大型海水淡化装置流场数值模拟及其优化

利用计算流体力学软件Phoenics对海水淡化装置中的闪发腔内的流场进行计算,并分析绕流板的设置对湍流度的影响。由于以往对提高海水淡化装置特别是多级闪发装置(MultiStageFlashMSF)效率的研究多局限于提高热效率的方面,或者是采用化学的方法,而忽视了从流体力学角度通过改变闪发腔内流动情况来提高效率。因此,本文通过对海水淡化装置闪发腔内流动情况的数值模拟,探索提高效率的方法。     

西藏拉琼锑金矿床流体包裹体特征及地质意义

正拉琼锑金矿床位于措美县西约17 km,大地构造位于青藏高原南部的特提斯喜马拉雅构造带东段,地处于印度河—雅鲁藏布江缝合带(IYZS)与藏南拆离系(STDS)大断裂之间。由于印度板块与欧亚板块碰撞之后,导致印度洋持续扩张,造成印度大陆不断向北挤压,形成喜马拉雅造山带(尹安,2000),该地区近东西向的断裂自北而南依次     

西准噶尔地区造山型金矿床时空分布、 成矿动力学背景及模式

造山型金矿形成于汇聚板块边缘,俯冲增生或碰撞造山体制,是现代矿床学研究的热点之一。西准噶尔地区有几十个造山型金矿,但其究竟形成在洋壳俯冲增生造山过程还是洋盆闭合后的碰撞造山过程,尚不清楚。本文系统总结了西准噶尔地区造山型金矿的时空分布及地质、地球化学特征,发现它们主要赋存于达拉布特断裂西北侧,可分为安齐(包括哈图金矿)和萨尔托海(包括萨Ⅰ金矿)两个成矿带;成矿作用受控于达拉布特走滑断裂引发的区域变质变形事件,矿体主要赋存于中晚石炭世变质火山沉积岩或蛇绿岩中,发育NaCl—H_2O—CO_(2 )±CH_(4 )±N_2流体包裹体体系,成矿温度为170～380℃,成矿流体主要为变质热液,晚期为大气降水热液;成矿同位素年龄为271～300 Ma,已有资料显示西准噶尔地区存在多期次俯冲增生作用,并于晚石炭世—早二叠世消减完毕。而造山型金矿广泛发育的达拉布特西北侧古洋盆闭合于308～328 Ma,此后为大陆碰撞造山体制,因此西准噶尔造山型金矿形成于大陆碰撞造山体制,适合于碰撞造山成岩成矿和流体作用模式。晚石炭世—早二叠世,达拉布特地区陆—陆或弧陆碰撞过程中,大规模的韧脆性剪切变形及区域变质事件导致地层及围岩中不稳定组分发生变质活化,形成含矿变质流体,流体向上运移至韧—脆性转换带内形成了西准噶尔造山型金矿成矿系统。     

绿帘石记录俯冲带变质流体活动

俯冲带是连接地球表生圈层和深部圈层的关键纽带,深刻影响着地球内部的运行方式和人类宜居环境。俯冲板片脱水释放的高压-超高压变质流体控制着俯冲带诸多重要地质过程,如地幔楔交代和部分熔融、岛弧岩浆活动、中/深源地震以及地球内部的元素迁移和分异等等。深入了解这些流体的源区、运移、成分和物理化学条件是理解这些流体性质和行为的前提和关键。绿帘石是俯冲带变质岩中一个常见的含水造岩矿物,具有较宽广的稳定温压范围(绿片岩相-榴辉岩相)、较高的微量元素含量和缓慢的体扩散行为(如Sr、Pb、Th、U、Cr、V和LREE),能够指示俯冲带(多期)变质流体活动和地球化学效应。本文总结了近年来俯冲带变质绿帘石研究的主要进展及其在揭示俯冲带流体活动方面的重要应用,包括探究俯冲带流体的起源、成分特征、运移方式、氧逸度条件、交代效应和多期次结晶行为。这些研究表明绿帘石是一个极好的变质流体活动记录器,能够为理解俯冲带流体活动和深部元素迁移提供关键信息。     

角闪石成分对东天山铜镍矿床岩浆过程的指示意义

图拉尔根、香山和天宇、白石泉岩浆铜镍硫化物矿床分别位于新疆东天山的觉罗塔格构造带和中天山地块,角闪石在这些矿床中均以贯通矿物产出。本研究通过这些矿床角闪石的主量和微量元素含量,讨论两个构造单元成矿岩浆的性质和演化过程。四个矿床的角闪石种属主要为韭闪石、镁绿钙闪石、浅闪石、钛闪石、钙镁闪石和镁闪石,结晶温度区间为940～1080℃,压力区间为250～450MPa,相当于11～15km的深度。图拉尔根和香山矿床的角闪石结晶温度和压力均相对较低(平均分别为1027℃、318MPa和1013℃、313MPa),可能与其所处的觉罗塔格构造带断裂发育,成矿母岩浆易于侵位到较浅处结晶有关。四个矿床角闪石结晶时岩浆的含水量均较高(4%左右),可能是俯冲交代作用导致的地幔源区本身水含量较高以及角闪石结晶较晚共同作用的结果。相较于觉罗塔格构造带的图拉尔根和香山矿床(0 ΔNNO 1. 7),角闪石氧逸度计指示中天山地块天宇和白石泉矿床的氧逸度变化范围大且偏低(分别是-0. 6 ΔNNO 1. 7和-0. 4 ΔNNO 1. 8)。中天山铜镍矿床的氧逸度特征及相对觉罗塔格构造带较低的微量元素Ce/Pb比值指示其岩浆侵位过程中受到的古老地块的混染作用较强。以上研究表明角闪石虽是玄武质岩浆中较晚结晶的矿物,但能为示踪铜镍矿床岩浆演化提供重要线索。     

