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胶北区域变质型晶质石墨矿成矿初探

岩石学报 2024年第10期40卷 3281-3304页

作者：孔凡梅孙彤李增胜李旭平李大鹏谭凯舰山东科技大学地球科学与工程学院青岛266590 自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室济南250013 山东省地质科学研究院济南250013

本文对胶北地块平度-莱西晶质石墨成矿带内莱西南墅、平度大金埠、平度东石岭石墨矿区及南墅矿区附近的莱西庞格庄、东白石地区的含石墨孔兹岩进行了野外观察、岩相学分析、主量元素与微量元素分析,并进行了原岩恢复和石墨拉曼光谱研究... 详细信息

本文对胶北地块平度-莱西晶质石墨成矿带内莱西南墅、平度大金埠、平度东石岭石墨矿区及南墅矿区附近的莱西庞格庄、东白石地区的含石墨孔兹岩进行了野外观察、岩相学分析、主量元素与微量元素分析,并进行了原岩恢复和石墨拉曼光谱研究。研究结果表明,五处研究区含石墨孔兹岩原岩均为粘土岩或页岩,其m(m=100×MgO/Al_(2)O_(3))值呈现出海水沉积环境的特征。南墅石墨矿区含石墨孔兹岩形成于岛弧环境,大金埠、东石岭和东白石含石墨孔兹岩来源于活动大陆边缘,庞格庄含石墨孔兹岩具有被动大陆边缘成因特征,它们均是胶-辽-吉造山带不同构造演化阶段的沉积产物。所研究的含石墨孔兹岩中鳞片状石墨结晶程度较好,石墨拉曼光谱特征与麻粒岩相变质条件下形成的石墨一致,岩相学和拉曼光谱研究表明高晶度石墨形成于温度峰期后的熔体冷却阶段。含石墨孔兹岩野外露头和岩石薄片岩相学特征指示深熔作用/混合岩化作用的普遍性,高晶度石墨的形成与高温-超高温的变质作用密切相关,所研究的含晶质石墨孔兹岩记录了片状石墨矿床中一种主要的矿化过程——深熔作用。约1850~1830Ma的变质年龄既代表了胶-辽-吉带区域减压折返引起的深溶作用或混合岩化作用的时间,也是平度-莱西石墨成矿带高晶度石墨结晶成矿的时代。

关键词：含石墨麻粒岩高晶度石墨深熔作用/混合岩化作用石墨成矿

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非传统石油地质学理论的内涵与外延

天然气地球科学 2024年第5期35卷 763-784页

作者：朱光有张岩张志遥艾依飞李茜段鹏珍刘金城中国石油勘探开发研究院北京100083

非传统石油地质学是指传统石油地质学和非常规石油地质学研究范畴以外的含油气盆地共伴生地质资源的形成机理、分布特征、富集规律等一系列地质学问题的总称,包括地层水、岩石、原油和天然气中相关有价值的元素(氢气、氦气等)或化合物,... 详细信息

非传统石油地质学是指传统石油地质学和非常规石油地质学研究范畴以外的含油气盆地共伴生地质资源的形成机理、分布特征、富集规律等一系列地质学问题的总称,包括地层水、岩石、原油和天然气中相关有价值的元素(氢气、氦气等)或化合物,以及地热、储气库、碳中和等相关的科学问题和资源勘探。含油气盆地作为多种资源汇聚的聚宝盆,是非传统石油地质学研究的重要领域。石油勘探与开发引领了盆地中多种矿产资源协同开发和利用,石油地质学又引领了油气及多种矿产的成因、演化和分布规律的研究。油气勘探开发科技进步促进了石油地质学向深地、深海进发,勘查到的非油气资源越来越多,越发促进石油地质学的扩展和进步。综述了在非传统石油地质学范畴内发现的种类丰富的油气共伴生资源,主要包括油气藏内的原油中贵重元素(金、银和铂族等)、富钾卤水、氦气、氢气、硫化氢、二氧化碳和汞,油气藏外的地热、砂岩型铀矿、盐/碱矿和煤,以及为废弃油气藏再利用提供巨大潜力的储气库和二氧化碳封存等非油气藏工程。复杂的地质作用使各类矿产资源赋存在地壳不同深度,针对油气共伴生矿产资源的综合勘查与评价应基于含油气盆地的复杂地质条件,对油气与共生伴生矿产的共生关系、分布规律、赋存形态、品位数据、地质储量、开采潜力及经济效益等进行综合评价,建立综合开发利用技术体系。含油气盆地常规/非常规油气资源与非油气资源协同共生、共同开发,需以综合勘探开发为原则,持续加大对油气共伴生矿产资源的科研投入,进而有效保障资源需求、加速实现能源转型,并指导盆地内资源的充分勘探与开发。

