城市红树林表层沉积物微量金属的环境质量矿物学分析

选择深圳市福田、坝光、沙井和西乡4个典型样地, 测定红树林表层沉积物的矿物组分和微量金属元素含量, 采用矿物学评价体系探究矿物组成对微量金属富集的影响。结果表明, 深圳城市红树林表层沉积物矿物组成以黏土矿物和石英为主, 样地间存在差异; 沙井红树林微量金属污染最严重, 西乡和福田红树林次之, 坝光红树林污染程度最轻, 多种微量金属的富集受到人类活动影响; 微量金属的富集与沉积物矿物组分相关, 石膏和黏土矿物具有较高的微量金属富集能力。     

九龙江口红树林湿地沉积物中有机碳和氮的分布特征及来源辨析

【目的】探讨九龙江口红树林湿地沉积物中总有机碳(TOC)和总氮(TN)的影响因素及来源,加深对红树林湿地中碳和氮的生物地球化学过程的认识。【方法】测定九龙江口红树林湿地表层沉积物粒度、TOC和TN含量,并对其分布特征进行分析。利用TOC/TN比值分析有机质来源及不同来源的贡献率。【结果】九龙江口红树林湿地沉积物中TOC和TN的含量分别为1.24%~3.81%和1.19~2.05mg/g,TOC/TN比值为11.6~26.3,TOC、TN含量和TOC/TN的平面分布均呈现出由陆向海方向逐渐降低的趋势。沉积物中TOC和TN含量没有表现出明显的粒度效应。【结论】控制沉积物中TOC和TN含量分布的主要因素并不是粒度效应,而可能是其来源。沉积物中TOC和TN的主要来源可能是红树林植物碎屑、养殖废水输入的有机碳和氮污染,以及海洋浮游植物碎屑。     

考虑沉积环境影响的软土地基工程性质对比研究

为了研究软土不同沉积环境导致的工程性质的差异,选取了连盐高速公路连云港段和沪苏浙高速公路苏州段两个地区的典型软土,通过两个地区软土的总体指标和具体断面指标的分析,主要研究了软土的沉积环境、黏粒含量、矿物成分和p H值对软土工程性质的影响.研究结果表明:连云港海相软土是随着海平面的变化在碱性条件下逐渐沉积,物质主要来源于海洋沉积物,以黏粒为主,黏土矿物成分以伊蒙混层为主;与连云港海相软土不同,苏州冲湖积相软土是在中性或弱碱性条件下沉积,物质主要来源于茅山和天目山地区,以粉粒为主,黏土矿物成分以伊利石为主,含水量低于LY软土,无侧限抗压强度、灵敏度高于LY软土.     

鄂尔多斯盆地大宁—吉县区块上古生界致密储层孔隙结构特征及其与黏土矿物的关系

为了揭示致密砂岩储层孔隙类型、孔隙赋存形态及黏土矿物对致密储层孔隙结构的影响,以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块上古生界致密砂岩储层为例,综合高压压汞、铸体薄片和X射线全岩及黏土矿物资料,分析了致密储层孔隙和喉道组成特征,划分了孔隙结构类型,探讨了黏土矿物组成对孔隙结构的影响。结果表明：研究区致密砂岩储层孔隙结构包括5种类型,其中,Ⅰ和Ⅱ类结构以孔径(半径)100 nm～1μm孔隙为主,以溶蚀孔隙和片状喉道为主,大孔细喉;Ⅲ～Ⅴ类结构以100 nm以下孔隙(喉)为主,发育溶蚀孔隙和黏土矿物晶间孔,以弯片状和管束状喉道为主,小孔细喉。喉道和黏土矿物晶间孔以100 nm以下为主,溶蚀孔隙以100 nm～1μm为主。黏土矿物对孔径大小、孔隙组成和孔道迂曲度的影响表现为：随黏土矿物总质量分数增加,孔径100 nm以下的孔隙占比增加,孔喉半径减小,孔喉结构系数(迂曲度)变小。各类黏土矿物中,绿泥石、伊利石和伊蒙混层对孔隙结构的影响与黏土矿物总质量分数类似;高岭石是溶蚀作用的副产物,高岭石质量分数>4%,100 nm以上孔隙数量增多,孔喉半径增大。     

