云冈石窟砂岩中碳酸盐胶结物化学风化及相关文物病害研究

云冈石窟地区云冈组上段砂岩中碳酸盐胶结物的含量普遍在10%以上,其主要矿物成分为含铁方解石和含铁白云石。在碳酸盐胶结物化学风化过程中发生的化学反应包括碳酸盐矿物溶解、Fe2+ 离子氧化及Fe3+ 离子水解,以及石膏、泻利盐、水碳镁石、球碳镁石等矿物结晶。水、砂岩中裂隙和层理发育、大气污染等是影响碳酸盐胶结物化学风化的主要外因。碳酸盐胶结物化学风化引发了多种文物病害,对云冈石窟的文物价值造成严重破坏。      

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。     

海相碳酸盐矿物的阴极发光性与其成岩蚀变的关系

引言众所周知,原始的海相碳酸盐矿物为文石、高镁方解石和低镁方解石,但它们对成岩蚀变极度敏感,在大气淡水成岩环境中,文石和高镁方解石都会转变为成岩低镁方解石,同时,原始的低镁方解石也会有不同程度的蚀变。在进行古代碳酸盐岩的沉积环境和古海洋学研究时,往往需要测定岩石中的微量元素及氧、碳、锶等同位素组成,用以判断古海水     

Mg/Ca比对微生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响

研究Mg/Ca比对生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响是研究各种含镁方解石形成机理的关键。本文在Mg/Ca摩尔比分别为1、2、4、6和8的条件下进行了为期55d的硫酸盐还原细菌诱导碳酸盐矿物形成的实验,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了Mg/Ca比对碳酸盐矿物种类和形态的影响。实验结果表明:①Mg/Ca比与矿物的种类之间存在密切的关系。在Mg/Ca摩尔比较低(1和2)时仅形成高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为4时,形成的矿物组合为含镁方解石+高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为6和8时,矿物组合为高镁方解石+单水碳钙石+钙白云石;②Mg/Ca比影响矿物的生长速率。Mg/Ca比越高,晶体生长速率越快;③Mg/Ca比明显影响矿物的形态。随着Mg/Ca比的增大,矿物的形态有如下发展规律:哑铃形→花菜状→光球状→刺球状。这些研究结果将有助于探讨制约含镁碳酸盐矿物种类和形态的机制。     

梭菌SN-1菌株参与下形成的碳酸盐矿物组合及其主要矿物成分的动态变化

在Mg/Ca比值为6的Lagoa Vermelha改良培养基中,对分离自青海湖湖底沉积物的梭菌(Clostridiumsp.)进行了为期100 d的碳酸盐矿物培养实验,同时还完成了一组无菌对照实验。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对矿物成分和形态进行了测定和观察。实验结果表明:细菌培养实验的沉淀物数量始终多于无菌对照实验;在梭菌SN-1菌株作用下形成的碳酸盐矿物组合的变化趋势是方解石→方解石+单水碳钙石→单水碳钙石+方解石→单水碳钙石,而无菌对照实验产物中矿物的演化方向是单水碳钙石+方解石→方解石+单水碳钙石;在综合分析SEM和XRD观测结果的基础上,推测哑铃状矿物可能是高镁方解石,而球状矿物可能是单水碳钙石。     

西风区昭苏黄土剖面中碳酸盐矿物组成及其古环境意义辨识

碳酸盐矿物是黄土的重要组成部分,是古环境重建的重要指标之一.通过对地处西风区的新疆伊犁盆地昭苏黄土剖面的全岩样品和分粒级样品的X射线衍射测试,分析了其碳酸盐矿物组成,利用麦夸特算法计算了碳酸盐矿物的含量.综合碳酸盐矿物的含量、粒径分布及风化特征等因素,对其古环境意义进行了辨识,从而建立了该剖面末次冰期以来碳酸盐矿物记录的古气候环境变化序列.结果表明:昭苏剖面中原生碳酸盐矿物(方解石和白云石)含量占主导地位,次生方解石对样品中总方解石含量的贡献较少;白云石含量可能与亚轨道尺度冷暖交替导致的西风环流强度变化有关;方解石含量的变化可能指示了西风区降水量的变化;碳酸盐矿物含量揭示了昭苏地区在末次冰期时气候冷湿,在全新世时气候暖干.     

