蒸发作用与淋滤作用对岩矿石风化影响的模拟实验

风化作用是自然界广泛存在的天然现象,对人类的生活和生存有极大的影响,人们进行了广泛面而又深入的研究.这些研究除进行野外观察和研究外,主要集中于元素的淋滤、溶解和迁移以及动力学机理的实验研究.但是,很少有人进行干旱地区岩石风化模拟实验,更未见到蒸发作用与淋滤作用对岩矿石风化影响对比模拟实验的报道.人们只是根据地干旱地区降雨少、昼夜气温变化大等因素,认为干旱地区岩矿石风化主要是物理风化.最近我们对两块相似的硫化物矿石标本进行了蒸发和淋滤对照的模拟实验.结果表明蒸发作用比淋滤作用更容易使岩矿石风化.蒸发作用主要是化学作用.所以干旱地区的岩矿石风化主要是化学作用,这认识向干旱地区岩矿石主要是物理风化的传统认识提出挑战.     

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。     

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％.     

江西焦里夕卡岩银铅锌钨矿床的矿化夕卡岩分带和流体演化

江西上犹焦里夕卡岩银多金属矿床产于燕山期花岗闪长岩和上寒武统变质砂岩、粉砂岩和结晶灰岩的外接触带。矿床的矿化夕卡岩分带十分明显,自岩体接触带向东和向上,夕卡岩类型、矿物成分和矿石类型依次发生变化,由含白钨矿(伴有银铅锌矿)的钙夕卡岩演变为含银铅锌(钨)矿的锰质夕卡岩。前者主要由钙铝榴石、钙铁辉石、透辉石、硅灰石、萤石和白钨矿等组成;后者则由锰质钙铝榴石、锰铝榴石、锰质钙铁辉石、锰质透辉石、钙蔷薇辉石、锰质符山石和锰质阳起石组成,伴有闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿、辉银矿、自然银和少量白钨矿。流体包裹体研究表明,自岩体接触带往围岩方向,流体的温度呈现逐渐降低、盐度逐渐减小、密度值逐渐变高的演化趋势。其中,含钨钙夕卡岩的均一温度峰值区为420～340℃,盐度(NaCleq)12．7％～8％;含银铅锌锰质夕卡岩的温度峰值区为360～320℃,盐度(NaCleq)11．7％～4．5％;而晚期含矿退化热液阶段石英、萤石等交代矿物的均一温度范围较宽(380～160℃),反映了夕卡岩期后酸性淋滤阶段金属硫化物形成温度。矿化夕卡岩分带是银多金属矿床的重要找矿标志。     

额济纳旗老硐沟氧化-淋滤型金矿床成矿特征

内蒙古额济纳旗老硐沟金矿原生矿化与闪长玢岩脉和似斑状花岗闪长岩株有关.金-多金属矿脉产于蓟县系平头山群白云石大理岩中,主要受近E-W向和NWW向断裂控制.氧化-淋滤型金矿床的形成,乃是原生低品位金矿化和次生淋滤富集两个过程的结果.在目前采深50m的淋滤带中,金多富集在距地表10~30m范围内.氧化矿石的矿物组合为臭葱石+砷菱铅矾+褐铁矿+针铁矿+砷钙锌石+羟砷锌石+自然金+自然银+石英+蛋白石.     

水热综合作用下钙芒硝盐岩强度等参数的衰减规律研究

为了研究钙芒硝盐岩在水热综合作用下强度等参数的衰减规律,通过自行研制的实验装置,模拟了钙芒硝盐岩在30～70℃温度的蒸馏水中的浸泡实验。在浸泡40 d过程中,测试了钙芒硝盐岩的单轴抗压强度、弹性模量、纵波波速、破坏模式等参数,总结了浸水前后钙芒硝盐岩参数随时间、温度的变化规律;通过偏光显微镜对比观察了在浸泡前后钙芒硝盐岩微观结构的变化特征;分析了成分、结构、时间、温度等因素对钙芒硝盐岩强度等参数衰减的影响。研究结果表明：(1)钙芒硝盐岩强度随浸泡时间的增加衰减剧烈。浸泡7 d后,钙芒硝盐岩强度衰减为初始强度的50%～72%。浸泡30～40 d后,钙芒硝盐岩强度衰减至初始强度的10%以下。(2)钙芒硝盐岩在长时间的浸泡过程中,主要是其中的可溶成分的溶解、溶蚀作用导致了钙芒硝盐岩结构的劣化。(3)在实验温度(30～70℃)范围内,钙芒硝等矿物的溶解过程大致经历了溶解度先增大后减小的过程,钙芒硝盐岩强度存在先减小后增大的变化,但在相同浸泡时间下各浸泡温度间强度差值小于初始强度的10%,钙芒硝盐岩强度随浸泡温度(30～70℃)变化不大。论文研究成果深化了盐渍岩土,尤其是钙芒硝盐岩水岩相互作用的...     

