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石英表面配合物与溶解动力学模型 总被引：3，自引：0，他引：3
阐述了石英表面配合物和溶解动力学机理之间的关系，指出了石英的反应性主要受负电性表面物种的控制，从而导致电解质，离子强度，ＰＨ等因素对石英溶解的催化效尖，溶解速率的提高与反应活化能的降低或活化熵的增大有关。最后，介绍了在过渡液态理论和表面反应模型基础上建立的石英溶解速率方程。 相似文献
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鉴于石英溶解对全球变化和环境影响的重要性,其机理的研究成为近来地学领域比较活跃的课题.许多学者从物理、化学,甚至生物学的角度研究了石英溶解的机理.本文从pH值、温度、离子强度和表面形态四个方面综述石英溶解机理的研究进展.前人的研究成功地解释了石英-水在不同条件下的溶解机理,成功地解决了溶解动力学相应的单个参数问题.但是,石英溶解的条件非常复杂,往往是多个因素共同作用的结果,因此只研究单个参数的影响无法真正了解矿物溶解的动力学机理.石英溶解机理需要探索实验和理论方面更深层次的问题. 相似文献
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铝硅酸盐矿物溶解作用铝活性研究 总被引：1，自引：1，他引：1
现在愈来愈多的研究表明:硅酸盐、特别是铝硅酸盐矿物在有机质成熟热演化过程中发生溶解形成大量次生孔隙，将是砂岩储集体次生孔隙形成的重要现象之一。有机质成熟热演化发生脱羧作用，进而增强了孔隙水溶液中的有机酸阴离子浓度[1]，有机酸促进铝硅酸盐矿物溶解，溶解的实质是铝活性问题。本文通过实验分析了有机质与无机矿物的相互作用，讨论了有机酸对不同矿物的溶解性，查明了铝活性动力学因素，并对铝硅酸盐矿物次生孔隙形成机理进行了探讨。 相似文献
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介质中热质输运-反应体系对于热质成矿、污物迁移等十分重要。这里利用热质流体输运动力学模型与石英溶解与沉淀的化学动力学模型,以及多孔介质的本构关系,建立了一个热质输运、反应动力学藕合模型。并使用此模型研究了局部的温度变化和颗粒半径不均一分布对研究区域内温度场和浓度场的变化情况,其结论是它们之间的耦合可能打破系统的平衡,驱使系统长时间持续进行流体输运-反应动力学过程。 相似文献
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不同pH值条件下石英溶解的分子机理 总被引：3，自引：0，他引：3
对于石英-水反应体系,石英表面的Si-O-Si键的水解断裂是溶解反应过程的关键步骤。采用高级分子轨道从头计算法,研究了不同pH值下石英表面Q1（Si）位置的溶解反应动力学过程。对反应过程的势能面、过渡态、反应路径进行了量子化学计算（包括使用从头计算的分子动力学方法）,结果表明：（1）酸性条件下,H^＋连接的是石英表面末端Si-0H上的非桥氧,而非Si-O-Si键上的桥氧,这一链接反而增强了Si—O—Si键;（2）在中性和酸性条件下,石英溶解反应的速度控制步是Q1（Si）—Obr的断裂过程,而碱性条件下反应速率却由水分子靠近Q1（Si）的过程控制,它比Q1（Si）-Obr的断裂过程更慢;（3）活化能计算数据表明,碱性条件下石英溶解速率会随着pH值的增大而迅速增大;相对照的是,在酸性条件下,溶解速率与中性条件时相比变化不大,甚至还略有降低。本文纠正了一些关于石英溶解机理的长期的错误认识,比如前人错误地认为在酸性条件下首先形成Si-O（H^＋）-Si形式的复合物,然后Si-O-Si发生断裂。本研究结果表明,实际上是形成Si—O—Si-OH2^＋…H2O形式的过渡态复合物。然后Si-O-Si发生断裂。前人模型的结果与实验结果分歧,是一个长期遗留的困惑,而本文发现的断键机理模型及其计算结果,可以很好地与不同pH值下石英溶解的实验数据吻合。 相似文献
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蚯蚓肠道内小分子有机酸与摄入的土壤矿物相互作用,加速矿物溶解。摄入的土壤在蚯蚓肠道内平均停留时间约为12 h,不足以使土壤矿物产生显著的溶解特征,因此这一过程难以在蚯蚓体内进行评估。本研究通过体外实验控制pH值和有机酸浓度,模拟蚯蚓肠道中有机酸对土壤中常见矿物的溶解反应,探讨了方解石和钾长石在蚯蚓肠道环境中的初始溶解动力学。研究发现,矿物在混合有机酸中的溶解速率比在纯水中高一个数量级,说明有机配体和质子促进了矿物溶解。溶解速率及粒度分析表明,方解石(CaCO3)溶解速率不受溶解过程中粒度变化的影响,而钾长石(KAlSi3O8)粒度在溶解期间未出现显著变化。在此基础上,采用初始速率法模拟了钾长石的初始溶解动力学,计算得出的溶解速率表明钾长石在溶解初期主要为表面K~+的释放。使用缩核模型(shrink core model)和Hixson-Crowell模型对方解石溶解过程进行动力学解析,发现方解石的溶解主要受溶液中反应物内扩散的速率影响。这定量描述了两种矿物在有机酸溶液和纯水中的溶解差异。现有研究表明,有机配体和质子协同促... 相似文献
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柯克亚凝析气田石英的溶解现象及其成因 总被引：1，自引：0，他引：1
储层微观特征与成岩演化等的研究表明,柯克亚凝析气田西河甫组储层中广泛存在的石英溶解现象属于石英直接溶解。石英的直接溶解是长期干旱背景下形成的储层,在较深埋藏条件下碱性地层水活动的结果。成岩过程中碱性地层水的形成和原始沉积环境中有机质含量低有关,同时也受成岩演化的制约。早成岩B期一晚成岩期的早期储层中地层水的pH值最高,是研究区储层中石英溶解最强烈的时期,同时也是石英溶解型孔隙最主要的发育期。 相似文献