东营凹陷古近系深部碎屑岩储层中的黏土矿物

通过钻井岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜观察、X射线衍射、岩心物性分析等手段对东营凹陷古近系深部碎屑岩储层中的黏土矿物和储层物性进行研究.结果表明:研究区古近系深部碎屑岩储层黏土矿物以伊利石和伊/蒙混层为主,绿泥石次之,高岭石含量比较低;净砂岩中的黏土矿物主要由长石和岩屑溶解形成,储层物性表现为高孔高渗,杂砂岩中的黏土矿物主要是沉积黏土矿物及其转化产物,易损害储层物性;黏土矿物含量小于15%的储层勘探方向是寻找与油气充注匹配的次生孔隙,黏土矿物含量大于15%的储层勘探方向是寻找裂缝发育带及裂缝发育带附近的淋滤带.     

四川盆地J区块五峰组页岩储层及吸附气特征研究

中国页岩气资源丰富,借助美国页岩气勘探开发经验,中石油、中石化两大石油巨头在四川盆地率先取得突破,中石化在J区块已建成10×108m3/年页岩气产能。为深化认识J区块五峰组页岩储层特征与吸附气特征,通过岩心显微图像、CT扫描和3D FIB图像观察、矿物成分分析、压汞测试、解吸气和吸附气量测量实验及测录井资料进行分析研究。结果表明,页岩代表岩性为灰黑色富含有机质硅质炭质页岩,黏土矿物以伊蒙混层(I/S)为主,脆性矿物以石英、长石为主,含量介于67.5%~85.0%;孔隙度分布在2.0%~7.1%之间,水平渗透率介于0.005~0.545 m D,孔喉半径主要集中分布于4~16 nm;TOC介于1.3%~5.9%,Ro介于2.2%~2.8%;页岩解析气量不低于3.0 m3/t,甲烷饱和吸附体积为2.77 m3/t,总解析气以吸附为主,散失气校正量偏小。研究结果为今后在四川盆地及中上扬子地区寻找页岩气勘探有利区块提供了借鉴。     

致密砂岩储层黏土矿物特征及敏感性分析—以鄂尔多斯盆地吴起油田寨子河地区长6油层为例

致密砂岩储层孔喉结构复杂、比表面积大,岩石颗粒表面附着大量的黏土矿物,容易受到外来流体的影响,发生颗粒膨胀、迁移、离子沉淀等反应伤害储层,从而影响生产效率。本文以鄂尔多斯盆地吴起油田寨子河地区延长组6段油层为例,通过岩石薄片观察、扫描电镜、X射线衍射仪(X-RD)实验、压汞实验和储层敏感性实验等方法,对研究区储层物性、孔喉结构、黏土矿物特征和储层敏感性类型、伤害程度及敏感性影响因素进行分析。岩心分析实验表明,储层黏土矿物由绿泥石、高岭石、伊利石和伊蒙混层4种矿物组成,影响储层渗透性的敏感性伤害强弱依次为酸敏、水敏、碱敏、盐敏和速敏。并结合实际生产中存在的问题,提出绿泥石富集区域尽量避免储层酸化等改造措施;对伊利石及伊蒙混层含量高、易水敏的地区,压裂改造过程需要提高压裂液砂比,减小压裂液量,从而降低储层损害。     

木钵延10油层水敏伤害研究

目的 为保护储层以及提高油层采收率提供依据。方法 利用真实砂岩微观模型对木钵延10油层进行了水敏伤害研究。结果 该油层黏土含量4．4％～11％，黏土组成以伊利石为主，伊／蒙混层和高岭石黏土矿物次之，不含或极少含有绿泥石；黏土矿物具有膨胀、分散、运移的特性，易造成储层的水敏和速敏伤害；目前的注入水将对储层造成中等程度的水敏伤害，采取高矿化度盐水及逐渐降低矿化度的注入方式，对减弱储层水敏伤害有利，最佳注入水盐度为15.6～5．2g／L。结论 水敏伤害是造成木钵延10区块注水压力高、注水量低的不可忽视的原因，应尽量使注入水矿化度高于注入流体的矿化度阈值(5．2～2．18g/L)，以减轻水敏伤害。     

