甲烷被黑云母氧化形成二氧化碳的实验研究与意义

CH4和CO2是岩浆热液系统中的重要挥发组分，两者之间的转换机制是一个重要的科学问题，在碳循环和流体作用等诸多方面都具有重要意义。例如在成矿过程中，CH4和CO2的加入会改变成矿流体性质，CO2还能缓冲流体pH，对成矿元素的迁移和沉淀富集有重要影响。前人通过研究瑞士阿尔卑斯山中部石炭纪、二叠纪、三叠纪地层裂隙石英中的流体包裹体发现，在较高温度条件下，黑云母的绿泥石化能将CH4氧化生成CO2，然而缺少相关的实验地球化学证据。因此，本项研究选择黑云母作为氧化剂开展了CH4的氧化实验研究。通过对黑云母- 甲烷- 水体系、黑云母- 碳化铝- 水体系以及甲烷- 水体系的实验研究发现，证实了黑云母能够将CH4氧化为CO2，起始反应温度约150℃，远低于地质研究结果。对于黑云母- 甲烷- 水体系和甲烷- 水体系实验，采用熔融毛细硅管作为反应腔，而对于黑云母- 碳化铝- 水体系实验，则采用粗石英管作为反应腔。对反应后黑云母残片的能谱分析表明，变价元素Fe含量大量降低，表明黑云母中三价Fe作为氧化剂参与了反应。这一结果为地质系统中黑云母等铁锰暗色矿物在中低温条件下氧化CH4形成CO2提供了实验和理论支撑。而CH4向CO2的转变过程，将改变热液流体的性质，有利于富CO2成矿流体的形成，对金属矿床形成具有重要意义。     

含CO2盐水流体包裹体摩尔体积和组分求解新方法

借鉴Parry(1986)方法的思路, 提出求解含CO₂盐水流体包裹体摩尔体积和组分(V_m-X)的新方法. 新方法以实测包裹体气-液相CO₂部分均一温度及均一方式(T_h,CO₂), 包裹体盐度(S)和包裹体完全均一温度(T_h)为原始数据, 构建了含X_CO2、X_NaCl、V_m及F(包裹体气-液相CO₂部分均一时CO₂相的充填度)四个未知量的四个关联方程. 通过解四个方程构成的方程组, 求取包裹体的V_m-X值. 前三个方程为X_CO2、X_NaCl和V_m的数学表达式, 它们只与T_h,CO₂、S和F相关, 其简化的形式可表示为: ; ; . 第四个方程为包裹体完全均一时X_CO2、X_NaCl、V_m和T_h间的热力学关系式, 简化形式为: . 解方程组要使用迭代求解法, 过程如下: 先给定F值代入前三个方程, 可分别求得X_CO2、X_NaCl和一个摩尔体积值V_m1, 然后把求得的X_CO2、X_NaCl代入方程f₄ 求出另一个摩尔体积值V_m2, 当V_m1＝V_m2, V_m1(V_m2)、F、X_CO2和X_NaCl即为整个方程组的解, 如符合地质意义, 即求得了包裹体的V_m-X值. 与Parry(1986)方法相比, 该方法更易于使用, 对X_CO2的求解也更精确. 新方法适用于求解CO₂气-液相部分均一时, 温度高于笼合物熔化温度, 且不含固相石盐的含CO₂盐水体系流体包裹体.     

便携式X荧光光谱(PXRF)测定法在农田土壤重金属分析中的应用

目前,土壤环境调查工作中重金属的检测方法,主要有原子荧光光度法(AFS)、原子吸收光谱法(AAS)和等离子发射光谱法(ICP)等[1,2].然而,这些方法分析重金属时,需经过王水消化[3]或者混酸分解[4]等前处理,过程复杂,周期长,测试费用高,并且对测试人员的身体健康有潜在威胁.     

井场边坡稳定性评价及工程处治方案

乐山市境内某井场平整形成填方边坡.边坡坡脚井场污水池开挖中,临空面和边坡支挡工程均出现变形破坏.根据变形破坏的分布规律,从场地地形、建筑物分布、边坡特征和原始坡体物质结构方面,分析该边坡变形机理,评价其稳定性影响因素.并采用极限平衡法对边坡的稳定性及下滑推力进行计算.在此基础上,针对性地提出该边坡的工程处治方案,保证后期井场及污水池的作业安全.     

