中国岩矿分析测试研究进展与展望(2011-2020)

本文回顾并综述了2011-2020年间我国在岩石与矿物分析测试领域的主要研究进展,包括元素含量分析、放射性成因同位素和非传统稳定同位素分析、地质样品前处理技术、岩矿标准物质研制和定值、主流分析仪器及关键部件研发等.近十年来,我国学者在上述领域取得了大量原创性研究成果,开发出部分达到国际领先水平的岩矿分析新技术和新方法,...     

CH4-H2O体系流体包裹体拉曼光谱定量分析和计算方法

CH4—H2O体系流体包裹体研究对含油气盆地流体分析和成矿流体研究都有重要的意义。本文详细介绍了H2O、CH4和CH4—H2O体系的拉曼光谱特征及分子作用,分析了CH4—H2O体系热力学特征,同时对CH4—H2O体系流体包裹体拉曼光谱定量分析和计算的方法及步骤进行了叙述。利用人工合成流体包裹体建立甲烷浓度与拉曼特征峰面积比值之间的校正曲线是实现CH4—H2O体系流体包裹体定量分析的基础。盐度对包裹体定量分析的影响最为显著,在恒定甲烷浓度下,甲烷与水的拉曼峰面积比值随着盐度增加而减少。对于流体包裹体封闭体系,随温度升高,液相甲烷浓度增大。校正曲线必须包含对温度和盐度的校正。石英主矿物性质和方位对甲烷浓度定量分析的影响可以忽略。实验研究表明,原位拉曼光谱技术是准确获取流体包裹体中甲烷水合物生成条件的一种有效方法。因此,基于拉曼光谱分析和显微测温分析结果,采用热力学模型可以定量计算CH4—H2O体系流体包裹体的相关参数。     

桑树坪矿煤与瓦斯突出点预测敏感指标研究

煤与瓦斯突出是一种极其复杂的动力现象,准确预测煤与瓦斯突出对煤矿安全生产尤为重要。根据井下实测的大量数据,采用现场数据统计分析并结合数值分析研究,确定了韩城桑树坪煤矿煤与瓦斯突出点预测的敏感指标是钻屑解吸指标K1,而钻屑量指标S_max和瓦斯涌出初速度指标q在研究区敏感性不明显。     

陕西胥家村黄土滑坡风险定量分析

单体滑坡风险定量分析是风险评估的重要途径。为了探索单体滑坡风险定量评估方法,以陕西西安胥家村滑坡为例,在野外调查、室内分析测试和滑坡稳定性计算的基础上,利用可靠度方法,计算一般和强降雨2种工况条件下胥家村滑坡发生的概率;利用定量评价方法,分析各类承灾体在滑坡作用下的易损性;然后利用国际通用的单体滑坡风险计算公式,计算胥家村滑坡财产损失和人员伤亡的总风险值,定量评估滑坡的潜在威胁。研究表明,一般工况下,财产总风险为15.4万元,人员总风险为1.3人;强降雨工况下,胥家村滑坡的失稳概率成倍增加,相应的财产和人员风险也成倍增加,财产的总风险达到95.8万元,人员总风险为8.3人。     

钻井参数定量分析方法

钻井参数定量分析方法地矿部探矿工艺研究所周策，汪光宅过去，我们在研究钻压、泵压、泵量、扭矩等参数的选择时，往往采用类比的方法进行定性分析，而给不出一种定量的研究方法，很多采用泵压、泵量、钻压等来报信的钻具，往往从表头只知其开始与工作时的表头值，而其参...     