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％。     

冲绳海槽浮岩的高温高压纵波速度

对采自冲绳海槽中部海底的浮岩样品和邻近陆地樱岛火山的安山岩样品进行了温度 (常温 - 15 0 0℃ )与压力 (常压 - 2 .4 GPa)实验 ,测得在较低温度 -压力条件下 (<1GPa,<80 0℃ )浮岩样品的纵波速度小于安山岩样品的纵波速度 ,在较高温度 -压力条件下 (>1GPa,>80 0℃ )二者的纵波速度接近一致 (5 .9km /s)。 1GPa/80 0℃是浮岩样品和安山岩样品的热动力相变点 ,推测该点的深度大于 18km。     

陕西略阳张家山金矿成矿作用及Au-Se矿物形成物理化学条件研究

陕西略阳煎茶岭金矿矿集区中的张家山金矿主要由破碎蚀变岩型、角砾岩型和含金石英黄铁矿脉型矿石组成。含金石英-黄铁矿脉型矿石产于断层下盘的石英菱镁岩中。黄铁矿发育富As黄铁矿边,环边受As含量的变化呈现一定的韵律变化,自然金赋存在富As黄铁矿中。在断裂发育形成断层角砾岩的过程中,流体充填破碎石英菱镁岩的裂隙中形成热液矿物,包括硫化物、硒化物以及自然金。石英菱镁岩发生破碎形成的网状裂隙被含金石英-方解石-黄铁矿脉充填。破碎蚀变岩型矿石中,自然金主要分布在含金石英-黄铁矿脉的石英之中或靠近热液脉的菱镁矿或石英间隙。随着大量方解石脉沿裂隙贯入,进一步促进石英菱镁岩的破碎及岩石角砾的分离,形成由石英菱镁岩碎屑、石英和褐铁矿组成的复成分角砾岩,自然金和硒化物呈浸染状分布在角砾岩中。笔者在角砾岩型矿石中发现了灰硒汞矿、直硒镍矿、硒铅矿等硒化物,这些硒化物往往与自然金密切共生。结合矿物组合以及相关化学反应关系,通过热力学计算,构建了该矿床在不同温度条件下的热力学相平衡关系图,限定了硒化物与其他相关矿物稳定存在的物理化学条件。硒化物一般与自然金和石英共生,高的f(Se2)值和f(Se2)/f(S2)比值是控制硒化物形成的关键因素。     

王水溶矿-电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铜铅锌矿石中的铜铅锌元素

使用王水溶矿-电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铜铅锌矿石中的铜铅锌。用国家一级标准物质GBW07233(铜矿石成分分析标准物质)、GBW07236(铅矿石成分分析标准物质)、GBW07237(锌矿石成分分析标准物质)和GBW07286(铜铅锌矿石成分分析标准物质)进行验证,测定值与标准值相符,结果准确可靠。方法操作简单,分析快速,提高了分析大批量样品的工作效率。     

滇东南老寨湾金矿床主微量元素迁移及稀土元素地球化学特征

老寨湾金矿床位于扬子地台西南缘与华夏地块结合部位的南盘江造山褶皱带文山—富宁断褶束西畴拱凹北缘。矿体主要赋存于下泥盆统坡松冲组下段(D_1ps~1)石英砂岩、石英岩,硅化石英细砂岩、石英细砂岩中。本文运用Gresens和Grant提出的蚀变岩成分、体积公式和C_i~0—C_i~A图解法,对老寨湾金矿床岩(矿)石形成过程中主要元素迁移规律进行了研究,结果表明:1)石英砂岩在硅化过程中,SiO_2和As被带入,Au被带出进入流体;在氧化矿形成过程中,SiO_2和Au被带入;而在黄铁矿化矿石形成过程中,As、Au、FeO和Fe_2O_3被带入,SiO_2被带出。2)矿区各类岩(矿)石稀土元素分布模式图均呈右倾型式,为轻稀土富集型;氧化型岩(矿)石、硅化型岩(矿)石和石英砂岩的稀土元素分布型式类似,均表现为负铕异常,无明显的铈异常。3)黄铁矿化型矿石稀土元素分布模式图中样品分为2类:沉积成因和热液成因;沉积成因黄铁矿化型矿石含金低,w(ΣREE)值高,表现为负铕异常;热液成因黄铁矿化型矿石含金较高,w(ΣREE)值低,表现为正铕异常。4)黄铁矿化型矿石w(ΣREE)值明显低于其它几类岩矿石,说明热液型黄铁矿化型矿石的形成可能与矿区辉绿岩脉相关,表现出了深源的特征。     

