天然条件下的淋滤-浸泡-蒸发模拟实验

国内外很少有人进行风化淋滤模拟实验,即使有也是在实验室循环装置下进行,温度和压力均高于常温和常压,得出的结论往往与实际不符.我们的实验基本是在自然条件下进行的,淋滤用水是大气降水,温度和压力为常温和常压.实验的目的是观察硫化物矿石在自然条件下蒸发、淋滤和浸泡的变化,探讨矿山开采、选冶过程中对环境的影响.实验结果表明,淋滤作用对岩(矿)石影响不大,而蒸发作用对岩(矿)石有极大的破坏,用于蒸发实验的矿石不仅成分变化很大,其颜色、坚韧性和牢固性也都发生了明显的变化.浸泡主要使岩(矿)石的成分发生变化,浸泡液的阳离子浓度随浸泡时间的延长而增加.     

化学作用是干旱地区岩石风化的主要因素——蒸发和淋漓模拟实验

在相同的物理化学(常温、常压、氧化)环境中,用大气降水分别对两块相似的硫化物矿石样品进行蒸发或淋漓实验,模拟干旱地区和潮湿地区的岩矿石风化作用。实验共进行603d。实验结果显示:经蒸发实验的样品无论是硬度、颜色和矿物组成等都发生了明显的变化,而经淋漓实验的样品无论硬度、颜色和矿物成分等基本保持实验前的特征;作蒸发实验浸泡液的pH值先降后升,最后稳定在6.5～7,而作淋漓实验淋漓液的pH先降,然后稳定于5左右,浸泡液的阳离子浓度却比淋漓液的高。实验结果表明蒸发作用比淋漓作用更容易使岩矿石风化。蒸发作用主要是化学反应。所以,这一实验结果向干旱地区主要是物理风化的传统认识提出了的挑战。     

蒸发岩成因理论研究中的几个问题——以云南勐野井钾盐石盐矿床为例

一、概述蒸发岩也称盐岩。各种类型的沉积岩和沉积矿床有其共性,但亦有其各自的特殊性,蒸发岩的特殊性有: 1.缺乏在规模上能与古代蒸发岩(盐类矿床)相比拟的现代蒸发岩沉积区,这就使得在运用现实主义原则上受到了一定限制。2.由于蒸发岩在地表易于风化淋滤,故除干旱地区外,极少见地表露头,这给蒸发岩的研究带来了很大局限性。     

表生风化淋滤作用的演化和为沉积矿床提供矿质能力的研究

作者提出在火山脱气阶段形成强酸性和还原性雨水的风化淋滤条件，在火山间歇期形成饱含CO2气雨水和氧化能力较强的风化淋滤条件下，地史晚期的火山间歇期则形成近似于现代空气雨水的风化淋滤条件。作者用自己设计的模拟实验仪器对多种岩石类型进行了三种大气雨水的风化淋滤模拟实验，计算了元素的带出强度和伴生关系，结合地质情况讨论了雨水pH值的历史演化，风化淋滤作用为沉积矿床提供金属元素的条件，以及风化壳矿床类型的历史演化等问题。     

宁夏清水河上游浅层地下水咸化作用研究

认识干旱区地下咸水的形成机制对水资源管理和规划具有重要意义。在宁夏清水河平原上游采集52组浅层地下水化学样品和8组易溶盐样品,分析了地下水咸化的水文地球化学作用,利用元素质量平衡法计算了各作用对地下水盐分的贡献比率。结果表明：沿径流方向,地下水咸化程度呈增加趋势。咸化作用主要为岩石风化,并具空间分异,在补给区以碳酸盐风化为主,在强径流区硫酸盐风化占优,在弱径流区硫酸盐和岩盐风化共同提供了68%～93%的盐量。随着地下水TDS增加,蒸发岩贡献比率上升,碳酸盐和硅酸盐贡献比率下降。蒸发岩风化是导致浅层地下水咸化的首要因素。     