玄武质火山机构火山岩的储集性能分析——来自福建漳州牛头山古火山机构的类比研究

火山岩作为特殊的油气储集岩类型,在国内外均有成功的勘探和开发实例。然而因其规模和储量相对较小,储集空间和成藏系统较为复杂,研究工作起步较晚。鉴于前人研究多依赖于钻井岩芯描述和测井数据分析,为了获得岩石孔隙和各类裂缝在古火山机构中的空间分布规律,本文对福建漳州牛头山玄武质火山岩进行了野外调查和岩石物性分析。牛头山古火山历经四期喷发,地表可见四层喷溢相玄武岩层和两处火山颈相岩石出露。喷溢相玄武质火山岩的孔隙度变化较大,从5.34%到23.73%间不等,但渗透率均较低（平均值为0.173×10-3μm2）。火山机构中节理和裂缝较为发育,除火山颈相的柱状节理、火山喷溢相的爆炸缝、冷凝节理外,熔岩/下伏地层接触热变质成因的高孔带、幔源包体裂缝和爆炸孔以及后期形成的构造裂缝、风化破碎带等均有着重要的意义,这些面型单元构成了贯通整个火山机构的空间网络,使古火山机构的储集潜力不容忽视。     

安装有防屈曲支撑建筑的地震模拟与经济性分析

结合防屈曲支撑拟静力实验的研究成果,用ABAQUS有限元软件模拟一栋建筑的地震反应。比较原设计结构与减少梁柱面积但安装有防屈曲支撑的减缩结构这2种方案下的地震响应,使两者的层间位移角相近并满足规范要求,进而做经济性对比。结果表明,防屈曲支撑可以有效地减小结构地震响应,并且先于梁柱破坏,保护主体结构安全;安装防屈曲支撑的结构在满足设计要求的同时,还可以节省建筑成本,缩短施工工期。     

白云石与富硅流体的水—岩反应实验及其储层地质意义

含硅热液是影响深层白云岩储层的一种重要的流体类型,其如何与白云岩相互作用以及能否促使深层有效白云岩储层发育,是当前流体地质学与碳酸盐储层地质学研究需要进一步揭示的科学问题。本文以CaMg(CO_3)_2—SiO_2—H_2O体系为例,应用熔融毛细硅管合成包裹体技术和原位激光拉曼光谱分析技术,结合淬火微区X衍射、扫描电镜观察及能谱分析等手段,研究了富硅流体与白云石的水岩反应机理。结果表明,白云石与富硅流体在100℃以上即可发生脱碳反应产生CO_2,200℃时的反应机理为:3CaMg(CO_3)_2(白云石)+4SiO_2+H_2O=Mg_3(Si_4O_(10))(OH)_2(滑石)+3CaCO_3+3CO_2。据此,认为滑石这类富镁硅酸盐矿物可以作为白云岩储层含硅热流体作用的证据。深部富硅热液沿断裂向上运移,与白云岩反应后沉淀滑石等富镁硅酸盐矿物,继而导致储集空间的减少,但是气相产物CO_2是重要的酸性气体,可以在合适的地质条件下溶蚀碳酸盐矿物,有利于深埋条件下储集空间的形成与保存。     

云南东川地区昆阳群黑山组凝灰岩锆石SHRIMP U—Pb年龄及其地层学意义

云南东川地区昆阳群的形成时代及地层层序一直令人关注,已获得的一些数据虽然具有参考意义,但高质量的SHRIMP定年还很缺乏。在东川地区昆阳群黑山组中上段发育的近180m厚的具有地层意义的晶屑、岩屑凝灰岩中采集样品D0202一件,选出锆石百余粒,获得SHRIMPU-Pb加权平均年龄为（1503±17）Ma。样品D0202的锆石Th／U大于0．48,并具清晰的振荡环带结构,均为岩浆成因的锆石,表明黑山组形成于中元古代早期。这一年龄表明昆阳群的形成时代至少大于1500Ma,为准确地标定昆阳群的时代和层序提供了新的参考依据。     

玲珑金矿田不同级别构造控矿特征

在我国著名的胶东玲珑金矿田中，发育有众多的断裂构造，这些断裂构造具有明显的主次之分，并对金矿化起着不同的控制作用。其中，破头青断裂为一级控矿构造，它控制了整个金矿田矿脉的空间分布、矿化类型、矿物组合以及矿化深度的规律性变化。玲珑断裂为二级控矿构造，它控制了次级矿脉的富矿段，导致矿脉的斜列及走向变化，其产状对两侧次级矿脉的赋矿标高产生一定的制约。矿田内其他NE—NEE方向的众多断裂为三级控矿构造，它控制了矿体的产出位置、形态、产状等。     

不同饱和度土层分界面上剪切波的反射与透射

基于多相孔隙介质弹性理论,给出了非饱和土中不同弹性波的传播方程。根据分界面上的边界条件,建立了各势函数波幅值之间的关系式,讨论了入射剪切波在不同饱和度土层分界面上的反射与透射问题。在无限空间非饱和土体中存在3种压缩波和1种剪切波,因此,当剪切波传播到不同饱和度的非饱和土层分界面上将分别在上、下土层激发产生4种反射波和4种透射波。推导出不同反射波和透射波的振幅比例系数和能量比例系数的理论表达式,并且在此基础上进行数值分析。在数值算例中分别研究了各反射波与透射波的能量比例系数（即能量反射率和能量透射率）受入射频率、入射角度以及上、下土层土体饱和度变化的影响情况。计算结果表明：各能量反射率和能量透射率不仅与入射角和入射频率有关,而且其受上、下土层饱和度变化的影响也同样不能忽视。