松辽盆地南部红岗阶地和华字井阶地含片钠铝石砂岩中的黏土矿物特征

松辽盆地南部中央坳陷红岗阶地和华字井阶地含片钠铝石砂岩中黏土矿物主要由伊/蒙混层、伊利石和高岭石组成.采用比较岩石学和数值模拟方法,比较红岗阶地青山口组和华字井阶地泉头组含片钠铝石砂岩与对照组砂岩的岩石学特征.研究结果表明:含片钠铝石砂岩中绿泥石缺失,高岭石和伊利石质量分数显著增加；绿泥石溶解和高岭石沉淀作用发生在深大断裂附近,深大断裂是幔源CO2运移的主要通道；CO2充注引起注入点附近砂岩储层中绿泥石溶解和自生高岭石沉淀以及长石的高岭石化；长石等可溶性矿物的溶解,为伊/蒙混层向伊利石转化提供必需的K+,促进伊/蒙混层向伊利石的转化.     

北京地区细粒土微观特征及宏观力学性质研究

对从北京地区获取的10块代表性细粒土样品进行了X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM）分析和常规土工试验,以对北京地区细粒土的微观特征及其对土体宏观力学性质的影响进行研究.结果表明：北京地区细粒土的主要矿物成分包括石英、长石、方解石和黏土矿物,其中,黏土矿物的主要组分为伊利石和伊蒙混层;北京地区细粒土土体结构疏松,颗粒矿物之间连接较弱导致较难形成骨架支撑,且粗颗粒矿物表面通常被细颗粒矿物包裹,细颗粒矿物的存在形式包括基质和团粒两种,在SEM观察中可通过组分和结构差异进行区分;北京地区细粒土的宏观力学性质受矿物组成和微观结构的联合控制,除了矿物颗粒本身性质对土体强度的影响之外,黏土矿物和粗颗粒矿物之间的结构配置对土体的抗压强度和抗剪强度也有重要影响.     

Clay mineral composition and their sources for the fluvial sediments of Taiwanese rivers

Located at the collision boundary between the Philippine Sea Plate and the Eurasian Continental Plate,the island of Taiwan is generally recognized as an important example in the MARGINS Program Science Plan and "source-to-sink" research because of its high tectonic activity,heavy rainfall and unique geography.Large suspended sediment loads are transported to the adjacent ocean by Taiwanese rivers every year,making Taiwan an important source of sediments into the adjacent seas and a natural laboratory for studying the systemic movement of fluvial sediments from source to sink.A detailed study on the clay mineral composition of surface sediments collected from the drainage basins of 12 Taiwanese rivers using X-ray diffraction methods was conducted.Our results indicated that the clay mineral assemblages consisted dominantly of illite(approximately 73%) and chlorite(approximately 24%),with lesser abundances of kaolinite(approximately 3%) and even lower levels of smectite from the Danshuei River sediments in northwestern Taiwan.The Jhuoshuei River sediments from western Taiwan contained clay mineral assemblages that consisted of illite(approximately 75%) and chlorite(approximately 25%),but they lacked kaolinite and smectite.In southwestern Taiwan,the clay mineral assemblages were dominated by illite(approximately 75%) and chlorite(approximately 23%),but had a low abundance of kaolinite(generally < 2%) and no smectite.The clay mineral assemblages in eastern Taiwan are obviously different from those in western parts of the island.The most noticeable difference is that the average abundance of chlorite in the Hualien River from eastern Taiwan was the highest(approximately 48%) of all the Taiwanese rivers.We concluded that,in general,the clay mineral assemblages in Taiwanese rivers were mainly composed of illite and chlorite with kaolinite and smectite being scarce,and these trends are different from those in China’s mainland rivers.The clay mineral composition shown in this study was primarily determined by the properties of the bedrock,and the differential weathering intensities of the drainage area.The surface sediments in Taiwan’s rivers showed a greater abundance of illite and chlorite because the outcropped rocks were mainly composed of Tertiary sedimentary rocks,especially sandstone,shale and slate,and show strong physical weathering.The relatively high relief and more abundant rainfall also caused the clay minerals in the fluvial sediments to be transported to the estuaries down rivers from the mountains and then delivered to the adjacent seas by currents and waves over a shorter time scale.     

