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煤矸石-水相互作用的溶解动力学及其环境地球化学效应研究 总被引：17，自引：1，他引：17
党志 《矿物岩石地球化学通报》1997,(4)
煤矸石—水相互作用的溶解动力学及其环境地球化学效应研究党志（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词水—岩作用煤矸石地球化学动力学采煤矿区复垦环境效应收稿日期：１９９７－３－１０作者简介：党志男１９６２年生博士生环境地球化学煤矸石以其量多、... 相似文献
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采用化学法和中子活化(INAA)法对采自山西阳泉三矿山西组3号煤层和太原组12号煤层的3件煤层夹矸粘土岩样品的8种常量元素(氧化物)和33种微量元素含量进行了测定。通过对具有示踪意义的元素及其比值的对比分析,3个样品总体上均不具有典型的沉积岩特征,应该是由酸性或酸性偏碱性火山物质(降落的或陆源搬运的)在地表覆水较浅的弱氧化条件下经原地淋滤、蚀变形成的。原岩蚀变程度较高,不稳定或较不稳定的元素大量流失,甚至一些较稳定的元素(如高岭岩中的铁、锰)也明显流失。强烈的化学蚀变以及岩石中矿物成分的变化是造成粘土岩间以及粘土岩与原岩间元素(尤其是REE)含量及REE配分模式差异的主要原因。 相似文献
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鸡西煤田是东北地区重要的炼焦煤基地，由于受成煤环境的影响，原煤灰分较高，影响了煤炭精细加工利用和环境。采用Ｘ射线衍射、红外光谱等分析方法对鸡西煤的无机地球化学特征研究显示，煤中的主要矿物为石英、方解石、粘土矿物、黄铁矿和菱铁矿等，它们分别以不同的状态赋存于有机质中。煤灰的主要成分为ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３，其主要源自流水带入泥炭沼泽的石英和粘土等同生矿物。元素分析表明，煤中硫、磷及微量元素锗和镓等含量较低。 相似文献
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The organic-rich shale of the Shanxi and Taiyuan Formation of the Lower Permian deposited in a marine-continental transitional environment are well developed in the Ordos Basin, NW China, which is considered to contain a large amount of shale hydrocarbon resources. This study takes the Lower Permian Shanxi and Taiyuan shale collected from well SL# in the Ordos Basin, NW China as an example to characterize the transitional shale reservoir. Based on organic geochemistry data, X-ray diffraction (XRD) analysis, field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) observations, the desorbed gas contents of this transitional shale were systematically studied and the shale gas potential was investigated. The results indicate that the Lower Permian Shanxi and Taiyuan shale has a relatively high total organic carbon (TOC) (average TOC of 4.9%) and contains type III kerogen with a high mature to over mature status. XRD analyses show that an important characteristic of the shale is that clay and brittle minerals of detrital origin comprise the major mineral composition of the marine-continental transitional shale samples, while the percentages of carbonate minerals, pyrite and siderite are relatively small. FE-SEM observations reveal that the mineral matrix pores are the most abundant in the Lower Permian shale samples, while organic matter (OM) pores are rarely developed. Experimental analysis suggests that the mineral compositions mainly govern the macropore development in the