鲕粒白云岩内部溶蚀及孔隙非均质性演化研究

在地表和埋藏条件下溶蚀作用形成的次生孔隙是碳酸盐岩油气储层重要的储集空间。为探究孔隙的溶蚀改造机理及其控制因素,通过柱塞样,开展了0.2%的乙酸环境中鲕粒白云岩的溶蚀实验,实验温度和压力范围分别为40~160 ℃和10~50 MPa。实验采取连续取样获得溶液中Ca²⁺与Mg²⁺离子含量,通过CT 成像技术获取溶蚀反应前后孔隙图像并运用分形与多重分形方法定量分析孔隙在二维和三维空间上的非均质性。研究表明,溶蚀过程中,鲕粒白云岩溶蚀液中[Ca²⁺+Mg²⁺]浓度在实验开始时最低,之后稳步上升并在120 ℃、40 MPa时达到最大值,而后缓慢下降,溶蚀窗范围出现在70 ℃(20 MPa)~120 ℃(40 MPa)之间。二维和三维微观孔隙结构在空间上的分布具有显著的多重分形特征,溶蚀作用使得孔隙的不规则性减少、孔隙的奇异范围缩减。这些结果对于认识近地表和深埋藏条件下溶蚀作用对碳酸盐岩储层孔隙的改造强度及孔隙的动态演化规律具有重要的理论及实际意义。     

热-质输运与反应动力学的研究进展和发展趋势

在自然过程里 ,成矿作用是地质科学中既重要又复杂的过程之一。矿床是一种高度的复杂系统 ,它们具有多层次结构、多重时间标度、多种控制参量和多样的作用过程。矿床成因的基本问题 ,归根结底是成矿作用的动力学问题 ,矿床的形成又是不同的速率并举、多种机制交织的极其复杂的动力学过程 (於崇文等 ,1998)。成矿作用动力学是地球化学过程动力学的一个重要分支 ,又是矿床地球化学和矿床成因理论中的一个新的学术方向 ,这方面的研究工作主要以我国的於崇文等 ( 1998,1993 )为代表。由岩浆侵位形成的热液矿床成因模型和热质输运与反应相结合的…     

B-ZCNN的混沌边缘和局部活性域

将由Zhabotinski反应扩散方程对应的非线性细胞网络方程称为B ZCNN ,应用局部活性理论中关于两个状态变量的反应扩散CNNs的结果 ,讨论计算了B ZCNN的局部活性域和混沌边缘域 ,因此确定了该系统可能出现的复杂性动力学行为的系统参数的范围。取处在混沌边缘域内系统参数点进行模拟 ,得到了嵌套式目标斑图等时空有序结构。最后指出局部活性是成矿发生的必要条件 ,研究成矿发生应该从成矿系统参数域的局部活性研究入手。     

地质流体的输运-化学反应与成矿作用微观机制研究——以安徽冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床为例

以冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床的基本地质特征为基础建立了成矿作用的地质模型,运用成矿作用动力学理论将其转化成动力学模型,然后对动力学模型求解得到刻划矿质在断裂—多孔介质体系中输运-化学反应演化规律的解析解。研究揭示冬瓜山矿床的成矿微观机制为:成矿流体受外力的驱动在断裂-多孔隙复杂介质的输运过程中,由平流、动力弥散、扩散作用与交代反应、溶解-沉淀反应相互耦合作用而成矿。介质的有效孔隙度和渗透率等动力学参数是矿体的空间分布及规模大小的主要控制因素。模拟结果合理地解释了矿体的空间展布、矿石品位及矿石结构构造的空间变化特征等矿床的基本地质特征。本研究显示,一旦成矿过程的基本动力学参数能确定,可预测成矿的位置、矿体长度、厚度及贫富变化的规律,显示动力学研究具有潜在的重要应用价值。本文为研究复杂介质中矿床形成的微观机制提供了一种新的思路。     

多重分形与地球化学元素的分布规律

为进一步探讨用分形与多重分形的方法研究地球化学场中元素的分布规律的重要意义，运用Q-Q图和直方图探讨了元素的空间分布规律，随后运用多重分形矩方法研究了安徽省长江以南以北各约22000km^2和18100km^2区域内5489个和4524个水系沉积物样品中14种元素的分形分布规律。结果表明，金属地球化学场元素在空间上的分布并不是简单的正态或对数正态分布，而四连续多重分形分布，其α-f(α)曲线上凸且连续，拥有主要大型矿床的安徽江南地区α-f(α)曲线的开口明显大于成矿相对较弱的安徽江北地区。元素的多重分形谱函数的形态特征对区域成矿潜力研究将具有一定的指示意义。     

湖泊湿地生态地球化学评价的标准体系

湖泊湿地生态地球化学评价的研究重点为湖泊湿地生态系统中的重金属、植物营养元素及一些有机污染物,评价标准体系相应地包括水质基准、营养物基准、水体沉积物质量基准、饮用水卫生标准、土壤环境质量标准、食品卫生标准、湖泊水库富营养化标准等.     

非均相转变动力学方程和攀枝花等岩体中小尺度嵌套韵律层理的自组织起因

建立了成核、生长和粗化过程相耦合的非均匀相转变的动力学方程. 利用该方程研究了攀枝花等岩体中小尺度嵌套韵律结构的自组织起因. 结果表明, 小尺度嵌套韵律结构可以通过辉石和长石相继以跨越式过饱和成核结晶而成. 跨越成核结晶是在适当的温度梯度条件下, 通过过饱和成核、Ostwald熟化、结晶组分扩散和初生晶粒扩散等过程相互耦合实现的.     

采矿活动与重金属的环境效应

矿产资源是人类生产和生活的基本源泉之一,由于掠夺式开采以及环境保护滞后于经济发展等诸因素,矿产资源的开发在对国民经济发展起重要推动作用的同时,也带来了严重的矿山环境污染和生态破坏等问题,如:矿山、采石场和冶炼厂在开采和选冶等活动中遗留一系列的矿床废弃物,即尾渣,长期堆积与任意堆放、流失,造成与矿有关的矿质成分在河流及湖岸淤积,导致地表土壤及地下水污染,影响人类的生产与生活,这已是一个全球性的问题;矿山重金属在表层水、地下水以及土壤中的迁移与富集问题更是引起了广泛的关注.采矿活动看似影响了一个相对较小的区域,但实际上,采矿活动对环境的影响却是长程而长久的,对土壤、大气、水体、植被等不同介质及人类活动均有深远的影响.     

微量热法用于矿物溶解反应实验研究

0 前言 在地质地球化学领域中,研究矿物溶解和水岩作用反应一直是科学工作者密切关注的问题.人们研究这类现象更多的是采用传统的化学分析方法,即在一定时间间隔内对反应体系中的物质成分做化学分析,通过物质浓度的变化寻找其化学动力学规律.这类研究方法属于静态法研究范畴,能够获得的信息有限,操作过程较为烦琐,并且需要耗费大量的时间和人力财力.