利用小半径粉晶相机测定钙镁碳酸盐矿物的含镁量

白云石和方解石是分布很普遍的造岩矿物,尤其在沉积地层中更属常见。镁方解石是现代碳酸盐沉积物和某些海洋生物介壳的一种常见矿物。一般说来,区分白云石与方解石是比较容易做到的。但是,要确切地回答一块白云岩样品是由典型的白云石(Ca/Mg克分子比值接近于1)还是由富钙白云石矿物(Ca/Mg克分子比值大于1)构成的,则比较困难。     

浅谈主要锰碳酸盐矿物相沉积特征及应用

本文在综合部分沉积型工业锰矿床矿物相特征的基础上,试就主要锰碳酸盐的矿物测定、沉积物理化学环境、分带特征的地质应用,谈几点粗浅认识.沉积锰矿床的矿物相特征1.矿石中锰矿物的组成据实验室矿物相分析查定,已知的若干沉积型工业锰矿床中原生沉积含锰矿物有:菱锰矿、钙菱锰矿、锰方解石、含锰方解石、镁菱锰矿、镁钙菱锰矿、镁锰云石、锰云石、铁菱锰矿、含铁菱锰矿、锰铁白云石、锰菱铁矿等.以上表明,矿石中的沉积含锰矿物基本上是由二价锰碳酸盐类矿物组成,且锰、钙、镁、铁普遍具有类质同象替换的特点.     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ~(18)OPDB值为-22.5‰~-19.4‰,大部分为-8.4‰~-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃~121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca~(2+)来源。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ~(18)OPDB值为-22.5‰~-19.4‰,大部分为-8.4‰~-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃~121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca~(2+)来源。     

碳酸盐矿物的快速鉴定法

众所周知,不同的钙、镁、铁、锰等碳酸盐矿物,可用于解释在一定物理化学条件下所形成之矿物共生组合。象方解石(PH=8—7)、白云石(PH=7—8)、铁白云石(PH>7)和菱铁矿(PH>7)这样一些矿物,尤其是重要的。这些矿物是成矿溶液酸碱度的特殊指示剂,不过要用这些矿物作指示剂,必须用光学方法(折光率、重折率和光性符号的鑑定等)推确鑑定每个矿物。另外,还必须查明矿物在共生组合中的分布规律,与其它矿物的共生类型,并确定其生成顺序。在此基础上,进而判断矿物在析出的过程中矿液所经历的全部变化。在薄片和光片(有些已成功地用于研究手标本和     

常见碳酸盐矿物化学成分的估算及其应用

前言常见碳酸盐矿物的种类较多,本文主要指由钙、锰、铁与镁组成的方解石型与白云石型碳酸盐矿物.这些矿物含有几种二价阳离子或形成几种矿物的连晶,有时颗粒又十分微细,给这类矿物的鉴别带来困难.研究矿物化学成分的方法很多,由于上述原因,往往各有一定的局限性.笔者在研究湖南棠甘山硫锰矿-碳酸锰矿床的矿物种属与矿物相时,用面网间距d_(10.4)与折射率No计算矿物化学成分,同     

鄂尔多斯盆地渭北地区上三叠统延长组长7油层组碳酸盐结核中自生碳酸盐矿物的特征

早期形成的碳酸盐结核在埋藏期间会经历多种碳酸盐矿物相沉淀的复杂胶结作用,岩石学研究是探究结核成因的关键。通过野外剖面观察、岩石学观察和阴极发光技术,分析了鄂尔多斯盆地渭北地区上三叠统延长组长7油层组泥页岩中各种形状的方解石和白云石结核中自生碳酸盐矿物的特征。这些结核为成岩早期的产物,构成结核的自生碳酸盐矿物特征显著:(1)球粒方解石结核中,方解石呈纤维状或刃片状,球粒间充填晶粒方解石或因压实呈贴面结合,纤维状方解石发桔红色和暗红色2种光,刃片状方解石发暗红色光;(2)粉晶方解石结核中,方解石呈他形粒状,含有机质包裹体或纤维状晶形残余,晶间含沥青和纤维状方解石残余,主要发暗红色光;(3)白云石结核有泥晶和粉晶2种晶体类型,粉晶白云石结核含较多泥质,泥质条带或有机质条带处常见纤柱状白云石;(4)沿裂缝充填的方解石和白云石常呈纤维状或纤柱状结构,发暗红色光或不发光。研究区长7油层组碳酸盐结核中的方解石和白云石具有不同的成因类型和复杂的胶结作用:球粒方解石和泥晶白云石代表了结核开始形成时的胶结作用,可以准确地反映结核的成因;粉晶方解石、粉晶白云石反映了交代成因;裂缝中纤维状、纤柱状方解石和白云石集合体则为结核经历了较强压实作用之后充填裂缝而成。     