marine-continental transitional shale, and mineral matrix pores and microfractures are considered to provide space for gas storage and migration. In addition, the desorption experiments demonstrated that the marine-continental transitional shale in the Ordos Basin has a significantly potential for shale gas exploration, ranging from 0.53 to 2.86 m3/t with an average value of 1.25m3/t, which is in close proximity to those of terrestrial shale (1.29 m3/t) and marine shale (1.28 m3/t). In summary, these results demonstrated that the Lower Permian marine-continental transitional shale in the Ordos Basin has a significantly potential for shale gas exploration. 相似文献
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柴北缘石炭系克鲁克组发育了一套厚层富有机质细粒沉积岩,是研究区页岩气勘探的主力层系。克鲁克组泥页岩形成于陆表海沉积环境,与深海富硅质泥页岩和湖相富碳酸盐泥页岩具有显著差异,目前研究程度相对较低,因此对其开展岩相与沉积环境研究具有十分重要的沉积学与油气地质学意义。通过野外露头和岩心观察,薄片鉴定、X射线衍射分析等技术,以区分标志明显、易于识别为主要原则,综合矿物组成、沉积构造、化石组合及其他混入物等因素,将柴北缘石炭系克鲁克组泥页岩划分出10种主要岩相类型,分别指示不同的沉积微环境。其中,煤岩、水平层理碳质黏土岩、透镜状层理粉砂质黏土岩、波状层理黏土质粉砂岩、脉状层理粉砂岩均属于潮坪沉积;富含菱铁矿结核的块状黏土岩为潟湖沉积;块状泥灰岩和块状生屑灰岩属碳酸盐台地沉积;而含介壳粉砂型泥岩和介壳型泥岩则属于潟湖与局限台地之间的过渡沉积,具有原地混积的特点。由于陆表海平缓的古坡脚,致使区内沉积体系受短期海平面升降变化影响显著,随滨线快速迁移,不同沉积环境的泥页岩在垂向上频繁叠置,交互出现,可总结出3种主要的岩相组合类型,分别形成于局限台地相潟湖相潮坪相组合,局限台地相潟湖相组合和局限台地相生物碎屑浅滩相组合。在泥页岩的岩相类型、特征、沉积环境及垂向演化序列研究的基础上,最终建立了陆表海泥页岩沉积模式。 相似文献
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川南地区下古生界页岩气储层矿物组成与脆性特征研究 总被引：2，自引：0，他引：2
应用X射线衍射(XRD)分析技术,对川南地区下古生界下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组两套海相页岩气储层岩心样品进行了矿物组成与脆性特征研究。结果表明,川南地区筇竹寺组和龙马溪组海相页岩具有差异的矿物组成和含量特征。筇竹寺组页岩中,石英含量最高(28.4%~42.8%,平均35.7%),黏土矿物含量次之(25%~35.3%,平均28.7%),碳酸盐矿物含量较低(1.4%~21.7%,平均11.2%)。龙马溪组页岩中,黏土矿物和碳酸盐矿物含量高,前者为13.4%~66.1%(平均34.7%),后者为14.6%~80.0%(平均35.9%),石英含量相对较低(5.2%~41.4%,平均21.0%)。另外,这些页岩中还含有少量黄铁矿、长石、白云石等其他矿物。总的来说,该区下古生界海相页岩的矿物组成特征与北美海相页岩比较相似。川南地区筇竹寺组和龙马溪组页岩中脆性矿物丰富、含量高,前者为55.6%~73.9%(平均64.1%),后者为26.9%~86.6%(平均62.5%),整体上具有良好的脆性和可压性,有利于该区海相页岩气的压裂改造。 相似文献
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黑色页岩水岩化学作用实验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
水岩作用是黑色页岩化学风化的重要途径,并与岩体矿物组分、工程性质及地质环境有着密切的联系。利用自制的流通实验装置对取自三江县团结电站附近的寒武系清溪组黑色页岩与富含溶解氧去离子水的化学反应进行试验模拟研究,并利用离子分析仪、电感耦合等离子体质谱仪对反应后溶液离子浓度进行分析,使用扫描电子显微镜观察反应前后岩样微观特征,结合岩样渗透系数的变化监测,对岩样中黄铁矿氧化动力学速率以及受黄铁矿氧化影响形成的酸性环境下硅元素释放速率进行计算分析。结果表明,黄铁矿氧化行为使得岩体渗透率降低约70%,在黑色页岩自身矿物化学组分和岩石物理性质的共同影响下,所含黄铁矿氧化速率与纯黄铁矿颗粒的氧化速率非常接近,同时黄铁矿氧化形成的酸性溶液可溶蚀岩体中石英和伊利石,由于两者含量未能精确测定,因此所测得硅元素释放速率仅表示两者溶解的总反应速率。 相似文献
