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地质流体状态方程 总被引：1，自引：0，他引：1
几乎所有的地球化学过程都有地质流体参加, 定量地了解地质流体的物理化学性质是定量研究地球化学过程的基础.100多年以来, 广大化学和实验地球化学工作者做了大量的实验测定工作, 可是所有这些工作之和, 仅仅覆盖地球范围内一个不大的温压空间, 远远不能满足地球化学研究的需要.近年来, 我们试图通过分子水平上的研究, 结合热力学和统计力学方面的知识, 在重现前人实验结果的基础上, 研究实验工作者没有或不能研究的温压和成分空间, 得到了一系列能够精确预测地质流体在广阔的温压范围内的物理化学性质的状态方程.这些状态方程不仅能够重现实验数据, 而且具有良好的外延能力, 可以应用于地球化学领域诸多方面的研究.重点讨论了几个状态方程(包括纯流体状态方程含水溶液状态方程和含盐-水-气的状态方程) 在预测流体的溶解度、相平衡、化学位和PVT性质方面的应用.简要介绍了近年来笔者应用分子动力学和蒙特卡罗模拟在地质流体研究方面所取得的成果 相似文献
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流体热动力学性质对理解各种作用过程中的地球化学行为是重要的。有关这方面的知识,通常是从实验资料获得。但实验工作毕竟是有限的,只能反映自然条件中很有限的范围。半经验的模式（如状态方程）或计算机模拟（如分子动力学和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟）提供了地质流体系统定量研究的主要方法。一个好的状态方程,可以根据实验数据内插或外延,能获得很多物理—化学信息。计算机模拟甚至可以在实验室不能达到的条件下产生“实验数据”,为未来地球化学研究提供了很大的潜在发展可能性。未来研究工作的重点应是：①为Ｈ２Ｏ－ＣａＣｌ２－ＮａＣｌ－ＣＯ２－ＣＨ４－Ｈ２Ｓ－Ｎ２体系提供预测容积、相平衡和焓的状态方程;②有效的计算机程序能够模拟自然界中含水溶液流体混合物的各种特性（包括热动力、结构、迁移性质）;③将这些模式和计算机模拟应用于各种地质系统的研究（如热水溶液矿床和流体—岩石交换反应等）中。 相似文献
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计算流体地球化学研究的进展 总被引：3，自引：0，他引：3
成矿作用的化学机理可以通过实验和计算机模拟进行研究。随着计算机运算能力的不断增强 ,在地球化学中正在形成一门新兴学科———计算地球化学。其中热质输运模拟、化学质量迁移数值模拟和流体输运化学反应耦合动力学研究取得了显著进展。建立在Darcy定律和守恒方程基础上的多孔介质热质输运模拟通过流函数图、等温线图及速率矢量图等 ,从古水文学和流体地球化学方面高度动态研究成矿作用。根据化学和热力学原理进行的化学质量迁移数值模拟则通过矿物和流体中化学物种的热力学数据 ,预测多组分体系中发生的流体岩石相互作用 ,定量揭示经历了复杂化学反应进程的成矿作用的化学行为。将上述两方面结合的流体输运化学反应耦合动力学 ,可以从时间和空间上模拟真实成矿流体系统复杂的动力学行为 ,是计算流体地球化学的发展方向。 相似文献
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成矿作用的化学机理可以通过实验和计算机模拟进行研究,随着计算运算能力的不断增强,在地球化学中正在形成一门新兴学科－计算地球化学。其中热质输运模拟、化学质量迁移数值模拟和流体输运－化学反应耦合动力学研究取为著进展,建立在Ｄａｒｃｙ定律和守恒方程基础上的多孔介质热质输运模拟通过流函数图、等温线图及速率矢量图等,从古水文学和流体地球化不方面高度动态研究成矿作用,根据化学和热力学原理进行的化学质量迁移数值模拟则通过矿物和流体中化学物种的热力学数据,预测多组分体系中发生的流体－岩石相互作用,定量揭示经历了复杂化学反应进程的成矿作用的化学行为。将上述两方面结合的流体输运－化学反应耦合动力学,可以从时间和空间上模拟真实成矿流体系统复杂的动力学行为,是计算流体地球化学的发展方向。 相似文献
