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1.
NaCl-H2O体系中WO3溶解度超临界现象实验探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
以适量Na2WO4·2H2O, HCl, NaCl和H2O为原料, 从过饱和的角度对4.0% NaCl水溶液中WO3溶解度的超临界现象进行实验探讨. 压力恒定在34 MPa, 接近临界压力31.4 MPa, 温度变化于250~550℃之间, 在快速淬火高压釜中进行实验. 结果表明在临界区域内, WO3溶解度具有超临界现象, 溶解度对温度、密度的变化反应敏感. 本实验温、压条件与许多钨矿床成矿流体的温、压条件比较接近, 超临界地质流体可能有助于揭示钨矿床的形成机制. 相似文献
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段振豪 《中国科学:地球科学》2010,(4)
状态方程是描述物质压力、体积、温度和组成(PVTX)之间关系的数学函数.许多物理化学性质可以从状态方程中导出,如:相(不混溶性、溶解度、相平衡)、容(体积、密度、压缩性)、热(焓、热容)和化学性质(化学位、活度、逸度).地质流体主要是指自然界的溶液和气体.它们主要是由H2O,CO2,CH4,N2,H2S,H2,O2,Ar,HCl,C2H6,SO2,Cl2,Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Cl?,SO42?,HCO3?,F?和各种水化金属离子和它们的混合物组成.在各种地质活动中(如成矿元素的运移和沉淀、油气迁移和储藏、地热传送、岩浆活动、变质作用和环境污染物质的传播等),地质流体发挥着至关重要的作用.本文介绍了通过热力学、分子动力学、统计力学和量子力学的方法综合研究所建立的一系列天然流体状态方程,这些方程不仅重现了全世界上百个实验室里数以万计的实验数据,而且预测出了超出实验范围以外的流体性质并得到后来实验的检验,使大量原有实验数据的应用价值增加至少一倍.这些方程和模型被世界上30多个国家的研究人员广泛应用于地球化学研究相关的多个方面(如甲烷水合物研究、包裹体研究、岩石流体相互作用、油气和地热勘探与开发、地球大... 相似文献
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倪怀玮 《中国科学:地球科学》2023,(10):2430-2433
<正>在地球深部过程前沿研究中,超临界地质流体的作用受到越来越多的关注(倪怀玮, 2020).超临界地质流体(以下简称超临界流体)形成于地球深部高温高压条件下,是岩石组分(硅酸盐±碳酸盐±硫酸盐)与水之间达到完全混溶而形成的一种特殊性质流体.超临界流体的成分变化可以很大(Kessel等, 2005; Zheng等,2011),但是以介于含水熔体与富水溶液之间的中间成分流体最具特征性(Ni等, 2017).在伟晶岩矿床研究中, 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(4)
大地电磁测深与电导率测量相结合已经成为探索地球内部状态的有效手段.含水硅酸盐熔体和富水流体的电导率显著高于硅酸盐矿物,而且对成分和温压条件十分敏感,可以用于认识深部的部分熔融和流体活动.本文系统总结了含水硅酸盐熔体和富水流体电导率的实验研究现状,并介绍了相关研究结果的若干重要应用.硅酸盐熔体电导率随温度上升而增大,随压强升高而减小.在Na~+含量相当的前提下,钙碱性系列熔体电导率从玄武质到流纹质呈上升趋势,其活化焓呈下降趋势.水的加入令熔体电导率显著增大,其主要原因在于增强了阳离子的活动性.流体电导率研究主要集中在稀电解质溶液.溶液电导率随温度上升先增大后减小,随压强升高一般先增大,超过一定压强后基本保持不变.从电导率数据可以得到电解质的电离常数.为建立广泛适用的熔/流体电导率随温度、压强和成分变化的定量模型,还需要在实验方法创新的基础上,对更多具有代表性的体系开展大范围温压条件下的电导率实验研究. 相似文献