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储集层孔隙成因机制是致密砂岩储集层评价和预测必须解决的基本问题。本文以储集层微观分析为基础,对鄂尔多斯盆地大牛地气田石炭-二叠系致密砂岩储集层孔隙成因类型及其和优质储集层成因的关系进行了研究。结果表明,研究区致密砂岩储集层中碎屑石英颗粒存在明显的直接溶解现象,并形成了以石英溶解为主的储集空间类型,这种石英溶解是碱性成岩环境作用的结果,致密砂岩储集层的发育程度仍然和孔隙度以及组分的溶解作用有密切关系,碱不稳定矿物的溶蚀量一般为1%~23%,石英溶解型孔隙对储集层孔隙的贡献率一般可以达到60%~90%,碱溶蚀量达到5%以上时有利于优质储集层的形成;石英溶解作用较强的位置主要是颗粒边部的粒间孔隙周围,这种类型的溶解形成于储集层经历较强的压实成岩改造之后,所形成的溶解孔隙在后期的持续性压实过程中损失程度较低;石英溶解作用的强弱决定了储集层物性的最终发育程度以及优质储集层的形成。 相似文献
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一种新的储层孔隙成因类型--石英溶解型次生孔隙 总被引：26，自引：2，他引：26
石英作为碎屑岩储层中的一种难溶组分,普遍认为它和次生孔隙的形成关系不十分密切。研究认为泌阳凹陷核桃园组储层中的碎屑石英颗粒存在明显的溶解现象,并形成以石英直接溶解型孔隙为主的储集空间特征。石英颗粒被溶解的部分在薄片中所占的范围为 2 %～ 7%者常见,高者达 8%以上,在总孔隙中所占的相对含量也多数在10 %～ 35 %之间,早成岩B期是其最主要形成期。石英溶解型次生孔隙的大量存在为碎屑岩储层中SiO2 胶结物及次生孔隙成因等问题的解释以及储层预测和评价提供了新的可能性。 相似文献
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为了解页岩气储层石英类型和特征,以四川盆地龙马溪组页岩为研究对象,对样品进行了薄片观察、氩离子抛光-场发射环境扫描电镜观察、能谱分析、X-射线衍射分析、有机碳含量测试。结果表明,龙马溪组页岩石英含量在23%~83%之间,平均值为52%。根据成因,可分为5类:陆源碎屑石英、生物骨骼相关石英、沉积期-成岩早期混合石英、成岩期自生石英和裂缝中石英脉。石英含量与有机碳含量成正相关,其中有机石英在还原环境下能更好地指示有机质的发育情况。有机石英是指保留有软体并演化成干酪根的生物骨骼石英、交代生物骨架石英和与沥青伴生石英。与沥青伴生石英堆积在页岩原生孔隙中,降低了储层的孔隙度,但在一定程度上抑制了后期成岩作用,为沥青的充注保留了空间,且石英与沥青之间发育的缝隙与有机孔一起形成连通的孔隙网络。 相似文献
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成矿流体包裹体盐度的拉曼光谱测定 总被引：19，自引：2，他引：19
拉曼光谱在 2 80 0～ 3 4 0 0cm-1范围内对水溶液中OH-离子的变化非常敏感 ,溶液中电解质的浓度变化与溶液的拉曼光谱特征参数之间存在一定的定量关系。通过对不同浓度标准NaCl和KCl水溶液的拉曼光谱特征分析 ,提出了一种可综合反映溶液浓度的拉曼光谱参数 (偏斜率 )。通过试验和分析 ,发现NaCl和KCl水溶液浓度与水溶液拉曼光谱偏斜率之间存在很好的线性关系 ,并找出了拟合直线 ,同时给出了NaCl和KCl水溶液盐度的拉曼参数计算经验公式。为了验证此公式的有效性 ,专门用传统的显微微热计和激光拉曼光谱仪分别测定了人工流体包裹体和马脑壳金矿床含金石英脉中的流体包裹体的盐度 ,并对结果进行了对比讨论 ,证明用激光拉曼光谱仪测定不饱和流体包裹体的盐度是一种快速、简便、无损的盐度测定新方法 相似文献
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东胜煤系砂岩型高岭土的富集机理 总被引：6，自引：0，他引：6
通过对东胜含煤地层成煤期沉积环境、古介质等的分析,并用有机吸附实验对高岭石与有机质的吸附关系进行了实验,探讨了东胜砂岩型高岭土的富集机理。结果表明,高岭石在河流环境中的富集成矿与水介质中大量有机质的存在有关,植物分解产生的腐殖质具有很强的吸附性,在pH值>5.5和适量的多价阳离子存在的条件下,介质水中的腐殖质可通过多价阳离子与高岭石和石英相互牢固吸附,形成高岭石-有机质-石英复合体,从而使高岭石能够与石英一起搬运、沉积;某些具有一定疏水性的有机质与矿物的吸附,改变了矿物颗粒表面的亲水性,促进了高岭石的沉积富集。 相似文献
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《Applied Geochemistry》1996,11(4):555-565
Organic material is present at low concentrations, typically 1–2 mg/l in terms of dissolved organic carbon (DOC), in groundwaters deep in granitic rock. Hydrophobic and hydrophilic acids may complex inorganic contaminants and change their sorption behaviour on geological materials. This report describes a series of experiments performed under aerobic conditions to investigate the effects of fulvic acid over a concentration range of 0–5 mg/I DOC on the sorption of85Sr,137Cs,233U,238Pu and241'Am by crushed granite, biotite, goethite, montmorillonite and quartz. In addition, similar solutions were used to study the effects of dissolved fulvic acid on the sorption of99Tc and125I on each of the above solids except quartz. The fulvic acid