泗滨砭石的岩石矿物研究Ⅱ:矿物组成特征与红外发射功能的关系

为进一步查明泗滨砭石的矿物组成特征与砭石良好的红外发射功能间的关系,用激光喇曼光谱和高分辨透射电镜对砭石样品进行了研究.喇曼光谱研究除证实样品含有微米晶黄铁矿、石墨和锐钛矿外,还发现方解石、黄铁矿和锐钛矿的谱图上均有石墨的两个谱峰.TEM和HRTEM观察发现方解石全由纳米品组成,并普遍有石墨纳米粒子产出.纳米晶石墨多分布于方解石晶界间.4种矿物中纳米晶方解石含量最高,热容也最大,是泗滨砭石具有良好热辐射性质最重要的矿物学背景条件.纳米晶石墨的普遍存在提高了岩石整体导热和储热性能,其优良的热红外发射性能也是造成泗滨砭石在远红外波段具有很高发射率的一个重要原因.黄铁矿具有良好的热电性,而锐钛矿的红外线吸收和反射能力都较强、光电转换效率也高,它们也是泗滨砭石具有良好的热发射性能的一个辅助原因.上述4种矿物良好物理性质的共同作用,使加热后的泗滨砭石具有疏通经络、活血化淤、调理气血等重要的理疗功效,中医砭术在医疗保健上所利用的也正是砭石能辐射对人体有益的远红外线功能.     

泗滨砭石的矿物组成特征及其与砭石理疗功能的关系

砭石疗法是我国古代具有悠久历史的医疗方法,具有疏通经络、条理气血等理疗功效,在《黄帝内经》中砭与针、灸、药、按蹻等并列为中医的五大医术.砭石疗法自东汉起失传.20世纪90年代,在岩石物理学家和中医专家的共同努力下,在山东泗水之滨重新发现了砭具佳石--泗滨砭石,提出了新砭石疗法[1-2].     

泗滨砭石冲泡水的微量元素成分特征

泗滨砭石是一种产于山东古泗水流域的结构致密、含CaCO3高达96%的微晶灰岩,本文分别用超纯开水和加入多元素等离子体标准溶液的开水,对泗滨砭石碎块进行冲泡实验,在不同时段用ICP-AES和ICP-MS分别测定冲泡液中微量元素的含量,以了解饮用砭石泡水的水质状况。实验取得了如下结果:(1)超纯开水的冲泡液不含对人体有害的Cd、Cr、Cu、Pb和Zn等重金属元素,但含有很微量的Ca、Mg、Sr、Na、K和Si等常见元素,其含量随着冲泡时间的延长呈现上升的趋势,但都大大低于国家对生活用水质量标准的指标,且冲泡液的pH值稳定在8.1~8.2之间,呈弱碱性,口感较好。(2)在加入标准溶液的冲泡液中,主要常见元素的含量,均随着冲泡时间的延长和pH值的上升呈连续增高趋势,但稀土元素和对人体有害重金属元素,以及绝大多数金属离子的含量都呈连续下降的趋势。(3)CaCO3的溶解、金属离子碳酸盐沉淀和金属离子与CaCO3表面之间的吸附,是导致冲泡液中绝大多数金属离子浓度呈连续下降趋势的三个主要因素。(4)砭石冲泡的水虽无毒无害,口感较好,并具有降低冲泡用水中有害重金属元素浓度和对人体适当补充Ca和K的功能,但由于各种离子的浓度都比较低,饮用砭石冲泡水与饮用一般的弱碱性瓶装水的差别并不很大。     

营口蛇纹石玉红外发射功能及其影响因素

辽宁省营口市大石桥产出的蛇纹石玉是传统名玉岫玉的一种,其物理化学特征和矿物岩石学特征与传统岫岩玉有较大差别。本文采用一系列分析技术测试了该地区蛇纹石玉的放射性、化学成分、矿物成分及在8～15μm波长带的红外发射率,结果表明：该地区蛇纹石玉不具有放射性,对人体安全无害,有良好的红外辐射功能,至少两类玉石有可能直接用作天然保健材料;玉石的矿物组成越复杂、矿物的红外活性越强、红外吸收波段范围越大,玉石的红外发射率就越高;含有硼镁石的样品的红外发射率较高达0.82。蛇纹石的晶体结构和过渡元素含量是蛇纹石玉红外发射功能的重要影响因素,晶格活性振动强、Fe2O3含量为6.28%的样品红外发射率高达0.83。引入过渡元素可以提高玉石样品的红外发射率。     

