煤中镓的地球化学研究进展

镓是煤中可利用的伴生元素之一。通过研究我国煤田中镓的分布特点,将其在煤层中的富集情况划分为区域富集和全段富集,并从煤岩类型、矿物组成、元素对比等方面分析得出镓在顶底板附近煤层富集时,与煤灰产率、灰中w(Al₂O₃)等多为正相关关系;当镓富集于其他位置时,该相关性不明显。对相应赋存状态和富集机理的对比分析表明,无机矿物和有机物质对镓在煤中富集有不同的作用意义,在以无机成矿作用为主的背景下,强调有机质在镓的富集初期具有重要作用。煤中镓的物质来源主要为陆源碎屑,后期地下水等作用对其有补充作用。      

铵伊利石的矿物学特征及热稳定性

伊利石是地壳中常见的层状硅酸盐矿物。当NH⁺₄赋存在伊利石层间时,可形成铵伊利石。探明铵伊利石的矿物学特征和层间NH⁺₄的热稳定性可为理解氮(N)的地球化学循环提供重要依据。通过多种谱学、电子显微学和热分析手段,并以伊利石(层间阳离子为K⁺)为参照,对山西省阳泉市新景矿煤层夹矸中铵伊利石的矿物学特征和热稳定性进行研究。结果表明：铵伊利石中NH⁺₄占层间阳离子总数的比例约为0.86,铵伊利石的基面间距(10.344?)明显大于伊利石(9.973?);同时,铵伊利石的(002)∶(003)衍射峰强度比值约为1∶1,而伊利石的相应衍射峰强度比值约为1∶3;铵伊利石四面体中广泛存在Al³⁺对Si⁴⁺的类质同象置换(Al³⁺→Si⁴⁺),其层电荷密度约为0.85;层间NH⁺₄的存在未对伊利石的层状硅酸盐结构骨架造成...     

新疆巴里坤矿区煤层气赋存规律及控气地质因素

新疆巴里坤矿区唯一含煤地层为下侏罗统八道湾组(J₁b),根据煤层赋存状态可分为西区、中区与东区,通过对矿区大量钻孔数据和生产矿井实测资料的综合分析,基本查明矿区煤层气赋存状态为水平方向上从西到东呈阶梯状增长、垂直方向上随煤层埋深呈线性增长的赋存规律。矿区煤层气赋存受多种控气地质因素共同作用:稳定的沉积环境有利于成煤聚煤,为煤层气的生成提供了原始条件;后期的构造运动导致西部矿区煤层抬升露头,中东部矿区逆冲、压扭性断层发育,断层面的封闭性与构造煤的透气性共同导致煤层气在近断层处的应力集中带聚集形成气顶;地下水对游离态煤层气形成有效封堵,且随着煤层埋深煤层含气量有显著增大的趋势。上述控气地质因素共同造成巴里坤矿区煤层气赋存呈现西部逸散、中东部富集形成水力封堵-断层型煤层气藏。      

成矿元素镍运移和沉淀机制综述

对镍的基本化学特征、赋存状态、分配系数、运移和沉淀机理进行了总结。镍是典型的过渡族元素,具有亲铁和亲硫双重属性,主要赋存在地核与地幔之中。自然界中,镍通常以吸附、类质同象和独立矿物的形式存在,并且在早期结晶的矿物中镍的含量要高于晚期结晶的矿物。在不同的体系中镍表现出不同的分配系数及相容性,且随着温度、压力和氧逸度而变化。镍在水溶液中很不活泼,但是Cl的加入会增加镍的溶解度并形成\[NiCl_i(H₂O)_6-i]2-i、[NiCl₂(H₂O)₂]和[NiCl₃(H₂O)\]-等络合物。镍一般随着幔源岩浆上涌,受到重力分异作用的影响后赋存在铁镁质和超铁镁质岩体的下盘,以硫化物矿石的形式存在。      

论山西代县滩上金、多金属矿地质特征及找矿标志

在介绍了区域地质概况及矿区地质的基础上,分析了矿体地质特征,研究了矿石矿物成分、结构构造,金银、钼的赋存状态、矿石类型以及围岩蚀变,探讨了矿床成因及找矿标志。结果表明:变质长石石英岩、长石石英斑岩和爆破角砾岩是区内的主要含矿岩石,其中以变质长石石英岩与长石石英斑岩为主;钼、金、多金属矿的金属物质来源于燕山中晚期岩浆热液,矿床类型应属于次火山-岩浆热液型钼矿床。     