内蒙古巴音戈壁盆地塔木素碱矿Na-碳酸盐成因模式

内蒙古巴音戈壁盆地哈日凹陷下白垩统巴音戈壁组沉积时期为典型的碳酸盐型碱湖,盆地咸化过程中发育大量的Na-碳酸盐类矿物.通过对巴音戈壁组碱矿层中似层状、斑点状和脉状Na-碳酸盐矿物开展了电子探针、X衍射、碳氧同位素和激光拉曼光谱等分析,结果表明碱矿层中Na-碳酸盐矿物主要为天然碱、苏打石、碳钠钙石、碳钠镁石和磷碳镁钠石.除Na-碳酸盐外,岩石中含少量黄铁矿、钠型菱沸石、硅硼钠石和钠长石等热液矿物.碳、氧同位素研究结果表明巴音戈壁盆地下白垩统碱矿层形成于封闭的碱湖环境,碳酸盐矿物形成温度为34～80℃（平均值57℃）,受热水喷流沉积作用和蒸发作用双重控制,碱矿层中硅酸盐矿物首先形成,然后形成白云石和方解石,在Ca2+、Mg2+消耗殆尽后,天然碱和苏打石发生沉淀,由于热水带来充足的Na+,前期形成白云石和方解石发生交代作用形成碳钠钙石和碳钠镁石.在矿物学和地球化学综合分析基础上,建立了热水喷流和蒸发沉积双重控制下的碱湖Na-碳酸盐岩沉积模式,以期为碱矿勘查提供新的思路.     

南海北部甲烷渗漏的沉积地球化学指标(Sr/Ca和Mg/Ca)识别

自生碳酸盐矿物是揭示甲烷渗漏过程及其周期性变化的重要指标。为了方便、快速地识别出自生碳酸盐矿物,在探讨了前人建立的端元组分模型(文石、高镁方解石、生物成因方解石和碎屑)在我国南海北部适用性的基础上,利用沉积物全样中Sr/Ca和Mg/Ca值计算了南海北部神狐海域两支沉积物柱状样中自生碳酸盐矿物的质量分数,计算结果表明,在不同沉积深度均有含量不等的自生碳酸盐矿物。这一结果被X射线衍射结果和沉积物中存在晶形完好的自生高镁方解石和文石矿物所验证,表明利用前人建立的端元组分模型计算的结果具有可靠性。自生碳酸盐矿物的出现显示该海域深受甲烷渗漏作用影响。利用地球化学指标(Sr/Ca和Mg/Ca)获得的自生碳酸盐矿物含量垂向变化显示该区域甲烷渗漏具有强弱交替的周期变化。运用端元组分模型来获取沉积物柱状样中自生碳酸盐矿物的高分辨率剖面,从而识别甲烷渗漏信息非常方便,在大范围寻找甲烷渗漏和天然气水合物方面具有较大潜力。     

