鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿床粘土矿物特征与地质意义

对鄂尔多斯盆地北部铀成矿带产铀层位中侏罗统直罗组砂岩进行系统采样和分析,以探讨砂岩中粘土矿物特征及其重要意义。采用X射线粉晶衍射、电子探针等分析手段,测定粘土矿物相对含量、微观形貌特征。结果表明,研究区砂岩中粘土矿物以蒙脱石、高岭石、绿泥石、伊利石为主。除蒙脱石外,其他3种粘土矿物总体表现为中部纳岭沟地段含量最低,西部大营地段含量最高,蒙脱石则为中部纳岭沟地段含量最高。蒙脱石与高岭石含量呈负相关性,蒙脱石主要由高岭石转化而来,大营地段绿泥石与蒙脱石呈现较好的负相关性,该地段绿泥石主要由蒙脱石转化而来。粘土矿物的蚀变造成了局部的碱性环境,为铀结晶沉淀提供了基础。     

古盐度对塔北隆起泥岩中粘土矿物组合和绿泥石成分的影响

粘土矿物组合和绿泥石成分常被用来讨论盆地沉积物的成岩作用和埋藏古温度。许多沉积盆地的研究结果显示,泥 岩和页岩中的粘土矿物组合和绿泥石的成分与埋藏深度/温度有关。但也见有例外的现象存在。文中主要探讨了新疆塔北隆 起泥岩中的粘土矿物组合和绿泥石成分的特征,以及与盆地古盐度的关系。研究结果表明：（1）在塔北隆起泥岩中,埋藏 深度2777.37~4604.41m,地层单位为J1-N2的粘土矿物组合为I+Chl和I+Chl+Ka; 埋藏深度5071.52~5299.37m,地层单位为 T1的粘土矿物组合为R0I/S+I+Chl和R0I/S+Chl。（2）研究区的成岩绿泥石为Ⅱb型铁镁绿泥石,其成分特征主要表现为： ①配位八面体中阳离子的占位数为11.532(总平均值);②ⅥAl含量明显大于ⅣAl含量;③（Fe+Mg）为4.016（总平均值）;④ Si/Al比值>1。（3）根据研究区盐类矿物的分布范围以及古盐度的数据,讨论了古盐度对该区粘土矿物组合和绿泥石成分的 影响,指出古盐度是影响本区粘土矿物组合和绿泥石成分变化的主要因素。用古盐度解释了<5000m深度的粘土矿物组合 中不含无序伊/蒙混层（R0I/S）矿物,而>5000m深度粘土矿物组合中含有无序伊/蒙混层（R0I/S）矿物的异常现象。揭示了 在一定的深度范围（2777.37~4405.27m）,一定的古盐度条件下（Sr/Ba比值≥0.4,并有盐类矿物出现）,绿泥石成分受到 古盐度的制约,并且随着古盐度的增高,绿泥石成分中的Al、ⅣAl、Na、Na2O、Al/Si随之增高,而Si/Al则随之降低。由 绿泥石成分温度计获得的温度值也伴随着古盐度的增高而增高。因此,由绿泥石成分温度计所计算的温度不能代表本区实 际埋藏的古温度。（4）研究区内绿泥石成分中的SiO2和FeO与母岩的对应成分之间有一定的相关性,其SiO2绿泥石与SiO2岩石、 FeO绿泥石与FeO岩石呈负相关的线性关系,并且这种关系在古盐度的干扰下也未受到影响。     

硅质碎屑砂岩中胶结物来源的新认识

分析了浅埋藏砂岩的成岩环境,并从岩石学、矿物学、同位素及质量平衡估算方面论证硅质碎屑砂岩中的胶结物主要来源于砂岩浅埋藏期间的地下水,进而分析浅埋藏带内地下水的流动机制及早期胶结作用对晚期成岩作用的影响。     

准噶尔盆地南缘中-新生界粘土矿物地球化学特征及其物源分析

准噶尔盆地南缘中-新生界地层主要分布于准噶尔盆地南缘与天山耦合部位。通过X射线荧光光谱（XRF）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对准噶尔盆地南缘中-新生界沉积岩样品进行了测试。本文根据样品中常量元素、微量元素及稀土元素（REE）特征以及特征元素比值等地球化学参数,探讨了准噶尔盆地南缘中-新生界物源区构造背景、物源性质及风化程度。通过常量、微量元素构造判别图（含量及比值）判断得出中-新生界沉积岩源岩以长英质岩石为主,构造背景为活动性大陆边缘。准噶尔盆地南缘中-新生界具有较低化学蚀变指数（CIA）和较高成分成熟度变化指数（ICV）的特征,分布范围分别为52～89、0.37～1.82,反映准南中-新生界物源区古风化程度低、沉积物成分成熟度低,表明物源区构造活动强烈,属于快速剥蚀和搬运的构造环境。     