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海陆过渡相煤系泥页岩广泛分布,具有良好的天然气资源潜力。以淮南煤田煤系泥页岩为研究对象,运用X射线衍射、扫描电镜等分析手段,对淮南煤田煤系地层泥页岩的矿物学、岩相、储层特征等方面进行相关测试,并探讨了泥岩岩相对页岩气储集空间的控制作用。研究表明:淮南煤田煤系泥页岩矿物成分中黏土矿物含量多、自生非黏土矿物相对较少,致使岩石脆性降低并对压裂裂缝产生具有负效应,但部分菱铁矿的存在可能起改善作用;存在花斑状高岭石泥岩、浅灰色高岭石泥岩、鲕状泥岩、暗色泥岩、粉砂质泥岩等5种岩相。泥页岩储层裂缝包括层面剪切缝、有机质演化异常压力缝、层间页理缝、构造裂缝等宏观类型和与石英和高岭石有关的微裂缝类型;泥页岩孔隙包括化石孔、粒间孔、粒内孔和晶间孔及可能的有机质孔等类型,为页岩气赋存提供了储集空间。不同沉积环境下的泥岩岩相不同,进而决定了矿物成分特征与有机质相对含量,对泥页岩储集空间起主要控制作用。 相似文献
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《Chemie der Erde / Geochemistry》2023,83(2):125972
In China, the lack of Li resources is in stark contrast to a large amount of coal gangue produced by coal mining. To determine the distribution patterns and existing status of lithium (Li) elements in the coal gangue, the mineralogical and geochemical analysis were formed on samples of the roof, floor, and parting of No. 02, 2, 8, and 9 coal seams, being mined in Malan mine, Xishan coalfield, Shanxi Province. The results show that the lithium content in this study area is relatively enriched, the highest content is 499 μg/g in sample 02-G, and the average content is 109.8 μg/g, which is two times that of the world average value of claystone (45 μg/g). XRD analysis shows that the mineral composition of parting samples is mainly clay mineral kaolinite, while the coal seam roof and floor samples also include quartz and some iron-bearing minerals, such as pyrite and siderite. Likewise, possible lithium-rich mineral phases and possible lithium-rich factors were investigated in this paper. A comprehensive clay separation experiment and correlation analysis between lithium and major elements indicate that lithium is likely to exist in the clay mineral kaolinite in the study area. It is also found that the content of Li adsorbed by cryptocrystalline kaolinite is generally higher than that of crystalline kaolinite. According to the mechanism of Li+ adsorption in clay minerals, the higher lithium content of cryptocrystalline kaolinite is due to its larger specific surface area, which can adsorb more lithium on the surface. 相似文献
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陕西省矿床成矿系列的初步划分 总被引：8，自引：4，他引：8
通过系统总结，首次将陕西省主要矿床初步划分为4个矿床成矿系列组合，22个成矿系列类型，42个成矿系列和若干亚系列。其中省内金矿床的主要成矿系列为燕山期与变质一岩浆热液有关的金多金属矿床成矿系列、略勉板内结合带与岩浆热液有关的金矿成矿系列、商丹板块对接带与变质热液有关的金矿床成矿系列、现代河流中的冲一洪积砂金矿床成矿系列、与热水渗滤作用有关的金矿床成矿系列及活动区造山带与碱性碳酸盐类有关的金矿床成矿系列类型，银矿床的主要成矿系列为复理式建造中的菱铁矿银多金属矿床成矿系列，铜矿床的主要成矿系列为与元古代中-酸性岩有关的铁铜矿床成矿系列、加里东-印支期与中性-酸性花岗岩类有关的铁铜金钨萤石矿床成矿系列、与海相中基性火山岩有关的铜锌矿床成矿系列、前寒武系变质火山岩中的铜锌黄铁矿床成矿系列，钼矿床的主要成矿系列为与中酸性浅成-超浅成小岩体(斑岩)有关的钼铁铜矿床成矿系列，铅锌矿床的主要成矿系列为海底热液喷流-沉积铅锌矿床成矿系列、与热水渗滤作用有关的铅锌矿床成矿系列、海底喷流沉积-热液改造铅锌铜矿床成矿系列，汞锑矿床的主要成矿系列为与热水渗滤作用有关的汞锑矿床成矿系列，重晶石矿床的主要成矿系列为寒武系-奥陶系中的钒钼重晶石磷块岩黄铁矿石煤矿床成矿系列、下志留统中的重晶石铀石煤矿床成矿系列，煤矿床的主要成矿系列为大型内陆盆地中的煤油页岩成矿系列及与海陆交互相沉积岩有关的煤铝黄铁矿粘土高岭土矿床成矿系列类型，岩盐矿床的主要成矿系列为产于奥陶系中的岩盐(钠盐)矿床成矿系列。 相似文献
