CO2流体-长石相互作用实验研究

不同温度下(100、200、300℃)CO2流体与富钾长石和斜长石的水热实验表明:随着温度的升高,长石的溶蚀强度逐渐加大,且钠长石的溶蚀程度强于钾长石。在CO2流体与富钾长石及斜长石反应后,200℃和300℃时样品表面均有球粒状、棒状及花状的水铝矿生成,且200℃时样品表面有菱铁矿生成;在CO2流体与斜长石反应后,300℃时样品表面有球形的氧化亚铁析出。这表明CO2能够以碳酸盐的形式在矿物中"固定",其被"固定"的上限温度为200℃左右。     

CO2—咸水—方解石相互作用实验

为揭示咸水环境中CO2与方解石相互作用的特点,选取方解石作为研究对象,设计在不同温压条件下(85℃,5.0MPa;135℃,5.7MPa;185℃,8.8MPa)进行了3组CO2-咸水-方解石的系列实验研究,重点探讨了方解石溶解现象的成因和温度对于方解石溶解程度的影响。实验前后岩样扫描电镜观察、反应液离子变化分析表明,实验后,3组实验中的方解石均表现出溶蚀坑、溶蚀带和溶蚀晶锥的溶解现象;方解石的溶解度在85℃时最低,185℃次之,135℃最高。研究结果表明,在含CO2的咸水中,方解石的溶解现象有溶蚀坑、溶蚀带和溶蚀晶锥,各自的分布规律及规模与温度有关。在含CO2的咸水中,方解石也具有各向异性的溶解特点。使方解石产生最大溶解度的温度峰值可能出现在135～185℃之间。超过这一温度,温度的升高会使方解石的溶解度下降。实验再现了方解石在咸水环境中的溶解、沉淀过程,对于CO2地质封存示范工程具有非常重要的意义。     

钾长石制备X型分子筛的试验研究

以长白山天然钾长石矿为原料,采用水热合成法制备了X型沸石分子筛,对影响合成工艺和产物性能等因素进行了研究.试验表明,反应混合物的配比:水钠比、硅铝比,反应过程中的搅拌速度及凝胶混合物的陈化是合成分子筛的关键工艺参数;晶化12 h是合成反应的最佳结晶时间;产物的吸附量达到了国家化学工业产品标准.     

福建紫金山矿床硫砷铜矿的成因研究

福建紫金山铜矿是我国高硫化型浅成低温热液矿床研究的热点之一。本文针对该矿床中普遍发育的硫砷铜矿进行了仔细的矿相观察及电子探针化学成分分析,对其成因进行了初步研究。该矿床中硫化物矿物之间存在着一定的交代、穿插以及化学组分的继承关系。矿物生长遵循黄铁矿-硫砷铜矿-斜方蓝辉铜矿、蓝辉铜矿-铜蓝的交代生长顺序。结合室内水热反应模拟实验结果,推测矿床经历了2期、4阶段热液事件:第1期第1阶段形成黄铁矿;第2阶段形成硫砷铜矿;第2期第1阶段形成各种铜硫化物,铜蓝在第2期第2阶段形成。其中硫砷铜矿中的砷元素来自于岩浆热液,其显示出交代先成黄铁矿的特征,也有少量结晶于矿石的较大裂缝处形成自形柱状晶体。表生带中的硫化物矿物曝露在地表或潜水中遭受风化剥蚀,逐渐形成高硫型浅成热液,并沿构造裂隙持续下渗至岩体附近受热折返,在下渗和折返的过程中交代先成的黄铁矿和硫砷铜矿,生成斜方蓝辉铜矿和蓝辉铜矿等铜硫化物,该交代反应符合"耦合的溶解再沉淀"的成因机制。热液下渗和受热折返是1个循环往复的过程。     

黄土高原砂壤土冻融过程的观测和模拟

针对黄土高原冬季陆面过程,使用兰州皋兰地区冬季观测资料和水热耦合模式(SHAW),进行了观测资料和数值模拟分析.结果表明:冬季,黄土高原地区入射的太阳辐射较小,降水稀少,空气干燥,12月、 1月及2月的月平均气温均低于0℃,净辐射很小,积/融雪期间,净辐射出现了负值.地表能量分配中感热潜热都很小,但感热相对潜热占主要地位,在无降水时期日平均潜热通量几乎都在10W·m-2以下.水热耦合模式对地表能量中短波净辐射和长波净辐射模拟较好,感热通量和潜热通量的模拟存在一定的偏差.模式对浅层30cm和40cm土壤温度及土壤湿度模拟较为成功,模拟值对观测值的相关性较高,相关系数均达到0.87以上.土壤温度模拟偏高,土壤湿度的模拟稍偏低.     

