方解石在不同水环境中的溶解与沉淀作用

方解石的溶解与沉淀是各种岩溶地质作用的基础,但对其在不同水环境条件下的溶解过程和溶解度有待深入研究。文章通过实验研究了天然方解石(CaCO₃)在不同水环境中的溶解作用。结果表明,方解石在纯净水、空气饱和水、CO₂饱和水、初始pH=3的溶液和初始pH=9的溶液中溶解时,Ca浓度随着溶解时间的增加呈现缓慢升高并趋于稳定,在溶解4 080 h后达到0.4444～0.4696 mmol·L^-1、0.402 0～0.415 4 mmol·L^-1、0.573 9-0.659 7 mmol·L^-1、1.098 1 mmol·L^-1和0.448 9 mmol·L^-1;方解石(CaCO₃)在纯净水中溶解时溶度积(K_sp)为10^-8.48±0.08～10^-8.48±0.13,吉布斯生成自由能ΔG_f^o[CaCO₃     

吉林省磐石市中立区方解石矿地质特征及工业指标评价

吉林省磐石市中立区方解石矿试验区勘查面积2.73 km²。圈出1条方解石矿体,矿体形态呈厚层状,平均品位CaO:54.31%,白度：86.74%,作者根据方解石矿的性质、工业指标、品级划分以及矿体连续性评价等几方面特点,对吉林省磐石市中立区方解石矿进行分析,对方解石矿床开发进行初步探讨,供今后的找矿工作者借鉴参考。     

内蒙古东胜地区砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素特征和成因模型

砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成对研究成矿机制具有重要的理论和实践意义。前人在成矿流体来源定性判断方面做了大量的研究工作,但缺乏对成矿混合流体的组分特征及相关参数的定量认识。根据内蒙古东胜地区东南部皂火壕和西北部纳岭沟铀矿床赋矿地层直罗组方解石胶结物C、O同位素组成特征,建立了渗出热卤水和渗入地层水两种不同流体混合生成方解石胶结物C、O同位素组成定量成因模型,并研究了两种流体来源、溶解碳的浓度比、流体比例以及热液温度等综合因素。除少数样品方解石胶结物为地层沉积时形成外,大部分方解石胶结物是热卤水与地层水两种流体混合作用的结果,古生界有机酸脱羧作用导致热卤水中富含CO_2。东胜地区砂岩型铀矿成矿流体地层水与热卤水比例为0.5～0.9,地层水所占的比例较大;热卤水与地层水溶解碳浓度比主要范围为1.5～5.0,部分大于10.0,热卤水中溶解碳浓度较高,是富含CO_2的流体。混合流体温度分为两个主要范围55～80℃、90～140℃,结合古盐度和盐度指数反演,表明成矿流体为有机与无机混合成因的低温热液流体。用砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成,可定量模拟两种流体溶解碳浓度比、流体比例和方解石形成时温度等流体成矿条件,解释碳酸盐胶结物成因,以便从成矿流体角度更好地理解成矿作用过程。     

内蒙古东胜地区砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素特征和成因模型

砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成对研究成矿机制具有重要的理论和实践意义。前人在成矿流体来源定性判断方面做了大量的研究工作,但缺乏对成矿混合流体的组分特征及相关参数的定量认识。根据内蒙古东胜地区东南部皂火壕和西北部纳岭沟铀矿床赋矿地层直罗组方解石胶结物C、O同位素组成特征,建立了渗出热卤水和渗入地层水两种不同流体混合生成方解石胶结物C、O同位素组成定量成因模型,并研究了两种流体来源、溶解碳的浓度比、流体比例以及热液温度等综合因素。除少数样品方解石胶结物为地层沉积时形成外,大部分方解石胶结物是热卤水与地层水两种流体混合作用的结果,古生界有机酸脱羧作用导致热卤水中富含CO2。东胜地区砂岩型铀矿成矿流体地层水与热卤水比例为0.5~0.9,地层水所占的比例较大;热卤水与地层水溶解碳浓度比主要范围为1.5~5.0,部分大于10.0,热卤水中溶解碳浓度较高,是富含CO2的流体。混合流体温度分为两个主要范围55~80℃、90~140℃,结合古盐度和盐度指数反演,表明成矿流体为有机与无机混合成因的低温热液流体。用砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成,可定量模拟两种流体溶解碳浓度比、流体比例和方解石形成时温度等流体成矿条件,解释碳酸盐胶结物成因,以便从成矿流体角度更好地理解成矿作用过程。     