致密砂岩中多期碳酸盐胶结物形成机理——以鄂尔多斯盆地华庆地区三叠系延长组长6_3为例

为明确致密砂岩中碳酸盐胶结物的类型、分布特征及其形成机理,以鄂尔多斯盆地华庆地区延长组长63致密砂岩为例,在铸体薄片、阴极发光、扫描电镜分析的基础上,从岩石学、地球化学的角度进行分析。研究表明,碳酸盐胶结物主要有方解石、铁方解石、白云石和铁白云石,在不同地区分布类型差别较大,西南部含量较高,东北部含量较低,其含量、类型与物源及水介质中钙离子的来源有关,可分为内源及外源成因,由于晚期碳酸盐胶结物发育,较大规模地堵塞了孔隙,且后期溶解作用较差,成为长63砂岩致密化的一个重要因素。在绘制研究区铁方解石和铁白云石胶结物等值线图的基础上,认为研究区碳酸盐胶结物主要为碳酸盐岩屑溶解-再沉淀、长石溶解-再沉淀等形成机理。研究成果可为华庆地区延长组致密油储层有利区预测提供依据。     

一种纳米粒级砭石的矿物学特征与成因

为探究一种灰黑色砭石的矿物学特征及成因,采用X射线粉晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重-微商热重分析(TG-DTG)及激光诱导离解光谱(LIBS)等分析方法对其矿物组成、结构特征、热力学性质及化学成分进行分析。结果表明,灰黑色砭石主要组成矿物为方解石(>98%),并含有少量石英、云母、长石、黄铁矿及微量石墨(<2%)。晶面尺寸测试及SEM分析结果显示,以上矿物单晶粒径大多处于纳米级别,砭石中矿物主要以块状、棒状及片状等3种集合体形式存在。微晶石墨呈分散态赋存在砭石中是灰黑色砭石致色的主要原因,而石英、云母、长石、黄铁矿及石墨等杂质的存在、纳米级的结构特征和类质同象导致砭石中方解石的热解温度远低于标准的纯方解石。砭石中纳米级方解石微球粒及石墨和黄铁矿微晶的存在,说明纳米级灰黑色砭石的形成可能与微生物的活动密切相关。     

岩石样品分步热解-质谱在线分析释气量对比研究

<正>研究目的:通过分段加热模拟实验,了解与致密砂岩共存的方解石样品在形成过程中吸附烃类的经历,以便进一步追溯和研究样品的地质背景。样品背景:方解石样品5个(60~80目),采自漠河盆地泥盆系5个不同层位。实验条件:气相色谱-单体碳同位素质谱联用仪(GC/C/delta Plux XP)是德国Thermo Finnigan公司生产的新型仪器。气相色谱条件:HP-5石英毛细管色谱柱(60 m×0.32 mm×0.25μm),升温程序:80℃恒温5 min,以3℃/min程序升温至300℃,恒温30 min;载气高纯He,碳同位素比值经PDB标准换算。     

一种红色砭石的矿物学特征研究

采用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TG-DTG）及激光诱导离解光谱（LIBS）等分析方法对一种红色砭石的矿物学特征进行了深入的研究。XRD分析表明,红色砭石主要由白云石组成,并含有少量石英和方解石及微量云母、正长石和赤铁矿。SEM结果显示,砭石中的矿物颗粒大多为集合体,粒径大多集中在1～5μm之间,表面光滑程度有所不同。红色砭石在650-850℃范围内出现一个单失重峰,为白云石的分解形成,类质同象或者杂质矿物的存在导致白云石两阶段的分解同步完成。红色砭石的颜色可能与赤铁矿和正长石微晶在砭石中的均匀分布有关。     

齐齐哈尔碾子山麦饭石岩石矿物学特征研究

麦饭石是一种天然矿物药石,多用于医药保健、农业畜牧等领域。采用近代岩石学分析测试技术,对有中华麦饭石之乡称号的齐齐哈尔市碾子山区麦饭石的岩石学特征、矿物组分与化学成分、热学性质以及结构特性等进行研究测定。结果表明:碾子山麦饭石是一种具有斑状结构呈致密块状的闪长玢岩,其中,w(SiO_2)约64%,w(Al_2O_3)约16%,里特曼指数σ=2.93.3。含Sr,V等对人体有益微量元素,主要矿物有斜长石、钾长石、石英,含少量风化蚀变产物(如角闪石、绿泥石和蒙脱石等粘土矿物)。在1 000℃条件下,碾子山麦饭石仍保持良好的热稳定性。碾子山麦饭石具有海绵状多孔结构,孔径以6μm以上的大孔为主。大孔结构使其既可作为优良吸附剂应用于环境领域,同时也便于其中微量元素的溶出,有望作为制药载体等得到广泛应用。     