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安徽铜陵狮子山铜-金矿床流体多次沸腾及其与成矿的关系 总被引：18，自引：1，他引：18
安徽铜陵狮子山铜-金矿床有两种与岩浆热液有关的矿化类型: 隐爆角砾岩型和矽卡岩型. 矿床中的成矿流体至少发生过四次沸腾. 第一次发生于隐爆角砾岩阶段, 熔体-流体包裹体温度高于600℃, 盐度超过42%(质量百分比, 下同)NaCl equiv, 代表了一种富水残浆; 第二次发生于矽卡岩化过程中, 流体温度为422℃~472℃, 平均458℃, 盐度为10.2%~45.1% NaCl equiv; 第三次发生于主成矿阶段, 即石英-硫化物阶段, 其流体温度337℃~439℃, 平均390℃, 盐度3%~30% NaCl equiv; 第四次发生于成矿晚阶段, 流体温度低于350℃, 平均265℃, 盐度2.1%~40.4% NaCl equiv. 氢、氧同位素测定表明, 成矿流体主要来自岩浆. 相似文献
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0.4～5.0GPa和室温～500℃下NaCl溶液的电导率 总被引：2，自引：0，他引：2
NaCl-H_2O体系是地质上最基本的二元系.对高压(>0.5 GPa)下NaCl溶液电导率测量很少.测量了0.4～5.0 GPa和室温～500℃时 0.01 mol/L NaCl溶液的电导率.结果表明,在 0.4 GPa下,0.01 mol/L NaCl溶液的电导率为 Quist和Marshall(1968)的结果吻合的较好.NaCl溶液的电导率随温度升高而增大,当压力≤1.5 GPa时,随压力升高变化很小.当压力在 1.5 GPa以上时,NaCl溶液的电导率随压力升高迅速增大.高压下电导率随压力的迅速增大可能在许多地质过程(如热液条件下的矿床形成)以及其他领域上都具有重要意义. 相似文献
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长坑金银矿是新近发现的新型大型贵金属矿床.较系统的N2-Ar-He示踪体系、He和δD-δ18O同位素组成研究表明,该矿床成矿流体主要来源于建造水(或称沉积热卤水),而不是前人所普遍认为的大气降水.成矿流体中幔源岩浆水的比例也很低,一般不超过10%.根据成矿流体来源,长坑金银矿应属沉积热卤水改造型矿床.在晚侏罗世到早白垩世,粤中三洲盆地由于巨厚沉积物的积聚,其中建造水受到挤压加温,顺层侧向迁移,并最终沿盆地边缘缓倾斜的层间断裂向上运移,由于温、压下降等原因导致矿质在断裂中沉淀. 相似文献
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煤与CH4,CO2和H2O相互作用的分子机制是深入认识流体在煤中的赋存状态、流体诱导的煤溶胀(或收缩)等现象的基础.相对于各种仪器分析技术,基于分子力学、分子动力学及量子化学的分子模拟技术是揭示物质结构与性质间关系、了解物理化学体系中物质相互作用机制的有力工具.本文应用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)及分子动力学(MD)方法对兖州煤模型(C222H185N3O17S5)的吸附行为进行了研究,获得了CH4,CO2与H2O的吸附量、吸附构型以及含氧官能团的影响,并利用等量吸附热及能量变化数据揭示了三种物质的不同吸附机理.(1)单组分CH4,CO2和H2O的等温吸附曲线均与Langmuir模型吻合较好,吸附量相对大小为CH4CO2H2O;高温不利于吸附;CH4/CO2/H2O三元混合组分(摩尔组分比1:1:1)吸附,仅H2O与Langmuir模型吻合.