was extracted from groundwater collected at a depth of 240 m in the granitic rock of the Underground Research Laboratory near Lac du Bonnet, Manitoba.In all experiments, the sorption of the fulvic acid by the geological materials was in the order goethite montmorillonite > biotite > granite > quartz. No sorption of Tc was observed from any of the solutions on any of the solids. Low sorption of I on montmorillonite occurred in the presence of the dissolved organic material. No sorption of I was observed with the other solids used. Only montmorillonite sorbed any appreciable amount of Sr in this study with the fulvic acid having no effect on this sorption. All the solids except quartz sorbed substantial amounts of Cs, but sorption was not affected by the organic material in solution. Each of the solids sorbed U with no difference in sorption observed due to the dissolved organic. In general, Pu sorption decreased as the concentration of dissolved fulvic acid increased. However, sorption of Pu on quartz remained at approximately the same levels regardless of the concentration of organic in solution. Generally high sorption of Am was found. Lowest sorption of Am on all solids occurred from the solution with the highest concentration of fulvic acid. Sorption of Am on granite decreased as the concentration of the organic in solution increased.This study indicated that, under aerobic conditions, the effect of dissolved organic material on sorption of radioisotopes depends on the radioisotope in question and the concentration of the organic in solution. 相似文献
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碎屑岩储层中有机包裹体的形成机制研究 总被引：20，自引：0，他引：20
有机包裹全的形成与一般无机包裹体的形成可有较大区别，它除了可在矿物结晶过程中形成（象无机包裹体）外，更重要的成因是它可在与岩石相互作用过程中形成，笔者着重对这种新的形成机制进行了分析研究，经研究表明，赋存于碎屑岩储层中石英裂隙，加大边及粒间包裹体，是由于油气（特别是羧酸）溶解了石英及铝硅酸，碳酸盐形成一定空间后，油气充填其中再封闭而成的，这是油一岩反应的结果，不同赋存状态的有机包裹体实际上是同一过 相似文献
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川南普格玄武岩顶部发育了一系列杏仁体,沥青、绿泥石、石英、自然铜等矿物以各种产状出现在杏仁体中。系统的矿物学研究表明：杏仁体中的绿泥石为辉绿泥石,形成于中—高温富有机质成矿热液环境;沥青属于石油沥青,有机质来源于下伏地层的中二叠统阳新组（P2 y）生物碎屑灰岩;绿泥石、沥青、石英及自然铜等矿物是玄武岩成岩后的构造应力与晚期基性火山活动共同作用形成的含有机质成矿热液演化的结果,其形成过程为：玄武质岩浆末期（基性岩浆作用末期）→含铜的火山热液(火山热液作用）→构造应力→含有机质的成矿热液→绿泥石→第一世代沥青→乳白色石英→烟灰色石英、第二世代沥青、自然铜→辉铜矿→葡萄石。玄武岩中含沥青的杏仁体、晶洞以及构造破碎带可以作为该地区的铜矿化的重要找矿标志。 相似文献
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George W. Greene Emily E. Meyer Jacob N. Israelachvili 《Geochimica et cosmochimica acta》2009,73(10):2862-6892