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成矿流体中金的沉淀机理研究述评 总被引：12，自引：1，他引：12
成矿流体中金的沉淀机理是金地球化学的一个重要研究领域。建立在现代实验地球化学和络合物化学等理论基础上，热液成矿流体中金的迁移形式研究已经取得很大进展。结合矿床地球化学、流体包裹体地球化学等的研究，对金的沉淀机理已提出了许多假说，如沸腾作用、不同流体的混合作用、流体不混溶作用、热液蚀变等等。一方面，受成矿地质环境的制约，不同矿床类型和不同成矿环境，金的沉淀机理可能不同；另一方面，不同沉淀机理还有各自不完善之处，需要更深入地研究。而成矿实验地球化学、计算机模拟等可以发挥重要作用。 相似文献
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地球内部元素的配分行为具有重要意义,有助于揭示地球内部物质循环、元素成矿、超临界流体性质等基础地质问题。同步辐射微聚焦X射线荧光光谱(SR-μXRF)结合金刚石压腔(DAC)技术,可以在高温高压条件下实现高准确度和高分辨率的原位(in situ)测试元素在不同物相间的浓度,并获取配分系数。而基于地球化学热力学的理论计算模拟,可以获得元素在不同物相间的赋存形式,有助于揭示元素配分机制。本文综述了SR-μXRF结合DAC技术和地球化学热力学计算模拟原位测定高温高压下元素配分的研究方法,及其在地球内部元素迁移、成矿作用和地球早期形成过程等领域中的应用进展,认为利用该套方法研究高温高压下元素配分行为的体系将变得更加复杂,对温度、压力条件则要求更高。本文旨在更新和丰富高温高压下元素配分系数数据,深化对地球内部物质循环等问题的认知。 相似文献
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构成世界各大陆基底的前寒武纪高级变质区或称麻粒岩相区,是下部地壳的代表。它的研究不仅具有实际意义(赋存有大量矿产),而且具有极大的理论价值。因而对这一课题的研究已成为各国地质界的热门。当前,对这一领域的研究主要集中于以下几个方面:①前寒武纪麻粒岩相区以及下部地壳的性质及其组成;②麻粒岩相的形成条件和机制,温压条件测定方法的选择;③麻粒岩相区变质流体的性质及其作用;④下部地壳的地球化学研究;⑤麻粒岩相区地质学和岩石学研究及它们的动力学模拟(P-T-t轨迹)。 相似文献
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实验地球化学主要通过高温高压实验模拟,对元素和同位素在地球内部条件下的行为、性质和效应进行研究,从而对成岩成矿、岩浆演化、流体交代、壳?幔?核分异等地质现象和过程进行制约. 实验地球化学的最初诞生,主要是针对传统地球化学、岩石学和矿床学研究中遇到的难以解决问题进行正演辅助. 实验地球化学的发展,与高温高压实验设备和现代分析技术的成熟和完善密切相关. 近半个世纪以来,实验地球化学的不断成长壮大,极大促进了传统地球化学乃至整个地球科学相关领域的发展. 在未来的10到20年内,实验地球化学有望在以下3个方面进一步加强和取得重要科研成果:（1）深部地球和早期地球;（2）挥发分和地球宜居性;（3）行星形成演化实验模拟. 相似文献
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太古宙下部地壳流体研究现状 总被引：2，自引：0，他引：2
太古宙下部地壳流体的研究对于阐明麻粒岩相变质作用成因及深成地质作用过程具有重要意义。下部地壳流体的性状，成因，运移方式及其与麻粒岩相变质作用成因联系等方面取得了一定的研究成果。采取流体包裹体研究与脱水变质反应平衡热力学计算，矿物对地质温压计估算等相结合的方法才能获得更可信的结果，实验研究是今后重要的发展方向。 相似文献
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Computer Modeling and Simulation of Geofluids： A General Review and Sample Description 总被引：3，自引：0，他引：3