(2)CH4,CO2和H2O在298.15 K时的平均等量吸附热分别为22.54,36.90和37.82 kJ mol-1,即H2OCO2CH4;温度越高,等量吸附热越小;压力对吸附热则无明显影响.(3)CH4在孔隙中呈聚集态分布,CO2呈两两交叉的排列形式H2O分子在氢键作用下,O原子规律地指向周围H2O分子中或煤分子中的H原子;三者分子间距分别为0.421,0.553和0.290 nm,径向分布函数显示H2O分子排列最为紧凑并形成紧密分子层.(4)H2O围绕煤表面的含氧官能团形成明显分层分布,作用强度从大到小依次为羟基羧基羰基;CO2与CH4仅出现微弱的分层.(5)兖州煤模型吸附CH4,CO2及H2O分子后,体系总能量、体系价电子能和体系非成键能均降低.体系总能量降低幅度表明兖州煤模型中吸附优先顺序为H2OCO2CH4.价电子能的降低,表明地质条件下由于压力作用形成的"应变煤",在与流体作用过程中发生结构重排以形成更加稳定的构象,可能是流体与煤作用后产生溶胀的分子机制.范德华力、静电力与氢键力对非成键能降低的不同贡献揭示,煤与CH4的相互作用为典型物理吸附;与CO2的相互作用是以物理吸附为主,并存在微弱的化学吸附;与H2O的作用则是物理化学吸附并存. 相似文献
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粤中长坑金银矿成矿流体N_2-Ar-He示踪体系及来源 总被引：10，自引：1，他引：9
长坑金银矿是新近发现的新型大型贵金属矿床 .较系统的N2 Ar He示踪体系、He和δD δ18O同位素组成研究表明 ,该矿床成矿流体主要来源于建造水 (或称沉积热卤水 ) ,而不是前人所普遍认为的大气降水 .成矿流体中幔源岩浆水的比例也很低 ,一般不超过 1 0 % .根据成矿流体来源 ,长坑金银矿应属沉积热卤水改造型矿床 .在晚侏罗世到早白垩世 ,粤中三洲盆地由于巨厚沉积物的积聚 ,其中建造水受到挤压加温 ,顺层侧向迁移 ,并最终沿盆地边缘缓倾斜的层间断裂向上运移 ,由于温、压下降等原因导致矿质在断裂中沉淀 . 相似文献
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海洋环境中天然气水合物的形成除了合适的温压条件外,还必须有充分的甲烷供给.本文介绍了甲烷-水体系的甲烷饱和溶解度、水合物体系中甲烷水合物溶解度计算方法.在气-液二相平衡甲烷饱和溶解度计算中,关键在于状态方程的选择和合适的混合规则的运用,Duan的计算模型在温度、压力和盐度变化上都具有很大的适用性,且易于应用.在含水合物的相平衡体系中,在已知组分和假定可能存在相的前提下,可利用模拟退火算法优化总吉布斯自由能,确定是二相还是三相体系,并求解甲烷水合物溶解度.在海水环境下盐的存在使平衡发生移动,利用德拜—休克尔理论或Pitzer电解质溶液理论校正盐度对于海水活度的影响,求解海水环境中甲烷水合物溶解度.基于气-液二相平衡理论的K-K方程,在临近水合物生成条件下实验或计算确定亨利常数等参数后,可计算三相平衡甲烷水合物溶解度,且简单易用. 相似文献
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贵州大竹园铝土矿中钨和锂的发现与综合评价 总被引：5，自引：0，他引：5
铝土矿是我国近年来取得找矿进展的主要矿种之一,也是进口量比较大的紧缺资源.通过对贵州新近勘探的大竹园大型铝土矿的研究,发现了钨和锂的富集现象(WO3最高达0.33%,Li2O最高达0.58%).本文报道了这一结果,并分析了其在矿体中的分布特征(锂主要富集在栗园向斜西翼的北部,钨富集在向斜东翼中部),提出了锂和钨可以单独圈定矿体的建议,探讨了其工业利用的可行性,指出了此类矿产资源综合评价的新方向,以期及时指导矿产资源预测和潜力评价工作. 相似文献