Using a Surface Forces Apparatus we have measured changes in the electrical potential difference between quartz and mica surfaces that correlate with the changing quartz dissolution rate when surfaces are pressed together at relatively low pressures (2-3 atm) in aqueous electrolyte solutions of 30 mM CaCl2 at 25 °C. No detectable dissolution or voltage potential difference is measured in symmetrical systems (e.g. mica-mica or quartz-quartz) or between dry surfaces subjected to similar pressures, indicating that the dissolution can not be attributed to a simple pressure effect, slow aging (creep), or plastic deformation of the quartz surface. In quartz-mica systems brought together under pressure or to close proximity in electrolyte solution, the onset of quartz dissolution is marked by a sudden, rapid decrease in the quartz thickness at initial rates in the range from 1 to 4 nm/min, which after several hours settles into a constant rate of approximately 0.01 nm/min (∼5 μm/yr). Concomitantly, the potential drops to a constant value once the dissolution rate has stabilized. The decrease in the decay rate is interpreted as being due to saturation of the confined aqueous film and/or to the buildup of a Stern layer on the quartz surface, and the constant rate as being due to the steady-state chemical dissolution and diffusion of the dissolving silica into the surrounding reservoir. The dissolution is ‘non-uniform’: the surfaces become rough as dissolution proceeds, with the appearance of pits in a manner analogous to corrosion. On occasions, the process of rapid dissolution followed by a gradual transition to steady dissolution repeats itself, suggesting that the pit structure and Stern layer are fragile and subject to collapse and/or expulsion from the gap. Preliminary experiments on the dissolution of multi-faceted milled quartz particles (∼1.0 μm diameter) compressed between two muscovite surfaces suggest an asymmetry in the dissolution rates at different crystallographic planes. The origin of the electrical potential is interpreted as arising from the overlapping of the electric double-layers of two dissimilar surfaces when they are forced into close proximity. This electrical potential difference, for as yet unknown reasons, appears to be the driving force for the dissolution, rather than pressure. 相似文献
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三塘湖盆地条湖组含沉积有机质凝灰岩致密储层特征 总被引：1，自引：0，他引：1
含沉积有机质凝灰岩是三塘湖盆地一种特殊类型的致密储层,对这套含沉积有机质凝灰岩致密储层的研究将为提高我们对非常规致密储层的认识提供一个很好的机会。文中通过凝灰岩样品岩石矿物组成、薄片、扫描电镜、石英结晶度和物性等的分析,阐述了三塘湖盆地二叠系条湖组含沉积有机质凝灰岩致密储层的特征。结果表明：条湖组凝灰岩致密储层的岩石类型主要有玻屑凝灰岩和晶屑玻屑凝灰岩,凝灰岩中最主要的矿物是石英,平均含量可以达到50%以上。凝灰岩致密储层的储集空间类型可以分为脱玻化作用形成的矿物粒间孔,溶蚀作用形成的粒内孔、无机矿物粒内孔和黏土矿物粒内孔,有机质孔以及裂缝。凝灰岩储层的物性具有高孔低渗的特点,孔隙度主要分布在10%~25%,空气渗透率主要分布在(0.01~0.5)×10-3 μm2,凝灰岩火山玻璃质的脱玻化作用是导致凝灰岩储层高孔低渗的主要因素,脱玻化形成的粒间孔体积小但数量巨大造成了凝灰岩总孔隙度较高,孔隙喉道半径极小又导致渗透率很低。凝灰岩储层物性主要受原始火山灰的组分以及脱玻化程度的控制,玻屑凝灰岩比晶屑玻屑凝灰岩储层物性好,脱玻化程度越高储层物性越好,而脱玻化程度主要受凝灰岩的埋深(温度)、有机质(有机酸)含量等因素控制。 相似文献