晚始新世-早渐新世渭河盆地古气候变化的碳酸盐记录

晚始新世-早渐新世转变期（约34 Ma,EOT）温度降低是新生代显著气候事件之一,对亚洲环境演变有深刻影响。本研究基于渭河盆地厚度为413.95 m的支家沟剖面34.89~31.51 Ma时段的河湖相沉积,获得高分辨率总碳酸盐、方解石含量变化序列,结合薄片及扫描电镜分析,尝试建立晚始新世-早渐新世渭河盆地气候和环境演变时间序列,探讨EOT期间渭河盆地古气候对全球温度变化的响应。镜下岩石薄片鉴定显示,沉积物粒度变化与岩相变化对应较为一致。34.89~33.89 Ma,高含量的总碳酸盐、方解石指示气候较为温暖干旱,沉积序列指示从滨湖相向湖泊三角洲相过渡;33.89~33.09 Ma期间,低含量的总碳酸盐、方解石指示气候偏凉且相对湿润,沉积环境为湖泊三角洲向滨浅湖过渡,水位逐渐上升;33.09~31.51 Ma,总碳酸盐、方解石含量变化与地层岩性变化有较好的一致性,此时沉积相为滨湖相,湖泊水位可能高于34.89~33.89 Ma,但低于33.89~33.09 Ma。结合全球温度变化序列,本研究认为渭河盆地始新世晚期-渐新世早期湿度变化可能受全球温度驱动的蒸发量控制,但明确的驱动机制有待进一步研究。

     

鄂尔多斯盆地东南部奥陶系马五段去白云石化过程的地球化学示踪

高Ca/Mg值流体与白云石反应的去白云石化作用在较多地层中可见,但对其形成过程的探讨甚少。本文运用碳、氧、锶同位素及锶元素的示踪原理,对鄂尔多斯盆地东南部奥陶系马五段去白云石化作用的两类不同颜色的次生方解石形成过程进行示踪,结果显示:红色次生方解石具低Sr元素含量、高87Sr/86Sr值及负偏的δ13C特征;白色次生方解石呈现出高Sr元素含量、低87Sr/86Sr值及明显负偏的δ18O特征。结合去白云石化次生方解石岩石学特征,推测去白云石化作用可能有两个阶段:近地表时期,受大气淡水淋滤发生去白云石化作用,形成不彻底灰化的棕红色、红色次生方解石;中-深埋藏期,受温度、压力及海源性流体影响与叠加进一步发生去白云石化作用,形成白色次生方解石。      

ASTER 热红外遥感地表岩石的二氧化硅含量定量反演

岩石的热红外发射率光谱特征与其SiO_2含量具有很强的对应关系,本文选择USGS、JPL和JHU光谱库中的52个火成岩光谱样本为数据源,分析了这些样本的SiO_2含量与热红外发射率光谱的基本关系,建立起SiO_2含量与发射率光谱两个多元线性回归分析模型,在此基础上,以内蒙古东乌珠穆沁北部地区为研究区域,对该区域内SiO_2含量进行定量反演,反演结果与地质图和实地考察相符.反演结果可以对区内酸性岩、中性岩、基性岩进行圈定.     