准噶尔盆地不整合结构模式及半风化岩石的再成岩作用

由于风化剥蚀程度的不均一性及后期水进形成上覆岩石使得不整合纵向可分为三层结构:不整合面之上岩石、风化粘土层和半风化岩石。准噶尔盆地不整合面之上岩石类型主要包括底砾岩、水进砂体与煤层,它们的发育受控于构造运动强度、古气候、古地形及暴露时间,其中底砾岩分布最为广泛,而且孔渗性好,构成流体的良好运移通道。风化粘土层在上覆沉积物压实作用下岩性较致密,是一套良好的封盖层。半风化岩石类型有砂质岩类、泥质岩类和火山岩类,它们均能形成风化淋滤带,改善其孔隙结构,增大储集空间,其中火山岩岩溶作用较强,次生孔隙发育带最厚,砂质岩类次之,泥质岩类较差。     

硼同位素地球化学及其示踪意义

由于硼在自然界中分布较集中，平均丰度底，而且１１Ｂ和１０Ｂ之间质量差大，分馏效应显著，故硼同位素组成可以作为判定硼来源的效示踪剂和指相标志。硼同位素的分馏方式主要有吸附作用，蒸发（沸腾）作用和风化，淋滤作用。温度和ｐＨ是控制硼同位素分馏的重要条件。地壳中的硼为主要有碎屑，陆相蒸发岩和海相蒸发岩，次之为中酸性火山岩（硼丰度很低）。慢源岩和陨石中的硼含量极低。这些岩石中的硼丰度和δγγＢ值标志为我们判     

长江干流水化学成因与风化过程CO2消耗通量解析

长江流域面积巨大,岩性多变,加之三峡大坝等重大水利工程的影响,干流河水的水化学成因存在较大争议。此外,以往研究中流域矿物风化过程的碳汇通量估算一般基于阳离子来源分析,但该算法通常涉及多种矿物端元的参数选取,结果具有不确定性。本次研究对长江干流水化学的时空演变进行了整体分析,并基于上游河水样品HCO₃~-含量的校正与计算,提出了一种计算矿物风化过程碳汇通量的新方法。研究结果表明,蒸发盐溶解、循环盐作用、矿物风化及硫酸盐溶解是控制长江干流河水离子组成的主要水文地球化学作用,而人类活动主要影响了离海距离3 000 km以内河水NO₃~-含量;长江上游干流硅酸盐风化消耗CO₂速率为1.16×10~5 mol/(km~2·a),碳酸盐风化消耗CO₂速率为4.75×10~5 mol/(km~2·a)。本研究有助于加深对长江干流主要水文地球化学作用的认识,丰富和完善碳循环研究理论。     

埋藏环境硫酸盐岩岩溶发育的微生物机理

针对我国广泛分布的碳酸盐-硫酸盐岩混合建造,选择其中的硫酸盐岩作为研究对象,通过室内水-岩和水-岩-细菌两个封闭系统的硫酸盐岩溶蚀模拟实验,模拟了细菌数、温度、时间等因素对反应系统水化学组分的影响,研究了两个系统内的地球化学作用.结果表明,水-岩系统内发生的是硫酸盐岩溶解作用;水-岩-细菌系统内发生了细菌硫酸盐还原作用和细菌硫酸盐还原驱动的硫酸盐岩溶解作用,导致埋藏环境硫酸盐岩岩溶的发育,进而增强了与硫酸盐岩共生的碳酸盐岩的渗透性.研究成果开拓了油气储层古岩溶研究的新思路.      

近中性溶液条件下富镉铅锌矿矿石的风化淋滤实验研究

在近中性溶液条件下对富镉锌矿石进行了风化淋滤实验研究,发现淋滤液中产生大量以石膏为主要成分的沉淀物.淋滤液呈碱性,淋滤出来的Zn、Cd以水溶态和沉淀态形式存在,而以后者为主.淋滤50天后,黄铁矿闪锌矿石中Zn、Cd的淋滤率为0.03％和0.01％,而半氧化闪锌矿石Zn、Cd的淋滤率则高得多,分别0.10％和0.60％.     