Thermodynamic properties of fluids are essential for the understanding of the geochemical behavior of various processes,The paper introduces the most updated computer modeling and simulation methods in the study of thermodynamics of geofluids,inclduing semiempirical models(such as equation of state)and molecular dynamics and Monte Carlo simulation.A well-established semi-empirical model can interpolate and extrapolate experimental data and yield much physicochemical information.Computer modeling may produce“experimental data“ yield much physicochemical information.Computer modeling may produce“experimental data“even under experimentally difficult conditions.They provide important methods for the study of geological fluid systems on the quantitative basis. 相似文献
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热液流体对金属元素的迁移、富集及沉淀成矿起着关键作用,定量刻画金属元素在热液成矿过程中的运移是矿床学研究的重点和难点。以热力学理论为基础,通过开展溶解度实验,揭示金属元素在热液流体中的地球化学行为,是研究金属元素迁移、富集沉淀机制行之有效的重要手段。其中,基于钛合金反应釜开展不同物理化学条件下金属元素在热液流体中的溶解度实验,结合相关的热力学模拟,能够精确测定金属元素在热液流体中的溶解度、络合物配位数、气液两相中的分配系数及相关热力学参数,为定量模拟热液成矿过程提供重要的实验依据。文章归纳了近年来针对热液体系的实验矿床学方法,分析了各类实验方法与分析手段的优点与不足。重点介绍钛合金反应釜溶解度实验和热力学模拟计算方法,并结合该方法模拟钪矿床成矿的水岩反应过程,说明该方法在成矿过程模拟中的应用,最后阐述了其存在的问题,并对该领域未来的研究趋势提出了展望,以期推动该方法在战略性关键金属超常富集机制研究中的应用。 相似文献
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流体的热力学前缘研究 总被引：12，自引：1，他引：12
总结了当前国内外关于流体的热力学前缘研究领域如下：（１）流体体系的ｐ－Ｖ－Ｔ－ｘ相关系研究，主要对象是Ｈ２Ｏ－ＣＯ２－盐类多组分体系高温高压下相图的实验和理论研究。（２）矿物在流体中的溶解度及溶解后在流体中溶解类型的形式和热力学性质——平衡常数（或Ｇｉｂｂｓ自由能）及各种偏摩尔性质的研究。（３）流体热力学模型化研究，已研制出大量的计算机软件，包括多种矿物、溶解类型的热力学数据库和模拟热液平衡、矿物溶解性质、反应路径和水—岩相互作用的实用程序。（４）超临界流体的相关系和化学反应等有许多特殊的性质，对认识地球内部的演化将有重要意义。（５）新技术新方法的发展，使分析单个矿物包裹体成分变成了现实。 相似文献
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流体包裹体研究:进展、地质应用及展望 总被引：8，自引：1，他引：7
在多数地质作用过程中,流体都担任着元素迁移的载体、化学反应的活化荆的角色.大量研究表明,岩石、矿物以及元素在有无流体的情况下会表现出迥异的物理和化学性质,所以对于认识某一地质过程而言,流体方面的研究往往能够提供极其重要的信息.流体包裹体则以其直接反映古流体的成分,在各种矿物中的普遍存在性,以及对各种后期改造有一定的抵抗力等特点而成为研究古地质流体的最佳样本,并已经被成功地应用到各种地质过程的研究中.从基本概念出发,讨论了流体包裹体的种类和原生、次生流体包裹体的区分,对流体包裹体的岩相学观察要点以及流体包裹体研究的最新进展做了简要的综述,着重介绍了研究中常用的分析方法及变质岩中流体包裹体的研究,并举例说明了流体包裹体在矿床学、石油地质学中的应用,以及近期的一些关于流体包裹体中保存生物标志和生物遗迹化石的研究,最后对未来流体包裹体研究的发展方向作了简单的展望. 相似文献