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层间氧化带砂岩型铀矿流体地质作用的基本特点 总被引：3，自引：0，他引：3
通过对国内典型砂岩型铀矿—吐哈盆地十红滩矿床、伊犁盆地512矿床、鄂尔多斯盆地东胜矿床流体地质及其地球化学的研究,揭示了层间氧化带型铀矿流体作用的组成、成分、成因以及各主要蚀变流体的温度、PH,Eh,盐度、压力等物理化学性质.由流体包裹体分析认为流体的基本组成可分为两部分:一是为由包裹体氢、氧同位素特征可确认其为常温表生作用的大气降水,二为含CH4等烃类气体、CO2及少量H2S,CO,H2,N2等组分的天然气,在含油气盆地中往往含有少量的液态烃.氧化蚀变带流体性质往往是氧化碱性的,矿化作用阶段流体性质为中性或弱酸-弱碱及还原性,而在2次还原或还原作用带流体是强还原碱性的.流体中的含氧地下水是铀元素活化迁移的介质,而天然气中的CH4等烃类气体以及H2,H2S,CO等则是铀矿物沉淀的重要还原剂;流体环境的PH,Eh性质的转变是铀矿化形成的主要原因. 相似文献
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在气体介质三轴高温岩石力学实验仪器上,采用意大利Scaglia Bianca石灰岩,在温度50～300℃、围压150MPa,含50MPa孔隙压、无孔隙压含饱和水和完全干燥三种条件下,开展摩擦滑动实验.实验力学数据和显微结构表明,完全干燥样品在120℃时出现慢滑移,实验样品中没有出现溶解与沉淀.无孔隙压含饱和水条件下,100℃、120℃、150℃条件下出现典型的慢滑移,实验样品中含有微弱的溶解与沉淀;300℃条件下出现黏滑,实验样品中出现沉淀.在含50MPa孔隙压条件下,50℃时的实验表现为典型的稳滑,实验样品中以溶解为主;在100～150℃时,出现慢滑移,实验样品中以溶解为主,沉淀为辅;在200～300℃时,出现典型黏滑,实验样品中以沉淀为主.实验结果表明,石灰岩断层泥摩擦滑动稳定性随温度变化,受流体中碳酸钙的溶解和沉淀作用控制,因此,流体中矿物质的饱和度这一化学性质对断层带的摩擦强度和摩擦滑动稳定性具有显著影响. 相似文献
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利用Autolab 2000岩石物性测试设备,在0~200 MPa及三种不同孔隙流体条件下（干燥、水饱和及油饱和）研究了三种来自延长油田延长组的砂岩沿平行和垂直层面两个方向（即H和V）的纵波、横波速度,并分别计算了这些弹性波速的各向异性系数.结果表明：三种砂岩Y1、Y2和Y3两个方向上的VP、VSH和VSV均随围压增加而基本呈对数函数形式变化,且纵波饱油曲线的斜率远大于饱水;Y1、Y2砂岩H方向的VP、VSH和VSV在干燥、饱水和饱油条件下基本上均大于对应的V方向的波速;干燥、饱水和饱油条件下Y1、Y2的波速各向异性系数ε、γ和ζ和围压之间呈指数或二次函数降低;Y1、Y2、Y3三个岩样之间的速度各向异性差异明显,以Y2的各向异性最显著,其次是Y1,而Y3基本没有各向异性.另外,Y1、Y2的各向异性系数ε、γ和ζ之间表现出明显的与压力和流体状态相关性,且在实验压力范围内,饱油条件下的ε、γ均大于对应的饱水条件.实验结果可以为该地区地震资料的解释、油水层划分及与声波测井之间的对比提供重要的基础数据. 相似文献
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通过测定纯水在300～500℃和30～50 MPa条件下的电阻,揭示了纯水电阻和电导由亚临界区进入超临界区的变化特征.在此基础上,探讨了超临界水电阻和电导随温度和压力变化的演变机理.结果表明,纯水电导值在超临界点(374℃,22.1 MPa)附近具有涨落现象,具体表现为：(1)在亚临界区电导值与温度具有正相关关系,这是由于H+和OH-的极限当量电导之和随温度升高而上升所导致;(2)进入超临界区后电导值与温度具有负相关关系,这是由于水的密度和解离常数随温度上升而降低所导致.此外,固定温度条件下,纯水电导值与压力始终保持正相关关系.本次研究可为深部超临界地热资源地球物理勘探和解译提供基础数据. 相似文献
