埋藏风化壳结构的矿物学与地球化学特征及其控藏作用

通过岩心观察、矿物及元素分析等手段,分析了济阳坳陷义和庄凸起前第三系埋藏风化壳结构的矿物学与元素地球化学特征.结果表明:义和庄凸起前第三系坶藏风化壳具有风化黏土层和半风化岩石的二层结构;由半风化岩石到风化黏土层,抗风化能力弱的长石等原生矿物逐渐减少,次生黏土矿物逐渐富集,半风化岩石上部与风化黏土层为Fe,Al元素的富集带,Ca,Na元素大量流失,K,Mg元素由于交代作用变化较复杂;义和庄凸起埋藏风化壳结构在油气成藏过程中起主要作用的是半风化岩层中部的孔缝连通体,它既为油气运移的良好通道,也可成为有效储层;风化黏土层与上覆岩层一起形成了复合型盖层.     

地衣和地衣酸与岩石矿物风化及其机制研究进展

岩石矿物风化是地球表面发生的最重要化学现象之一,其中生物风化备受关注。对地衣及地衣真菌分泌的地衣酸类物质(简称地衣酸)在岩石矿物风化中的作用及机制进行综合述评,从而为科学评价地衣和地衣酸在森林(特别是寒温带)生态系统中的作用提供理论依据。地衣通过物理和化学方式显著诱导并加速岩石矿物的风化进程,即同时具有生物物理风化和生物化学风化两方面作用,而后者更为重要。在地衣诱导的岩石矿物风化过程中,地衣依其共生真菌/藻类特异性分泌的地衣酸起主导作用,无论是在野外还是实验室条件下,地衣酸都是岩石矿物生物风化的主要作用力。地衣酸对岩石矿物的风化机制包括质子促进效应和络合促进效应两方面,特别是地衣酸能与岩石矿物中的盐基离子形成可溶性螯合物,从而引起岩石矿物的强烈溶蚀。     

巷道底板泥化机理与加固措施

针对掘进巷道底板存在的泥化问题,依靠X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等实验分析了泥岩的矿物成分、有机质作用,对泥岩泥化作用机理及影响因素进行了研究,得出了泥岩的黏土矿物成分主要是由伊/蒙混层、伊利石、蒙脱石、高岭石和绿泥石等组成,泥岩中的有机质加剧了泥化趋势,巷道积水、裂隙水、层间水、结构水等降低了泥岩的强度,泥岩的泥化是水、裂隙、动载荷、有机质等共同作用的结果,最后提出了泥岩巷道泥化治理的措施.     

沉积岩中放射性元素的分布规律及其在层序地层学研究中的应用

根据矿物的成因、性质及其变化机理，沉积岩中含放射性元素矿物主要有四种成因类型：残留矿物、新生表生矿物、沉积矿物及成岩矿物。含放射性元素矿物在沉积岩中有一定的分布规律，在沉积空间上，含放射性元素矿物主要有四个富集区：近物源区和风化氧化带，沼泽泥炭煤发育区，有胶体沉积或重砂富集的湖海滨岸区，富泥、富有机质的深水区及富钾岩的沉积区。以塔里木盆地为研究实例，说明了这些规律在地层对比及层序地层学研究中的应用     

沉积岩中放射性元素的分布规律及其在层序地层学研究中的应用

根据矿物的成因、性质及其变化机理。沉积岩中含放射性元素矿物主要有四种成因类型：残留矿物、新生表生矿物、沉积矿物及成岩矿物。含放射性元素矿物在沉积岩中有一定的分布规律，在沉积空间上，含放射性元素矿物主要有四个富集区：近物源区和风化氧化带，沼泽泥炭煤发育区，有胶体沉积或重砂富集的湖海滨岸区，富泥、富有机质的深水区及富钾岩的沉积区，以塔里木盆地为研究实例，说明了这些规律在地层对比及层序地层学研究中的应用价值。     

南方土壤酸沉降敏感性研究：Ⅴ.模拟酸雨条件下土壤矿物风化特征

研究了模拟酸雨条件下土壤及粘土矿物与砂矿物的风化特征．结果表明,在本实验时间范围内,ｐＨ＜３．５的模拟酸雨可引起土壤矿物风化速率的明显增大,土壤矿物风化速率的变化特点是先快后慢．不同土壤类型的风化速率取决于发育程度和易风化矿物的质量分数．发育程度较低的土壤,盐基离子的释放主要来源于砂矿物组,而发育程度较高的土壤,盐基离子则主要来源于粘土矿物组．     

一种新型红色夹泥成因机制的工程地质分析

以湖北某水电站坝肩岩体内发现的大量红色夹泥为例,以红色夹泥的矿物成分和化学成分分析结果以及物理性质测试结果为基础,结合现场调查资料,从构造、正常风化卸荷、斜坡变形、喀斯特垮塌等方面入手,综合分析得出了红色夹泥的成因是:红色夹泥是由于层状岩体中小型层状溶洞顶板岩体坍塌,造成围岩变形、拉裂,后期地下水携带泥质物充填形成.     