关键词：非传统石油地质学非常规石油地质学氢氦富钾卤水地热能铀矿二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)

黔西北煤田晚二叠世煤关键金属Li-Nb-Ta富集特征及成因机制

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地质学报 2024年第8期98卷 2316-2335页

作者：金超刘浪涛张小刚高帅坡程智伟李斌斌周进伟陈永龙河北省资源勘测研究重点实验室河北邯郸056038 河北工程大学地球科学与工程学院河北邯郸056038

关键金属是当今社会必须的但是安全供应存在高风险的一类金属的总称。煤因富含有机质往往能够富集关键金属,特殊地质条件下能形成煤型关键金属矿床。很多研究表明我国西南地区晚二叠世含煤地层富含多种关键金属,但是其富集特征和形成机... 详细信息

关键金属是当今社会必须的但是安全供应存在高风险的一类金属的总称。煤因富含有机质往往能够富集关键金属,特殊地质条件下能形成煤型关键金属矿床。很多研究表明我国西南地区晚二叠世含煤地层富含多种关键金属,但是其富集特征和形成机制仍然不清楚。本文以贵州黔西北煤田泰来煤矿上二叠统龙潭组9#煤层为研究对象,系统采集了煤层及顶底板样品,利用粉末X射线衍射仪对样品进行了矿物类别分析,利用X射线荧光光谱仪对样品进行了主量元素分析,利用电感耦合等离子体质谱仪对样品进行了微量元素分析。实验结果表明样品中的主要矿物包括高岭石、石英、伊利石、黄铁矿、锐钛矿、金红石、方解石、白云石、钠云母和钠长石等。含量较多的主量元素氧化物为SiO_(2)、TiO_(2)、Al_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3),存在富集的微量元素为Li、Nb、Ta、Zr、Hf、Sn、Th和In,其中Li、Nb和Ta的含量分别为世界煤均值的7.9倍、7.8倍和8.7倍。沉积物源和矿物赋存特征分析表明,峨眉山中性火山岩和高钛玄武岩对含煤盆地的物质供应具有一定的贡献,沉积之后的热液活动对该煤层关键金属的富集具有重要作用。

关键词：黔西北煤田晚二叠世煤关键金属元素 Li-Nb-Ta富集

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厚脉栉羊齿Pecopteris lativenosa Halle emend. Li et al.的羽叶复原

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古生物学报 2024年

作者：吴怡菲李丹丹孙文俊张宜王军古生物学与油气地层应用重点实验室中国科学院南京地质古生物研究所自然资源部东北亚古生物演化重点实验室中国科学院大学沈阳师范大学古生物学院

厚脉栉羊齿(Pecopteris lativenosa Halle emend. Li et al.)自1927年建立以来，在华北晚古生代陆相地层中多有报道，但皆为不完整的营养羽片，且形态差异较大，导致其鉴定较为混乱。本文依据内蒙古乌达煤田太原组火山凝灰岩植物群... 详细信息

