岩有关,其中,形成于海平面上升背景下的菱铁矿中CO_2的同位素特征与海相碳酸盐岩同位素特征相似,形成于海平面下降背景下菱铁矿中的CO_2主要来源于沉积有机质,海平面持续较高背景下的发育的菱铁矿则受沉积有机质与海水的共同影响,此外成岩环境的改变导致形成菱铁矿与黄铁矿的共生组合。含煤岩系中含菱铁质(黄铁矿)的泥岩及粉-细砂岩具低孔、低渗特征,可作为含气单元间的隔水阻气层,这种岩层的分布受控于沉积环境及区域海平面变化,对"多层叠置独立含煤层气系统"的形成具有分划性的阻隔作用。     

华南地区栖霞组沉积地球化学特征研究

利用多元统计分析方法对广西来宾铁桥剖面栖霞组层纹灰岩和江西慈化洪桥剖面栖霞组粒泥灰岩的岩石地球化学特征进行了分析;对广西来宾铁桥剖面栖霞组的灰岩样品40件及该剖面中产出的菊花石样品8件、江西慈化洪桥剖面的粒泥灰岩样品8件、浏阳永和剖面的灰岩样品10件及该区产出的菊花石样品3件进行了黄铁矿矿化程度(DOP值)的测定分析,分析结果表明华南地区的DOP值多数大于0.42;结合岩石微量元素比值特征的分析,表明华南地区栖霞组灰岩形成于缺氧的沉积环境.DOP值的变化趋势为:浏阳>来宾＞慈化,表明华南地区3个剖面的沉积环境含氧量的关系为:浏阳<来宾<慈化.DOP值在3个剖面上的周期性变化与剖面中的沉积旋回相对应,亦表明沉积环境的含氧量呈周期性变化.     

鄂尔多斯盆地伊金霍洛旗附近二叠系石千峰组岩石学、地球化学特征及其固碳能力分析

鄂尔多斯盆地是我国CO2地下埋藏的潜在目标区,位于伊金霍洛旗附近的中神监X井与CO2地下注入井中神注1井相邻,两者钻遇地层系统和岩石组合一致。为对示范区储层的固碳潜力和泥岩改造状况做出预测,为CO2地质储存的数值模拟研究提供基础地质信息和相关数据,通过偏光显微镜、扫描电镜、X射线衍射、X射线荧光等多种技术手段,开展了中神监X井石千峰组的岩石学和地球化学特征研究。结果表明石千峰组的砂岩岩石类型主要为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩;泥岩主要由石英、粘土矿物和长石组成,其中,粘土矿物主要为伊利石,其次为蒙皂石、高岭石和绿泥石。预测在CO2注入后的流体-砂岩长期相互作用过程中,石千峰组砂岩可以通过形成片钠铝石、方解石、铁白云石和菱铁矿等固碳矿物,形成对CO2泄露而言的矿物圈闭,进而实现CO2的长期和安全封存;红色泥岩夹层将发生金属离子活化,导致泥岩褪色。     

砂岩和灰岩热导率温度作用效应的实验研究

高温作用会导致岩石内部结构发生变化,并对其热物理性质产生显著影响,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。实验以高温作用后砂岩、灰岩为研究对象,利用热常数分析仪研究了砂岩、灰岩热导率随温度的变化特征,并结合岩石微观结构特性,从矿物受热的微观机理出发,对岩石热导率变化的内在机理进行了初步探讨。结果表明,砂岩热导率可分为25~100℃、100~400℃、400~600℃和600~900℃四个阶段,灰岩热导率可分为25~100℃和100~400℃两个阶段,砂岩、灰岩在25~400℃间由于水分的蒸发热导率整体变化较快,400℃以后矿物发生相变及分解、熔融等物理化学反应,从而微裂缝发育、延伸,并连接形成宏观裂隙,砂岩热导率急剧下降,灰岩内部结构较完整,微裂隙发育较少,热导率基本稳定。     