赣南花岗岩风化带岩土体强度特征及边坡破坏模式分析

为研究赣南地区花岗岩风化带岩土体强度特性及边坡破坏模式,采用室内岩矿鉴定、X粉晶衍射试验和电镜扫描等方法对原岩和全风化花岗岩进行矿物成分和微观结构分析,同时通过全风化花岗岩三轴固结不排水剪切试验,中风化花岗岩单轴和三轴试验对风化带岩土体的强度特征和破坏模式进行了研究。结果表明:随着围压增大,全风化花岗岩应力-应变关系发生了转型,破坏模式为先鼓胀再剪切破坏;中风化花岗岩在单轴压缩条件下经历了四个破坏阶段,三轴试验得到岩块的抗剪强度参数,经虎克布朗准则反演得到了岩体的强度参数。结合野外特征,赣南花岗岩风化带岩土体边坡失稳破坏模式主要有5种,其中坡面冲刷破坏占比较大。     

粘粒含量对泥化夹层抗剪强度的影响

本文讨论了泥化夹层抗剪强度的影响因素,并且介绍了作者关于长江葛洲坝水利枢纽泥化夹层的研究成果。成果表明:红层地区,粘土矿物成分类型常为混合型,在粘土矿物组成类似的条件下,粘粒含量是影响泥化夹层抗剪强度的重要因素,二者之间有着良好的相关关系,即随着粘粒含量的增加,抗剪强度明显降低,本文还提供了粘粒含量与残余强度、屈服强度和峰值强度的相关曲线。     

《中国学术期刊文摘》综述文摘选登

微生物对硅酸盐矿物风化作用研究进展吴涛(南京大学地球科学系内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室,南京210093)微生物对硅酸盐矿物风化影响研究取得了一系列重要进展。在贫营养环境中,微生物风化硅酸盐矿物获取营养物质,加速了硅酸盐矿物的风化;由于微生物的作用,矿物的风化会不遵循正常的矿物化学风化序列,表现出稳定矿物比不稳定矿物更易发生     

黑色页岩化学风化过程的微观机制及演化

针对黑色页岩化学风化系统的复杂系统演化问题,通过X射线衍射(XRD)试验、扫描电子显微镜和X射线能谱(SEM-EDS)试验,从风化过程的微观结构变化和非平衡热力学过程出发,对黑色页岩化学风化剖面中不同风化层的矿物成分和微观结构变化进行对比分析,探讨黑色页岩化学风化的微观机制,同时利用非平衡态热力学理论和耗散结构原理分析黑色页岩化学风化系统的耗散结构的形成过程及化学风化演化规律。研究表明:在黑色页岩化学风化过程中酸性水的侵蚀作用下,易溶性矿物溶解、次生矿物生成及离子交换吸附作用,促使矿物成分发生转变;同时矿物颗粒间的连接方式发生了改变,也促使岩石内部产生大量微孔隙。黏土矿物和含水硫酸盐矿物的吸水膨胀及失水收缩过程,使岩石内部产生不均匀应力,进一步改变岩石内部的微孔隙,促进化学风化进程。黑色页岩化学风化系统是一个开放的复杂系统,利用非平衡热力学计算认为该系统是不可逆过程,且经历了近平衡阶段和远离平衡阶段,最终可形成具有一定稳定性的耗散结构。     

钱塘江河口区重矿物特征及其与动力环境的关系

本文研究钱塘江河口区的重矿物组成、组合类型、重矿物的分区及其与水动力的关系,同时探讨其物质的来源。钱塘江河口区已鉴定的重矿物有25种,分为四种组合类型,同时存在与其相适应的四个重矿物区,近口段重矿物区、河口段重矿物区,杭州湾重矿物区与金山深槽重矿物区。钱塘江河口区在不同的区段其沉积物来源不一样。近口段主要来自钱塘江流域,口外海滨主要来自长江口,河口段则两者兼有,而金山深槽主要来自槽下被冲刷出来的全新世的沉积物。     

钱塘江河口区重矿物特征及其与动力环境的关系

本文研究钱塘江河口区的重矿物组成、组合类型、重矿物的分区及其与水动力的关系,同时探讨其物质的来源。钱塘江河口区已鉴定的重矿物有25种,分为四种组合类型,同时存在与其相适应的四个重矿物区,近口段重矿物区、河口段重矿物区,杭州湾重矿物区与金山深槽重矿物区。钱塘江河口区在不同的区段其沉积物来源不一样。近口段主要来自钱塘江流域,口外海滨主要来自长江口,河口段则两者兼有,而金山深槽主要来自槽下被冲刷出来的全新世的沉积物。     

