方解石与含硅流体的水-岩反应实验及其对“硅化碳酸盐岩”储层成因的启示

近年来的油气勘探表明, 含硅热液是碳酸盐岩层系中一种重要的溶蚀性流体, 查明其与碳酸盐岩的水-岩反应机理是揭示“硅化碳酸盐岩”储层发育机制并实现储层分布预测的基础和关键问题之一。文章采用熔融毛细硅管和水热反应釜为反应腔,开展了200~375℃范围内方解石和含硅流体的水岩反应实验。利用原位拉曼光谱技术在线描述反应过程中体系组成的变化,对于淬火后的固相样品,则采用扫描电镜—能谱分析进行形貌观测和成分鉴定。首先,查明了含硅流体与方解石脱碳反应发生的温度条件。方解石和含硅流体在275℃以上反应形成CO₂,固相为非硅灰石的钙硅酸盐,其结构有待进一步揭示。该结果表明单纯的硅质组分难以在储层温度条件下与灰岩发生反应;其次,提出高盐度、富CO2流体作用是造成灰岩溶蚀的重要因素;最后, CO₂的存在能够促进硅质（含石英）沉淀。在上述实验认识的基础上,结合前人研究结果探讨了塔里木盆地顺托果勒地区“硅化碳酸盐岩”储层的发育机制。含硅热液沿深大断裂上移,途径震旦系—下奥陶统白云岩层系,其中的硅质组分将与白云石反应形成富镁硅酸盐和CO₂。CO₂是重要的酸性组分,有利于鹰山组碳酸盐的溶蚀和孔隙的保存。流体温度和压力的降低以及CO₂的存在促进了石英沉淀,并形成了大量的石英晶间孔隙。     

高铝粉煤灰除铁的实验研究

粉煤灰是电厂煤粉高温燃烧后的固体废弃物,也是用于提取氧化铝和制备陶瓷、微晶玻璃、耐火材料等高附加值产品的潜在资源。粉煤灰中的杂质铁对制备上述制品的工艺选择和制品质量、性能均有重大影响。本文对内蒙古准格尔电厂高铝粉煤灰(CFB灰)进行了脱碳除铁的实验研究。实验表明,粉煤灰经900℃煅烧2 h,基本上可除去碳;除铁的优化工艺条件为:盐酸浓度20%,液固比5∶1,温度为80℃,搅拌时间为60 min,除铁率达80%以上。     

低温甲醇洗净化气中硫含量的影响因素分析

山东兖矿国宏化工有限责任公司低温甲醇洗装置是典型的鲁奇七塔流程,设计处理气量为218000m2／h（标态）。本项目以高硫煤为原料,经德士古气化制得原料气,经中温部分变换,低温甲醇洗工艺脱硫脱碳,使出工段净化气中总硫体积分数≤0．1×10^-6,φ（CO2）≤3％,净化气经联合压缩机加压至8．2MPa进合成塔得到粗甲醇。     

蚀变洋壳玄武岩俯冲过程中含碳矿物相变质演化及脱碳作用的研究

俯冲作用是连接地表系统和地球深部系统的最为关键的地质过程,其对研究地球深部碳循环具有重要的意义。俯冲洋壳岩石圈中的碳主要存储在沉积物、蚀变洋壳玄武岩以及蛇纹岩中。俯冲变质作用过程含碳岩石的变质演化控制着其中含碳矿物相的转变及碳迁移过程。本文选取了蚀变洋壳玄武岩进行相平衡模拟,来研究其含碳矿物相的变质演化过程。计算结果表明,变质玄武岩体系中的碳酸盐矿物之间的转变反应除了受压力控制之外,还受到温度和体系中铁含量的影响。随着压力的升高蚀变玄武岩中碳酸盐矿物会发生方解石/文石-白云石-菱镁矿的转变,但在高压/超高压条件下,温度的升高可以使菱镁矿转变成白云石。碳酸盐矿物中的铁含量受到体系中铁含量的影响,白云石和菱镁矿中的铁含量随着体系中铁含量的增加而增加。在水不饱和条件下,洋壳不管是沿着低温还是高温地热梯度线俯冲到岛弧深度,蚀变玄武岩体系几乎都不发生脱碳作用。然而在水饱和条件下,当洋壳沿着高温以及哥斯达黎加地热梯度线俯冲到岛弧深度时,蚀变玄武岩体系中的碳几乎可以全部脱出去。蚀变玄武岩体系中水含量的增加可以促进体系的脱碳作用。     

NHD脱碳系统活性炭脱硫槽的使用总结

山西阳煤丰喜集团临猗分公司合成氨一分厂（以下简称一分厂）采用NHD脱碳工艺,在脱碳塔前设置T102活性炭脱硫槽。其工艺流程为：由变脱系统来的1．8MPa变换气（CO2体积分数在26％左右,H2s质量浓度≤5mg／m2）,先进入三流体换热器与净化气、低闪气换热,变换气温度降到15℃左右,经进塔气分离器分离掉冷凝水后,由下部进入活性炭脱硫槽,脱除变换气中的H2S,经NHD脱碳后送入压缩机四段。     