新安煤矿备采区二1煤Ro差异性分析及其定量表征

选择新安煤矿二₁煤为研究对象,在充分调研矿区资料的基础上,系统采集10个备采工作面的58个样品进行了镜质体反射率R_o、煤质测试;收集整理了169口勘探钻孔资料,并统计分析了埋深、地温梯度数据;收集采工图资料,并统计分析了86条断层的断距、长度数据;定性分析了外部因素(埋深、地温、断层复杂程度)和内在因素(煤质参数)对R_o差异性的影响,并运用数量化理论Ⅰ作为数学工具建立了R_o差异性的定量模型,该模型可用于估算煤矿未采区煤的生烃量,指导分析矿区瓦斯赋存规律,进一步指导煤矿的安全生产。研究表明:①备采区二1煤R_o变化范围为2.09%～2.23%,差异性明显;②R_o差异性受外部因素和内在因素的共同控制,根据R_o差异性数学模型分析发现,影响因素权重由大到小依次是埋深、断层复杂程度、水分含量、地温、挥发分产率、硫分含量、灰分产率;③对于煤矿备采区,埋深是控制R_o差异性的重要外因,同一煤层的变质程度随现代垂深增加而增高;由于备采区小断层发育,断层活动对水分含量和R_o影响较大,同一挤压区域的断层活动降低了水分含量,且挤压产生的热量加大了煤变质程度,水分含量成为影响该区备采区R_o差异性的主要内因。      

珠江口盆地白云-荔湾深水区幔源CO2充注的黏土矿物成岩响应

珠江口盆地白云-荔湾深水区油气勘探中钻遇大量高含量CO₂气层,使得如何规避高CO₂风险成为当前面临的挑战。通过工区充注CO₂的储层砂岩黏土矿物X射线衍射（XRD）、流体包裹体显微测温和稀有气体同位素组成等分析,明确了幔源无机CO₂的成因,并运用黏土矿物特征讨论高温幔源无机CO₂充注的黏土矿物成岩响应:有序带倒转和大量自生高岭石的生成。依据CO₂气井的XRD全定量分析数据剖面图将幔源无机CO₂气层段的黏土矿物组合分为3类:Ⅰ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于10%~25%之间,有序度处于R₂~R₃带,高岭石体积分数高;Ⅱ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于10%~15%,有序度为R₂~R₃带,自生高岭石体积分数低;Ⅲ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于50%~60%,有序度为R₀带,高岭石体积分数低。总结出幔源CO₂在珠江组和珠海组中存在2种运聚模式:一是幔源CO₂通过与基性岩浆连通的深大断裂垂直向上运聚;二是垂直向上运移后通过连通砂体侧向长距离运聚。研究结果对珠江口盆地白云-荔湾深水区下一步油气勘探规避高含量CO₂风险具有指导作用。      

新疆昌吉市硫磺沟煤矿三井田煤层气赋存规律分析

新疆昌吉市硫磺沟煤矿区内含煤丰富,对其煤岩特征、煤样元素含量特征及煤样瓦斯参数的详细分析表明,煤层气含量
较为丰富。通过对研究区的地质构造、煤层埋深、围岩性质、水动力因素和沉积体系域等方面的具体分析研究,总结出本区具有煤
层气赋存的有利条件,为煤矿的安全生产及煤层气勘探与开发提供了指导。      

嘉禾袁家矿区浦溪井控制煤与瓦斯突出的地质因素分析

嘉禾县袁家矿区浦溪井属高沼气矿井,自1986年投产以来,共发生煤与瓦斯突出70多次.其中大部分发生在褶曲轴部和断层附近,其次是煤层厚度变化处.对浦溪矿区的地质资料和煤与瓦斯突出资料详细研究后表明控制该矿区煤与瓦斯突出的地质因素有地质构造、煤层厚度及其变化和围岩特征等,其中地质构造是影响煤与瓦斯突出的决定因素.该成果对进一步研究矿井瓦斯的赋存和涌出规律及其类似矿井的生产,具有重要的指导意义.     

