矿物润湿性对储层烃类包裹体形成制约的实验研究

储层矿物润湿性制约了流体的微观流动特性,从而影响流体在储层的微观分布特征.油和水在矿物表面的润湿性差异导致油气充注过程中形成不同特征的流体包裹体类型.矿物表面实验分析表明,对于水和原油而言,石英具有较明显的亲水性,而方解石的亲水性和亲油性差别不大.轻质油(汽油)在矿物表面完全铺展,储层矿物具有明显的亲油性.通过在不同油...     

几种常见矿物的接触角测定及其讨论

为了评价矿物表面与特征液体的界面能量，分别测定了长石、石英、黑云母、方解石、萤石和黄铁矿等7种常见矿物与水、正庚烷和正丁醇的接触角，并计算了相应的表面自由能。结果表明同一矿物不同结晶面(晶面)的接触角有一定的差异，这一差异与矿物结构面上原子种类和相对含量差异有一定的对应关系。     

云母族矿物的氧同位素分馏

利用增量方法对云母族矿物的氧同位素分馏进行了系统的理论计算。结果表明，不同化学成分和结构状态的云母之间存在一定的氧同位素分馏，其１８Ｏ富集顺序在热力学同位素平衡时为：多硅白云母＞钠云母＞锂云母＞白云母＝珍珠云母＞海绿石＞铁云母＞金云母＞黑云母。在４００℃以上的高温条件下，云母－水体系的氧同位素分馏与温度之间的相关性不明显，并且云母相对于水亏损１８Ｏ达１‰－２．５‰。石英－云母体系的氧同位素分馏与温度之间具有显著的负相关性，因此，能够作为灵敏的同位素地质温度计。不过，石英－黑云母对的氧同位素地质测温往往给出岩石冷却过程中的退化再平衡温度，而不是岩石形成温度。     

维拉斯托稀有金属-锡多金属矿床铌铁矿族矿物特征及其对岩浆-热液演化的指示

大兴安岭南段维拉斯托大型稀有金属-锡多金属矿床的成矿岩体从深部的中粒花岗岩向上逐渐过渡为斑状细粒碱长花岗岩,记录了岩浆演化的不同阶段。为查明铌铁矿族矿物成分、结构变化及其与岩浆演化过程的耦合关系,文章对采自不同深度的3种类型花岗岩（中粒花岗岩、石英斑晶不具雪球结构的斑状细粒富云母碱长花岗岩和具雪球结构的斑状细粒碱长花岗岩）中的铌铁矿族矿物进行了详细的电子探针成分分析和元素面扫工作。维拉斯托矿床铌铁矿族矿物主要为铌铁矿,发育渐变环带结构,从核部到边部Ta含量增加,且斑状细粒富云母碱长花岗岩和斑状细粒碱长花岗岩铌铁矿族矿物边部的铌铁矿、铌锰矿相较于幔部和核部的铌铁矿,其Ta含量具有明显的组分间隔;铌铁矿族矿物Mn/(Fe+Mn)原子比具有多种演化趋势,与分离结晶的矿物相和流体交代作用有关。中粒花岗岩和斑状细粒富云母碱长花岗岩中的铌铁矿结晶于岩浆阶段,斑状细粒碱长花岗岩中的铌铁矿族矿物结晶于岩浆-热液过渡阶段。其中,斑状细粒富云母碱长花岗岩铌铁矿边部Ta含量增加与铁锂云母的分离结晶作用有关,斑状细粒碱长花岗斑岩铌铁矿族矿物边部Ta含量的突变与岩浆-热液过渡阶段的水硅酸盐液体中Ta溶解度的增加...     

