X射线衍射法在天然气水合物研究中的应用

天然气水合物是一种由气体分子(包括烃类和CO2、H2S等非烃类气体)和水分子在高压低温环境中形成的笼型水合物,主要有Ⅰ型(立方晶体结构)、Ⅱ型(菱形晶体结构)和H型(六方晶体结构)三种晶体结构。研究水合物的结构特征及变化规律,对于认识水合物形成机理、微观动力学、相态转化及水合物样品鉴定等具有重要意义。X射线衍射(XRD)是一种利用X射线照射晶体(或某些非晶态物质)时产生的衍射来研究晶体内部结构(即内部原子排布)的分析技术。该技术应用于天然气水合物研究,不仅能准确获取水合物的结构类型及晶格参数等重要信息,还能观测水合物生成分解的微观动力学过程。本文阐述了XRD技术应用于水合物结构特征研究、水合物生成/分解动力学过程原位观测以及野外水合物样品鉴定等方面的研究进展。已知结构Ⅰ型和Ⅱ型水合物立方晶体的边长分别约为12.0×10-10m和17.3×10-10m,而结构H型水合物六方晶体a轴和c轴的边长分别约为12.2×10-10m和10.0×10-10m,因此,通过XRD技术准确测量水合物晶体的晶格参数,即可判定水合物晶体的结构类型,该技术在国外已应用于海洋和冻土区钻获的天然气水合物样品鉴定并获得结构信息。此外,通过测定不同条件下生成的水合物晶体参数的变化,可研究水合物的结构转换及其影响规律,研究表明混合气体的组成、客体分子体积及直径大小、温度等都对水合物晶体参数及结构产生影响。通过在高压环境下的XRD原位技术,可测定水合物的生成与分解过程中衍射峰的变化,研究水合物生成/分解动力学过程,研究表明水合物生成/分解主要分两个阶段,即在气液(固)表面的快速生成/分解过程及气体分子在液(固)体内部的扩散过程,后一个阶段控制着反应速度。目前,国外在水合物研究中应用XRD技术已相对成熟,而我国才刚刚起步。本文认为,将XRD技术应用到天然气水合物的研究中,可解决水合物的结构类型鉴别及晶格参数测量等基本的科学问题,而且XRD技术与核磁共振、红外光谱、X-CT等分析技术的联用,尚有很大的发展空间,将为天然气水合物相关的理论研究提供强有力的技术支撑。     

一次大暴雨过程的分析

对2010年6月1—2日广西大暴雨天气的湿度场进行了分析。结果发现：暴雨前有一个高湿区的形成和维持过程,暴雨前一天预报的高湿区产生明显调整,导致暴雨出现,表明低层湿度场对暴雨发生有较好的指示意义。     

桂北四堡群中科马提岩系及其成因类型

桂北四堡群中许多镁铁质—超镁铁质岩体,实际上是火山岩或次火山岩。有的还具有科马提岩岩流的结构分层,其堆积带上部橄榄石和辉石晶体间隙中充填有基质物质。这些基质中发育了典型的橄榄石鬣刺结构。科马提岩与其伴生玄武岩属具成因联系的同一演化系列。在微量元素及REE特征上,区内科马提岩具有较好的Ⅱ类科马提岩属性,它们系亏损地幔经较小程度部分熔融产生。     

渤海湾盆地南堡凹陷原油成因类型及其分布规律

南堡凹陷近年油气勘探取得了重大突破,为揭示该区滩海与陆地油气成因及分布规律,对67个原油和油砂样品进行了详细的地球化学研究。南堡凹陷原油具有低硫、中高蜡含量特征,陆相成因特点显著。共分为4种类型原油:(1)陆地沙三段深部层系原油,具有高4-甲基甾烷丰度、低奥利烷丰度与低甲基菲指数值和轻微偏高成熟度特征;(2)陆地Es1—Ed原油与Ng和Nm原油,其特征与第一类原油相反;上第三系原油普遍遭遇生物降解;(3)滩海东营组原油,以较高伽马蜡烷/C30藿烷和高甾烷/藿烷值区别于陆地原油;(4)滩海奥陶系潜山原油,具有低丰度甾萜类生物标志物、相对高丰度孕甾烷、三环萜烷与重排甾烷系列等特征,显示较高成熟度。上述4种成因类型原油指示南堡凹陷陆地、滩海均存在多层导有利烃源岩;同层位中滩海Es1-Ed存在较陆地更为优越的有利烃源岩,南堡滩海地区具有广泛的油气勘探前景。     