俯冲板片的脱碳机制及通量估算:问题与进展SCIEI北大核心CSCD

地球98%以上的碳赋存在地球深部地幔和地核中。地球深部储库(地幔和地核)中的碳以各类岩浆作用释放到地表,而地球表层系统(大气圈、水圈、生物圈)中的碳又可以伴随板块俯冲作用进入地球深部地幔。然而俯冲过程中不同的脱碳机制会将俯冲板片中部分乃至全部碳带出板片,而后经由岛弧岩浆作用、流体扩散作用等途径返回地表。因此,板片俯冲过程中的脱碳机制及其通量深刻地影响了地质时间尺度中地表系统的二氧化碳浓度,进而改变地球的宜居性。本文总结了目前主流观点认可的五种俯冲板片脱碳机制:变质反应脱碳、流体溶解脱碳、熔融脱碳、底辟脱碳和氧化还原脱碳。另一方面,目前对于俯冲板片各种脱碳机制对应的脱碳效率还有很大的争议,因此本文进一步梳理了板片俯冲过程中不同脱碳机制相关的通量估算的研究进展与存在的问题,建议将来综合多种方法对比研究俯冲带碳循环问题,以期在俯冲带深部碳循环过程和通量方面取得突破性进展。     

碳的固定、运输、转移和排放过程：对地球深部碳循环的启示

俯冲带背景下,碳在促进岩石熔融、岩浆起源和演化、地球深部的岩石学及动力学等过程中扮演的角色尤为重要。碳的存在形式是由温度、压力、氧逸度以及溶流体的性质等条件控制的,这些以不同形式存在的碳随板块俯冲到达地球深部,而后又通过火山作用等脱气过程被返回地表,便形成了地球深部碳循环过程。固碳和脱碳反应是影响碳在固体地球、海洋和大气圈转换的主要反应。碳的固定包括硅酸盐风化作用、玄武质洋壳的热液交代、海沟外隆的蛇纹石化、有机碳的埋藏和逆风化作用等过程;碳的运输包括沉积成因和交代成因沉积物的俯冲过程;当俯冲碳被输送到地球内部时,它可能被保留在板块内,或者转移到地幔楔中,又或再被循环到地球深部,这将取决于特定构造环境的温压条件和氧化还原状态等。碳的排放包括火山作用、弧前扩散脱气、溶解脱碳、变质反应脱碳和熔融脱碳等过程,这些过程将俯冲下去的碳再一次返回大气,能够平衡俯冲带的碳输入。本文系统地总结了地表及地球深部碳的固定、运输、转移和排放过程中碳的存在形式、碳的迁移和变化以及相关碳通量计算值,分析了目前碳通量差异的原因并阐述了今后需要深入研究的一些关键科学问题。另外,工业革命后,人为成因的CO_2<...     

湘西北海相磷块岩的热液脱碳与铀多金属成矿作用

在扬子陆块东南缘湘西北武陵地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色岩系下部鲕粒磷块岩中,首次发现纳米微米级硒铅矿。扫描电镜化学成分测定和微区解剖结果显示,海相沉积鲕粒状磷块岩的纳米微米级微裂隙和微孔隙中硒铅矿、闪锌矿、晶质铀矿、方铅矿、石英、磷灰石、叶蜡石、绢云母等矿物和残余碳共沉淀析出。研究认为在中高温热液脱碳过程中有机质经过热解、解聚、裂解形成CH4、H2S和残余碳,伴随的气还原作用是铀多金属和残余碳在微裂隙和微孔隙中共沉淀晶出的气还原机制。基于实体铀多金属矿床矿物空间定位关系的微观解剖,分析了湘西北海相磷块岩中铀矿物的气还原沉淀机制和地球化学机理,对重新认识热液型富铀矿床的成矿机制有重要意义。     

俯冲带脱碳和固碳作用过程

俯冲带作为联系地表和地球深部系统的纽带,不仅是将地表碳带入地球深部的主要通道,也是地表物质和地球深部物质发生交换的重要场所.俯冲作用可以将地表碳以有机碳或无机碳酸盐矿物等形式带入地球深部,再通过火山作用或去气作用返回到地表系统.俯冲带深部碳循环控制着地表碳通量变化,对于研究全球气候变化和地球宜居环境具有重要意义.本文结...     

碳酸盐岩石变质流体中CO2活度的估算方法—以内蒙古集宁群大理岩为例

通过脱碳反应的平衡热力学计算，推导出碳酸盐岩石变质流体中CO2活度αCO2的估算公式，将其用于内蒙古集宁群孔兹岩系的大理岩，得出在麻粒岩相变质峰期前进变质阶段流体已具有较高αCO2的值（＞0．5），此结果与已有研究结果吻合，表明在进变质过程中随脱碳反应规模加大，析出的CO2使流体中αCO2值相应增大，至变质峰期此值达0．8以上，不同样品中αCO2值有一定变化（537－0．643）也进一步表明变质过程中CO2为内部缓冲，并非深部来源。