徐州石炭-二叠系中首次发现一种特殊形态的地开石

徐州煤田上二叠统石千峰组地层底部粗粒石英砂岩中,发现了晶体沿a轴方向延伸的假六方板条状粘土矿物。扫描电镜观察到清晰的单体形态轮廓,片体长一般约25μm,最长达40μm,宽约4μm,长宽比为6∶1-10∶1板条状片体面对面叠置成“书册”状集合体,聚集在砂岩孔隙中。薄片光性观察、X射线衍射分析、差热分析和红外光谱分析证实为地开石。这种特殊形度的地开石是从孔隙沉淀中直接沉淀的。缓慢地结晶速度是地开石形态变化的主要原因。     

泥岩、砂岩石方开挖施工工法的创新与研究

通过新疆小山口水电站基础石方开挖工程实践,对当地泥岩和砂岩地质物理特性进行了深入研究,对其石方开挖工法进行了大胆创新,提出了纯机械法施工工法,分别从工程施工质量、进度、安全和成本等多个方面与传统的钻爆法进行比较,结果表明：新施工工法县有技术先进性和经济合理性,可以在今后的施工中使用和椎广。     

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。     

伊犁盆地南缘水西沟群粘土矿物特征研究及其意义

粘土矿物是砂岩中重要的填隙物,其在砂岩中的含量、产状以及矿物组成对砂岩的孔隙结构、渗透性能都有重要意义,并影响着以砂岩为储层的能源矿产的成矿。文章通过镜下观察和X射线衍射分析,研究了粘土矿物特征、形成机制及其与砂岩层渗透性的关系。     

地质流体对砂岩储层黏土矿物的影响——以渤海海域古近系为例

根据偏光显微镜、扫描电镜和X-衍射等分析手段获取的数据和资料,分析对比了早期沉积水介质、幔源CO2流体、大气水、超压流体和充注烃类等对储层黏土矿物的控制作用。研究表明,早期沉积水介质是储层黏土矿物的决定性因素,微咸水-半咸水湖盆储层黏土矿物以伊利石为主,淡水湖盆储层黏土矿物以高岭石为主;幔源CO2流体侵位后带来明显的储层改造和热波动效应,储层中I/S中S%含量低于同深度泥岩,储层中高岭石含量明显偏高。欠压实超压储层中黏土演化明显滞后,表现在I/S中S%含量低于同深度泥岩和常压储层。油气层高岭石含量往往远高于相近深度的水层,可能与充注烃类携带的有机酸的溶蚀作用有关,另外,烃类充注后形成的惰性成岩环境也有利于高岭石的保存,高岭石的高含量带常与油层及高渗层相对应;受大气水淋滤的储层,以长石大量溶蚀,富含高岭石为特征,储层孔隙度一般较高。     

镉在蒙脱石等粘土矿物上的吸附行为研究

研究了土壤中主要硅酸盐粘土矿物蒙脱石、伊利石、高岭石、海泡石对重金属镉的吸附行为.结果表明:硅酸盐粘土矿物吸附镉受酸度和离子强度的影响;吸附反应是快反应,能很好地符合Lagergren二级吸附速度方程;优化条件下的高岭石对镉吸附很弱,蒙脱石、伊利石、海泡石对镉的实验饱和吸附容量分别为2.88、1.08、2.82 mg/g,蒙脱石吸附镉更适合Freundlich拟合,伊利石、海泡石对镉的吸附结果更适合Langmuir拟合;相关性分析表明,硅酸盐粘土矿物对镉的饱和吸附容量大小与其理化性质有关,其中矿物中氧化锰含量高低与其对镉饱和吸附容量大小的相关性达到极显著水平.     