CO2流体对岩屑长石砂岩改造作用的实验

通过密闭容器中CO2-H2O-砂岩体系相互作用实验,研究了不同温度和压力下CO2流体对岩屑长石砂岩成分的改造。反应后溶液中总矿化度的变化、样品质量的损失及扫描电镜(SEM)的观察结果表明:长石、方解石和石英的溶蚀强度随温度的升高而增大,CO2流体对岩屑长石砂岩的溶蚀作用与温度正相关;同时通过扫描电镜观察发现,200℃和300℃时样品表面均有一种未知的铝硅酸盐矿物生成,并通过反应液的pH值及各种离子浓度的变化解释了CO2流体-砂岩相互作用过程中矿物溶解、沉淀的机制。     

塔里木河中游年轮与水热指数

本文从沙漠地区年轮的生长,探讨水热综合因子对年轮的作用。经过计算得出:(1)水热指数K值,具有明显的信息含量与限制因子的敏感性,在生物上具有线性相关,(2)水热指数在年轮生长中,具有明显的后滞性和持续性;(3)具有不同的长周期和短周期;(4)经过方差拟合后,对未来的K值:1988-1993年,低于均值期,1994-1998年,高于均值期,2000年后,是上升趋势。     

三江平原土壤湿度记忆性及其与水热气候条件的关系

利用1982—2020年三江平原19个国家气象观测站土壤湿度及同期降水、气温数据, 基于相关系数和自相关系数统计方法, 分析了黑龙江省三江平原土壤湿度记忆性及与降水、气温之间的关系。结果表明: 春、夏季三江平原土壤湿度记忆时间均在10—40 d, 各层土壤湿度记忆性的空间分布以中间层(10—20 cm)土壤湿度平均记忆时间最长, 呈上下层递减的趋势; 春季三江平原10—20 cm土层土壤湿度的记忆时长平均20 d, 夏季平均17 d; 夏季土壤湿度记忆性强度大于春季, 空间分布以三江平原西部的记忆性较强, 随着土层的增加土壤湿度记忆性有增大的趋势。降水是三江平原土壤湿度主要来源, 受降水和气温协同作用的影响, 夏、秋季土壤湿度与同期降水量、温湿指数均存在显著的正相关关系; 春季土壤湿度与前期秋冬季降水亦呈显著正相关, 与前期温湿指数呈负相关, 前期秋冬季气温的升高会促进土壤的融冻, 从而使当年春季土壤水分增加。     

锑的地球化学行为以及锑同位素研究进展

火山和成矿地质现象表明硼可以在含水流体和气体中运移,本文应用离子选择电极法测定水热气体中硼的溶解度,以揭示硼的气态迁移能力。使用氟硼酸盐选择电极,测定了经氟硼酸化的硼酸标准溶液和含硼气体凝结水的电位,当硼含量处于地质流体的主要范围内（0.52～524.50 mg/L）时,电极电位与硼浓度的对数呈现出灵敏度很高的能斯特线性关系,标准曲线具有很好的稳定性和重现性。本方法测定硼的检出限为0.13 mg/L,低于饮用水标准规定的硼含量限值,适用于测定水热气体中的硼含量。硼酸挥发实验显示,硼在150℃、0.37 MPa水蒸气中的含量可达0.65%～0.72%,与富硼火山喷气的硼含量相符,显示硼在高温水热条件下可在气相中显著迁移,且H₃BO₃气态分子是硼的主要迁移形式之一。矿床地质特征和实验表明,硼的气态迁移和电气石化与稀有金属型伟晶岩的形成和矿化以及某些热液-气成型Sn-W、Mo矿床和斑岩型Cu、Au矿床的形成密切相关。     

砂岩中片钠铝石的特征及其稳定性研究

片钠铝石是一种斜方晶系、含水、钠和铝的碳酸盐矿物,砂岩中的片钠铝石是最晚形成的自生矿物之一,一般以放射状、束状、毛发状、板状等分布于砂岩的孔隙中或交代长石和岩屑等。片钠铝石是在高CO₂分压,温度在25~100℃,碱性—弱酸性流体条件下形成的。片钠铝石的溶解实验表明,地层条件下片钠铝石发生溶解的温度区间为100~150℃,且反应后有碳酸盐及其他矿物生成。片钠铝石在100℃时的稳定和新碳酸盐矿物的生成表明,地层条件下片钠铝石能够稳定存在,能够实现CO₂在地下的永久贮存。