SiO2地温计沸腾校正方法在高原地区的适用性分析

热储温度是开展地热资源研究的关键参数之一。地热勘查中常用基于地热流体化学和同位素数据的经验公式来评价没有钻孔或者钻孔未达到实际热储层情况下深部热储的温度。SiO_2地温计应用最为广泛,对于发生了绝热沸腾的地热流体,通常采用Fournier等提出的100℃沸腾条件下的校正公式。考虑到海拔会影响沸点,本文从SiO_2溶解度方程和温度相关性着手,评价了SiO_2地温计沸腾校正方法在高原地区的适用性。结果表明Fournier(1977)及Fournier和Potter(1982)提出的100℃条件下SiO_2绝热沸腾校正方法得到的误差分别为2.4%和1.1%,可以代表深部热储温度,即SiO_2地温计沸腾校正方法在高原地区也是适用的。     

k2SiO3溶液对黏性土孔隙分形特性的影响分析

敦煌研究所研制的k2SiO3对干旱环境下土遗址防风化加固效果显著。设计了不加k2SiO3材料、加5 % 浓度k2SiO3溶液饱和后自然风干1次和3次人工重塑黏土试样的SEM观测,目的是研究k2SiO3对黏土孔隙结构的影响。基于此,利用分区统计方法和计算机图像处理技术,研究了k2SiO3对黏土孔隙结构的改变。分析表明,经k2SiO3加固后的黏土颗粒间胶结联结加强,结构稳定性提高。最后利用Sandbox法计算了土孔隙的分维数,定量分析了k2SiO3对土孔隙的改变,分析发现加3次溶液土样孔隙分维数最小,加固效果最佳。而且土孔隙分维数不受图象灰度分割阈值和SEM放大系数的影响。     

内蒙古五间房煤田西二矿XRJ2孔抽水试验成果的影响因素分析——桥式过滤器在抽水试验孔中的应用效果研究

通过对XRJ1水文兼注浆试验孔、XRJ2注浆检查孔、水源井1号、水源井2号抽水试验资料的分析与研究,认为XRJ2注浆检查孔出水量（相同降深）较XRJ1孔减小了近60％的主要原因是XRJ1钻孔注浆影响所致,与XRJ2孔在抽水试验中使用的桥式骨架过滤器没有关联。针对目前《煤炭资源勘探抽水试验规程》中关于过滤管孔隙率的要求．提出了抽水钻孔过滤管类型与孔隙率选择的思考与建议。     

坯样中SiO2与Al2O3对电瓷制品机械强度的影响

机械强度是电瓷制品的主要性能之一,与坯料中Ａｌ２Ｏ３与ＳｉＯ２质量分数有密切关系,本次试验结果表明,随着坯料中Ａｌ２Ｏ３质量分散的增加,ＳｉＯ２质量分数的减少,电瓷制品的抗折强度,抗冲击强度也相应提高,本文对其产生机理进行了较详细的讨论。f     

陆相页岩非晶态二氧化硅定量分析新方法探索

通过扫描电镜观察和全岩矿物X衍射实验图谱分析发现,鄂尔多斯盆地延长组页岩中含有一定量的非晶态二氧化 硅。现有的三种计算非晶态二氧化硅含量的方法都有一定的缺陷：化学溶解方法分析周期长、且对其他矿物有一定程度的 溶解;X衍射定量分析法需要计算非晶态二氧化硅衍射图谱上圆丘散射曲线的积分强度,人为误差较高;增量法标样难以 配制,而且误差较高。在总结前人研究的基础上,提出了X衍射与微区矿物定量分析相结合的方法来解决计算多相体系中 非晶态二氧化硅含量这一问题。该方法避开了前人所提出方法的缺点,分别计算得到了结晶态石英含量与二氧化硅含量, 从而间接计算出非晶态二氧化硅含量,然而超高的实验成本也成为该方法在现阶段难以普及的主要原因。     

Variation of the oxygen content and point defects in olivines, (Fe x Mg 1−x )2SiO4, 0.2 ≤ x ≤ 1.0