界牌岭锡矿床地质、地球化学特征及成因类型

为了深入研究界牌岭锡矿床的成因类型，系统研究了该矿床成矿母岩的产出形式、成岩年龄、岩石化学成分及微量元素含量、副矿物成分、稀土元素含量等特征；同时，着重研究了该矿床锡一钨矿化与蚀变的类型、化学成分及相互间的共生一分带特征；并且研究了该矿床流体包裹体的主要特征。研究认为，界牌岭锡矿床成矿物质来自壳源型岩浆花岗岩类，其成矿母岩是浅成一超浅成侵位的，因而又具有斑岩型矿床的特征，其成因类型应属于斑岩一云英岩型锡矿床。     

丹霞地貌景观调查的遥感技术应用研究

以江西省丹霞地貌景观为研究对象,介绍了遥感和地理信息系统技术在丹霞地貌景观旅游资源调查中应用的原理和方法;根据已知丹霞地貌景观的遥感影像、地质背景、三维地形模型、地形坡度等多元信息特征,总结了丹霞地貌景观的解译标志;利用这些解译标志对江西省丹霞地貌景观进行详细解译。结果表明,江西省有丹霞地貌景观123处,其中新发现的有78处。为江西省的旅游发展规划和丹霞地貌景观旅游资源的开发评价提供了重要依据。     

综合地质-地球物理方法在金矿中的应用

河北省丰宁县坝州营金矿床赋存于五台期侵位的“变闪长岩”中,该区从太古代到中生代长期处于构造隆升剥蚀状态,发育多期岩浆侵位事件,为金矿提供了充分的成矿条件。根据区域地质背景及围岩蚀变、矿化等特征,推断本矿床属于受构造控制的中一低温热液石英脉型金矿。结合矿区地质特征开展地球物理工作,以高密度电法圈定了地下矿化体的范围,辅以音频大地电磁测量,实现探测相对深部断裂构造,并以钻探证实,取得了找矿突破,达到了推断控矿构造的走向和找矿前景等目的。     

内蒙古东乌旗达勒廷查干矿区成矿特征及成因类型浅析

内蒙古东乌旗达勒廷查干矿区位于宝格达山西南约70km处,是近两年以地、物、化、工程综合方法新发现的铅锌银多金属矿产地.矿区地处西伯利亚板块东南缘,考虑到其所处成矿环境,研究其成矿特征及成因类型,不论是对于矿区本身后续阶段的勘查,还是对邻区的矿产勘查以及成矿区带的研究均具有借鉴意义.     

李坝式金矿床成矿作用及矿床类型探讨

李坝式金矿床成矿作用过程分为成矿元素初始富集期和构造叠加热液改造成矿期，岩浆活动主号是通过改变矿床地质体物化条件而促进矿化体的形成，并有部分岩浆物质参与成矿。该矿床与国内外经典卡林型金矿床具有较大的可比性，但是由于缺乏低温矿物组合以及与岩浆活动的亲密性证据，该矿床应属广义上的卡林型金矿床。     

中国东北部陆缘内生金矿床成因类型、成矿时代及地球动力学背景

中国东北部陆缘是我国内生金矿床较为发育的地区之一,以成矿作用复杂、蕴藏丰富的金资源量倍受国内外地质学家关注。通过对该区内生金矿的地质和成矿年代的系统研究,初步将该区内生金矿床划分为中温热液金矿床、接触交代-热液金矿床、斑岩型/类斑岩型金铜矿床和浅成低温热液金矿床4种主要成因类型和3个重要成矿期（170～160 Ma、130～110 Ma和110～90 Ma）。结合同位素地球化学特征,进一步确定中温热液金矿床的成矿物质主要来自下地壳源,成矿作用与中生代燕山早期古太平洋板块俯冲作用引发的中国东部大陆边缘岩石圈减薄及拆沉的动力学过程密切相关;接触交代-热液金矿床的成矿物质来源于年轻地壳,成矿作用与古太平洋板块俯冲引起的岩石圈减薄拆沉的伸展构造背景下的岩浆接触交代作用更为密切;而斑岩型/类斑岩型金铜矿床和浅成低温热液金矿床的成矿物质来源为壳幔混合源,其成矿发生在古太平洋板块向亚洲大陆正北向俯冲转入Izanagi Farallon板块西向俯冲的构造转换期。