牛蹄塘与陡山沱组页岩孔隙发育差异性与主控因素分析——以鄂西某井为例

鄂西地区是长江中下游地区页岩气勘探开发的重点区域,其中震旦系、寒武系等层系均获页岩气流,因此,对其储层微观孔隙结构特征及其影响因素进行研究具有十分重要的意义。通过对研究区页岩样品进行FE-SEM观察、TOC含量测定、全岩及粘土X-衍射分析及其岩石物性等的分析,明确了研究区储层孔渗特征及储集空间类型、有机质丰度及成熟度、矿物组成等。研究表明,牛蹄塘组页岩核磁总孔隙度及渗透率均大于陡山沱组页岩,陡山沱组页岩有机质孔隙发育较好且发育更多白云石晶间孔,部分层段发育方解石溶蚀晶锥及溶蚀坑洞;TOC含量及有机质热演化程度与有机质孔隙呈现负相关关系;矿物组分中,石英及长石含量与核磁总孔隙度呈现正相关关系,而白云石含量与其呈现负相关关系,黏土矿物与核磁总孔隙度的相关性并不明显;此外,核磁总孔隙度与深度呈负相关关系,表现在随深度的加深,核磁孔隙度总体呈波动下降趋势。分析认为：矿物组分、有机质丰度及热演化程度、埋藏深度是影响页岩储集能力的重要因素,有机质的富集有利于页岩气的生成与吸附,脆性矿物的存在提高了储层的脆性,有利于储层的增产改造;埋藏深度影响储集空间的保存条件优劣。     

渝东南下志留统龙马溪组不同岩相页岩的孔隙结构与分形特征

下志留统龙马溪组是中国重要的页岩气勘探开发层位.其中页岩气主要产自下部含黏土硅质海相页岩.为探究渝东南地区各井段勘探效果差异性,压裂段产气不均等问题,以YC-6井为例,通过矿物组分将页岩样品划分为含硅黏土质页岩和含黏土硅质页岩,结合有机碳含量(total organic carbon,TOC)测试,镜质体反射率测试,X射线衍射分析(X-ray diffraction,XRD),低压氮气吸附及高压压汞(mercury intrusion capillary pressure,MICP)实验,分析了YC-6井龙马溪组两种不同岩相页岩的孔隙结构特征.并基于Frenkel-Halsey-Hill(FHH)模型计算了不同岩相页岩的孔隙分形维数.结果表明:YC-6井龙马溪组整体含气量低.下部含黏土硅质页岩平均TOC为4.31％,高于上部含硅黏土质页岩(1.13％),同时总孔体积和比表面积也高于后者.不同岩相页岩的分形维数D2均大于D1,表明孔隙结构复杂程度大于孔隙表面.分形维数与总孔体积和比表面积均呈正相关关系,表明具有大比表面积,大孔容的孔隙结构更复杂.TOC和矿物组分含量是页岩孔隙分形维数的重要影响因素.TOC与分形维数呈正相关关系,有机质含量越高,在热演化过程中将生成更多微小的孔隙,从而使孔隙结构更加复杂;黏土矿物含量越多,分形维数越低,黏土矿物在成岩过程中受到压实作用,使得黏土矿物颗粒排列更为紧密,孔隙更加规则,均质性更强,分形维数更低;海相页岩中的石英多为生物成因,其自身的不规则性将使孔隙结构复杂,分形维数变大.     

沉积层序界面研究中的矿物及地球化学方法

粘土矿物、微量元素普遍存在于各种类型的沉积物和沉积岩中,它们对环境的变化极为敏感,同时它们的沉积分异、组合特征、矿物成分及其质量分数都从不同的角度记录了形成过程中各种环境因素的变化.这些对恢复古环境,研究陆相湖盆水深变化具有重要的指示意义.通过对东营凹陷胜北断层下降盘沙三段—沙四上亚段各层序内部高分辨率层序地层单元中岩石地球化学标型参数的研究发现,在一个高分辨率层序地层单元形成过程中,在古气候驱动下的湖平面变化旋回中,沉积岩中的矿物成分(主要指粘土矿物和胶结物)、化学成分(微量元素)等皆发生周期性变化.     

深海泥的矿物组成及其物化性能研究

采用化学分析、X射线衍射、差热和热重分析、粒度与比表面积分析等技术、方法对5个我国南海深海泥样品进行了研究.结果表明,不同区域的深海泥中,其矿物组成有显著的差异,其中粘土矿物、石英、碳酸盐为主要的结晶相矿物;同时,非晶质粘土矿物广泛发育.深海泥中的矿物质具有粒径小、比表面积大、粘土矿物结晶程度差等特点,因此具有较好的活性.深海泥将是一种巨大的潜在非金属矿产资源.     