不同地质储库中的镁同位素组成及碳酸盐矿物形成过程中的镁同位素分馏控制因素

镁同位素在低温地球化学过程中显著的分馏效应,是其示踪地球表生环境演化及物质循环的基础。本文在前人研究的基础上,对地球上不同地质储库中的镁同位素组成及碳酸盐矿物形成过程中的镁同位素分馏控制因素进行了总结:火成岩的镁同位素组成较均一;风化产物总体富集重的镁同位素,且变化较大;碳酸盐岩中灰岩相对白云岩富集轻的镁同位素,但总体上富集轻的镁同位素;岩石类型、风化强度以及植被等因素对河流地表水的镁同位素组成影响较大,导致地表水的镁同位素组成总体变化较大;海水的镁同位素组成均一,平均值约为-0.83‰;低温条件下,控制碳酸盐矿物无机成因过程中镁同位素分馏的因素有矿物相、沉淀速率和温度,其中矿物相是主要控制因素;生物成因碳酸盐矿物镁同位素组成与生物体对含镁碳酸盐矿物的利用形式有关,除了需考虑与无机碳酸盐沉淀类似的控制因素外,还需考虑不同物种对轻、重镁同位素的选择性吸收能力;因生物成因海相碳酸盐矿物几乎都是由最初的无定形相碳酸盐转变而来,故生物成因海相碳酸盐矿物的镁同位素特征不能代表生成无定形相碳酸盐的流体的镁同位素特征。镁同位素在低温条件下具有良好的分馏效应,随着分析测试技术的发展及不同地质储库中镁同位素组成数据的积累和完善,有关表生环境中镁同位素分馏机制的许多问题将逐步得到解决,镁同位素在揭示地球表生环境演化及物质循环方面将发挥更大的作用。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ⁽¹⁸⁾OPDB值为-22.5‰(18)OPDB值为-22.5‰^-19.4‰,大部分为-8.4‰-19.4‰,大部分为-8.4‰^-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃¹21℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca⁽²⁺⁾来源。     

莺歌海盆地乐东区储层碳酸盐胶结物成因机理及与流体活动的关系

乐东A区中新统黄流组是南海北部莺歌海盆地高温超高压天然气勘探的主力层系,发育重力流水道-海底扇沉积的细、中、粗粒砂岩,中、低、特低渗物性特征,多期次、多类型碳酸盐胶结。研究碳酸盐胶结物类型、期次、成因机理及其与流体活动的关系,对于储层评价预测有重要意义。研究结果表明,碳酸盐胶结物表现为早、中、晚三期方解石与早、晚两期白云石,由早期到晚期,方解石及白云石的δ¹³C、δ¹⁸O值负偏增大,MnO、BaO、SrO等含量增高,早—中期方解石的形成与生物碎屑、碳酸盐矿物溶解再沉淀有关;晚期铁方解石、(铁)白云石的形成与深部热流体、无机CO₂、有机酸脱羧有关。方解石的溶解-沉淀受地层压力及CO₂含量共同控制,地层压力与天然气组分中CO₂含量相对较高,溶解作用较强,(铁)白云石发育;反之则溶解作用较弱,(铁)方解石发育。     

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。     

鄂尔多斯盆地长8砂岩储层碳酸盐胶结物特征及其对物性的影响

为厘清鄂尔多斯盆地长8砂岩储层中碳酸盐胶结物的基本特征及其对储层物性的影响,综合运用铁氰化钾和茜素红混合液染色薄片、阴极发光和碳氧同位素等分析技术,对碳酸盐胶结物的矿物学和地球化学特征进行了研究。结果表明,长8砂岩储层主要发育3期碳酸盐胶结物,第一期(准同生期-成岩早期)碳酸盐胶结物以方解石为主,δ~(13)CPDB在-3.7‰~-2.4‰之间,δ~(18)OPDB为-10‰左右,其成因与碱性湖水中碳酸钙的过饱和相关;第二期(早成岩B期-中成岩A期)碳酸盐胶结物以铁方解石为主,δ~(13)CPDB为-14.8‰~-4.1‰,δ~(18)OPDB为-21.0‰~-13.2‰,其主要受有机质热催化作用形成的有机酸轻碳源的影响;第三期(中成岩B期)碳酸盐胶结物主要为铁白云石和铁方解石,δ~(13)CPDB为-9.5‰~-5.5‰,δ~(18)OPDB为-25.7‰~-22.3‰,其可能受有机碳源和早期碳酸盐胶结物发生溶蚀形成的无机碳源的共同影响。理论计算表明,碳酸盐胶结物导致长8砂岩储层孔隙度降低了约5.06%,其孔隙度损失率为12.05%~12.95%。该研究对有利砂岩储层的预测具有重要的借鉴意义。