电子探针能谱矿物定量分析

文章以不同类型矿物作为分析实例,说明电子探针能谱仪和谱仪在矿物分析中的作用。实验表明使用能谱各类矿物主元素进行定量分析,既满足精密要求又能缩短分析时间,提高工效约２０倍,对能谱用于定量分析过程中的若干技术问题进行了讨论,以期获得最佳精密度的分析结果。     

沁水盆地地层剥蚀量研究

[摘 要]沁水盆地自晚三叠世以来不断抬升,遭受了多次剥蚀,但其累积剥蚀量一直悬而未决,对盆地模拟和资源评价产生了不良影响。本文在沁水盆地沉积-构造演化史、热演化史研究的基础上,根据野外露头和钻井资料,以镜质体反射率反演方法为主,辅以声波时差法和构造剖面法,较为准确地确定了沁水盆地中新生代以来的累积地层剥蚀量。研究表明,沁水盆地石炭-二叠系煤层在燕山运动时期遭受最高地温,其后回返抬升并伴有地温梯度下降。参照济阳坳陷连续沉积剖面建立了镜质体反射率与深度关系,经地温梯度校正后,计算出了沁水盆地石炭-二叠系最大埋深,从而得到其此后抬升过程中的累积剥蚀量,经与声波时差法、构造剖面法计算结果对比,三者计算结果较为符合。研究结果表明,晚三叠世以来沁水盆地累积地层剥蚀量在1400～3300m之间,其中盆地中部剥蚀量较少,一般小于2500m,盆地边缘剥蚀量较大,可达3000m以上。主要剥蚀时期为晚白垩世至新近纪,地层剥蚀量可达2000m以上;其次为晚三叠世至早侏罗世,地层剥蚀量一般小于1000m。     

上新世红土微观结构参数与渗透系数的变化关系研究

新近系上新世（N₂）红土是实现我国西北地区保水采煤和生态环境保护的关键隔水层,研究红土的微观结构有利于分析其渗透性变化的内在机理。文章利用Matlab对不同渗透系数的N2红土的SEM图像进行了预处理和二值化分割,提取孔隙轮廓,得到其孔隙大小、排列、形态和类型等微观特征,并分析了红土的灰度熵、平均孔径、扁圆度、分布分维和概率熵等孔隙微观结构参数与渗透系数之间的关系。结果表明:图像灰度熵与渗透系数之间无明显变化规律,灰度熵在0.88~0.92之间;平均孔径在2.7~3.7μm之间,渗透系数随平均孔径的增加呈指数型增加;对孔隙大小按照微孔隙（<1μm）、小孔隙（1~4μm）、中孔隙（4~16μm）、大孔隙（> 16μm） 4组进行分类,发现小孔隙的数量最多,约占总孔隙数的50%以上,中孔隙和大孔隙的面积约占总孔隙面积的80%以上,渗透系数的增大主要与中孔隙和大孔隙有关;孔隙扁圆度在0.54~0.57之间,形状系数在0.63~0.75之间,孔隙主要呈扁椭圆状,渗透系数随扁圆度的增加呈指数型缓慢减小,随形状系数的增加呈线性减小;孔隙的分布分维数在1.00~1.40之间,随着分布分维的增加,孔隙由大变小,渗透系数随之呈指数型减小;不同土样的概率熵在0.97~0.99之间,孔隙缺乏明显定向性。     

利用微区XRF技术测定地质样品中元素含量研究

微区XRF是新兴的固体样品表面元素半定量分析技术,由于缺少同类基质标样和仪器参数整体优化方案等问题,使得该技术在定量分析方面的研究较少.本研究利用微区XR F技术对黄铁矿地质标样硫、铁元素进行检测,探讨了真空度、驻留时间、检测器频率、X射线功率等仪器参数对非标定量准确度的影响,结果显示了真空度和X射线功率是影响检测准确...     

砂土正交组构幅值参量的定量分析

基于砂土细观组构描述理论,定义了新的正交各向异性幅值参量,用Toyoura砂细观试验做验证分析。非球形颗粒随机空间排列自然形成了砂土的正交各向异性,用两个独立变化的角度定量描述颗粒长轴在3个正交面上的方向分量,基于非球形颗粒随机排列的组构描述理论,分别定义了3个正交面上各向异性幅值参量的表达式。该表达式用数学概率统计的方法,将颗粒的离散特性转化为组构在平面上的可测参量,随着细观颗粒几何、物理特性的变化,3个表达式可以用于描述材料的各向同性、横观各向同性和正交各向异性。Toyoura砂细观试验分析表明,3个幅值参量能较好地反映3个正交面上幅值参量的变化规律,可为砂土细观组构的定量检测提供更为灵活的方法,而且3个各向异性都具有清晰物理意义。