岩石热导率校正对大地热流计算值的影响——以渤海湾盆地冀中坳陷为例

岩石热导率是计算大地热流的基础热物性参数,热导率的选取和校正是正确评估热流的基础。当前在冀中坳陷乃至渤海湾盆地的大地热流计算中,多以受季节性气温变化和地下水活动等因素影响较小的古近系和新近系砂泥质岩层作为大地热流的计算层位,岩石热导率也多参考区域内已有定值,而忽略了热导率对水饱和度、温度和压力的依赖性。本文从岩石热导率的温压校正和饱水校正角度出发,计算并比较了不同校正方法对热流值的影响。主要认识如下：① 岩石热导率作为1个受多因素综合影响的热物性参数,其大小与岩性和矿物组分密切相关,同时通常与孔隙率呈负相关,而与密度呈正相关;② 热导率高温试验结果显示,冀中坳陷砂岩样品热导率总体上随温度的升高而降低,在30~130 ℃的温度区间热导率降低了6. 8%~11. 3%,热导率下降率具有随热导率的降低而减小的趋势;由于砂岩和泥岩具有相对较浅的埋深和较低的原位温压条件,温压对热导率的正负效应可以在一定程度上相互抵消,对于热导率小于2 W/(m·K)的样品,温压对其的影响较小。③ 饱水校正后的冀中坳陷JZ03井和JZ04井古近系—新近系砂泥岩热导率的平均偏差分别高达43. 0%、47. 5%;④ JZ03井和JZ04井古近系—新近系岩层热导率在未经任何校正、经含水率校正及经孔隙率校正情况下的大地热流值分别为43. 05 mW/m2、45. 39 mW/m2、61. 64 mW/m2和52. 81 mW/m2、59. 81 mW/m2、78. 14 mW/m2;最终选取经几何平均模型饱水校正后的热导率计算得到的61. 64 mW/m2和78. 14 mW/m2两个热流值分别作为冀中坳陷牛北斜坡和高阳低凸起中部的大地热流值。     

盖层水岩相互作用研究及其油气地质意义——以黔中隆起及周缘为例

盖层封闭条件是南方海相碳酸盐岩沉积区寻找油气的关键,本文通过黔中隆起及周缘地区泥岩和灰岩盖层的水岩相互作用实验研究,模拟了泥岩、灰岩盖层在地表雨水、盐水和在不同温度下岩石的主要离子的溶解特征和质量损失特征。通过实验认为水岩相互作用对盖层的保存与破坏至关重要。不同水介质和不同流动状态下,盖层岩石在水介质中的溶解度和离子含量变化特征和幅度不同,泥岩与灰岩特征不同。表现在:天然雨水下,泥岩盖层阴、阳离子浓度均降低,并随时间趋于稳定,灰岩与泥岩略有差别;盐水环境下,盖层阴、阳离子溶解均受到抑制,浓度变化复杂,并随时间趋于稳定,灰岩与泥岩略有差别,温度升高溶解特征复杂化。下古生界在加里东运动暴露期间,黔中隆起及周缘盖层化学损失量巨大。     

油气藏全空间磁学、地球化学与矿物学结构及意义--检验"烟筒效应"的形成机理

位于松辽盆地南部某油气田边缘一个油气显示井的磁性测量结果表明,岩石具有明显的磁性变异结构特征.以磁化率(κ)为例,在低缓的背景磁性上主要呈现高强度与中等强度的2类异常:大于400×10-5为强磁性,100×10-5～150×10-5为中等强度磁性.结合录井资料与地球化学分析解释可知,强磁性异常主要位于取样间隔的底部干层区,少数样品位于浅部油气显示层;中等强度异常主要位于2 700 m附近的油气显示层.岩石磁性与地球化学成分对应分析表明,油气显示层岩石的C1和C2成分与磁化率 (κ)、饱和磁化强度 (Js) 和饱和等温剩余磁化强度(SIRM)之间呈明显的正相关,与内禀矫顽力(Hc)为逆相关,而干层岩石相关性不明显.矿物成分分析显示,岩石中主要含铁矿物为磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿、黄铁矿和菱铁矿.其中磁赤铁矿主要分布在具有中等磁性强度的油气显示层,而高含量(最高含量达12.5%)的磁铁矿主要位于底部干层.磁赤铁矿与赤铁矿、黄铁矿及菱铁矿含量之间相关特征初步表明,自生磁赤铁矿可能主要来源于原地赤铁矿与黄铁矿.推测油气显示层岩石中磁性偏软的磁赤铁矿属于烃蚀变的产物,为烃微渗漏效应(或烟筒效应)的全空间形成机理提供了新证据.     