 The variation of the oxygen content in olivines, (Fe _x Mg_{1− x} )₂SiO₄, with 0.2 ≤ x ≤ 1.0, was investigated by thermogravimetric measurements. Mass changes occurring upon oxygen activity changes were measured as a function of oxygen activity and cationic composition at 1130 and 1200 °C. During the measurements the samples were in direct contact with gases containing CO, CO₂ and N₂ and, at a few spots at the bottom of the sample stack, also with SiO₂. By fitting experimental data of mass changes to equations derived using point defect thermodynamics, it was shown for olivines with 0.2 ≤ x ≤ 1.0 at 1130 °C and 0.2 ≤ x ≤ 0.7 at 1200 °C within the oxygen activity ranges investigated that the observed variations in the oxygen contents are compatible with cation vacancies and Fe³⁺ ions on M sites and Fe³⁺ ions on silicon sites as majority defects if it is assumed that only three types of point defects occur as majority defects. Different cases were considered, closed systems, taking into account that ξ=[Si]/([Si]+[Fe]+[Mg]) is not necessarily equal to 1/3, and olivines in equilibrium with SiO₂ or pyroxenes. The oxygen content variations observed in this study are significantly smaller than those reported previously in the literature. It is proposed that these differences are related to the dissolution of Fe into noble metal containers used as sample holders in earlier studies and/or to the presence of secondary phases. Received: 1 November 1995 / Accepted: 15 September 2002 Acknowledgements This work was supported by the Cornell Center for Materials Research (CCMR), a Materials Research Science and Engineering Center of the National Science Foundation (DMR-0079992). The authors thank Mr. Daniel M. DiPasquo and Mr. Jason A. Schick for helping in experimental work.     

西藏蛇绿岩的超高压矿物：FeO、Fe、FeSi、Si和SiO2组合及其地球动力学意义

在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的东段，出露罗布莎蛇绿岩块和豆荚状铬铁矿床。从豆荚状铬铁矿石中查明60－70种伴生矿物，其中包含FeO、Fe、FeSi、Si和SiO2组合。根据超高压－高温实验，该组合应形成于地球外核与下地幔之间的D“层，是地球外核的液态铁与镁硅酸盐钙钛矿（MgSiO3)相互化学反应的产物。西藏该超高压矿物组合揭示了蛇绿岩地幔活动可能深达地球外核。罗布莎蛇绿岩的该矿物组合可能是地幔－外地核之间的产物，或者是被对流作用，亦是被起源于D“层的地幔柱活动带到上地幔的。铬铁矿在地幔中结晶，并捕获了该矿物组合。     

靖宇县玄武岩区矿泉水特征组分H2SiO3成因实验——以王大山泉为例

以靖宇县典型泉岩样为实验材料,结合野外实际情况,考虑pH值和CO₂影响因素设计了矿泉水中H₂SiO₃实验,对实验结果进行了化学动力学分析,并利用matlab建立数学模型分析了矿物反应的机理。结果表明:1)仅考虑pH值的情况下:初始pH值近中性(pH=7.25)时,实验溶液中H₂SiO₃释放量较小,反应难以发生;初始pH值为碱性(pH=8.10)时,实验溶液中H₂SiO₃缓慢增加,平均释放速率为3.08 mg/(kg·d)。2)在考虑pH值和CO₂情况下:初始pH值为碱性条件时,通入CO₂能够较快促进H₂SiO₃产生,平均释放速率可由4.29 mg/(kg·d)升高为12.00 mg/(kg·d);初始pH值为弱酸性(pH=6.64)时,实验溶液中H₂SiO₃增加较快,通入CO₂,溶液中H₂SiO₃释放速率稍微增加。3)实验溶液中H₂SiO₃释放规律符合Stanford一阶反应动力学模型。靖宇县矿泉水中H₂SiO₃主要来自偏硅酸矿物(斜长石、镁橄榄石、辉石)的反应。在中性条件下,玄武岩矿物很难反应;在碱性条件时,主要是玄武岩矿物的水解,反应缓慢;在弱酸性条件下,主要是玄武岩矿物与H⁺和CO₂的反应,反应强度较大。     

Significance of an amorphous SiO2 phase in a pseudomorph after coesite enclosed in garnet from ultrahigh‐pressure eclogite,Su–Lu Belt,eastern China