西伯利亚雅库特金伯利岩中四颗古老锆石巨晶的微量元素和Hf同位素特征——对区分金伯利岩中锆石巨晶的启示

金伯利岩中的锆石按照颗粒大小可以分为细粒锆石（一般小于200μm）和巨晶锆石（一般大于500μm）。前人的研究结果显示在金伯利岩中粒径较大的巨晶锆石的U-Pb体系在高温的地幔中一直保持着开放状态,直到寄主金伯利岩浆的喷发才使地幔锆石的U-Pb体系封闭,因此这些巨晶锆石是确定金伯利岩年龄的重要矿物之一。然而,近年来的研究表明,金伯利岩中还存在一些时代远老于金伯利岩年龄的锆石,也具有较大的粒径（以下称古老锆石巨晶）。它们的存在无疑影响了利用锆石U-Pb方法确定金伯利岩年龄的准确性。本文以西伯利亚雅库特（Yakutia）金伯利岩省中的四颗古老锆石巨晶为研究对象,通过形态学、年代学、微量元素和Hf同位素组成,讨论古老锆石巨晶的来源。同时,我们统计和对比了全球多个金伯利岩中能够确定金伯利岩年龄的锆石和古老锆石巨晶的形态学、U、Th含量和微量元素组成、Hf-O同位素等特征。研究结果显示,金伯利岩中的古老锆石巨晶的t_DM年龄和O同位素组成与可以用来确定金伯利岩年龄的锆石巨晶具有明显的差别。这些手段在未来的研究中可以用来区分可确定金伯利岩年龄的锆石巨晶和古老的锆石巨晶。     

塔河油田中下奥陶统储层裂缝方解石脉U-Pb同位素年龄及油气地质意义

塔河油田中下奥陶统碳酸盐岩储层在构造活动的作用下发育多期方解石脉体,为研究储层流体演化和油气成藏过程提供了重要素材.通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光和微区元素分析在塔河油田中下奥陶统碳酸盐岩储层中识别出3期裂缝方解石脉体,3期脉体在阴极发光颜色、稀土元素、碳氧锶同位素以及形成时间方面都存在差异.采用激光原位方解石U-Pb定年技术确定3期方解石脉形成的绝对年龄分别为466±11 Ma~458.6±8.8 Ma、329.7±1.6 Ma~308.1±4.1 Ma和249.3±2.6 Ma~220.5±7.3 Ma.第2期和第3期方解石成脉流体主要来源于深部地层成岩流体,并伴有成烃流体的影响.第3期方解石脉的成脉流体可能还有壳源锶的输入,导致其87Sr/86Sr比值高于第2期方解石脉.方解石脉体的绝对年龄可以用于约束多旋回叠合盆地断裂活动和油气成藏时间.在塔河油田中下奥陶统碳酸盐岩储层中识别的3期方解石脉体形成时间分别对应于加里东中期Ⅰ幕、海西中期Ⅰ~Ⅱ幕和海西晚—印支期构造运动造成的断裂活动时间.方解石脉体与烃类流体包裹体的共生关系指示中下奥陶统储层在海西中期Ⅱ幕发生过一期原油充注,在印支期之后又存在两期原油充注.      