长江水系水文地球化学特征及主要离子的化学成因

在分析长江流域76个位点的水化学数据的基础上,运用吉布斯(Gibbs)图、三角图、主成分分析方法研究岩性对长江水表河水中离子化学特征的影响和流域的主要风化过程.结果表明,长江水系的主要离子化学特征受岩石风化作用的影响,其中碳酸盐和蒸发岩矿物对干流水系溶质的贡献率分别为43.6%和37.9%,而对支流水系溶质的贡献率分别为33.1%和39.1%.干流流域内主要的风化反应以白云石和方解石的溶解为主,而支流流域内C1~-/(Na~++K~+)接近1:1,体现出蒸发岩风化的显著特性.Si/K比值较低,表明长江流域内的风化反应是在表生环境中进行的,且产物是富含阳离子的次生矿物.     

富镉铅锌矿矿石的风化淋滤实验研究——以贵州都匀牛角塘铅锌矿为例

0 前言 一般而言,矿石的开采和选冶导致大量硫化物矿石及尾矿暴露于地表,改变了矿石原有的物理和化学状态,黄铁矿等硫化物矿物经风化淋滤作用将产生大量的酸性矿山废水,致使周围水体pH值降低,重金属和硫酸盐浓度严重超标,破坏矿区生态环境[1].     

挤压作用下盐岩流动的三维物理模拟分析

盐岩的流动性在盐构造的研究中一直颇受关注.本文结合物理模拟实验及模型的三维重建技术分析了影响盐岩流动的区域构造挤压位移负载和沉积差异负载两种作用力因素.研究认为,盐岩在构造挤压作用下存在明显的流动变形.在高挤压构造应变背景下(动力应变率约10-13s-1数量级),盐岩的流动变形主要受区域构造挤压的位移负载制约,其次是同...     

苏州岩溶型高岭土矿床的成因及成矿模式

苏州高岭土矿床主要成因特征为：矿化围岩为粘土岩及中，酸性火山岩；矿体的形态及展布受印支风化剥蚀面，岩溶侵蚀起伏面及断裂交汇部，岩溶洞穴的形态等控制；矿石兼具热兴蚀变和岩溶地下水淋滤沉积改造的特点；成矿温度一般低于３５０℃，矿石的氢氧同位素组成反映风化淋滤改造特征明显；矿化蚀变具分带性。依据苏州高岭土的成因特征及其与碳酸盐岩关系密切的成因机制，建立了苏州岩溶型高岭土矿床的理想模式。     

准噶尔盆地西泉地区石炭系火山岩有利储层主控因素研究

准噶尔盆地东部西泉地区石炭系火山岩储层分布受多种因素的控制。通过岩心观察、铸体薄片、物性分析,结合成 像测井及试油资料,对西泉地区石炭系火山岩的孔隙分布特征、主控因素及孔隙演化进行了综合研究。结果表明,石炭系 火山岩的物性高值区主要分布在距石炭系不整合面之下0~50 m、70~115 m 及130~155 m 区域内,有利储层的分布受火山岩 的岩性、风化淋滤作用和构造作用的控制。岩性对储集性能的影响取决于火山岩的喷发强度及岩相类型、岩石的矿物成分 和结构构造以及力学性质;风化淋滤作用主要控制了不整合面之下0~50 m 范围内安山岩和英安岩次生孔隙及有利储层的形 成;构造运动产生的裂缝对不整合之下70~115 m、130~155 m 区域内的火山角砾岩有利储层的形成起主要控制作用。火山 岩储集空间的形成与演化主要经历了同生成岩阶段、表生成岩阶段和埋藏成岩阶段,不同成岩阶段对孔隙的演化具有不同 的影响。     