雅布赖盆地新河组砂岩颗粒包膜特征

根据铸体薄片和扫描电镜观察,研究雅布赖盆地新河组砂岩颗粒包膜的赋存状态,分析颗粒包膜的成因及其对物性的影响。结果表明:雅布赖盆地新河组砂岩颗粒包膜为伊利石膜和蛋白石膜。伊利石膜具有充填状和环边状两种赋存形式,充填状伊利石膜由沉积作用形成的团块状蒙皂石转化而来,环边状伊利石膜由沉积作用形成的环边状蒙皂石转化而来。蛋白石膜来源于长石和火山岩岩屑溶蚀提供的硅质流体,沉淀在次生石英加大、次生长石加大、方解石胶结物等颗粒表面。环边状黏土膜发育的粒间孔全充填方解石,SiO_2流体含量过高,胶结物发育的粒间孔适宜蛋白石微粒沉淀。自生矿物的形成取决于成岩环境,颗粒包膜不能抑制次生石英加大和方解石沉淀而保护孔隙。含油气沉积盆地砂岩中普遍发育颗粒包膜。该结果可为研究区优质储层分布规律研究提供参考。     

沉积物岩性及水化学性质对水土界面氟迁移行为的影响

水土界面氟的迁移对高氟地下水的形成具有重要影响。以大同盆地典型氟中毒区为例,分析了不同岩性沉积物中的氟质量分数和形态分布特征,并通过室内静态实验,探究了水溶液的pH值、Ca2+、HCO-₃以及H₂PO-₄质量浓度对水土界面氟迁移的影响。研究结果表明,沉积物中不同形态氟按含量由高到低的顺序依次为:残余态氟≥铁锰氧化态氟>水溶态氟>有机束缚态氟>离子交换态氟;各形态氟在不同岩性沉积物中含量大小均表现为:黏土>粉质黏土>粉砂;在沉积物中,黏土矿物和方解石是主要的固氟矿物成分。溶液的pH值、Ca2+、HCO-₃以及H₂PO-₄质量浓度与氟在沉积物表面的吸附-解吸和沉淀-溶解平衡密切相关,沉积物对氟的吸附量随溶液pH值和HCO-3质量浓度增大而降低,随Ca2+和H₂PO-₄质量浓度增大而增大。      

CO2基增强型地热系统中流体-花岗岩相互作用研究进展及展望

CO₂与水相比,膨胀性大、黏度低、与岩石反应程度低,并且在作为增强型地热系统（EGS）渗流传热流体时,比水具有更高的换热效率。对CO₂-EGS生产过程中储层岩石物性变化的研究具有重要意义,从理论研究、实验研究、数值模拟3个方面,对CO₂基增强型地热系统CO₂-EGS中流体-岩石相互作用的研究现状进行了总结,并且从矿物成分、微观孔结构和力学性质3个方面对储层岩石性质的变化进行了评价。结果表明,CO₂-水-岩石相互作用参与反应的矿物主要为石英、长石类;而沉淀的矿物为蒙脱石、伊利石及方解石等。CO₂-水-岩石相互作用会导致储层岩石的力学性质下降,孔隙结构特征改变。最后,讨论了CO₂作为EGS渗流传热流体仍需攻克的难点问题,包括:CO₂的热动力学特征、换热效率,CO₂-水-岩石的相互作用及其对储层性质的改变,影响CO₂-EGS经济性的因素,以及CO₂-EGS数值模型的研究等。针对这些方面的研究可为今后CO₂-EGS的开发奠定基础。      