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内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组—都红木组发育1套热水沉积岩。通过岩心观察、显微镜下鉴定、扫描电镜、全岩X衍射和电子探针分析等手段,对研究区热水沉积岩的矿物组成、结构与构造特征、矿物组合关系进行系统研究,在此基础上进行岩石分类与命名。研究表明: 研究区热水沉积岩在岩心上表现为深灰色、灰色和灰褐色;其矿物组分复杂多样,以白云石和沸石(钠沸石和方沸石)为主要造岩矿物,黄铁矿、菱镁矿、菱铁矿、水镁铁石及重晶石为次要矿物,混有黏土矿物、石英、钾长石和斜长石等泥质陆源碎屑;热水沉积岩结构构造特征复杂多样,根据结构特征可以划分为热水内碎屑结构、泥晶结构和团块结构3种,依据构造特征可以划分为纹层状和条带状构造、网脉状构造、同生变形构造、角砾状构造、蝌蚪状构造、星散状构造、块状构造和韵律性构造8种构造类型;以主要的热水沉积矿物白云石、沸石及陆源的泥质物(黏土矿物、石英及长石)为三端元,以90%、75%、50%、25%、10%为界限,将研究区热水沉积岩划分为泥质白云岩、含沸石白云质泥岩及沸石岩,前两者是研究区的主要岩石类型。本区热水沉积岩岩石学特征的研究可为其他地区的热水沉积岩及其沉积模式研究奠定基础,可以进一步丰富现今的沉积学理论。 相似文献
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本文对石鼓煤矿具有代表性的三种泥岩的矿物组成、物理力学性质、物理化学因素、胶结物质和微观结构的测试和分析进行了介绍,并从物理化学力学观点出发研究了水质变化、风干失水、结构破坏等因素对泥岩膨胀性的影响。研究结果表明:泥岩的粘士矿物以高岭石和伊利石为主;其膨胀力为2～5公斤/平方厘米;粘土矿物含量高,结晶不良,胶结物质少,结构紧密是它产生膨胀且易受物理化学力学因素变化的影响的主要原因。 相似文献
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渝东北田坝地区五峰-龙马溪组泥页岩的矿物成分主要为石英和黏土矿物,其次为长石,此外还含有少量黄铁矿、硬石膏等含硫矿物,以及极少量的碳酸盐矿物。沉积学及矿物学研究表明,五峰-龙马溪组的沉积环境以浅海陆棚为主,而浅海陆棚属还原环境,有利于有机质富集和保存,可以更好地形成页岩气;页岩含石英量较多并且脆性指数较高,因此有利于形成裂缝以利于渗流。与相邻的涪陵地区相对比,两者可比性较高,并且渝东北田坝地区五峰-龙马溪组页岩的石英等脆性矿物含量大于涪陵地区,而黏土矿物含量、碳酸盐矿物含量远小于涪陵地区;渝东北田坝地区黏土矿物组合反映,五峰-龙马溪组已进入了晚期成岩作用阶段,该阶段所对应的有机质成熟度为高成熟-过成熟,表明其成熟度条件有利于形成页岩气藏;进一步研究还发现,五峰组及龙马溪组页岩具有较高的孔隙度和渗透性,能为页岩气储存提供较好的储集空间。 相似文献
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为评价湖南保靖地区震旦系陡山沱组页岩气勘探潜力,利用野外地质调查及页岩气井勘探成果资料,结合钻井岩心样品测试结果,研究了湖南保靖地区陡山沱组页岩储层发育的特征及其分布规律。湖南保靖震旦系陡山沱组发育被动大陆边缘浅水陆棚斜坡相灰色白云质灰岩、黑色碳质泥岩、黑色硅质岩、黑色硅质岩、深灰色泥晶灰岩、深灰色含钙碳质泥岩等。该页岩层分布稳定,厚度巨大(150～200m);有机碳含量较高(4.07%～10.25%),热演化程度较高(3.78%～4.97%),达到过成熟阶段;页岩孔隙度中等(0.19%～2.355%),渗透率极低(0.0005257～0.5910081 mD);脆性矿物含量较高(55.9%～84.5%),主要以石英、方解石、黄铁矿、斜长石为主;黏土矿物含量较低(16.5%～44.1%),以伊利石和伊蒙混层为主,经历了晚成岩作用阶段;储集空间主要有矿物溶蚀孔、有机质溶蚀孔、黄铁矿晶间孔、黏土矿物晶间孔、成岩解理缝及构造微裂缝等。综合研究分析认为,湖南保靖地区陡山沱组具有较好的页岩气成藏条件,可继续加大勘探力度。 相似文献
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在扬子板块北缘城口明中剖面及巫溪徐家坝剖面下志留统龙马溪组底部的硅质岩、泥岩中发现椭球状重晶石结核。其矿物组成主要为重晶石颗粒与作为"基质"的黄铁矿、粘土矿物和石英。通过重晶石岩石学、矿物学及锶同位素分析表明,重晶石结核形成于早期成岩阶段松软沉积物的孔隙水中。上升洋流带来丰富的营养及富钡物质,表层海水的高初始生产力促使生物繁盛,海水中的钡通过生物作用富集形成生物钡,生物钡(bio-barite)在埋藏过程中的硫酸盐耗竭区(sulfate depleted zones)通过硫酸盐细菌作用(BSR)溶解被激活提供了钡的来源。围岩岩性(黑色泥岩和硅质泥岩)表明重晶石结核形成于缺氧的环境中。上述研究对深入理解早志留世时期扬子板块北缘古海洋环境有一定的启示作用。 相似文献