太湖现代沉积物的物质组成和形成条件分析

对太湖现代沉积物进行了X射线衍射分析、粒度分析和常量元素分析，由此推断它们的矿物成分、化学风化程度差异，并分析了不同的水动力条件和物源。太湖沉积物的主要矿物组成是石英、云母、正长石和钠长石，粘土矿物为伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石。化学组成显示，太湖沉积物的烧失量较高，与上部陆壳平均化学成分相比，Na、Na、K、Mg亏损，Mn、Ti富集，上部陆壳成分标准化图表明其风化程度明显强于下蜀土。化学风化程度指标CIA、Na/K值和Fe/Mg值的变化也表明太湖沉积物的化学风化作用比下蜀土强，，并存在地域的差别。太湖沉积物的CaCO3含量明显较低，反映了太湖流域本身的特点。所有这些特征表明，太湖沉积物的形成不仅与物源、地域位置有关，而且明显受人类活动的影响。     

青藏高原风化壳红土的沉积地球化学和矿物学特征及环境意义

对青藏高原主夷平面上分布的风化壳红土进行了沉积地球化学和矿物学方面的研究。结果表明,高原风化壳红土中细粒物质（粒径小于１ｍｍ）的粒径分布范围较广且比较均匀;红土中粘粒部分的主要化学成分为ＳｉＯ２,Ａｌ２Ｏ３和Ｆｅ２Ｏ３;粘土矿物多属于伊利石－高岭石型组合,少数属高岭石－伊利石型组合。高原风化壳红土处在红土化的初期阶段,间接反映了青藏高原古岩溶发育时期的湿热气候。     

第三系粉砂质泥岩风化特性

 为研究第三系粉砂质泥岩的风化特性,通过不同的试验,对不同风化程度的粉砂质泥岩岩体分别进行工程特性、风化耐久性和风化速度研究。通过测试风化岩体的矿物成分、化学成分及物理力学性质来对其工程特性进行研究;通过抗压强度试验、软化崩解性试验对其风化耐久性进行研究;通过对所处4种不同环境的风化岩石的观测试验来对其风化速度进行研究。试验结果表明：随着岩体风化程度的加深,岩石中黏土矿物含量增加,活动性强的化学成分相对减少,岩石干密度降低、总孔隙度和吸水率增大,力学性能降低,岩体更容易软化崩解。岩石的风化速率与自身的风化状态和暴露的面积有关。     

Millennial climate changes since MIS 3 revealed by element records in deep-sea sediments from northern South China Sea

High resolution elemental MD05-2903 from the northern South records in core China Sea were obtained from XRF scanning and grain size and mineral component analyses. The K/Ti curve reveals climate changes since MIS 3 on a millennial scale, representing one of the best such records so far from deep-sea sediments of the South China Sea. When compared our K/Ti record with other climate records from high latitude ice cores and from East Asia stalagmites, variations in the K/Ti record show some typical saw-shaped features of rapid climate changes in the Northern Hemisphere. Grain size analysis reveals a close relationship between variations in K/Ti and in the fine end-member grain size. XRD analysis confirms that high K/Ti layers were dominated by K-rich weathering minerals, especially illite, while low K/Ti layers contain low illite but high abundance of Ti-rich heavy minerals. Therefore, the K/Ti record reflects changes in the input and deposition of fine weathering minerals and heavy minerals in the northern South China Sea region during stadials and interstadials. These elemental changes were largely con- trolled by variations in rainfall, erosion, and fluvial trans- portation induced by East Asia Monsoon.     

CO-超临界水条件下硅灰石矿化隔离CO2实验

对CO-超临界水制氢条件下硅灰石直接矿物碳酸化隔离制氢过程中产生的CO2进行了实验研究,考察了温度、压力及硅灰石的加入等对反应的影响.结果表明:硅灰石可以在CO-超临界水条件下对反应过程中生成的CO2进行矿物碳酸化固定.温度和CO初压的增加,可以促进H2产率的提高,同时也可以增加硅灰石的矿化效率;硅灰石的加入,对CO与超临界水反应也有一定的促进作用.在4MPa CO初压,420℃和10g硅灰石样品的条件下,产物气体中H2体积分数最高,为12.2%;在6MPa CO初压,400℃和10g硅灰石样品的条件下得到29.9%的矿石最高矿化效率.     

风化壳氧化镍-硅酸镍矿石建造

超铁镁岩(超基性岩)在热带、亚热带地区,通过红土化作用,可形成具有重要工业意义的风化壳硅酸镍矿床。其主要工业矿物为暗镍蛇纹石、镍绿泥石、绿高岭石和蜡蛇纹石等。矿床的垂直分带明显,由上而下主要为褐铁矿(赭石)带,中间绿高岭石带或硅质带,淋滤蛇纹岩带或腐蚀岩带,以及原岩带或蛇纹石化橄榄岩带。