黔西北普宜地区富关键金属元素硫铁矿地质、地球化学和S同位素特征及其对成因的约束

探讨黔西北普宜地区富关键金属元素硫铁矿的同位素地球化学特征、元素地球化学特征及成因, 可以为硫铁矿资源开发、伴生有益元素综合利用与评价及理解富关键金属元素硫铁矿聚集机制提供更为丰富的信息。在全面收集已有地质、矿产资料的基础上, 结合野外实地调查, 应用元素地球化学及硫同位素分析等方法, 对该区硫铁矿地球化学特征及成因做了较为深入研究, 并初步建立成矿模式。结果表明: 富关键金属元素硫铁矿主要赋存于中二叠统龙潭组(P₂l)底部的晶屑凝灰岩中, 矿体形态简单, 呈层状分布, 硫铁矿中共(伴)生的稀土, Li, Nb, Zr, Ga等有益元素均可综合利用。w(ΣREE)平均为431.24×10-6, 最大值为1 634.57×10-6, 一般在180×10-6~1 630×10-6之间; w(Ga)平均为32.51×10-6, 一般为25×10-6~120×10-6, 最大为120.00×10-6; w(Nd)平均为103.29×10-6, 一般为40×10-6~380×10-6, 最大为380.00×10-6; w(Li)最大值为1 366.00×10-6; w(Al₂O₃)最大值为42.17%。硫铁矿稀土元素配分模式表现为轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损的右倾型。矿石中成矿元素Ga, Li, Zr, Ti, Se, Cd, Nb, V, Hg等元素相对富集, Ba, Sr, Zn, Te等元素相对贫化。硫铁矿石中黄铁矿硫同位素δ34S变化范围主要在-33.90‰~-18.60‰之间, 平均值-16.04‰, 为轻硫富集型, 富关键金属元素硫铁矿的硫源受生物细菌还原作用影响较大。硫铁矿主要是在沉积阶段通过微生物铁还原、微生物硫酸盐还原和化学铁还原驱动下形成的。初步认为赋存于硫铁矿中的稀土主要以类质同象替代形式赋存于黏土矿物中, 形成过程可分为风化搬运阶段、沉积成矿阶段和成岩后生作用阶段。      

山东省诸城市石门顶矿区长石矿矿床地质特征及利用前景

石门顶长石矿区位于诸城市林家村镇,矿区内主要发育有新元古代荣成超单元宝山单元片麻状黑云二长花岗岩,矿床赋存于花岗伟晶岩脉中,由大小不等的10条长石矿脉组成,矿石自然类型为长石花岗伟晶岩,主要由钾长石、钠长石、石英及少量黑云母等矿物组成,矿体围岩为宝山单元片麻状黑云二长花岗岩。该矿是由岩浆作用形成的,其形成经过4个成矿阶段,属弱分异型矿床,其矿石主要用于玻璃、陶瓷、化工、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等行业,开发前景较好。     

煤矿开采活动对黄河中游窟野河流域溶解性硫酸盐的影响

煤矿矿井水是河水溶解性硫酸盐(SO₄^2-)的重要来源,但黄土高原煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响仍不清楚。煤矿矿井水硫酸盐主要来自煤中黄铁矿氧化以及含煤地层附近裂隙水中硫酸盐,地表水硫酸盐还受其他人为输入的影响。因此,煤矿矿井水与河水硫酸盐具有不同的水化学特征、硫酸盐硫同位素(δ³⁴S_SO4)与氧同位素(δ¹⁸O_SO4)以及氢同位素(δD_H2O)与氧同位素(δ¹⁸O_H2O)组成。基于上述不同可以判定煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响。选取受煤矿开采活动影响的窟野河流域作为研究对象,系统采集河水、地下水、煤矿矿井水、大气降水和泉水等水体样品,结合前人研究资料,借助δ³⁴S_SO4、δ¹⁸O_SO4<...     

基岩区断层泥的物质组成、定年方法与地震断层弱化机制研究进展

断层泥作为脆性断层活动的产物,是厘定断层的变形特征、形成时代与弱化机制的重要研究对象,在构造地质和地震地质等研究中具有重要意义。因此,全面了解断层泥的研究与进展,有助于基岩区古地震的研究。在系统收集和分析国内外相关资料的基础上,全面介绍了断层泥的矿物组成、石英形貌特征、定年方法与地震断层弱化机制等方面的研究进展,以及断层泥在基岩区地震断层研究中的应用。断层泥主要由黏土矿物(蒙脱石、伊利石、高岭石以及绿泥石等)与围岩矿物的碎粉和碎砾(石英、长石、云母、方解石、白云石等)组成。断层泥中的石英、伊利石与方解石是限定断层活动期次和形成时代的主要测试对象。目前断层泥定年方法主要包括石英微形貌特征分析法、石英ESR和OSL定年法、伊利石K-Ar或40Ar/39Ar定年法和方解石U-Pb定年法。地震断层的弱化机制研究主要涉及断层泥中矿物细粒化与新矿物形成、岩石组构的发育、断层摩擦生热、熔体形成与热增压等方面。      