徐家围子断陷砂砾岩储层纳米-微米级孔隙的形成及其与天然气充注的关系

松辽盆地徐家围子断陷在沙河子组致密砂砾岩纳米-微米级的孔隙中获得了工业气流,研究纳米-微米级孔隙形成与天然气充注的关系,为勘探选区和"甜点"预测奠定基础.在分析储层岩石学、储集空间和成岩作用特征的基础上,通过储层分类和计算各成岩事件对储层物性的影响,确定了砂砾岩储层的致密成因、微米-纳米级孔隙形成机制.研究认为,断陷早期的快速沉降大量减少储层原始孔隙,在强烈的机械压实作用下,富含粘土和塑性岩屑的"超致密砂砾岩"首先致密,相对富含刚性组分的"致密砂砾岩"受中成岩B期碳酸盐胶结物的充填达到致密,晚期碳酸盐岩胶结开始形成时期对应砂砾岩大规模致密化的时期,这期间原始较大孔隙也逐渐向微米-纳米级转化.结合砂砾岩中方解石胶结物内气液烃包裹体的均一温度和地层埋藏史、热史,推断砂砾岩致密化深度为2 500 m,致密化时期为距今100 Ma.砂砾岩孔隙演化史、源岩生烃史和油气充注史综合研究表明,天然气在储层致密前、后均有充注:初次充注发生在储层致密以前,天然气的生成速率和充注强度低,形成"先成藏、后致密"型构造气藏,斜坡带上倾方向发育微构造形态的部位是"甜点"发育的有利区;成藏高峰发生在砂砾岩致密化之后,天然气"连续"充注,形成不受构造控制的、大面积分布的致密气藏,斜坡带下倾方向邻近生烃中心的河道砂砾岩体是"甜点"发育的有利区.沙河子组砂砾岩储层致密与天然气充注关系综合分析认为,沙河子组主体为"先致密、后成藏",局部为"先成藏、后致密".      

塔中志留系下沥青砂岩段风暴沉积的砂体研究

塔中志留系下沥青砂岩段沉积砂体的类型有滨岸砂、浅海砂坝和陆棚砂3种类型，正常条件下沉积的滨岸砂体具低角度交错层理和少量波痕，呈现出由泥岩-粉砂岩-细砂岩-中细砂岩的反韵律变化特征。风暴作用下，滨岸砂体沉积呈正韵律，多由泥砾向上变化为粉、细砂，生物建造较少，具多方向的低角度板状交错层理、丘状层理。正常条件下沉积的陆棚砂体、浅海砂坝砂体岩性较均一，见交错层理，粒级变化不甚明显，多为粉、细砂岩，以反韵律为主。风暴作用下，砂体底部多具撕裂状泥砾，向上呈正韵律粒序演化，并具侵蚀面、槽状交错层理与丘状层理等特征。风暴作用下的滨岸沉积单砂体相对较厚，一般厚6～13m，宽约数十米，浅海砂坝和陆棚砂的单层砂体相对较薄，厚约3～8m，砂体规模较正常条件下沉积的砂体规模增大。此3类砂体在空间展布上极具规律性，垂向上砂体类型由下而上为滨岸砂-浅海砂坝-陆棚砂的交替演化序列；平面上由海洋向陆地方向砂体类型依次为陆棚砂体-浅海砂坝-滨岸砂体。     

西藏斯弄多地区岩帽地质地球化学特征:林子宗群火山岩中成矿的指示

岩帽作为重要的找矿标志,长期以来却没有引起广泛关注,阻碍了勘查工作.在斯弄多地区对与不同矿化类型相关的岩帽进行岩石学、岩相学和全岩地球化学分析,其中斯弄多红色岩帽与铅锌成矿作用相关,窝弱黑色岩帽与金银成矿作用相关,而马尔地村白色岩帽目前未见明显相关矿化.镜下特征和岩石学特征表明斯弄多地区3种类型岩帽具大量石英晶屑,多呈致密块状,其次为多孔状石英.全岩地球化学显示,斯弄多红色岩帽SiO₂含量>90%,主要由石英组成,Pb含量为288.75×10-6~4 769.16×10-6,Zn含量为34.34×10-6~332.70×10-6;马尔地村白色岩帽则含更多的铝硅酸盐矿物,不具成矿元素异常;窝弱黑色岩帽含富钾类蚀变矿物,K₂O含量为0.26%~2.58%,Au含量为80.21×10-9~360.74×10-9.斯弄多地区岩帽均由硅质酸性流体交代晶屑凝灰岩形成,铅锌成矿作用使岩帽Be元素富集,具Ce负异常;窝弱金银成矿作用使岩帽V、Rb、Mo和Cs富集,具Yb正异常;马尔地村岩帽面积大,粘土蚀变矿物发育,其深部可能存在斑岩型矿体.      