厚脉栉羊齿(Pecopteris lativenosa Halle emend. Li et al.)自1927年建立以来，在华北晚古生代陆相地层中多有报道，但皆为不完整的营养羽片，且形态差异较大，导致其鉴定较为混乱。本文依据内蒙古乌达煤田太原组火山凝灰岩植物群(即二叠纪“植物庞贝”)中大量较为完整的厚脉栉羊齿标本，探讨其羽状复叶的完整形态; 在前人研究的基础上将该种末次羽片形态分为UP3、UP7、UP2和UP1共4种类型，末二次羽片分为PP1、PP2、PP3、PP4、PP5和PP6共6种类型。对厚脉栉羊齿的三次羽状复叶进行了复原，修订了各级羽片的鉴定依据，并补充了变态叶和茎干等相关信息。与该种的模式标本进行对比，推测模式标本中各羽片类型可能代表了复叶末三级轴顶部的PP2型和PP3型末二次羽片，为厚脉栉羊齿的鉴定提供了依据。

关键词：厚脉栉羊齿羽片复原变态叶茎干早二叠世乌达

不同材质共享缆绳对浮式风电场系泊响应的影响

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中国舰船研究 2024年第4期19卷 59-70页

作者：仲凡连宇顺郑金海陈文兴马刚 YIM Solomon C.S. 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098 浙江理工大学纺织纤维材料与加工技术国家地方联合工程实验室浙江杭州310018 哈尔滨工程大学烟台研究院山东烟台264006 俄勒冈州立大学美国俄勒冈州科瓦利斯97331

[目的]旨在合理设计浮式风电场的共享系泊系统,探究不同材质共享缆绳对浮式风电场动力响应的影响。[方法]首先,对浮式风电场设计共享系泊和传统(无共享缆绳)系泊方案,比较两种系泊方案的动力响应和经济成本,验证设计方案的可行性。其次... 详细信息

[目的]旨在合理设计浮式风电场的共享系泊系统,探究不同材质共享缆绳对浮式风电场动力响应的影响。[方法]首先,对浮式风电场设计共享系泊和传统(无共享缆绳)系泊方案,比较两种系泊方案的动力响应和经济成本,验证设计方案的可行性。其次,探究两类共享系泊系统对浮式风电场系泊响应的影响。最后,分析环境载荷的施加方向和缆绳材质对共享缆绳平均张力的影响。[结果]采用不同材质共享系泊系统的浮式风电场,其叶片张力近乎相同;两类共享系泊系统对风机位移和系缆平均张力的影响存在差别。此外,环境载荷施加角度和系缆材质也对风机位移和共享缆绳受力产生影响。[结论]该研究可为系泊系统中共享缆绳选型提供参考。

关键词：共享系泊系统共享缆绳锚链高强聚乙烯缆绳海上浮式风电场

渗透率各向异性对地热电池高效储能发电系统的影响

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石油科学通报 2024年第3期9卷 476-486页

作者：甘泉刘艳婷马跃强汪涛胡大伟郅胜重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044 中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071 中国华融国际控股有限公司中国香港999077

在当前能源转型的大背景下,清洁能源利用的创新技术市场日益扩大。地热电池储能发电技术有望解决太阳能、风能等可再生能源间歇性问题,受到清洁能源领域的关注。地热电池储能系统利用沉积地层中形成的低渗透率、低孔隙度的盖层和基层以... 详细信息