西南喀斯特地区不同石漠化阶段土壤黏土矿物组成及其含量变异研究

为了探索西南喀斯特地区土壤中黏土矿物组成及其含量的变异规律,以贵州省普定县和荔波县不同石漠化阶段典型土壤的黏土矿物为例,采用X-射线衍射仪图谱分析方法,计算得到黏土矿物组成及其含量,探讨不同石漠化阶段黏土矿物组成变化规律及其含量之间的线性关系.结果表明:不同石漠化阶段黏土矿物的组成是相同的,均为高岭石、蒙脱石和伊利石;在未石漠化、轻度石漠化、中度石漠化阶段,蒙脱石在剖面表层的质量分数分别为27.82％、29.34％、58.32％,高岭石分别为21.39％、31.81％、36.93％,伊利石分别为50.79％、38.85％、4.75％;在西南喀斯特地区,各石漠化阶段伊利石与蒙脱石的含量之间以及伊利石和高岭石的含量之间都呈显著的线性相关,相关系数分别为-0.970 3、-0.945 6;西南喀斯特地区土壤相似的成土作用和成土环境造成了黏土矿物相同的组成,而黏土矿物含量的差异说明各成土作用的程度或阶段是不同的;粉粒中的黏土矿物主要为石英和白云母,而砂砾中的黏土矿物主要为石英.     

漠河盆地上侏罗统额木尔河组陆相泥页岩孔隙结构特征

通过氩离子抛光-扫描电镜、低温N₂和CO₂气体吸附、覆压孔-渗、X-射线衍射和有机地化等分析测试,对漠河盆地上侏罗统额木尔河组陆相泥页岩孔隙结构特征开展了系统研究。研究表明:额木尔河组泥页岩孔隙类型以长石溶蚀孔、黏土矿物晶间孔和粒间孔为主,整体上由介孔和宏孔构成;泥页岩孔、渗性较差,氦气孔隙度为0.167%~5.69%、覆压渗透率为0.000 513×10-3~0.050 38×10-3μm2;有机质成熟度未达到热裂解干气阶段,限制了有机质孔隙的发育;长石溶蚀孔普遍发育,长石含量与介孔孔容呈负相关,表明部分介孔的形成可能与长石溶蚀作用有关;伊利石晶间孔主要提供微孔体积,而伊蒙混层相关孔隙则可能是介孔的主要贡献者;张性和剪切构造裂缝的普遍发育,有利于改善泥页岩储层的孔隙结构和渗流能力。综合分析表明,分布于滨黑龙江隆起中东部、埋藏较深的(约800 m以下)高成熟页岩更适合开展进一步的页岩气评价和勘探工作。      

贵州松河煤矿晚二叠世煤的有机地球化学特征

以贵州松河煤矿晚二叠世煤层为研究对象,进行了详细的有机地球化学研究。利用偏光显微镜观察煤岩组分和测定镜质体反射率,利用气相色谱（GC）和色谱-质谱联用（GC-MS）分别对煤样中饱和烃和芳香烃进行测定,并计算相关的有机地球化学参数。结果显示,松河煤样镜质组含量最高,镜质体平均反射率（R_o）为1.21%。正烷烃碳数分布范围为C₁₂-C₂₉,主峰碳为C₁₄或C₁₅,∑C_21-/∑C₂₂₊值较高,奇偶优势指数OEP值接近于1,姥植比（Pr/Ph）在1.40~2.65之间;检测到的芳烃种类较多,以来源于树脂类有机质的萘系和菲系化合物为主,甲基取代同系物中热力学稳定异构体的含量相对较高。分析表明,松河煤的成煤母质主要为陆相高等植物,但也伴随海相低等生物的贡献;煤样成熟度较高,较高的芴系化合物和苯并萘并噻吩含量反映煤层主要形成于还原环境之中。      

新疆卡姆斯特煤田西山窑组煤层发育特征与煤质分析

准噶尔盆地东北缘卡姆斯特地区中侏罗统西山窑组为一套辫状河三角洲相沉积,主要可采煤层发育于三角洲平原,其中B1煤层最厚可达11.6 m,平均厚度6.1 m,厚度稳定、横向连续性好。煤岩显微组分以镜质组为主(73.3%),次为惰质组(13.3%),另含少量壳质组(6.2%);无机组分则以碳酸盐矿物为主,另含少量黏土矿物。煤岩镜质体反射率(Ro)范围为0.419%~0.522%,煤质总体以中灰、低硫、特低氯、特低磷、特低发热量的长焰煤为特征。