黔东大田铝土矿(岩)伴生元素分布特征

通过对大田铝土矿矿床钻孔岩芯样品进行地球化学分析,探讨了矿床铝土矿矿石和围岩中的Li、Sc、Ga和稀土元素(REE)的分布特征.大田矿床赋矿层位为二叠系梁山组,研究发现含矿岩系中Li、Ga等元素有一定的富集特征.Li主要聚集在铝含量相对较少的的黏土矿物中,Ga在Al含量较高的土状铝土矿中未发生富集,但在剖面上与Al具有一定的相关性特征,并主要富集于含碎屑块状铝土岩下部,推测其分布形式受矿源岩演化作用的影响,与其它含铝矿物一起向下迁移富集.Sc主要以离子赋存的形式存在,其次为类质同象替代形式.对剖面上REE研究显示,含矿岩系在矿源岩风化淋滤过程中轻稀土元素(LREE)和重稀土元素(HREE)发生了一定程度的分馏,致使铝土矿层显示左倾的配分模式.虽然剖面上的脱硅作用未发育,但去铁作用使得含矿岩系中稀土元素与含铁矿物一起迁移,在底部的铁矿层中发生异常富集.     

苏州阳山高岭土矿床中玻屑、低温热液和蚀变矿物的发现以及对矿床成因的新认识

对苏州市阳东和阳西矿的高岭土成因问题的认识,存在着很大的分歧,主要有风化淋滤、次生淋滤、次生充填溶洞等成矿观点。作者在对该矿床的研究中,观察了大量的薄片及应用其它手段,获得了有关矿体的原岩和成矿作用的一些新证据。作者认为,成矿的原岩是火山碎屑岩、火山岩及少量中性(偏酸性)脉岩,阳西矿及阳东白善岭矿是低温热液蚀变形成的矿床。由于成矿期后的各种表生作用对矿体的改造,引起矿体边缘在矿物组成、矿石类型等方面发生了一些新的变化。     

盘山矿泉水形成机理的实验研究

盘山花岗岩主体是石英二长岩，对其不同风化程度的岩石进行浸泡和淋滤实验，研究水岩作用受作用时间，水动力条件及岩石风化程度等因素对矿泉水化学成分的影响，得出：①水岩作用时间愈长、水流速度愈大则溶质溶出量也愈大，但随着时间增长，溶质溶出速率明显减小；②在时间、流速条件相同时，不同风化程度的岩五溶出量不同，其中半风化岩石溶质溶出量最高；③溶出物质主要有钙、镁、钾、钠、可溶性二氧化硅、锶等。据实验条件下可溶性二氧化硅、锶溶出速率，估算出盘山地区偏硅酸型矿泉水的形成时间约为２６年，锶型矿泉水形成时间约为８年。     

塞拉利昂唐克里里铁矿床地质特征及成因分析

唐克里里铁矿位于西非塞拉利昂共和国北方省的西南部,铁矿主要赋存于苏拉(Sula)山区的Kamabui组绿岩带中,主要岩性自下而上为变超基性火山岩(绿泥岩—滑石片岩)、变基性火山岩(角闪岩)、石英岩和变沉积岩夹条带状铁矿。矿石类型分为上部氧化矿体和下部原生磁铁矿。唐克里里铁矿矿体规模较大,矿化连续、构造简单。下部原生磁铁矿为条带状含铁建造,SiO₂含量较高,为典型的沉积变质铁矿床;上部氧化矿是由原生矿经过长期风化、雨水淋滤作用而形成,氧化后Al₂O₃含量较高,为风化淋滤型铁矿床。     

长江水系水文地球化学特征及主要离子的化学成因

在分析长江流域76个位点的水化学数据的基础上,运用吉布斯(Gibbs)图、三角图、主成分分析方法研究岩性对长江水系河水中离子化学特征的影响和流域的主要风化过程。结果表明,长江水系的主要离子化学特征受岩石风化作用的影响,其中碳酸盐和蒸发岩矿物对干流水系溶质的贡献率分别为43.6%和37.9%,而对支流水系溶质的贡献率分别为33.1%和39.1%。干流流域内主要的风化反应以白云石和方解石的溶解为主,而支流流域内Cl-/(Na++K+)接近1∶1,体现出蒸发岩风化的显著特性。Si/K比值较低,表明长江流域内的风化反应是在表生环境中进行的,且产物是富含阳离子的次生矿物。