黔北务正道地区早二叠世铝土矿多期淋滤作用及其控矿意义

通过对黔北务正道地区安场向斜东南翼ZK288-16井中大竹园组铝土矿含矿岩系的沉积学分析,辨别出该口钻井记录下的包括两次准同生淋滤作用及一次后生淋滤作用在内的3次淋滤作用。土状-半土状铝土矿层是记录淋滤作用发生的标志性层位,与下伏岩(矿)层呈现渐变关系,说明土状-半土状铝土矿是由碎屑状或豆鲕状铝土岩(矿)经过淋滤作用转化而来,在此过程中,杂质元素被移除,铝元素相对富集而形成富矿,而碎屑状与豆鲕状铝土矿也经过不同程度的淋滤作用。区域上的钻孔对比表明,区域内这种多期淋滤作用对于提升矿石品质、控制矿层厚度具有重要意义。     

储层条件下CH油田白云岩的电性特征实验研究

本文介绍了常温常压和储层条件的温度、压力下ＣＨ油田３０块白云岩样品的电阻率测量结果。研究岩石电阻率随温度、压力变化的规律,岩石电阻率与孔隙度、含水饱和度、矿化度等因素之间的关系,最后导出在不同状态下白云岩的阿尔奇经验公式。实验结果和经验公式的获得对测井数据解释有一定的参考价值。     

含油气盆地蒸发盐矿物成因类型及其地质意义*

中国是一个多盐湖国家,然而盐湖研究主要集中于分析湖水化学性质、盐类物质来源和盐矿资源开发等,对盐类矿物沉积特征和埋藏成岩改造研究较少,造成从蒸发岩角度去理解古代盐湖盆地的油气富集规律较为困难。在广泛阅读国内外大型盐湖文献的基础上,笔者介绍了盐湖分类方案和蒸发岩中盐类矿物的主要成因类型,并总结了中国陆相含油气盆地中常见的硫酸盐、氯化物、含钠碳酸盐和硼酸盐的沉积—成岩过程及其古环境和古气候意义。同时,尝试利用盐湖沉积最新研究成果去探讨中国含油气盆地蒸发岩研究中存在争议或值得关注的问题,得出: (1)深部热液可为湖泊输送大量元素离子,但要在湖泊环境下富集大量蒸发岩,则(半)干旱气候和蒸发浓缩作用是前提条件;(2)易溶蒸发岩(如石盐)在沉积中心单层厚度大,而在斜坡—边缘区缺失,这是季节性气温变化和温跃层浮动引发“中心聚集效应”的结果;(3)温度可影响蒸发岩中盐类矿物溶解度、晶体结构形态和发育深度,而部分无水盐类矿物在常温常压下却无法结晶,这一现象可用来指示古地温和地层埋藏史;(4)碳酸盐型盐湖中的Na-碳酸盐种类可指示大气CO₂浓度和古温度。     

含油气盆地蒸发盐矿物成因类型及其地质意义*

中国是一个多盐湖国家,然而盐湖研究主要集中于分析湖水化学性质、盐类物质来源和盐矿资源开发等,对盐类矿物沉积特征和埋藏成岩改造研究较少,造成从蒸发岩角度去理解古代盐湖盆地的油气富集规律较为困难。在广泛阅读国内外大型盐湖文献的基础上,笔者介绍了盐湖分类方案和蒸发岩中盐类矿物的主要成因类型,并总结了中国陆相含油气盆地中常见的硫酸盐、氯化物、含钠碳酸盐和硼酸盐的沉积—成岩过程及其古环境和古气候意义。同时,尝试利用盐湖沉积最新研究成果去探讨中国含油气盆地蒸发岩研究中存在争议或值得关注的问题,得出: (1)深部热液可为湖泊输送大量元素离子,但要在湖泊环境下富集大量蒸发岩,则(半)干旱气候和蒸发浓缩作用是前提条件;(2)易溶蒸发岩(如石盐)在沉积中心单层厚度大,而在斜坡—边缘区缺失,这是季节性气温变化和温跃层浮动引发“中心聚集效应”的结果;(3)温度可影响蒸发岩中盐类矿物溶解度、晶体结构形态和发育深度,而部分无水盐类矿物在常温常压下却无法结晶,这一现象可用来指示古地温和地层埋藏史;(4)碳酸盐型盐湖中的Na-碳酸盐种类可指示大气CO₂浓度和古温度。     

浸泡与否对岩矿石密度测定的影响

岩石密度测定是获取准确密度值的重要手段,同时密度也是对重力测量结果进行地形校正和中间层校正不可缺少的参数.密度测定精度越高,利用其进行地质解译的精度也越高,但不同版本的测定规范对岩石密度测定前是否需要浸泡处理存在分歧.本文以白云鄂博矿区12种岩(矿)石标本为例,对比浸泡前后的密度变化,得出除云母型铁矿石外,浸泡后的岩石...     