热红外遥感定量反演地表岩石的SiO2含量

硅酸盐矿物热红外发射率光谱特征与其SiO2含量有很好的对应关系.本文以ASU（Arizona State University）、JHU（Johns Hopkins University）光谱库为数据源,研究了硅酸盐矿物发射率光谱克里斯琴森特征（CF-Christensen Features）与SiO2含量、SCFM（SiO2/（SiO2＋FeO＋MgO＋CaO））指数的定量关系,并与Copper对火成岩的研究结果进行了对比,二者吻合,可作为热红外发射率光谱线性混合的佐证.建立了表征硅酸盐矿物SiO2含量的SiO2指数（ε12/ε13）与SiO2含量的定量关系,在此基础上,利用ASTER热红外数据对东天山黄山东地区SiO2进行了定量反演,反演结果与地质事实相符.利用反演结果可以对基性超基性岩体进行圈定,对于寻找与基性超基性岩体有关的铜镍矿床有重要的应用价值.     

DRIFTS快速测定北大西洋沉积物方解石含量及其气候指示意义——以U1308站位为例

探讨了利用漫反射红外傅立叶变换光谱(DRIFTS)来快速定量测定深海沉积物中方解石含量.以北大西洋深海沉积物为例,对标样进行DRIFTS测量,选取碳酸钙713 cm-1特征峰(方解石)与石英800 cm-1特征峰面积比值作为回归参数,同时用气量法测试标样的方解石含量,然后分析DRIFTS特征峰强度与方解石含量的相关性,建立校准方程并检验.结果显示,DRIFTS方法对沉积物方解石含量测量准确,尤其对低方解石含量的样品比较敏感,具有较低的检出限和较高测量精度.应用该校准方程,对北大西洋综合大洋钻探计划(IODP)U1308站位近1 Ma来沉积物进行测定.其方解石含量呈典型的大西洋型旋回,反映了中布容事件(MBE)以及中更新世革命(MPE)时期方解石含量变化较大;在响应全球气候变化趋势的同时,还体现了全球碳储库变化对于北半球冰盖增长的触动机制,大洋内部深水循环影响方解石的保存.     

鄂尔多斯盆地志丹地区安定组泥灰岩地球化学特征及古环境意义

通过对鄂尔多斯盆地志丹地区安定组顶部泥灰岩系统的岩石学和地球化学分析,研究了安定组沉积末期湖盆的古盐度、氧化还原环境、古气候及物源区背景.结果表明:安定组泥灰岩主要由方解石和白云石组成,其中方解石含量26.5％～68.5％,平均42.5％,白云石含量10.1％～40.5％,平均25.3％;岩石具有较高的Sr丰度、Sr/...     

碳酸盐岩石中二氧化碳、氧化钙和氧化镁的快速连续测定

沉积的碳酸盐岩石主要是由方解石（CaCO₃）和白云石（CaMg[CO₃]₂）的碳酸盐矿物组成。对于碳酸盐岩石中二氧化碳、氧化钙、氧化镁的测定,在例行的分析中,都是单独取样,分别以吸收重量法或容量法测定二氧化碳,以草酸铵-高锰酸钾容量法测定钙,而镁则根据 CO₂与 CaO 的含量之差数来求得,或用氢氧化钡标准溶液使镁沉淀,于滤液中用盐酸滴定过量的氢氧化钡而测定镁。为了缩短分析时间,简化操作手续,节省试剂,作者提出了在以酸碱容量法测定 CO₂后,在同一份样品中,以 E.D.T.A.络合滴定法进行钙和镁的连续测定方案。通过二年来的实践证明是完全可行的。它的特点是比较经济准确简便快速,因此具有一定的实际意义。     

鄂尔多斯盆地东南缘上三叠统延长组砂岩方解石胶结物成因

运用岩石学、矿物学和地球化学方法,对鄂尔多斯盆地东南缘上三叠统延长组砂岩中普遍存在的方解石胶结物的成因进行了系统研究。结果表明:鄂尔多斯盆地东南缘延长组砂岩中的方解石胶结物以微晶基质及连生结构的产状存在于砂岩中,且方解石胶结物的碳、氧同位素值相对较轻,δ13 CPDB值为2.50‰～-9.83‰,为正低或负低值,δ13OPDB值为-10.58‰～-27.24‰,属于负高值;有很少一部分是早成岩阶段与甲烷生成有关的方解石胶结,其余大部分是中成岩阶段微咸水向半咸水的封闭-半封闭环境下有机质脱羧基作用形成的方解石胶结;在此基础上计算出因碳酸盐胶结作用消除的原始孔隙达17.29%,使本区砂岩物性变差。