敦煌莫高窟围岩吸水特性及其影响因素分析

为了研究敦煌莫高窟典型围岩吸水特性及其关键影响因素,本文利用自主研发的岩石水理作用智能测试系统,对从敦煌莫高窟采集的3种不同岩性的岩石样品进行了无水压条件下的液态水吸附实验。依据吸水实验获得的3种围岩样品吸水随时间动态变化曲线,分析比较了不同种类岩石样品的吸水特性,建立了其吸水过程函数。同时,通过X射线衍射实验、电子显微镜扫描实验和压汞实验,分别获得了岩石样品的矿物成分及含量,微观孔隙结构特征和孔隙率等重要物理性质参数,综合分析讨论了黏土矿物及微观孔隙结构这两大重要因素对莫高窟3种典型岩石样品吸水特性的影响。研究结果表明,莫高窟3种围岩样品吸水动态变化的总体趋势有相似性,均表现为减速吸水过程,并可以用负指数函数进行拟合。3种岩样吸水能力差异显著,按大小排序依次为:黑砂岩>泥岩>粉砂岩。对于此次研究的3种不同岩性的莫高窟围岩样品而言,黏土矿物（主要是伊利石）的含量不是制约其吸水性的主要因素,决定其吸水量大小、吸水速率快慢的主要因素是岩石样品的微观孔隙结构特征尤其是孔隙率的大小。     

龙门山南段二叠系—下三叠统的古地磁研究

为了约束龙门山南段的构造运动特征,文章对龙门山南段大川镇附近的下三叠统飞仙关组淡紫灰色泥岩、粉砂岩和宝兴地区的二叠系灰岩开展了古地磁研究。古地磁样品取自10个采样点,其中3个采点为二叠系灰岩;7个采点为飞仙关组淡紫灰色泥岩、粉砂岩。对样品开展了逐步热退磁、岩石磁学（等温剩磁获得曲线和三轴等温剩磁热退磁）及扫描电镜实验。80个样品进行的逐步热退磁实验结果显示,二叠系灰岩样品未分离出稳定的特征剩磁;飞仙关组样品分离出了稳定的特征剩磁,并通过了广义褶皱检验,其特征剩磁的平均方向为：Ds=36.9°,Is=16.5°,α95=5.9°,K=33.8,N=18,对应的古地磁极投在了华南视极移曲线的早三叠世段附近。岩石磁学实验结果表明飞仙关组样品的载磁矿物为磁铁矿,扫描电镜观察展示其为碎屑状的铁氧化物,且无明显成岩后自生特征。结合退磁曲线特征,扫描电镜微观特征,特征剩磁的古地磁极位置和岩石磁学结果,飞仙关组样品的特征剩磁很可能为原生剩磁。该结果表明龙门山褶皱冲断带与四川盆地的没有明显地相对构造旋转运动,自晚三叠世以来,其与龙门山北段以及四川盆地在动力学上是统一的构造单元。     

桂北及邻区碳酸盐型尾矿的酸中和能力及酸化潜力

对广西北部及其相邻地区金属硫化物矿山的碳酸盐型尾矿(即富含碳酸盐金属硫化物矿尾矿),采用X衍射分析、Sobek-ANC实验测试和Carb-ANC矿物计算法、NAG测试法,以及Sobek-ABA估算法等进行实验分析方法。研究结果表明:(1)的4种类型研究区碳酸盐型尾矿在(方解石型、白云石型、铁白云石型,以及方解石-白云石混合型)中,方解石型尾矿的酸中和能力ANC相对较小,一般400kgH2SO4/t;白云石型尾矿的ANC较大,一般400kgH2SO4/t[最高可达1000kg(H2SO4)/t],铁白云石型尾矿和方解石-白云石混合型尾矿的ANC则较小,接近于方解石型尾矿的ANC。(2)研究区碳酸盐型尾矿酸化的预测评价参数与阈值为:ANC400kgH2SO4/t,Sulfide-S(其值为总硫含量与硫酸盐硫含量的差值)3.0%,APR1.4,NAPP-50kgH2SO4/t。与欧美常用的硫化矿固废酸化阈值相比较,研究区酸化碳酸盐型尾矿(方解石型尾矿)的ANC值及Sul-fide-S含量分别显著高约40倍及10倍;尾矿的酸化势率APR略高(常用阈值APR1),而净酸生成势NAPP则明显偏低(常用阈值NAPP+20kgH2SO4/t)。该尾矿为富含碱性碳酸盐的硫化物矿尾矿,特别是富含方解石的高硫(Sulfide-S3%)尾矿,具有发生酸化污染的潜在危险。