在当前能源转型的大背景下,清洁能源利用的创新技术市场日益扩大。地热电池储能发电技术有望解决太阳能、风能等可再生能源间歇性问题,受到清洁能源领域的关注。地热电池储能系统利用沉积地层中形成的低渗透率、低孔隙度的盖层和基层以及高渗透率、高孔隙度的中间储层实现热水的储存。这些热水创造了一个高温地热储层,已有研究表明这些储热可以高效回收,甚至可能实现长期甚至季节性的存储。在沉积结构中,其物理特征等方面存在十分明显各向异性,其中渗透率各向异性在流体的流动过程中发挥着重要作用。因此,研究渗透率各向异性对储能产能的影响至关重要。本研究利用TOUGHREACT-FLAC3D耦合软件建立了地热储能温度场—渗流场—应力场(THM)多场耦合模型,模拟了4种渗透率各向异性的情况,并分析了4种条件下热水注入和生产中热水流动路径、温度和压力的分布以及发电效率。结果表明:(1)渗透率各向异性对注采过程中压力的演变有强烈的影响,压力锋面在渗透率大的方向快速移动,而且各向异性越小,储层等效渗透率越大,注入热水需要的压力越小。(2)热水流动优先在渗透率大的方向流动,温度和压力的传播与热水流动方向一致,但是温度分布主要由流体流动的方向决定,在流动过程中热水用于加热初始环境中较冷的岩石和水造成热量损失,所以渗透率各向异性对储层温度的分布情况影响较小。(3)储层的岩石在高温热水的作用下发生膨胀,其孔隙压力恢复值随温度的升高逐渐高于储层初始的孔隙压力(12 MPa)。(4)在进行的30个注采循环结束后渗透率各向异性为1000时产生的电量最高可以达到5.2 MW。因此,在地热电池储能系统进行选取时,选择水平方向与垂直方向渗透率各向异性大的储层产能效率更高。

关键词：地热电池渗透率各向异性地热储能可再生能源数值模拟

胶东祥山铁矿的成因探讨:来自铁矿石和宿主岩的岩石学、矿物化学和年代学证据

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岩石学报 2022年第10期38卷 3209-3230页

作者：李旭平陈燕平李增胜李洪奎陈莉陈妍蓉孔凡梅山东省沉积成矿作用实验室山东科技大学地球科学与工程学院青岛266510 山东省地质科学研究院济南250013

祥山富磷灰石铁矿出露在烟台莱山地区,位于胶-辽-吉造山带中的胶东半岛,也是我国重要的胶东金矿成矿区。矿体赋存在胶北地体的前寒武系荆山群中,原岩为侵入到表壳岩中的层状镁铁-超镁铁质岩体。铁矿石呈块状和致密浸染状,以透镜体和脉... 详细信息

祥山富磷灰石铁矿出露在烟台莱山地区,位于胶-辽-吉造山带中的胶东半岛,也是我国重要的胶东金矿成矿区。矿体赋存在胶北地体的前寒武系荆山群中,原岩为侵入到表壳岩中的层状镁铁-超镁铁质岩体。铁矿石呈块状和致密浸染状,以透镜体和脉体形式产出在岩体中,且与岩体走向一致。矿体和宿主岩均经历了角闪岩相变质作用。宿主岩地球化学研究显示其形成于与岛弧相关的陆内造山环境。宿主岩和铁矿石的锆石U-Pb年龄分别为1889Ma和1832~1841Ma的变质年龄,分别代表了胶-辽-吉造山带碰撞、折返的年龄,也代表了铁矿石最早形成年龄的上限。铁矿石中磷灰石有两期,早期磷灰石(Ap-Ⅰ)与宿主岩的磷灰石都具有轻稀土富集的岩浆成因特征,而晚期磷灰石(Ap-Ⅱ)呈现中稀土凸起的变质成因特征。宿主辉石角闪岩、铁矿石早期磷灰石和晚期磷灰石的U-Pb年龄分别为131±17Ma、368±36Ma和285±22Ma。对应于磷灰石,铁矿石中的磁铁矿也有两期,V、Ti、Cr、Fe、Ni等亲铁元素同样表现出早期磁铁矿(Mag-A)与宿主岩的磁铁矿都具有岩浆成因特征,而晚期磁铁矿(Mag-B)呈变质成因。但铁矿石中的早期磁铁矿(Mag-A)与宿主岩的磁铁矿均受到了晚期热液作用的影响而发生了再平衡过程,可能是在早期磷灰石形成时(~368Ma)的重结晶过程中发生了微量元素的再平衡作用。磷灰石的~285Ma年龄代表了铁矿石的最后一期成矿时间,而宿主岩中磷灰石记录的~131Ma的年龄与胶东金成矿期年龄一致,是与研究区铁成矿无关的一次热液交代事件。鉴于铁矿石中磷灰石与磁铁矿的结构关系,本文认为祥山磁铁矿的成矿作用形成于中元古代胶辽吉造山带的折返过程,后期叠加了晚泥盆和早二叠世的热液富集成矿。磁铁矿的主微量元素研究表明,祥山铁矿的成因是岩浆-热液混合成因,具有Kiruna型铁矿特征。