新疆南天山阿沙哇义金矿床的成因与找矿启示:来自流体和硫化物成分的限定

阿沙哇义金矿位于中国新疆南天山造山带,属于著名的中亚南天山锑-汞-金成矿带的东延部分。该矿床严格受断裂所控制,以浸染状黄铁矿化、毒砂化为特征。矿化可分为三个阶段:早期无矿或贫矿石英阶段,中期石英多金属硫化物阶段,晚期石英-碳酸盐阶段。其中,中期是主要成矿阶段。成矿流体气相成分以H_2O为主,摩尔含量为75%～93%,其次为CO_2,摩尔含量为6%～25%,其余为CH_4、C_2H_6、H_2S、N_2和Ar;液相成分阳离子以Na~+为主,含少量K~+、Ca~(2+)离子,阴离子以Cl~-为主,SO~(2-)次之;矿石的Au含量与其流体的CO_2含量呈反相关,与K~+含量呈正相关。硫化物成分分析结果表明:(1)围岩地层和矿石中的黄铁矿和毒砂是重要的载金矿物,黄铁矿Au含量为0～0. 09%,平均值0. 03%;毒砂Au含量为0～0. 28%,平均值0. 07%;(2)黄铁矿和毒砂Au含量与其自形程度没有明显的相关性;(3)环带状黄铁矿较均质结构黄铁矿具有更高的Au含量;(4)岩体中的黄铁矿几乎不含Au。在成矿构造环境、成矿流体特征及演化、金矿富集机制、成矿温压条件等方面,该矿床与世界上大多数造山型金矿显示出一致性,成矿类型应属于剥蚀程度较浅的造山型金矿。断层阀作用控制的断层愈合-破裂导致的流体不混溶作用是本区金富集、沉淀的最重要机制,但流体混合机制对金的富集沉淀也发挥了作用。黄铁矿、毒砂发育及较多的含炭物质三者共存是本区寻找富矿的关键标志。     

相山铀矿田西部地区深部多金属矿化成矿年代与成矿流体演化:Rb-Sr同位素体系的制约

江西相山铀矿田科学深钻3号孔在深部-700 m发现大量铅锌多金属矿化脉,垂向上呈"上铀下多金属"的分布特征。本文选取深部多金属矿脉主成矿阶段(S3)自形闪锌矿样品6件和不同阶段的毒砂、黄铁矿、方铅矿、方解石等样品12件,以及围岩全岩样品17件,进行了Rb、Sr同位素组成研究。结果表明:(1)由闪锌矿Rb-Sr等时线法确定的相山铀矿田深部多金属矿化形成于121. 0±3. 5Ma,与围岩火山岩存在较大时差,可能与晚于围岩的深部次火山有关。根据穿插关系,多金属矿化略晚于碱性交代铀矿化,但明显早于酸性交代铀矿化;(2)多金属矿化脉体中金属矿物的Rb和Sr含量分别介于0. 041×10~(-6)～1. 38×10-6和2. 35×10-6～23. 11×10-6之间,Sr同位素初始比值(87Sr/86Sr)i变化较大,介于0. 706114～0. 718814之间,平均值为0. 713579,暗示相山铀矿田深部多金属矿化的成矿物质主要来源于地壳。初始流体Sr同位素值(0. 718665)明显高于成矿时赋矿围岩(流纹英安岩为0. 714581,碎斑流纹岩为0. 714417)的Sr同位素组成,表明多金属成矿流体和物质并非来自围岩火山岩;(3)由早到晚阶段的(87Sr/86Sr)i呈明显降低的演化趋势,表明成矿流体演化过程中受到大气降水的不断稀释作用。相山矿田的铀矿和深部多金属矿化同形成于华南中生代板内伸展构造背景。     