四川盆地大气层中矿物颗粒-甲苯-Cr3+耦合规律模拟研究

四川盆地大气层具有湿度高和流通性弱的特征,冬春低温季节易形成雾霾。本文着重构建了低温高湿条件下的石英、方解石纳米颗粒与甲苯、Cr~(3+)共存体系,系统测试了石英、方解石颗粒与甲苯、Cr~(3+)耦合前后Zeta电位值、胶体粒径及团聚形态、亲疏水性的变化趋势,以模拟研究四川盆地低温高湿静稳大气环境中矿物颗粒、有机物、重金属离子之间的耦合作用规律。研究发现:甲苯、Cr~(3+)与石英、方解石之间存在显著的成键耦合作用,甲苯、Cr~(3+)存在时会大幅度降低高湿度环境中石英、方解石颗粒的Zeta电位值,增大两种矿物颗粒在低温条件下的活跃度; Cr~(3+)可通过静电作用力,促使石英、方解石颗粒在高湿度环境中形成粒径更大的团聚状胶体;甲苯吸附在石英和方解石颗粒表面会增强其疏水性,减弱高湿度水分对矿物胶体稳定性的侵扰。上述有关石英/方解石颗粒、甲苯、Cr~(3+)在低温高湿条件下的界面成键耦合作用规律发现,对理解四川盆地雾霾形成机制有积极的启发意义。     

白云鄂博碳酸岩的方解石-白云石地质温度计

利用方解石-白云石地质温度计对白云鄂博地区碳酸岩的平衡温度进行了测定。出露于东矿下盘的白云岩质火山岩和出露于尖山的方解石-白云石型火山岩获得了较高的温度,分别为681℃和648℃。这些样品中的方解石呈二十微米左右晶形较完整的小片,被稍大粒度的白云石颗粒包裹,未受交代作用影响,推测这种碳酸岩在快速冷却的情况下保存下了其岩浆侵位时的成分特点,从而指示出接近碳酸岩浆侵位时的温度。但本区多数碳酸岩的平衡温度在400～500℃之间,有下列三种情况:(1)具有自形-半自形中粗粒粒状变晶结构的碳酸岩最后的平衡温度为415～496℃;(2)产自东矿的其余样品(火山岩),所测最后平衡温度为431～485℃,在测温的微区范围内可见极细粒白云石方解石与稀土等矿物共生的现象;(3)为交代重结晶结构的碳酸岩明显受到后期热液流体的交代,在流体的作用下共生方解石和白云石在成分上达到新的平衡,平衡温度为432～507℃。本文所分析的样品多数结果(371～507℃)与用白云石(方解石)和磁铁矿氧同位素温度计对白云鄂博碳酸岩的计算结果(360～546℃)十分一致。虽然有研究者对方解石-白云石温度计用于火成碳酸岩表示过质疑,但本文资料表明火成碳酸岩最后的平衡温度是可以运用方解石-白云石温度计法来计算的。     

花岗岩类中钾长石巨晶成因研究进展

本文回顾了钾长石巨晶成因认识的发展历程:梳理了钾长石巨晶的各种地质特征,讨论了认识过程中存在的若干争论,特别是两种针锋相对的模型;指出钾长石在成核生长过程中经历了一个复杂的物理化学过程,包括物质和能量的交换,强调在这个反复的过程中,外部热源(基性端员或新侵位的岩浆)、结晶潜热和差应力对流等所供给的热源可使钾长石的近于固相线附近维持较长的时间。最后指出了研究中存在的问题以及未来研究方向。     

661铀矿床铅同位素组成与成矿物质来源探讨

661铀矿床位于浙江省境内,是赣杭铀成矿带东段重要的火山岩型铀矿床之一,矿体赋存于晚中生代磨石山群九里坪组流纹岩中。对采自该矿的与铀成矿相关的方解石进行了系统铅同位素测定。结果表明,该矿床不同阶段方解石具有一致的Pb同位素组成和较窄的变化范围,暗示成矿过程中铅可能来自于同一的且较为均一的铅源,少量晚期样品仅表现为206Pb/204Pb的增大,指示后期流体可能通过淋滤作用加入了部分早沉淀的铀。通过与基底陈蔡群变质岩和磨石山群火山岩铅同位素组成对比发现,矿石具有与磨石山群火山岩一致的铅同位素组成和变化趋势。在铅构造模式和铅同位素Δγ-Δβ成因图解中矿石和火山岩均显示出造山带铅或地壳与地幔混合的俯冲带岩浆作用铅特征,这与华东南地区的火山岩成因上主要由中下地壳熔融,并不同程度加入了地幔组分的结果一致。这些证据表明火山岩铅为该矿床的主要铅源。