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CO_2流体—沉凝灰岩、凝灰质砂岩相互作用的实验研究

作　者: 陈晨
导　师: 彭晓蕾
学　校: 吉林大学
专　业: 矿物学、岩石学、矿床学
关键词: CO2流体 沉凝灰岩 凝灰质砂岩 相互作用实验 溶蚀溶解 自生矿物
分类号: P589.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本文以FYX-1型高压釜为实验仪器，开展了不同温度下CO2流体与沉凝灰岩、凝灰质砂岩相互作用的实验研究。主要研究目的为：解读CO2流体与火山碎屑岩相互作用引起的溶蚀溶解作用和自生矿物的生成；探讨CO2流体与火山碎屑岩相互作用模式。在研究中，采用岩石学特征研究与开展CO2流体-火山碎屑岩相互作用实验等方法，通过研究CO2流体注入后火山碎屑岩发生的溶蚀、溶解作用以及新矿物的生成情况，对火山碎屑岩与CO2的相互作用进行解读和研究，阐明了CO2流体-火山碎屑岩相互作用特征，进一步完善了CO2流体-火山碎屑岩相互作用机理。实验中所使用的样品分别为采自拉布达林盆地上库力地区的上库力组剖面（E：120°28′，N：50°14′）沉凝灰岩和采自兴城地区南尖山义县组火山碎屑岩剖面（E：296677.10,4491022.40）凝灰质砂岩。其中沉凝灰岩主要由晶屑和岩屑组成，成岩作用类型主要为压实作用、胶结作用、脱玻化作用和蚀变作用；凝灰质砂岩为中粒凝灰质岩屑砂岩，成岩作用类型主要为压实作用、胶结和交代作用、蚀变作用。通过对CO2流体－火山碎屑岩相互作用实验结果的研究，发现随温度升高，长石、石英及火山碎屑物质溶蚀、溶解强度增大，并且在同一条件下火山碎屑物质的溶蚀强度大于长石的溶蚀强度；石英在150℃开始发生溶蚀、溶解作用。反应后溶液中K+主要来源于钾长石的溶解，最后富集在溶液中；Ca2+、Mg2+主要和火山碎屑物质的溶解有关，最后与HCO3-结合生成方解石和白云石；Tfe主要来自于中-基性火山岩岩屑等富含Fe的火山碎屑物质，最后与HCO3-结合生成菱铁矿；铝离子主要来自于长石的溶蚀、溶解，不同的溶液pH值，铝离子可以以不同的形式存在，最后发生脱水作用形成一水软铝石；SiO2来源广泛，石英、长石以及火山碎屑物质溶蚀、溶解都可产生SiO2。通过与前人所开展的CO2-长石相互作用实验、CO2-石英相互作用实验、CO2-凝灰岩相互作用实验的研究成果进行对比，证实凝灰岩、沉凝灰岩、凝灰质砂岩在CO2注入实验后的质量损失依次减小，溶蚀、溶解作用依次减弱。这一现象说明，CO2流体对火山碎屑岩的改造强度受火山碎屑岩中火山碎屑物质的含量高低的影响，火山碎屑物质含量的增加，CO2对其改造作用逐渐增强。实验结束后，新生成矿物包括一水软铝石、菱铁矿和白云石等。

全文目录


中文摘要  4-6
Abstract  6-10
前言  10-18
  0.1 论文依托项目  10
  0.2 研究目的及意义  10-11
  0.3 国内外研究现状  11-14
  0.4 研究内容  14-15
  0.5 研究思路及技术路线  15-16
  0.6 完成工作量及取得的创新性成果认识  16-18
第1章 实验设备与实验方法  18-22
  1.1 实验设备  18-19
  1.2 实验样品  19
  1.3 分析测试方法  19-20
  1.4 实验过程与实验条件  20
  小结  20-22
第2章 实验样品的地质背景和岩石学特征  22-44
  2.1 沉凝灰岩的地质背景和岩石学特征  22-32
  2.2 凝灰质砂岩的地质背景和岩石学特征  32-42
  小结  42-44
第3章 CO_2流体-沉凝灰岩相互作用的实验研究  44-54
  3.1 反应后样品表面矿物的溶蚀、溶解  44-48
  3.2 反应后溶液的总矿化度及 pH 值变化  48-49
  3.3 反应后溶液离子浓度的变化  49-52
  3.4 样品表面新矿物的生成  52-53
  小结  53-54
第4章 CO_2流体-凝灰质砂岩相互作用的实验研究  54-63
  4.1 反应后样品中矿物的溶蚀、溶解  54-57
  4.2 反应后溶液的总矿化度及 pH 值变化  57-59
  4.3 反应后溶液离子浓度的变化  59-61
  4.4 样品表面新矿物的生成  61-62
  小结  62-63
第5章 CO_2流体注入对火山碎屑岩的改造作用  63-74
  5.1 反应后样品的溶蚀、溶解  63-65
  5.2 反应中各类离子的释放程度  65-68
  5.3 新矿物的生成  68-70
  5.4 CO_2流体对火山碎屑岩的改造作用  70-72
  小结  72-74
结论  74-76
参考文献  76-81
致谢  81

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 岩石学 > 实验岩石学、工艺岩石学 > 实验岩石学
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