可可西里盐湖表层沉积物中粘土矿物的环境信息

通过对可可西里盐湖表层沉积物中粘土矿物的研究,以期获得近年来湖区的某些环境信息.研究结果表明:沉积物中的粘土矿物主要为伊利石和绿泥石,非粘土矿物主要为石英、方解石和长石以及少量白云石、文石、闪石和石膏等.样品中＜2μm的粘土矿物以伊利石和绿泥石为主,局部样品含少量有序伊/蒙混层.根据样品分布特点和粘土矿物的组合类型,将样品划分为3个区域:1区和3区的矿物组合为伊利石、绿泥石和有序伊/蒙混层;2区为伊利石和绿泥石,无伊像混层矿物.其中1区和3区样品的结晶度(IC)范围为0.41～0.59,均值为0.51;2区样品的结晶度范围为0.25～0.40,均值为0.34,明显低于1区和3区,说明2区样品中的伊利石具有更高的结晶度.样品的伊利石化学指数(CI)均小于0.5,表明该伊利石为富Fe-Mg伊利石,主要是物理风化作用的结果.伊利石和绿泥石作为主要粘土矿物反映了近年来整个湖区的环境以干冷为主,局部区域(1区和3区)出现的少量有序I/S混层矿物则指示在短期内曾经历过短暂的干湿交替环境.此外,在酸性介质条件下,少量伊利石发生弱水解作用导致晶格中的K+淋失,并转化为伊/蒙混层矿物,同时也降低了伊利石的结晶度.     

杀菌黏土矿物的研究进展与前景展望

黏土矿物具有特殊的层状结构与吸附性强、表面活性高、层间可交换阳离子丰富等理化特征,已被广泛应用于工业材料制造及环境修复等领域。而在医学领域,传统抗生素的滥用导致细菌的耐药性不断增强与全球流行,引发医学界对于现存抗生素有效性的担忧,开发新型杀菌药物迫在眉睫。尽管历史上已有黏土矿物缓解伤口脓肿、治疗消化不良及关节炎等病症的记载,现代分析技术的进步才使得研究者能够对黏土矿物及其杀菌机理进一步研究,从而深入挖掘其作为抗菌药物的潜在医学价值。近年来,国内外研究学者先后报道了黏土矿物自身广谱的杀菌能力,并指出其杀菌活性与矿物溶出的金属离子、其片层结构中赋存的活性铁、黏土表面带电性以及产生的活性氧基团(reactive oxygen species, ROS)等相关。另一方面,黏土矿物作为药物分子载体,可以增强杀菌药物的物理性能与杀菌活性,被广泛用于制备复合杀菌材料。本文综合近年来国内外研究团队对医药黏土的杀菌能力、过程与机理研究,探讨常见黏土矿物具备杀菌活性的必要条件与共性特征,简述黏土矿物作为有效载体所制备的杀菌材料,指明当前医药黏土矿物研发过程中存在的问题,为今后医药黏土研发提供些许建议。     

Characteristics of clay minerals in sediments of Hemudu area,Zhejiang, China in Holocene and their environmental significance

The Ningshao Plain experienced sea-level fluctuation and climate change in the Holocene and gave birth to a Neolithic Civilization, the Hemudu Culture (about 5000 BC). Using XRD method, this paper studied the clay mineralogy of sediments in core HMD-1301 from Hemudu Site area in Ningshao Plain. Results show that the clay mineral assemblages in all samples are quite consistent. They are dominated by illite (about 57%) and smectite (about 26%), and a small amount of kaolinite (about 6%) and chlorite (about 9%). In addition, illite, chlorite, and kaolinite are originated mainly from eolian loesses. Smectite is resulted mainly from chemical weathering of local volcanic rocks outcropped. Illite crystallinity indicates the climatic characteristics of the source region, and illite chemistry index reflects the climate nature of the sedimentary area. It is our understanding that water medium properties in a sedimentary environment affect clay mineral assemblage and the distribution, based on which were cognized the Holocene transgression-regression events in the Hemudu Site area. These mineral indices are well comparable with geochemical indicators in identifying the transgression-regression events. We believe that these events affected the ancient civilization of the ancient residential communities at the time.©2019 China Geology Editorial Office.     