干河矿2#煤层旺采区围岩的物理力学特性测试

为了满足干河煤矿旺采试验区采场煤巷布置和支护设计需求,并对地下水防治提出相关技术措施,利用现场取样、电镜扫描(SEM)、X射线衍射(XRD)、力学试验等方法,对采场围岩矿物成分和力学参数进行了相关测试。根据钻孔取芯统计结果,顶底板平均岩石质量指标低于30%,围岩完整性差。XRD分析表明,砂质泥岩含黏土矿物总量约19%,黏土矿物主要成分为I/S混层和高岭土,相对含量达85%以上。SEM试验发现,围岩含溶蚀孔、层片状特征及大量的黏土矿物分布,需要加强地下水防治。力学测试结果表明,顶板砂质泥岩抗压强度离散性较大,顶板岩性不均,需要根据围岩性质及时调整锚杆支护设计。     

大足大佛湾石刻岩石微观与力学特性研究

为了给大佛湾石刻造像的病害治理提供依据,采用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和岩石力学试验系统等对该区域内岩样的矿物成分、微观结构和力学特性进行分析。结果表明,石刻区域内岩石的矿物成分以石英、钠长石、方解石、黏土矿物为主,且由于黏土矿物和方解石的含量与分布不同,造成了砂岩外观颜色的差异;区域内岩层没有变形改造,砂岩内部存在较多微孔隙而泥质砂岩、泥岩的结构较为致密,且水对岩石的结构有溶蚀、淋滤等破坏;区域内岩石的力学性质受黏土矿物的影响较大,通过力学试验得出的基本力学参数显示,与天然状态相比,岩样在饱水状态下的强度明显降低。     

巢湖CH-1孔沉积物磁性、粒度特征分析

通过对巢湖湖心长1.5m的CH-1孔沉积物磁性参数和粒度组成进行测量,探讨了巢湖的沉积环境变迁.结果表明：CH-1孔沉积物以中粉砂和细粉砂为主,其次为黏土.该孔中黏土粒级对磁性矿物贡献最大.自底部向上,该孔分为4段：第1段,沉积物向上粒度变细,亚铁磁性矿物含量减少,亚铁磁性矿物颗粒变细;第2段,沉积物向上粒度变粗,亚铁磁性矿物含量减少,磁性矿物颗粒变细;第3段,沉积物向上粒度变细,亚铁磁性矿物含量增多,磁性矿物颗粒变粗;第4段,沉积物向上粒度变粗,亚铁磁性矿物含量增多,磁性矿物颗粒变粗.上述结果显示：巢湖湖面在整个沉积历史时期呈现上升和下降的交替变化,反映了气候变化对巢湖沉积的影响.     

粤东南澳岛近岸海域表层沉积物碳、氮、磷分布特征及污染评价

本研究旨在了解粤东南澳岛近岸海域表层沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)的分布情况及污染状况,为该海域环境保护和治理提供科学依据。实验以粤东南澳岛近岸海域32个表层沉积物样品为研究对象,分析其TOC、TN和TP的含量及分布特征,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对TOC、TN和TP的污染程度进行评价,基于表层沉积物中TOC和TN的摩尔比值探讨其有机质的来源,并在此基础上探讨表层沉积物中TOC、TN和TP的富集影响因素。研究结果表明,南澳岛近岸海域表层沉积物中TOC、TN和TP含量分别为0.180%-0.920%、0.006%-0.210%和0.015%-0.059%,表现出南澳岛南北两侧高、东西两侧低,南澳岛以东由岸及海,含量逐渐降低的分布特征;与国内相邻海域相比,南澳岛近岸海域表层沉积物TOC、TN和TP含量处于较低水平。根据TOC和TN摩尔比值推断,南澳岛近岸海域表层沉积物中有机质以海源和陆源混合输入为主。南澳岛近岸海域表层沉积物未受TOC和TP污染,但大部分区域受到TN污染;40.6%的表层沉积物处于较清洁及以上水平,59.4%的表层沉积物为轻度污染到中度污染状态,未发现有重度污染情况。南澳岛近岸海域表层沉积物中TOC、TN和TP的含量水平主要受水动力、粒径以及人为因素影响,人为因素主要为渔业养殖和陆源排污。