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Unplugged abandoned oil and gas wells in the Appalachian region can serve as conduits for the movement of waters impacted by fossil fuel extraction. Strontium isotope and geochemical analysis indicate that artesian discharges of water with high total dissolved solids (TDS) from a series of gas wells in western Pennsylvania result from the infiltration of acidic, low Fe (Fe < 10 mg/L) coal mine drainage (AMD) into shallow, siderite (iron carbonate)-cemented sandstone aquifers. The acidity from the AMD promotes dissolution of the carbonate, and metal- and sulfate-contaminated waters rise to the surface through compromised abandoned gas well casings. Strontium isotope mixing models suggest that neither upward migration of oil and gas brines from Devonian reservoirs associated with the wells nor dissolution of abundant nodular siderite present in the mine spoil through which recharge water percolates contribute significantly to the artesian gas well discharges. Natural Sr isotope composition can be a sensitive tool in the characterization of complex groundwater interactions and can be used to distinguish between inputs from deep and shallow contamination sources, as well as between groundwater and mineralogically similar but stratigraphically distinct rock units. This is of particular relevance to regions such as the Appalachian Basin, where a legacy of coal, oil and gas exploration is coupled with ongoing and future natural gas drilling into deep reservoirs. 相似文献
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以六盘山盆地固页1井白垩系马东山组泥页岩为研究对象,通过岩心编录、铸体薄片鉴定、X衍射、扫描电镜及等温吸附等手段,对六盘山盆地固页1井白垩系马东山组泥页岩储层特征进行综合研究。结果表明:马东山组泥页岩具有丰富的岩相组合,包括页岩相、泥质碳酸盐岩相、白云岩相、含碳酸盐质泥岩相、含白云质泥岩相、白云质泥岩相及灰质泥岩相;其中含白云质泥岩相和碳酸盐质泥岩相TOC含量最高。马东山组泥页岩为低孔低渗类储层,其矿物组成以黏土矿物含量低、长石类和碳酸盐类矿物含量高为特征,易于压裂。镜下及扫描电镜观察显示,马东山组泥页岩孔裂隙可概括为顺层分布、网状分布、溶蚀和粒间4种微裂缝与粒间、晶间和溶蚀3种孔隙;其孔隙具有丰富的溶蚀现象,且溶蚀孔多被炭质、方解石、白云石、斜长石、伊利石及石膏等充填,形成丰富的粒间孔、晶间孔、溶蚀孔及晶体间微裂缝;孔隙大小集中分布于2~10μm,个别可达10~33μm。等温吸附表明,马东山组泥页岩最大甲烷吸附能力介于0.96~4.6 m^3/t,均值2.29 m^3/t;Langmuir压力中等偏低,变化范围为1.27~2.21 MPa,平均1.74 MPa,显示马东山组泥页岩具有较强的储气能力。总之,马东山组泥页岩储层孔裂隙发育丰富、泊松比低、脆性好、储气能力好且易于压裂,是良好的页岩油气储层。 相似文献
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以云南曲靖地区筇竹寺组泥页岩为例,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜、高压压汞、常规扫描电镜等实验技术手段,探究泥页岩储层微观储集空间的发育类型与特征。结果表明：筇竹寺组泥页岩储层孔隙成因复杂,类型多样,主要发育的微观储集空间类型包括有机质孔隙、粘土矿物孔隙、颗粒矿物孔隙、微裂隙等,以有机质孔隙最为发育,提供了主要的储集空间;孔隙度介于1.59%~11.33%之间,平均值达到了5.0%,小孔、微孔所占储集空间比例约56.5%,中孔和超大孔所占比例为34.0%,大孔相对较少。控制筇竹寺组页岩孔隙发育的因素主要有TOC、矿物组分和成岩作用,TOC是影响筇竹寺组页岩储层孔隙发育的主控因素,也是提供页岩气主要储存空间的重要物质。 相似文献