扫描电镜在矿物变化研究中的应用——长石的粘土矿物转化

在矿物变化研究工作中,配接有 X 射线能谱仪的扫描电镜,能直接观察矿物变化过程中所发生的微观现象和新形成矿物的特点,并且可以同时确定其化学元素组分及相对含量变化。本文着重介绍长石在不同环境条件下,变化形成高岭石、多水高岭石、水云母及水云母—蒙脱石过渡型矿物的微观进程,并作了一些分析探讨。     

溶液矿化度及加量对钠-蒙脱石晶间距的影响研究

自来水引起的钠-蒙脱石黏土矿物晶间距增量大于不同矿化度的KCl、NaCl、CaCl2溶液,在水中加入不同类型的盐有助于稳定钠-蒙脱石黏土矿物,抑制黏土矿物晶间距扩展。不同类型、不同矿化度盐溶液引起的钠-蒙脱石黏土矿物晶间距增量不同,比较KCl、NaCl、CaCl2 3种溶液,KCl溶液引起的晶间距变化量最小,在饱和KCl溶液作用下,钠-蒙脱石黏土的晶间距变化量仅1.32%。钠-蒙脱石与不同类型溶液接触,随溶液加量增加,晶间距增量逐渐减小并逐渐趋于稳定。钠-蒙脱石的水化膨胀量与溶液总加量无直接关系,当黏土矿物浸泡在水溶液中时,晶间距不会随着水的总量增加而无限扩展。钠-蒙脱石与加量相同的不同类型溶液接触时,晶间距随接触时间增加呈复杂指数函数变化,表现出在初期突变增大并很快趋于稳定的特点。     

相山邹家山铀矿区某钻孔岩心高光谱蚀变矿物特征及地质意义

文章基于高光谱蚀变矿物提取方法,利用邹家山地区某钻孔岩心的高光谱数据进行蚀变矿物提取和编录,提取的蚀变矿物主要有富铝水云母、贫铝水云母、绿泥石、蒙脱石、碳酸盐、地开石、高岭石。其中水云母化、绿泥石化、赤铁矿化与铀矿化密切相关;富铝水云母在钻孔上部含量多而下部含量减少;贫铝水云母在钻孔上部含量少,而在下部尤其是矿化段含量明显增多,不同蚀变矿物分布形态不同且不同部位蚀变矿物组合不同,反映了矿区经历了不同期次和性质的热液活动。     

矿物对金属离子的竞争吸附实验研究

CaCO_3、石英、针铁矿、三水铝矿、高岭土、蒙脱石、水云母等矿物对Ag+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+和Cr3+金属离子的竞争吸附实验研究表明，在近中性低离子强度溶液中，矿物单位表面积吸附金属离子的大小顺序是：CaCO3＞石英＞水云母＞高岭土＞蒙脱石＞针铁矿＞三水铝矿。这些矿物可分成3组：第一组的矿物有石英、针铁矿和高岭土等1：1层硅酸盐矿物及其他氧化物；第二组为三水铝矿、水镁石和蒙脱石等2:1层硅酸盐矿物；第三组是碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等含氧盐矿物。它们对于金属离子的吸附反应；＞SO－＋Mn+=＞SOM(n-1)+(n=1,2,3）有如下的显平衡常数KM与矿物介电常数ε的关系式：（1）lgk1M=7．813－26.15／ε（2）lgK2M－9．030－26.15／ε（3）lgK3M=11．65－26．15／ε     

3种二八面体型层状硅酸盐矿物的润湿性研究

根据高岭石、伊利石和叶蜡石的晶体结构特性与润湿性的关系,以及在不同的药剂作用下矿物的润湿性变化。实验结果证明这3种二八面体型层状硅酸盐矿物亲水性的大小顺序为:高岭石≥伊利石 叶蜡石,这与其(001)层间静电能的大小有关,即这3种二八面体型层状硅酸盐矿物随其(001)层间静电能的增大则矿物的亲水性变大。在碱性条件下,随着pH值的增大,矿物经油酸钠溶液浸泡之后的接触角则随着减少,而经十六烷基三甲基溴化铵溶液浸泡之后的接触角则随着增加。经在十六烷基三甲基溴化铵(2×10-4mol/L)的溶液中或在油酸钠(2×10-4mol/L)的溶液中浸泡之后比在蒸馏水中浸泡之后,这3种矿物的接触角相应的增加值的大小顺序为:△θKa≈△θIl>△θPy,这与其(001)层间静电能和矿物端面各相应晶面Al—O键断裂的单位晶面键数有关。     