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利用不同温、压条件下的花岗岩变形实验数据,研究声发射（AE）事件应变释放特征,探讨加速模型参数m值与温压环境的关系.常温条件下,声发射应变显示一定的加速释放特征,但m值随围压增加未显示出趋势性的变化,表明常温条件下m值与岩石强度关系不密切.围压固定时,m值随温度升高逐渐变大,声发射应变从加速释放逐渐过渡到匀速释放,这意味着不同温度条件下岩石变形过程中内部微破裂形式的差异,可能导致应变释放类型的较大差异（即m值的较大差异）.在浅表地层的温压条件下,岩石破坏前显示一定的加速释放特征,m小于1;在渐进式破坏区段,应变释放呈逐渐减弱的减速释放态势,m明显大于1;在深部温压条件下,应变释放加速特征明显,m值明显较低.此外,完整岩样破裂前声发射应变加速释放特征显著,而宏观剪裂面的黏滑之前,声发射应变基本上匀速释放. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2021,(9)
岩浆熔/流体中金的溶解度制约着岩浆-热液型金矿床成矿过程中金的富集和迁移.大型金矿床需要巨量的金从上地幔-下地壳源区向浅部地壳迁移,岩浆与热液中高的金溶解度有助于源区形成富金的岩浆并有效运移.本文系统梳理了金在岩浆和热液流体中的络合形式以及金在岩浆熔体与流体间的分配行为及影响因素,结合最新高温高压实验研究,阐述了温度、压力、氧逸度、硫逸度、熔体组成与挥发分(水、二氧化碳、氯、硫)对岩浆中金溶解度的影响.本文强调岩浆中金的溶解度主要受控于岩浆中的挥发分:岩浆中还原性硫(S~(2-)和HS~-)的含量越高,金溶解度越高.在高温、高压、富水及中等氧逸度条件下,岩浆可以溶解更多还原性的硫,因而提高了岩浆运移金的能力.如果华北金矿床成矿元素来源于幔源熔/流体,那么从巨量金运移的角度,可以限定深部富金岩浆产生于中等氧逸度(S~(2-)与S~(6+)共存)的富水条件.早白垩世古太平洋滞留板片脱水交代上覆大地幔楔,不仅造成了华北克拉通减薄,也创造了有利于巨量金迁移的物理化学条件. 相似文献
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人们关注地球深部水对地球介质的力学和物理性质影响，以往实验研究大都用气体设备在几百ＭＰａ的低压力下进行的。为实现深部高压条件，本文用固体传压技术在１０００－１３００℃，１．０－２．０ＧＰａ温压条件进行橄榄石晶体内水溶解度实验研究。 相似文献
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东天山金窝子石英脉金矿床成矿流体和成矿物质的来源 总被引：10，自引：0，他引：10
对东天山金窝子石英脉金矿床的3号脉和210号脉的主成矿阶段的石英、黄铁矿和闪锌矿的包裹体流体做了气体组分和H,O同位素组成测定.主成矿阶段的石英与硫化物交替沉淀,并且硫化物的沉淀总体较石英晚.石英和闪锌矿中的流体包裹体以原生为主.黄铁矿包裹体水的H,O同位素组成反映了成矿流体的2个主要来源,一个是去气后的隐伏岩体,一个是~(18)O/~(16)O组成受围岩缓冲控制的地下水,石英包裹体水的H、O同位素组成主要反映了地下水.硫化物包裹体流体的大部分气体组分都比石英者高.气体组分之间的线性关系指示富气体岩浆流体与大气降水来源的地下水的混合趋势.硫化物和石英包裹体流体分别含有较多的岩浆流体和地下水,因而记录了成矿流体成分的脉动式变化,说明岩浆流体是脉动式输入到地下水的.黄铁矿和方铅矿的硫、铅同位素组成表明,硫主要来自于岩浆,金属物质来源于从地幔到全壳的各种贮库 相似文献