西藏尕尔穷铜金矿床矿石特征及成因意义

通过野外地质调查、镜下鉴定、扫描电镜、电子探针、流体包裹体测温等方法和手段,对尕尔穷铜金矿的矿石组构、矿物成分、成矿温度、成矿期及成矿阶段进行了研究。结果表明,矿石成分以氧化物、硫化物及硫盐矿物为主,自然元素矿物、金-银系列互化物次之,发现了自然元素矿物自然铁、自然铋和铜锌合金矿物,工业铋矿物-辉铋矿。矿石具块状、浸染状、细脉浸染状构造,以结晶结构、交代结构为主。成矿温度以高—中温为主。含矿岩体锆石U-Pb年龄为83.2-87.1 Ma,辉钼矿Re-Os模式年龄为86.87-87.29 Ma。与成矿有关的围岩蚀变主要为夕卡岩化、硅化。成矿过程具多期多阶段的特点,其中岩浆期后热液交代作用是主要的成矿作用。矿床成因类型为岩浆期后热液接触交代作用形成的夕卡岩型铜金矿床。     

实验分析莺歌海盆地细、粉砂储层异常高孔隙成因

莺歌海盆地富泥质粉砂岩、细砂岩储层存在大量异常高孔隙,快速沉积、泥流体底辟活动及高地温背景等形成的各类温压体系,以及溶蚀作用的影响,形成异常高孔隙因素多样且复杂。利用常温常压、高温高压、高温常压等不同温压体系的样品,模拟地层条件进行单一因素变温(室温至150℃)、变压(5 MPa至50 MPa)、不同流体介质(浓度分别为3.5%,6.7%,各类离子浓度与储层地层水相当)的充注实验,通过孔渗变化情况观察,进行储层敏感性特征、成因与储层改造程度及成因分析。在变温试验中,温度较低的条件下,随着温度增加渗透率明显增加,温度超过80℃后,增幅开始减小,甚至出现渗透率降低,通过改变压力,除单个样品外,其余样品渗透率随压力变化范围均小于15%,压力对渗透率的改变同样具有不可恢复性。高温高压系统下的样品物理改造更为突出,孔隙度变化在2%~10%,常温常压系统下样品物性变化不明显,但是化学不稳定性更强。高温饱和CO2流体充注实验显示,酸性流体化学改造明显增强,试验后样品可见有溶蚀的痕迹。结合本区地质背景分析认为底辟流体在上涌过程中既存在孔隙的物理形态的改造,也存在改变矿物的转化和进行酸性溶蚀的化学改造,而储层易改造性也由于这两方面6大条件明显增强,形成了本区不同温压体系下的高孔渗储层。     

哈密延东铜矿床地质和地球化学特征

土屋-延东是东天山发现的最大铜多金属矿田,延东铜矿是该矿田主要产铜区.延东铜矿主要矿石类型有两类:闪长玢岩中浸染状矿石和斜长花岗斑岩中细脉浸染状、块状矿石;围岩蚀变主要为绢英岩化、绿泥石-黑云母化和青磐岩化,蚀变分带不明显.成矿流体包裹体研究表明,成矿流体温度较低(均一温度为110℃~240℃),盐度变化较大(0.68%~52.5%),成矿流体组成具多源性,CH4占很大比例,以富含有机质成分为特征.氢、氧同位素组成表明,早期成矿流体以岩浆水为主,晚期为上升岩浆流体与地层中大气降水混合产物.含矿斜长花岗斑岩体SIMS锆石U-Pb年龄为(338.3±1.4)Ma,含矿岩体形成时限为早石炭世.     

黔北马鬃岭铝土矿床含矿岩系地质特征及形成环境分析

通过对含矿岩系的岩性、岩(矿)石结构构造、化学组成、矿物组成等的研究,认为:含矿岩系的岩性组合规律性强。底部为深色含绿泥石铝质泥岩,之上为浅色铝质泥岩。中部为以一水硬铝石为主的豆鲕-碎屑-蜂窝状-半土状铝土矿,中上部为以勃姆石为主的致密块状铝土矿,顶部为以勃姆石为主的豆状、碎屑状铝土岩(矿)。铝土矿石的形成,是成矿母质经历了风化氧化、剥蚀、搬运、沉积、暴露淋滤,最终形成现在的铝土矿。含矿岩系底部含绿泥石铝质泥岩形成于过渡相的半咸水环境,中部及上部铝土矿(岩)形成于陆相湖泊环境。含矿岩系中的硫铁矿是沉积后的实成岩过程中,流体带入的硫,与岩(矿)石中的氧化铁反应,在孔隙处沉淀而成。