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实验岩石学通过高温高压实验来模拟地球内部状态,正演研究矿物、岩石及其组分的物理化学行为,与天然矿物和岩石样品反演研究相互补充. 从20世纪初美国卡内基研究所建立地球物理实验室算起,实验岩石学已经历了100多年的发展,在认识地球内部状态和过程以及矿物和岩石成因方面发挥了重要作用. 我国实验岩石学研究开展约50年,进入21世纪以来在实验平台和创新性研究成果方面取得了显著进步. 在学科发展趋势方面,实验岩石学表现出以下6方面的特点:（1）新的高温高压实验技术不断涌现;（2）实验与分析测试技术高度融合;（3）实验模拟与计算模拟相结合;（4）从热力学平衡扩展到动力学研究;（5）从干体系扩展到对挥发分和流体的深入研究;（6）应用场景从固体地球扩展到类地行星. 通过进一步开发或改进高温高压实验技术,加强与分析测试技术以及计算技术的结合,实验岩石学有望在破解地球内部流体的性质和作用、地幔演化和岩浆分异、变质反应速率和机制、类地行星形成与演化等重要科学问题方面作出关键贡献. 相似文献
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烃源岩有限空间温压共控生排烃模拟实验研究 总被引：13，自引：0，他引：13
烃源岩的生烃反应是在其限定的孔隙空间中承受高静岩压力和流体压力下进行的,然而受实验装置和条件的限制,目前大多数的生排烃模拟实验都是在一个低压、相对较大的生烃空间下进行的,与实际地质情况差异较大。通过对同一样品分别进行有限空间和常规高压釜方式加水模拟实验对比研究发现:（1）有限空间热压模拟实验的气态产物更接近地质实际。气体组分中烃气占有更大的比重;重烃气的保存下限大于常规模拟,延迟了重烃气向甲烷的转化;烯烃含量比常规加水模拟条件下更少,基本检测不到。（2）有限空间的限制使水介质参与成烃反应的作用增强,其限定空间内较高的流体压力延迟了油向烃气的转化过程,有利于液态油的生成和保存。（3）有限空间下高压液态水介质条件有利于烃类的排出。 相似文献
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小热泉子铜矿区地震方法试验研究 总被引：3，自引：1，他引：2
地震方法在能源勘探中是一种不可替代的勘查方法,由于金属矿区地质构造的复杂性,金属矿勘查中的地震方法技术还处于试验应用研究阶段.由于地震方法自身的特点,该方法的多解性和分辨地下目标物的精度优于其他地面物探方法,但因金属矿区的地质构造十分复杂,且所研究的地层难以满足油气地震勘探所要求的层状介质,因此常规的地震方法技术在金属矿地区的应用受到了限制.根据金属矿地震资料的特点和拟解决的地质问题,研究一种适合金属矿区开展地震勘查的方法技术是十分需要的.文章结合在新疆小热泉子铜矿区地震方法的试验研究结果,讨论了地震方法技术在金属矿勘查中的作用和效果. 相似文献
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倾倒变形岩体发育强度与极限深度的确定方法 总被引：1，自引：0，他引：1
以澜沧江某水电站右坝肩倾倒变形岩体为例,根据倾倒变形岩体的宏观地质特征及其地质环境背景条件,系统分析了影响倾倒变形岩体发育的地质因素。运用离散元数值分析方法,模拟了不同影响因素对岩体变形强度的影响程度,并与实际边坡开挖揭露的岩体变形特征进行对比分析,得到了发生岩体变形的控制因素、变形发展过程的时间效应与空间分布特征。研究结果表明,导致岩体发生倾倒变形的外部因素是重力、地应力、卸荷方向与卸荷强度,提出了倾倒变形极限深度的概念。通过地质成因分析、离散元数值分析和理论公式推导,建立了由地表变形弯折强度确定变形随深度变化的计算模型,为开挖边坡的稳定性评价及系统锚索深度设计提供了重要的依据。 相似文献