Here, we report the first discovery of an amorphous SiO₂ phase (APSI phase) in a pseudomorph after coesite included in garnet from an ultrahigh‐pressure (UHP) eclogite from the Su–Lu metamorphic belt, eastern China. Using transmission electron microscopy, Raman spectroscopy and selected area electron diffraction, we show that the internal structure of the pseudomorph consists of an APSI phase with nano/submicrocrystalline particles of quartz and a polycrystalline K‐bearing fibrous sheet‐silicate phase (KFSS phase). The APSI phase‐bearing aggregates included in the garnet might have formed by reactions involving a supercritical fluid during exhumation by the following processes: (1) the development of radial cracks within the host garnet by the phase transition of coesite to quartz; (2) the decomposition of a part of the pseudomorph following infiltration of supercritical fluid; (3) the precipitation of the KFSS phase from the fluid phase during subsequent exhumation and cooling, which was likely promoted by a change in the metamorphic fluid from supercritical and/or subcritical to aqueous fluid; and (4) the rapid precipitation of the APSI phase under a metastable (non‐equilibrium) state, such as quenching, during a later stage of the exhumation. Whether the APSI phase generally formed during exhumation and survived widely throughout the Su‐Lu terrane is unknown. However, the presence of the APSI phase in a UHP eclogite provides new insight into the geodynamic phenomena occurring at continental collision zones.     

青藏高原中东部水热体系热储温度Mg2+校正及其热害机理

隧道作为铁路穿越青藏高原中东部水热活动区的重要工程形式,探讨其遭受水热灾害的影响因素在隧道热害研究方面是有必要的。隧道热害预测手段是综合性的,其中水文地球化学方法因易实施、性价比高而被广泛应用。热储温度是水热系统研究的重要参数,热储温度的推算因体系的复杂性很难全面考虑其地球化学作用过程而发生偏差。热储温度的Mg2+校正受热水作用的岩石类型、运移速率和热储构造条件的影响,因此采用Mg2+校正可以辅助分析多类型水热循环机制,据此可对隧道穿越水热体系遭遇的热害特征进行辨识。利用温标平衡理论,构建富Mg体系平衡判定的Na-K-Ca三角图,基于水热体系作用地质背景进行平衡点梳理,探讨青藏高原中东部典型水热体系中Mg2+校正特征与影响因素的关系,对多类型水热循环条件、水岩作用、传热传质机制进行分析、比较,辅助对工程中地热带来的高岩温、热水涌突、围岩裂化等危害的分析。此方法是水文地球化学对工程热害预测的方法性讨论,也能为青藏高原中东部及未来在该区域实施交通干线的热害防控提供理论分析基础。     

X射线荧光光谱法快速分析镁质耐火材料中硅铝铁钛钙镁

采用X射线荧光光谱法快速测定镁质耐火材料（包括原料镁砂及其制品镁砖）中的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、CaO、MgO等6种组分。利用粉末直接压片法制取试样,确定仪器最佳参数,系列标样建立工作曲线,经验系数法对基体效应进行校正。对于主次组分,方法精密度低于5%（n=10）。方法用于实际样品的测定,结果与实验室化学法和其他单位的X射线荧光光谱法相符。方法适用于厂矿企业大批量生产的镁质耐火材料化学组成分析。     

巴西桑托斯盆地高含CO2油气藏类型、特征及成因模式

桑托斯盆地盐下油气藏中CO₂分布广泛,局部摩尔分数极高,给勘探、开发都带来了巨大挑战。通过对典型油气藏解剖分析,并利用流体取样、闪蒸实验测试分析等资料,将盆内油气藏分为3类：类型Ⅰ,含CO₂溶解气的高气油比常规油藏;类型Ⅱ,CO₂气顶+油环型油气藏;类型Ⅲ,（含溶解烃）CO₂气藏。其中类型Ⅰ油藏和类型ⅢCO₂气藏中流体性质均匀、稳定,油-水界面、气-水界面清晰;类型Ⅱ气顶+油环型油气藏流体成分和性质不均匀、不稳定,流体界面复杂。物理热模拟实验表明盆内3种类型油气藏是地层条件下,超临界状态CO₂和烃类有限互溶,动态成藏过程不同阶段的产物。动态成藏过程中,CO₂对烃类进行抽提、萃取,烃类（原油）对CO₂进行溶解,两者相互作用存在一个动态平衡（范围）。烃类和CO₂相对量大小决定了最终的油气藏类型,温-压条件变化和油气藏开发可改变油气藏平衡状态,造成流体相态变化和3类油气藏间的相互转化。