烷基糖苷对润湿性的改变及与界面张力的关系

降低界面张力、改变润湿性是表面活性剂应用于油田开发的重要特性。通过测量表面活性剂烷基糖苷溶液的表面张力及其与亲水(亲油)载玻片、原油间的接触角,研究了表面活性剂对油藏润湿性的改变行为。结果表明,表面活性剂分子在水固界面和油水界面的吸附使润湿性发生变化,且其在水固界面的吸附模式是决定润湿性改变的关键。同时,在测定油水界面张力,计算水固、油固界面张力的基础上,利用灰色关联分析确定了各界面张力对润湿性的影响程度:水固界面张力>油水界面张力>油固界面张力。可见,在利用表面活性剂改变润湿性的过程中,尤其应注意水固界面状态的变化。     

Soil wettability in ground engineering: fundamentals,methods, and applications

Wettability is a fundamental property controlling the extent of wetting in flat and granular solids. In natural soils, wettability affects a wide variety of processes including infiltration, preferential flow and surface runoff. In mineral processing, wettability is paramount in enhancing the efficiency of separation of minerals from gangue. The manipulation of surface wettability is equally crucial in many industrial applications. For instance, superhydrophobic surfaces are those on which water drops roll off easily and as such are used for self-cleaning applications. Therefore, while wettability is strongly cross-disciplinary, its evolution has been discipline-specific with a direct extrapolation or transfer of concepts, approaches, and methods to ground engineering unlikely to remain valid. This paper synthesizes relevant aspects from surface chemistry, materials science, mining engineering, and soil science, and discusses their implications within the context of new granular materials that resist wetting, for use in barriers or ground improvement and, in unsaturated soils, where the effects of wettability have been documented.     

接触角对非饱和土中基质吸力的影响

接触角是研究三相界面的一个基本物理量。非饱和土是典型的三相体,然而在非饱和土力学中对接触角的研究还比较少,目前还停留在假设阶段,通常假设接触角为某一固定值,甚至忽略接触角的影响。实际上接触角是随外界环境的改变而变化的。通过化学方法对砂土表面改性,从而提高砂土的接触角,使砂土由亲水性变为斥水性。在亲水性砂土中加入斥水性砂土以提高砂土的表观接触角,以此为基础制备不同接触角的试样进行吸力测量试验。试验结果表明,接触角对非饱和土中的基质吸力有重要影响,含水率相同时,随着接触角的增大基质吸力是不断减小的,当含水率增大到一定值时,基质吸力不受土体（亲水状态下）接触角的影响。当接触角增大到一定值时,非饱和土体中的基质吸力消失,即非饱和土体中不再存在负的孔隙水压力。     

纯油条件下合成碳酸盐岩烃类包裹体及其捕获机制探讨

设计了在接近实际储层温压条件下,流体介质为纯原油时在冰洲石中合成烃类包裹体的实验。合成样品的显微观察及荧光分析证实实验成功合成了烃类包裹体,实验证明油气对晶体生长和包裹体的形成有抑制作用,但不会终止其形成,纯油条件晶体仍能生长捕获包裹体,水并不是矿物生长捕获烃类包裹体的必须条件。结合矿物润湿性实验及前人研究将碳酸盐岩烃类包裹体捕获机制归纳为3种情况:油水共存(水润湿)、油水共存(油润湿)及纯油条件。水润湿条件下由水溶液提供矿物质来源,较易形成包裹体; 油润湿条件下由水溶液和油中的极性组分共同提供矿物质来源; 纯油条件下由原油中的极性组分和裂解产生的有机酸提供物源,形成烃类包裹体较少,晶体生长受到抑制。     