矿物白度的影响因素与增白机理研究

白度是矿物的重要光学性质之一。为了深化矿物的光学性质及白色矿物功能材料的研究与应用,根据测试分析结果和叶大年的结构光性矿物学理论,系统研究了影响矿物白度的主要因素,以及矿物增白效果的差异性及其产生机理。研究结果表明:(1)晶体化学是决定不同种类透明矿物白度的最主要因素,但对于某种透明矿物来说,影响其白度的主要因素是矿物中的碳质有机质、含铁钛矿物杂质、杂质元素的价态与晶体化学环境、介质环境、矿物中的水和粒度大小等。(2)证明了透明矿物白度大小与折射率呈正相关。白度相同的不同矿物的增白效果存在很大差异性,其根本原因是由矿物折射率所决定的反射率存在很大差别。(3)提出了真白度和假白度的概念,即主要由自色产生的白度称为真白度,主要由假色产生的白度称为假白度;真白度高的矿物具有增白作用,而真白度低的矿物,即使粉末白度高,也没有增白作用。(4)在影响矿物白度的主要因素中,矿物中的碳质有机质、含铁钛矿物杂质、杂质元素的价态等杂质成分对矿物白度和增白效果起负面作用。(5)矿物中与晶体结构相关的水所产生的颜色属于自色,脱去结晶水、层间水和结构水都有利于提高矿物的真白度或增白效果,但脱去沸石水的效果正好相反;由矿物粒度大小变化产生的颜色属于假色;通过降低粉体粒度大小所提高的白度属于假白度,由此增加的白度没有增白作用。另外,矿物粉体与使用介质之间的折射率大小差别越大,增白效果越明显。     

胶东邢家山矽卡岩型钼矿床成矿流体与成矿机制

邢家山矿床是胶东地区发现的大型矽卡岩型钼多金属矿床。通过野外调研,将成矿过程划分为四个阶段:早矽卡岩阶段、晚矽卡岩阶段、石英硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段。对不同阶段流体包裹体研究表明,存在液体包裹体(L)、气体包裹体(V)和含子矿物包裹体(S)三类。激光拉曼探针显示流体的气体分类型为H_2O-H_2S,早和晚矽卡岩阶段均一温度集中在375～450℃,盐度存在14%～15%NaCleqv和大于30%NaCleqv两个端元;石英-硫化物阶段均一温度集中在260～340℃,盐度存在8%～12%NaCleqv和大于50%NaCleqv两个端元;石英-碳酸盐阶段流体包裹体均一温度集中在170～200℃,盐度小于10%NaCleqv。该矿床成矿流体具有高温高盐度的特征,且富含H_2S等还原性气体,从矽卡岩阶段到碳酸盐阶段成矿温度和盐度总体有降低的趋势。邢家山钼矿δ~(18) O_(H_2O)值为0.04‰～8.18‰,δ~(13) C_(V-PDB)值为-3. 35‰～-0.73‰,δ~(18) O_(V-SMOW)值为5. 93‰～8. 42‰,δ~(34)S值为6.5～10. 8‰。邢家山矿床成矿流体主要来源于岩浆,后期有大气降水的加入,流体沸腾是成矿的主要机制。     

蚌埠五河地区金矿床成矿物质来源及其年代学研究——以河口和荣渡金矿床为例

安徽省蚌埠五河地区河口和荣渡金矿床是华北地台东南缘蚌埠台隆和五河台坳邻接区域的两个金矿床。本文通过对比研究河口和荣渡金矿床的地质特征、流体包裹体地球化学、Re-Os同位素以及H-O-S同位素特征,来厘定其形成时代、探讨其成矿物质来源和成矿过程。河口及荣渡金矿床矿体主要呈细脉浸染状、脉状和网脉状赋存于古太古代西堌堆地层中,成矿过程可划分为4个阶段:(1)石英脉阶段(早阶段);(2)石英-黄铁矿阶段(早阶段);(3)石英-多金属硫化物阶段(中阶段);(4)碳酸盐阶段(晚阶段);其中,中阶段为金的主要矿化时期。河口和荣渡金矿床早阶段(石英脉和石英-黄铁矿阶段)的石英内发育富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG)以及少量的含子晶的气液固三相包裹体(S型),均一温度为322～412℃,盐度介于5. 56%～15. 67%NaCleqv之间,属于高温中低盐度流体体系;中阶段(石英-多金属硫化物脉阶段)石英内发育有富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG),均一温度为257～357℃,盐度介于3. 06%～7. 45%NaCleqv之间,属于中高温低盐度流体体系。从成矿早阶段到主成矿阶段流体的盐度和温度都发生了较大程度的降低,推测矿化过程可能是由流体温度和盐度的降低引起的。成矿阶段石英中流体水的δ~(18)O值介于5. 01‰～7. 90‰之间,δD_(V-SMOW)值介于-89‰～-65‰之间,表明两个矿床的成矿流体为主要为岩浆水。河口金矿床矿石中的黄铁矿δ~(34)S值介于3. 89‰～9. 65‰之间,荣渡金矿床方铅矿δ~(34)S值为0. 76‰,表明河口及荣渡金矿床δ~(34)S值具有岩浆硫的特征,后期由于岩浆去气作用或地层硫的参与使矿石中的δ~(34)S值升高。因此,这两个金矿床可能是与岩浆热液有关的热液石英脉型金矿床。对荣渡金矿床矿石的黄铁矿进行Re-Os同位素定年,确定金矿床形成于134±19Ma,结合前人对该地区所做的岩浆岩定年工作,推测荣渡金矿床的成矿可能与区内130Ma左右的岩浆活动密切相关。