关键词：祥山铁矿锆石U-Pb定年磷灰石U-Pb定年磁铁矿微量元素铁矿成因

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分布载荷加载下中心直裂纹巴西圆盘的断裂参数研究

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岩土力学 2021年第11期42卷 2987-2996,3007页

作者：刘建乔兰李庆文李远赵国彦北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

为研究分布载荷加载对中心直裂纹巴西圆盘试样断裂参数的影响,综合运用复变函数理论及权函数方法,在推导出5种形式分布载荷加载下中心直裂纹巴西圆盘(简称CCBD)试样的任意I-II型断裂参数解析解的基础上探究接触载荷分布形式及分布角度对... 详细信息

为研究分布载荷加载对中心直裂纹巴西圆盘试样断裂参数的影响,综合运用复变函数理论及权函数方法,在推导出5种形式分布载荷加载下中心直裂纹巴西圆盘(简称CCBD)试样的任意I-II型断裂参数解析解的基础上探究接触载荷分布形式及分布角度对I、II型应力强度因子及T应力的影响。研究结果表明:当接触载荷的分布角度及裂纹相对长度较大时,接触载荷的分布形式对几何参数YI、YII及T^(*)的影响较显著;纯I型断裂的YI、T^(*)及纯II型断裂的YII均随接触载荷分布角度的增大而减小,而纯II型断裂的T^(*)却随接触角度的增大而增大;当接触载荷形式为常数函数时,载荷分布角度对几何参数的影响最大,而四次函数下,载荷分布角度对几何参数的影响相对最小;纯II型断裂角度受接触载荷分布形式及分布角度影响较小,而中心裂纹相对长度对其影响较显著。

关键词：分布载荷中心直裂纹巴西圆盘应力强度因子 T应力解析解

以水滑石及类水滑石为前体的Mg/Al、Co/Al及Co/Mg/Al混合氧化物的合成、表征和异丙醇催化性能

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无机化学学报 2005年第1期21卷 43-50页

作者：刘炳华张惠良沈俭一南京大学化学系南京210093

以共沉淀法合成的水滑石(HT)和类水滑石(HTLc)为前体制备了镁铝、钴铝、钴镁铝混合氧化物,采用了BET、XRD、TG-DTA、TPR、FTIR和微量量热吸附及异丙醇催化反应进行了研究。结果表明:以HT和HTLc为前体制备的混合氧化物,其比表面积较大、... 详细信息

以共沉淀法合成的水滑石(HT)和类水滑石(HTLc)为前体制备了镁铝、钴铝、钴镁铝混合氧化物,采用了BET、XRD、TG-DTA、TPR、FTIR和微量量热吸附及异丙醇催化反应进行了研究。结果表明:以HT和HTLc为前体制备的混合氧化物,其比表面积较大、并随着钴含量的增加而降低。在HT中引入Co2+离子后,由于Co2+离子的氧化还原属性,削弱了水滑石层对阴离子的键合能力,从而使其热分解温度及热稳定性降低,导至焙烧后生成的混合氧化物的比表面积比不含钴的2Mg/Al混合氧化物的低。在TPR过程中,镁铝混合氧化物不被还原,而含钴的混合氧化物的还原是经由Co3+→Co2+→Co0的过程。混合氧化物表面含有酸性位和碱性位,并随着钴含量的变化而得到调变。含钴氧化物样品的表面以L酸为主和含有很少量的B酸。异丙醇催化反应生成丙酮的选择性最高,表明样品表面的氧化还原位是主要的,随着钴的加入及含量的增大,异丙醇催化反应的转化率也是增大的。

关键词：前体异丙醇混合氧化物合成催化反应比表面积 TPR Co^2+离子类水滑石催化性能