上新世以来伊豆-小笠原海脊黏土矿物的来源与古气候意义

对伊豆-小笠原海脊(ODP 782A孔)上新世以来沉积物中黏土矿物的组成、含量及矿物学特征进行了分析,结果表明:黏土矿物以伊利石(42%)和蒙皂石(42%)为主,绿泥石的平均含量为14%,高岭石的含量最低,平均仅为2%。伊利石的结晶度较好,平均为0.25°Δ2θ;化学指数较低,平均为0.31;表明伊利石主要形成于干冷的气候环境。通过将ODP 782A孔黏土矿物组合特征和含量与周边可能源区对比,并结合伊利石和蒙皂石的矿物学参数特征,我们认为蒙皂石主要来源于伊豆-小笠原海脊周边岛弧火山物质;伊利石、绿泥石和高岭石主要来自亚洲大陆风尘。上新世以来(伊利石+绿泥石)/蒙皂石比值总体上呈增加的趋势,并且在5.3~3.6、3.6~1.6、1.6~0 Ma的三个阶段表现出不同的变化特征,该比值与全球深海δ¹⁸O值所记录的全球变冷、北太平洋ODP 885/886孔风尘通量和灵台黄土沉积速率,以及日本海U1430站伊利石/蒙皂石比值所指示的亚洲内陆干旱变化的总体变化趋势和阶段性变化的时间点大致同步,表明该比值敏感地响应了全球变冷和亚洲内陆的干旱。上新世以来(伊利石+绿泥石)/高岭石比值表现为高/低交替变化,分别与中国灵台黄土磁化率高/低变化相对应,由于黄土磁化率记录了亚洲内陆干/湿变化,因此该黏土矿物比值敏感地响应了亚洲内陆的古气候变化,因而可以作为可靠的亚洲大陆干/湿变化示踪指标。     

鄂尔多斯盆地白垩系粘土矿物的分布特征及其沉积-成岩环境意义

系统地分析了鄂尔多斯盆地白垩系粘土矿物的特征及其沉积、成岩环境意义。研究结果表明:白垩系砂岩、泥质岩的粘土矿物组合以I+C+I/S型、I+C型为主,具有高伊利石含量,较高绿泥石、伊/蒙混层矿物含量的粘土矿物组成特点;其中泥质岩粘土矿物主要为陆源碎屑成因,次为沉积成岩过程中形成的自生粘土矿物,而砂岩粘土矿物兼有陆源碎屑成因和沉积成岩过程自生成因的特征;白垩系沉积时气候总体特征为干旱—半干旱,但局部时段发生干—湿气候波动而处于短暂的湿热气候环境;白垩系沉积物源富含长石等硅酸盐矿物,沉积物质主要自北、南、西向盆地内部搬运沉积;白垩系沉积和埋藏成岩过程中水介质整体上具有盐度较高,偏碱性,富K+、Fe2+、Mg2+的特点,且总体上盆地南部水介质中的这些指标都高于北部。     

鄂尔多斯盆地白垩系粘土矿物的分布特征及其沉积-成岩环境意义

系统地分析了鄂尔多斯盆地白垩系粘土矿物的特征及其沉积、成岩环境意义。研究结果表明：白垩系砂岩、泥质岩的粘土矿物组合以I+C+I/S型、I+C型为主,具有高伊利石含量,较高绿泥石、伊/蒙混层矿物含量的粘土矿物组成特点;其中泥质岩粘土矿物主要为陆源碎屑成因,次为沉积成岩过程中形成的自生粘土矿物,而砂岩粘土矿物兼有陆源碎屑成因和沉积成岩过程自生成因的特征;白垩系沉积时气候总体特征为干旱—半干旱,但局部时段发生干—湿气候波动而处于短暂的湿热气候环境;白垩系沉积物源富含长石等硅酸盐矿物,沉积物质主要自北、南、西向盆地内部搬运沉积;白垩系沉积和埋藏成岩过程中水介质整体上具有盐度较高,偏碱性,富K+、Fe2+、Mg2+的特点,且总体上盆地南部水介质中的这些指标都高于北部。     

气候环境变化研究中影响粘土矿物形成及其丰度因素的讨论

粘土矿物在形成过程中受构造运动、气候、盆地规模、地表母岩、土壤、植被、地貌、介质环境、风以及成岩作用等多种因素的影响,这些因素对地层中粘土矿物的类型和含量的影响程度不一。构造运动和气候是影响粘土矿物形成的两个主要因素,对沉积物中的粘土矿物形成和含量以及影响粘土矿物形成的其他次要影响因素有着控制作用。在构造活动稳定的状态下,气候则成为影响粘土矿物形成和含量的决定性因素,其他因素尽管也有不同程度的影响,但可以看成是相对稳定不变的,粘土矿物携带的主要是气候环境变化的信息。地表水系的复杂程度引起的沉积物的混合程度影响粘土矿物信号的清晰度,沉积埋藏成岩作用对粘土矿物的影响也不容忽视。