西藏嘎拉勒铜金矿床地质特征及矽卡岩矿物学特征研究

嘎拉勒铜金矿床位于班公湖-怒江缝合带西段,是该带上新近发现的十分重要的矽卡岩(斑岩)型铜金矿床,其金资源量已达大型以上规模。矿区内出露地层有白垩系朗久组及捷嘎组,并发育大量燕山期中酸性侵入岩。矿体主要产于灰白色花岗闪长岩与白云岩或白云质大理岩的接触带矽卡岩内。矽卡岩主要呈层状、似层状、港湾状及不规则状等产出;矽卡岩矿物主要为橄榄石、蛇纹石、辉石、金云母、透闪石、绿帘石、水镁石等;靠近内接触带可见石榴子石;金属矿物主要有磁铁矿、自然金、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、辉钼矿等。电子探针分析表明,矿区内矽卡岩矿物中的橄榄石主要为镁橄榄石,辉石主要为透辉石,云母主要为金云母,由此构成的矽卡岩矿物组合为典型的镁质矽卡岩;与之伴生的钙质矽卡岩矿物石榴子石主要为钙铁榴石。矿区中的矽卡岩在空间上具有较好的分带性,其表现为从内接触带至外接触带经历了镁橄榄石-透辉石相至金云母-透闪石相的渐变过渡演化,表明矿区矽卡岩具有从高温至低温的矿物组合演化序列;与矽卡岩分带相伴随的矿化分带,表现为深部的铜(钼)矿化过渡到浅部的铜金矿化。矿区最新勘查成果显示,在深部已发现少量斑岩型矿化,显示存在统一的矽卡岩-斑岩成矿系统的可能性,深部找矿潜力较大。     

琼海凸起珠江组一段低电阻率油层的微观成因机理分析

琼海凸起珠江组一段低电阻率油层岩石类型为石英砂岩和长石石英砂岩,以高泥质、低碳酸盐胶结物特征,物性特征为高--中孔、中--低渗。油层表现为低电阻率特征的原因包括: ① 岩性为泥质粉砂岩与细砂岩与粉砂质泥岩互层,粒级较细; ② 黏土矿物以伊蒙混层和伊利石为主,且以贴附颗粒表面生长为主要产状; ③ 以微喉为主的喉道特征。导电矿物含量少,对油层电阻率贡献较小。     

Advances in the Semiconductor-Mediated Electron Transfer Mechanism at Microbe-Mineral Interface

The interaction between minerals and microbes is an important biogeochemical process in the earth surface system, which links the transformation of substances and energy exchange in different earth spheres, and also affects a series of important earth surface processes, including the formation and evolution of secondary minerals, nutrient cycling and environmental behaviors of pollutants. The previous studies on microbe-mineral interaction focused on the extracellular electron transfer, and the microbe-mediated dissolution, precipitation, mineralization of minerals. Because of semiconductor properties of the mineral, it plays a special role in the process of microbial extracellular electron transfer, which can also help to understand the mutual interaction between microbe and mineral from a new angle of view. The unique energy level structures and redox properties of semiconducting mineral lead to a great difference in the mechanism of microbe and mineral interaction. The latest research progresses in the mechanism of microbe-mineral interaction mediated by semiconducting mineral were reviewed from two aspects: driven by thermodynamics and light energy. Finally, the future development trends of the interaction between microbes and semiconductor minerals were prospected.     

土-水特征曲线滞后现象的微观机制与计算分析

对吸湿与脱湿过程中引起非饱和土土-水特征曲线滞后性质进行机制分析,认为在微观角度看,接触角的差异是主要原因。基于热力学原理,假定粒间弯液面为一圆弧,综合考虑不等径颗粒半径比、接触角等因素,应用几何关系导得了两接触土颗粒填充角之间的迭代关系,并进行编程计算。在此基础上,引入热力学弯液面压强计算公式和水量体积计算公式,得到了不等径土颗粒间基质吸力－水量计算方法。应用该方法对不同接触角条件下的单个弯液面和不同堆积形式土粒的土-水特征曲线进行了解算,结果表明,由于接触角不同,土-水特征曲线具有明显的滞后现象;孔隙填充将引起低吸力状态土体含水率增加,其对松散颗粒影响较大,含水率可增大达90%;颗粒堆积形式及级配对接触角不同引起的滞后现象影响不大。此外,仅考虑接触角因素无法解释滞回圈的形成,其计算理论有待进一步深入研究。